JP4693896B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

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本発明は、排気系に排気ガス浄化用の三元触媒が設けられた内燃機関制御装置に関し、特に、三元触媒の劣化検出領域を拡大するための新規な技術を備えた内燃機関制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control device in which an exhaust gas purification three-way catalyst is provided in an exhaust system, and more particularly, to an internal combustion engine control device equipped with a novel technique for expanding a three-way catalyst deterioration detection region. .

一般に、内燃機関においては、排気ガスの有害成分を浄化するために、三元触媒が用いられている。三元触媒は、排気ガスが理論空燃比よりもリーンであるときには、酸素を吸蔵する。一方、排気ガスが理論空燃比よりもリッチであるときには、酸素を放出する。これにより、三元触媒内の雰囲気を理論空燃比に保つ酸素吸蔵能力を有する。   Generally, in an internal combustion engine, a three-way catalyst is used to purify harmful components of exhaust gas. The three-way catalyst stores oxygen when the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, when the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is released. Thereby, it has the oxygen storage capability which maintains the atmosphere in a three-way catalyst at a theoretical air fuel ratio.

また、三元触媒は、排気ガスに含まれる有害な3成分のうち、HCおよびCOを酸化し、NOxを還元することにより、各成分を無害なガスに浄化する能力を有する。さらに、三元触媒の浄化能力は、理論空燃比の近傍で最大となるので、三元触媒の酸素吸蔵能力と浄化能力とが組み合わされることにより、排気ガスは、良好に浄化される。   The three-way catalyst has an ability to purify each component into harmless gas by oxidizing HC and CO and reducing NOx among the three harmful components contained in the exhaust gas. Furthermore, since the purification capacity of the three-way catalyst is maximized in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust gas is favorably purified by combining the oxygen storage capacity and the purification capacity of the three-way catalyst.

しかしながら、排気ガスが理論空燃比よりもリーンとなって、吸蔵した酸素量が酸素吸蔵容量を超えると、三元触媒内の雰囲気が理論空燃比に保たれず、NOx浄化率が著しく悪化する。   However, if the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and the amount of stored oxygen exceeds the oxygen storage capacity, the atmosphere in the three-way catalyst is not maintained at the stoichiometric air-fuel ratio, and the NOx purification rate is significantly deteriorated.

また、排気ガスが理論空燃比よりもリッチとなって、吸蔵していた酸素量が不足すると、三元触媒内の雰囲気が理論空燃比に保たれず、HCおよびCOの浄化率が悪化する。三元触媒が劣化すると、酸素吸蔵容量が減少するので、浄化性能が悪化することが知られている。   If the exhaust gas becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio and the stored oxygen amount is insufficient, the atmosphere in the three-way catalyst is not maintained at the stoichiometric air-fuel ratio, and the purification rate of HC and CO deteriorates. It is known that when the three-way catalyst is deteriorated, the oxygen storage capacity is reduced, so that the purification performance is deteriorated.

そこで、三元触媒の上流側および下流側に空燃比センサを設け、酸素吸蔵容量を計測して三元触媒の劣化を検出するように構成した内燃機関制御装置が提案されている。このとき、排ガスの悪化を防止するために、法令が定めた劣化三元触媒の酸素吸蔵容量よりも少し多めに、三元触媒の酸素変化量(酸素吸蔵/放出量)を制御することにより、排出ガスの悪化を招くことなく、精度よく三元触媒の劣化を判定することができる内燃機関制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, an internal combustion engine control apparatus has been proposed in which air-fuel ratio sensors are provided on the upstream side and downstream side of the three-way catalyst, and the oxygen storage capacity is measured to detect deterioration of the three-way catalyst. At this time, in order to prevent the exhaust gas from deteriorating, by controlling the oxygen change amount (oxygen storage / release amount) of the three-way catalyst slightly larger than the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst stipulated by laws and regulations, There has been proposed an internal combustion engine control apparatus that can accurately determine the deterioration of a three-way catalyst without causing deterioration of exhaust gas (see, for example, Patent Document 1).

また、三元触媒温度によって、正常および劣化触媒の酸素吸蔵容量が増減する。このことを利用して、三元触媒の温度で、触媒劣化診断に用いる劣化判定値を可変して、精度よく三元触媒の劣化を判定することができる内燃機関制御装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, the oxygen storage capacity of normal and deteriorated catalysts increases or decreases depending on the three-way catalyst temperature. By utilizing this fact, an internal combustion engine control device has been proposed that can accurately determine the deterioration of the three-way catalyst by varying the deterioration determination value used for the catalyst deterioration diagnosis at the temperature of the three-way catalyst ( For example, see Patent Document 2).

また、三元触媒の劣化度によって、三元触媒の下流側の空燃比センサの反転時間が異なることを利用して、反転時間を基に三元触媒の劣化判定を行う内燃機関制御装置がある。このような内燃機関制御装置において、吸入空気量によって同一三元触媒においても反転時間が異なることを利用し、吸入空気量で、触媒劣化診断に用いる劣化判定値を可変して、精度よく三元触媒の劣化を判定することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。   Also, there is an internal combustion engine control device that makes a judgment on the deterioration of a three-way catalyst based on the reversal time by utilizing the fact that the reversal time of the air-fuel ratio sensor downstream of the three-way catalyst differs depending on the degree of degradation of the three-way catalyst . In such an internal combustion engine control device, by utilizing the fact that the reversal time differs even in the same three-way catalyst depending on the amount of intake air, the deterioration judgment value used for catalyst deterioration diagnosis can be varied with the amount of intake air, and the three It has been proposed to determine the deterioration of the original catalyst (see, for example, Patent Document 3).

また、三元触媒の劣化判定を実施する領域を、三元触媒の酸素吸蔵容量が区別可能な吸入空気量の領域に限定する内燃機関制御装置がある。このような内燃機関制御装置において、空燃比変動幅によって、診断を実施する吸入空気量の領域を可変させることで、精度よく三元触媒の劣化を判定することが提案されている(例えば、特許文献4参照)。   In addition, there is an internal combustion engine control device that limits an area for performing deterioration determination of a three-way catalyst to an intake air amount area in which the oxygen storage capacity of the three-way catalyst can be distinguished. In such an internal combustion engine control device, it has been proposed to accurately determine the deterioration of the three-way catalyst by varying the region of the intake air amount to be diagnosed according to the air-fuel ratio fluctuation range (for example, patents). Reference 4).

特開2006−125279号公報JP 2006-125279 A 特開平5−248227号公報JP-A-5-248227 特開平6−212955号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-221955 特開平9−250383号公報JP-A-9-250383

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
同一の三元触媒であったとしても、その三元触媒の酸素吸蔵容量が、内燃機関の動作点全域において一定ではなく、動作点によって異なる。しかしながら、特許文献1の従来技術においては、このような差異が考慮されておらず、目標酸素変化量が一定値である。このため、正常三元触媒の酸素吸蔵容量が小さい領域では、目標酸素変化量が正常三元触媒の酸素吸蔵容量より大きくなり、正常三元触媒を劣化三元触媒と誤って判定してしまう場合があった。
However, the prior art has the following problems.
Even if they are the same three-way catalyst, the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is not constant over the entire operating point of the internal combustion engine and varies depending on the operating point. However, in the prior art of Patent Document 1, such a difference is not taken into consideration, and the target oxygen change amount is a constant value. For this reason, in the region where the oxygen storage capacity of the normal three-way catalyst is small, the target oxygen change amount becomes larger than the oxygen storage capacity of the normal three-way catalyst, and the normal three-way catalyst is erroneously determined as a deteriorated three-way catalyst. was there.

一方、劣化三元触媒の酸素吸蔵容量が大きい領域では、目標酸素変化量が劣化三元触媒の酸素吸蔵容量より小さくなり、劣化三元触媒を正常三元触媒と誤って判定してしまう場合があった。そのため、誤判定を防ぐためには劣化を診断する領域を制限する必要があった。   On the other hand, in a region where the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst is large, the target oxygen change amount becomes smaller than the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst, and the deteriorated three-way catalyst may be erroneously determined as a normal three-way catalyst. there were. For this reason, in order to prevent erroneous determination, it is necessary to limit an area for diagnosing deterioration.

また、特許文献2の従来技術においては、低排気流量領域や、高排気流量領域などの、正常触媒の酸素吸蔵容量と、劣化触媒の酸素吸蔵容量との差が小さくなる領域では、劣化判定値を設定することができず、触媒の劣化診断を実施することができない問題点があった。   Further, in the prior art of Patent Document 2, the deterioration judgment value is obtained in a region where the difference between the oxygen storage capacity of the normal catalyst and the oxygen storage capacity of the deteriorated catalyst is small, such as a low exhaust flow rate region or a high exhaust flow rate region. Therefore, there is a problem that the deterioration diagnosis of the catalyst cannot be performed.

また、特許文献3の従来技術においては、三元触媒の劣化の判定に用いる三元触媒下流側の空燃比センサの反転時間は、三元触媒の酸素吸蔵量に依存する。このため、劣化の判定値のみ可変しただけでは、正常触媒における、正常判定の検出には時間を要する。この結果、劣化判定実施時間の増大と、劣化診断による排ガス悪化との問題点があった。   Moreover, in the prior art of patent document 3, the inversion time of the air-fuel ratio sensor on the downstream side of the three-way catalyst used for determining the deterioration of the three-way catalyst depends on the oxygen storage amount of the three-way catalyst. For this reason, if only the deterioration determination value is changed, it takes time to detect the normal determination in the normal catalyst. As a result, there has been a problem in that the deterioration determination execution time is increased and the exhaust gas is deteriorated by the deterioration diagnosis.

また、特許文献4の従来技術においては、正常触媒を劣化判定してしまう吸入空気量と、劣化触媒を正常判定する吸入空気量とが逆転する空燃比変動幅では、診断が実施できない問題点があった。   Further, in the prior art of Patent Document 4, there is a problem that diagnosis cannot be performed in the air-fuel ratio fluctuation range in which the intake air amount that determines deterioration of a normal catalyst and the intake air amount that determines normality of a deteriorated catalyst are reversed. there were.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、劣化三元触媒の酸素吸蔵容量が動作点により変化した場合でも、三元触媒の劣化の検出を可能にする内燃機関制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and is an internal combustion engine control capable of detecting the deterioration of the three-way catalyst even when the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst changes depending on the operating point. The object is to obtain a device.

本発明による内燃機関制御装置は、内燃機関の排気系内に配置された三元触媒と、三元触媒の上流側の排気系内に配置されて排気ガスの第1空燃比を検出する第1空燃比検出手段と、三元触媒の下流側の排気系内に配置されて排気ガスの第2空燃比を検出する第2空燃比検出手段と、三元触媒が劣化したと検出すべき酸素吸蔵容量に所定量のマージンを加えた値として定義される三元触媒の目標酸素変化量を演算する目標酸素変化量演算手段と、検出あるいは推定した内燃機関の吸入空気量から三元触媒の通過ガス量を推定する通過ガス量演算手段と、三元触媒の通過ガス量および第1空燃比から、三元触媒の酸素貯蔵量の変化量を酸素変化量として演算する酸素変化量演算手段と、目標酸素変化量と酸素変化量との関係から、第1空燃比が反転するように、内燃機関の空燃比を反転操作する空燃比操作手段とを備え、三元触媒の劣化判定診断を行う内燃機関制御装置であって、目標酸素変化量演算手段は、劣化と判定すべき三元触媒において、酸素吸蔵容量が内燃機関動作点に応じて変化する場合の変化増減に応じて増減させるように目標酸素変化量を演算するものである。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a three-way catalyst disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, and a first air-fuel ratio that is disposed in an exhaust system upstream of the three-way catalyst and detects a first air-fuel ratio of exhaust gas. An air-fuel ratio detecting means; a second air-fuel ratio detecting means which is disposed in the exhaust system downstream of the three-way catalyst and detects the second air-fuel ratio of the exhaust gas; and an oxygen storage to be detected that the three-way catalyst has deteriorated Target oxygen change amount calculating means for calculating the target oxygen change amount of the three-way catalyst defined as a value obtained by adding a predetermined amount of margin to the capacity, and the gas passing through the three-way catalyst from the detected or estimated intake air amount of the internal combustion engine A passing gas amount calculating means for estimating the amount , an oxygen change amount calculating means for calculating a change amount of the oxygen storage amount of the three way catalyst as an oxygen change amount from the passing gas amount and the first air-fuel ratio of the three way catalyst, a target From the relationship between the oxygen change amount and the oxygen change amount, the first air-fuel ratio is As rolling, and an air-fuel ratio manipulating means for inverting operates the air-fuel ratio of the internal combustion engine, an internal combustion engine control apparatus which performs deterioration determination diagnosis of the three-way catalyst, the target oxygen change amount calculation means, degradation and determination In the three-way catalyst to be calculated, the target oxygen change amount is calculated so as to increase / decrease according to the change increase / decrease when the oxygen storage capacity changes according to the operating point of the internal combustion engine .

本発明によれば、内燃機関制御ユニットを、目標酸素変化量演算手段と、酸素変化量演算手段と、空燃比操作手段とを備えた構成とし、吸入空気量や触媒温度を基にして、診断領域に応じた目標酸素変化量を演算することにより、劣化三元触媒の酸素吸蔵容量が動作点により変化した場合でも、三元触媒の劣化の検出を可能にする内燃機関制御装置を得ることができる。   According to the present invention, the internal combustion engine control unit includes a target oxygen change amount calculation means, an oxygen change amount calculation means, and an air-fuel ratio operation means, and is diagnosed based on the intake air amount and the catalyst temperature. By calculating the target oxygen change amount according to the region, it is possible to obtain an internal combustion engine control device that can detect the deterioration of the three-way catalyst even when the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst changes depending on the operating point. it can.

以下、本発明の内燃機関制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   A preferred embodiment of an internal combustion engine controller according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置を含む全体構成図である。図1において、内燃機関101には、吸気系として、エアクリーナ102、スロットルバルブ103、およびサージタンク104を有する吸気管105が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram including an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an internal combustion engine 101 is provided with an intake pipe 105 having an air cleaner 102, a throttle valve 103, and a surge tank 104 as an intake system.

吸気管105には、吸入空気量Qaを検出するエアフローセンサ106と、燃料を噴射するインジェクタ107と、スロットルバルブ103のスロットル開度θを検出するスロットルセンサ117と、アイドリング時を検出するアイドルスイッチ118とが設けられている。ここで、アイドルスイッチ118は、アイドリング開度(スロットル開度θが全閉状態)時にオンとなるアイドル信号DLを生成する。   The intake pipe 105 includes an air flow sensor 106 for detecting the intake air amount Qa, an injector 107 for injecting fuel, a throttle sensor 117 for detecting the throttle opening θ of the throttle valve 103, and an idle switch 118 for detecting idling. And are provided. Here, the idle switch 118 generates an idle signal DL that is turned on when the idling opening (the throttle opening θ is in the fully closed state).

また、内燃機関101には、排気系として、排気管108が設けられている。排気管108内には、排気ガス中の有害成分を浄化するための三元触媒109が配置されるとともに、三元触媒109の上流側に配置されたO2センサ110と、三元触媒109の下流側に配置されたλO2センサ111とが設けられている。なお、ここでは、O2センサ110に、より精度の高いリニアA/Fセンサを用いた場合を例にして説明する。   The internal combustion engine 101 is provided with an exhaust pipe 108 as an exhaust system. A three-way catalyst 109 for purifying harmful components in the exhaust gas is disposed in the exhaust pipe 108, an O 2 sensor 110 disposed upstream of the three-way catalyst 109, and a downstream of the three-way catalyst 109. A λO2 sensor 111 arranged on the side is provided. Here, the case where a more accurate linear A / F sensor is used as the O2 sensor 110 will be described as an example.

内燃機関制御ユニット(以下、「ECU」と称す)112は、マイクロコンピュータにより構成されており、中央処理装置(以下、「CPU」と称す)113と、リードオンリメモリ(以下、「ROM」と称す)114と、ランダムアクセスメモリ(以下、「RAM」と称す)115と、入出力インタフェース(以下、「I/O」と称す)116と、駆動回路122とを有する。   The internal combustion engine control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 112 is constituted by a microcomputer, and includes a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”) 113 and a read only memory (hereinafter referred to as “ROM”). ) 114, a random access memory (hereinafter referred to as “RAM”) 115, an input / output interface (hereinafter referred to as “I / O”) 116, and a drive circuit 122.

内燃機関101には、冷却水温WTを検出する水温センサ119と、クランク角位置に対応したクランク角信号CAを生成するクランク角センサ120と、カム角位置に対応したカム角信号を生成するカム角センサ121とが設けられている。   The internal combustion engine 101 includes a coolant temperature sensor 119 for detecting the coolant temperature WT, a crank angle sensor 120 for generating a crank angle signal CA corresponding to the crank angle position, and a cam angle for generating a cam angle signal corresponding to the cam angle position. A sensor 121 is provided.

なお、水温センサ119、クランク角センサ120、およびカム角センサ121は、他のセンサ手段(エアフローセンサ106、リニアA/Fセンサ110、λO2センサ111、スロットルセンサ117、アイドルスイッチ118など)とともに、内燃機関101の運転状態を検出する各種センサを構成している。そして、それぞれの検出信号は、運転状態情報として、ECU112に入力されている。   The water temperature sensor 119, the crank angle sensor 120, and the cam angle sensor 121, together with other sensor means (air flow sensor 106, linear A / F sensor 110, λO2 sensor 111, throttle sensor 117, idle switch 118, etc.) Various sensors for detecting the operating state of the engine 101 are configured. And each detection signal is input into ECU112 as driving | running state information.

図1に示す内燃機関101において、エアクリーナ102により清浄化された吸気は、スロットルバルブ103により負荷に応じた吸気量に制御され、サージタンク104および吸気管105を介して内燃機関101の各気筒に吸入される。   In the internal combustion engine 101 shown in FIG. 1, the intake air cleaned by the air cleaner 102 is controlled to an intake amount corresponding to the load by the throttle valve 103, and is sent to each cylinder of the internal combustion engine 101 via the surge tank 104 and the intake pipe 105. Inhaled.

このとき、内燃機関101への吸入空気量Qaは、エアフローセンサ106により検出される。また、内燃機関101の各気筒に対する燃料は、インジェクタ107を介して吸気管105内に噴射される。 なお、吸入空気量Qaは、エアフローセンサ106で検出する代わりに、内燃機関101の動作点およびサージタンク104内の圧力を基に推定しても構わない。   At this time, the intake air amount Qa to the internal combustion engine 101 is detected by the air flow sensor 106. Further, fuel for each cylinder of the internal combustion engine 101 is injected into the intake pipe 105 through the injector 107. The intake air amount Qa may be estimated based on the operating point of the internal combustion engine 101 and the pressure in the surge tank 104 instead of being detected by the air flow sensor 106.

内燃機関101の各気筒に吸入された混合気(空気および燃料)は、燃焼行程を経て排気ガスとなる。そして、排気ガスは、排気管108中に配置された三元触媒109を通過することにより、有害成分が浄化されて大気中に排気される。   The air-fuel mixture (air and fuel) sucked into each cylinder of the internal combustion engine 101 becomes exhaust gas through a combustion stroke. The exhaust gas passes through the three-way catalyst 109 disposed in the exhaust pipe 108, thereby purifying harmful components and exhausting them into the atmosphere.

このとき、三元触媒109の上流側に設けられたリニアA/Fセンサ110は、排気ガス中の酸素濃度を検出して、空燃比A/Fをリニアに検出する。また、三元触媒109の下流側に設けられたλO2センサ111は、排気ガス中の酸素濃度λO2を検出する。各センサ110、111の検出信号は、ECU112による三元触媒109の前後の排気ガス状態の検出処理に寄与する。   At this time, the linear A / F sensor 110 provided on the upstream side of the three-way catalyst 109 detects the oxygen concentration in the exhaust gas and linearly detects the air-fuel ratio A / F. A λO 2 sensor 111 provided on the downstream side of the three-way catalyst 109 detects the oxygen concentration λO 2 in the exhaust gas. The detection signals of the sensors 110 and 111 contribute to the detection process of the exhaust gas state before and after the three-way catalyst 109 by the ECU 112.

ECU112において、各種の運転状態情報(吸入空気量Qa、スロットル開度θ、アイドル信号DL、冷却水温WT、空燃比A/F、酸素濃度λO2、クランク角信号CA、カム角センサ121からのカム角信号など)は、I/O116を介して、CPU113に取り込まれる。   In the ECU 112, various operating state information (intake air amount Qa, throttle opening θ, idle signal DL, cooling water temperature WT, air-fuel ratio A / F, oxygen concentration λO2, crank angle signal CA, cam angle from cam angle sensor 121) Signal etc.) is taken into the CPU 113 via the I / O 116.

ECU112は、空燃比フィードバック制御系を構成しており、三元触媒109の前後(上流側および下流側)に配設された各センサ110、111からの空燃比A/Fおよび酸素濃度λO2に基づいて、インジェクタ107の駆動信号を生成し、所要量の燃料を噴射させるようになっている。   The ECU 112 constitutes an air-fuel ratio feedback control system, and is based on the air-fuel ratio A / F and the oxygen concentration λO2 from the sensors 110 and 111 disposed before and after (upstream and downstream) of the three-way catalyst 109. Thus, a drive signal for the injector 107 is generated and a required amount of fuel is injected.

ECU112内の空燃比フィードバック制御系において、CPU113は、ROM114に格納されている制御プログラムおよび各種マップに基づき、内燃機関101が所定の空燃比で運転されるように、駆動回路122を介してインジェクタ107を駆動する。この空燃比フィードバック制御により、実空燃比(A/F)は、目標空燃比A/Foに制御される。   In the air-fuel ratio feedback control system in the ECU 112, the CPU 113 is based on a control program stored in the ROM 114 and various maps, and the injector 107 via the drive circuit 122 so that the internal combustion engine 101 is operated at a predetermined air-fuel ratio. Drive. By this air-fuel ratio feedback control, the actual air-fuel ratio (A / F) is controlled to the target air-fuel ratio A / Fo.

なお、ECU112は、内燃機関101を最適に制御させる装置とともに、三元触媒109の劣化検出装置としても機能する。また、ECU112内の駆動回路122は、インジェクタ107のみならず、内燃機関101に関連する各種アクチュエータ、例えば、ISCバルブ(図示せず)などを駆動している。   The ECU 112 functions as a device for detecting the deterioration of the three-way catalyst 109 together with a device for optimally controlling the internal combustion engine 101. The drive circuit 122 in the ECU 112 drives not only the injector 107 but also various actuators related to the internal combustion engine 101, such as an ISC valve (not shown).

すなわち、ECU112は、空燃比制御の他に、点火時期制御、アイドル回転数制御などの各種制御を行うとともに、自己診断機能として、排気ガス悪化の要因となる各種コンポーネントの故障などを検出する。   That is, the ECU 112 performs various controls such as ignition timing control and idle speed control in addition to air-fuel ratio control, and detects a failure of various components that cause exhaust gas deterioration as a self-diagnosis function.

インジェクタ107を駆動制御するCPU113および駆動回路122は、空燃比操作手段を構成しており、三元触媒109内の酸素変化量が目標酸素変化量に達するごとに、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とにあらかじめ定められた空燃比幅で、空燃比A/Fを反転操作するようになっている。   The CPU 113 and the drive circuit 122 that drive and control the injector 107 constitute air-fuel ratio operation means, and each time the oxygen change amount in the three-way catalyst 109 reaches the target oxygen change amount, the rich side across the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio A / F is reversed by a predetermined air-fuel ratio width on the lean side.

また、ROM114には、三元触媒109の酸素変化量の制御ルーチンのみならず、三元触媒109の劣化検出ルーチンなどの制御プログラムが格納されており、さらに、これらの制御処理に必要なマップなども格納されている。   The ROM 114 stores not only a control routine for the oxygen change amount of the three-way catalyst 109 but also a control program such as a deterioration detection routine for the three-way catalyst 109, and maps necessary for these control processes. Is also stored.

以下、フローチャートおよびタイミングチャートを参照しながら、先の図1に示した本実施の形態1における内燃機関制御装置の動作について、詳細に説明する。ここでは、本発明の技術的特徴である三元触媒109の酸素変化量の制御ルーチンとともに、三元触媒109の劣化検出ルーチンの処理内容に沿って説明する。   Hereinafter, the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to a flowchart and a timing chart. Here, description will be made along the processing contents of the deterioration detection routine of the three-way catalyst 109 together with the control routine of the oxygen change amount of the three-way catalyst 109 which is the technical feature of the present invention.

図2は、本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置の空燃比制御ルーチンを示すフローチャートであり、排気ガス浄化用の三元触媒109の酸素変化量の制御ルーチンを示している。図2において、まず、三元触媒109の劣化判定実行条件が成立しているか否かを判定する(ステップ201)。そして、劣化判定実行条件が成立していない(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図2の処理ルーチンを終了してリターンする。   FIG. 2 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine of the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a control routine for the oxygen change amount of the three-way catalyst 109 for exhaust gas purification. In FIG. 2, first, it is determined whether or not the deterioration determination execution condition for the three-way catalyst 109 is satisfied (step 201). When it is determined that the deterioration determination execution condition is not satisfied (that is, NO), the processing routine of FIG. 2 is immediately terminated and the process returns.

一方、ステップ201において、劣化判定実行条件が成立している(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、劣化判定実行カウンタCN1の値が「0」よりも大きいか否かを判定する(ステップ202)。そして、CN1=0(すなわち、NO)と判定した場合には、所要回数の劣化判定実行が終了しているので、直ちに図2の処理ルーチンを終了してリターンする。   On the other hand, when it is determined in step 201 that the deterioration determination execution condition is satisfied (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the value of the deterioration determination execution counter CN1 is greater than “0”. (Step 202). When it is determined that CN1 = 0 (that is, NO), since the required number of times of deterioration determination execution has been completed, the processing routine of FIG. 2 is immediately terminated and the process returns.

このとき、劣化判定実行条件(ステップ201)の初回成立時のみ、劣化判定実行カウンタCN1および酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2に、それぞれの初期値がセットされるものとする。また、劣化判定実行条件は、例えば、内燃機関101が暖機後、かつ所定の吸入空気量Qaの範囲、かつ所定の回転数および負荷の範囲にあるか、などから判定されるものとする。   At this time, only when the deterioration determination execution condition (step 201) is established for the first time, initial values are set in the deterioration determination execution counter CN1 and the oxygen storage capacity initialization counter CN2. The deterioration determination execution condition is determined from, for example, whether the internal combustion engine 101 is warmed up, within a predetermined intake air amount Qa range, and within a predetermined rotation speed and load range.

劣化判定実行カウンタCN1は、リーン化フラグFL(後述する)の切り替えごとに、「1」ずつデクリメントされる減算カウンタである。したがって、劣化判定実行カウンタCN1の初期値として、例えば「5」を設定すると、初めに目標空燃比A/Foのリッチ化が行われた後、目標空燃比A/Foのリーン化とリッチ化とが交互に行われ、合わせて5回行われることになる。   The deterioration determination execution counter CN1 is a subtraction counter that is decremented by “1” every time a lean flag FL (described later) is switched. Therefore, if, for example, “5” is set as the initial value of the deterioration determination execution counter CN1, the target air-fuel ratio A / Fo is first enriched and then the target air-fuel ratio A / Fo is leaned and enriched. Is performed alternately, and is performed five times in total.

一方、ステップ202において、CN1>0(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2の値が「0」よりも大きいか否かを判定する(ステップ203)。   On the other hand, if it is determined in step 202 that CN1> 0 (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the value of the oxygen storage capacity initialization counter CN2 is larger than “0” (step 203). .

酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2は、酸素吸蔵容量初期化の期間中(後述する)での目標空燃比A/Foのリッチ化処理ごとに「1」ずつデクリメントされる減算カウンタである。この場合、目標空燃比A/Foを所定期間にわたって理論空燃比よりもリッチ化することにより、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2の値が「0」のときに実行される目標空燃比A/Foのリーン化処理において、三元触媒109内の酸素量が酸素吸蔵容量を飽和することに起因したNOx排出量の悪化を抑制することになる。   The oxygen storage capacity initialization counter CN2 is a subtraction counter that is decremented by “1” every time the target air-fuel ratio A / Fo is enriched during the oxygen storage capacity initialization period (described later). In this case, by making the target air-fuel ratio A / Fo richer than the theoretical air-fuel ratio over a predetermined period, the target air-fuel ratio A / Fo that is executed when the value of the oxygen storage capacity initialization counter CN2 is “0” is set. In the lean process, the deterioration of the NOx emission amount due to the oxygen amount in the three-way catalyst 109 saturating the oxygen storage capacity is suppressed.

ステップ203において、CN2>0(すなわち、YES)と判定した場合には、酸素変化量QOXを「0」に設定するとともに(ステップ204)、内燃機関101の回転数および負荷に応じて設定されたマップに基づいて、目標空燃比A/Foを理論空燃比よりも所定量だけリッチ化する(ステップ205)。   If it is determined in step 203 that CN2> 0 (that is, YES), the oxygen change amount QOX is set to “0” (step 204), and is set according to the rotational speed and load of the internal combustion engine 101. Based on the map, the target air-fuel ratio A / Fo is enriched by a predetermined amount from the theoretical air-fuel ratio (step 205).

また、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2を「1」だけデクリメントするとともに(ステップ206)、酸素変化量QOXの初期化終了後に備えて、リーン化フラグFLを「1(成立)」にセットして(ステップ207)、図2の処理ルーチンを終了する。ここで、リーン化フラグFLは、酸素吸蔵容量初期化の終了後に、「1(成立)」にセットされていれば、目標空燃比A/Foをリーン化し、「0(不成立)」にクリアされていれば、目標空燃比A/Foをリッチ化するための判定フラグとして機能する。   Further, the oxygen storage capacity initialization counter CN2 is decremented by “1” (step 206), and the leaning flag FL is set to “1 (established)” in preparation for the completion of the initialization of the oxygen change amount QOX ( Step 207), the processing routine of FIG. Here, if the lean flag FL is set to “1 (established)” after completion of the oxygen storage capacity initialization, the target air-fuel ratio A / Fo is leaned and cleared to “0 (not established)”. If so, it functions as a determination flag for enriching the target air-fuel ratio A / Fo.

一方、ステップ203において、CN2=0(すなわち、NO)と判定した場合には、目標酸素変化量QOXoを演算により求める。ここで、目標酸素変化量QOXoは、法令により、三元触媒109が劣化したと検出すべき酸素吸蔵容量に所定量(例えば、20%程度)のマージンを加えた値とする。   On the other hand, if it is determined in step 203 that CN2 = 0 (that is, NO), the target oxygen change amount QOXo is obtained by calculation. Here, the target oxygen change amount QOXo is set to a value obtained by adding a predetermined amount (for example, about 20%) of margin to the oxygen storage capacity to be detected that the three-way catalyst 109 has deteriorated by law.

図3は、本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、正常三元触媒の酸素吸蔵容量と、劣化三元触媒の酸素吸蔵容量と、目標酸素変化量との関係を示した図である。酸素吸蔵容量は、内燃機関の動作点に応じて変化することが実験的に得られている。このため、目標酸素変化量QOXoは、動作点に応じたマップ設定にする。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the oxygen storage capacity of the normal three-way catalyst, the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst, and the target oxygen change amount in the internal combustion engine controller according to Embodiment 1 of the present invention. is there. It has been experimentally obtained that the oxygen storage capacity varies depending on the operating point of the internal combustion engine. Therefore, the target oxygen change amount QOXo is set to a map according to the operating point.

また、内燃機関の動作点は、検出あるいは推定した吸入空気量、または、検出あるいは推定した三元触媒温度と相関があることが実験的に得られている。このため、内燃機関の動作点を、吸入空気量あるいは三元触媒温度を軸にして設定する。   Further, it has been experimentally obtained that the operating point of the internal combustion engine has a correlation with the detected or estimated intake air amount or the detected or estimated three-way catalyst temperature. For this reason, the operating point of the internal combustion engine is set around the intake air amount or the three-way catalyst temperature.

なお、目標酸素変化量QOXoは、動作点が大きくなるほど大きい値、小さくなるほど小さい値となることが実験的に得られている。このため、吸入空気量あるいは三元触媒温度の大小に合わせて、目標酸素変化量QOXoを設定する。このような特性データは、ECU112内のROM114に格納されているものとする(ステップ208)。   It has been experimentally obtained that the target oxygen change amount QOXo increases as the operating point increases and decreases as the operating point decreases. Therefore, the target oxygen change amount QOXo is set according to the intake air amount or the three-way catalyst temperature. It is assumed that such characteristic data is stored in the ROM 114 in the ECU 112 (step 208).

こうして、ステップ208により目標酸素変化量QOXoを演算した後、続いて、以下の式(1)により酸素変化量QOXを演算する(ステップ209)。
QOX=QOX(前回値)
+{|A/F−A/Fb|÷A/Fb}×Qa×ΔT×α (1)
Thus, after calculating the target oxygen change amount QOXo at step 208, the oxygen change amount QOX is then calculated by the following equation (1) (step 209).
QOX = QOX (previous value)
+ {| A / FA−Fb | ÷ A / Fb} × Qa × ΔT × α (1)

ただし、上式(1)において、ΔTは、酸素変化量QOXの演算周期であり、αは、酸素量変換係数である。また、基本目標空燃比A/Fbは、リッチ化またはリーン化が行われないときに設定される目標空燃比であり、内燃機関101の運転動作点に応じた理論空燃比である。さらに、吸入空気量Qaは、三元触媒109の通過ガス量とほぼ等しいものと仮定する。   However, in the above equation (1), ΔT is a calculation cycle of the oxygen change amount QOX, and α is an oxygen amount conversion coefficient. The basic target air-fuel ratio A / Fb is a target air-fuel ratio that is set when enrichment or leaning is not performed, and is a theoretical air-fuel ratio that corresponds to the operating point of the internal combustion engine 101. Further, it is assumed that the intake air amount Qa is substantially equal to the passing gas amount of the three-way catalyst 109.

ステップ209において、上式(1)により酸素変化量QOXを演算した後、続いて、酸素変化量QOXが目標酸素変化量QOXoよりも小さいか否かを判定する(ステップ210)。ステップ210において、QOX≧QOXo(すなわち、NO)と判定した場合には、酸素変化量QOXが目標酸素変化量QOXoに達していることとなる。そこで、酸素変化量QOXを「0」に設定し(ステップ212)、リーン化フラグFLを反転(例えば、「1(成立)」から「0(不成立)」に)して(ステップ213)、ステップ211に進む。   In step 209, after calculating the oxygen change amount QOX by the above equation (1), it is subsequently determined whether or not the oxygen change amount QOX is smaller than the target oxygen change amount QOXo (step 210). If it is determined in step 210 that QOX ≧ QOXo (that is, NO), the oxygen change amount QOX has reached the target oxygen change amount QOXo. Therefore, the oxygen change amount QOX is set to “0” (step 212), the lean flag FL is inverted (for example, “1 (established)” to “0 (not established)”) (step 213), and step Proceed to 211.

一方、ステップ210において、QOX<QOXo(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、リーン化フラグFLが「1(成立)」であるか否かを判定する(ステップ211)。ステップ211において、FL=1(すなわち、YES)と判定した場合には、目標空燃比A/Foを基本目標空燃比A/Fbよりも所定量(例えば、0.4)だけリーン化して(ステップ214)、図2の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 210 that QOX <QOXo (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the lean flag FL is “1 (established)” (step 211). If it is determined in step 211 that FL = 1 (that is, YES), the target air-fuel ratio A / Fo is leaned by a predetermined amount (for example, 0.4) from the basic target air-fuel ratio A / Fb (step 0.4). 214), the processing routine of FIG. 2 is terminated.

一方、ステップ211において、FL=0(すなわち、NO)と判定した場合には、目標空燃比A/Foを基本目標空燃比A/Fbよりも所定量(例えば、0.4)だけリッチ化して(ステップ215)、図2の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 211 that FL = 0 (that is, NO), the target air-fuel ratio A / Fo is enriched by a predetermined amount (for example, 0.4) from the basic target air-fuel ratio A / Fb. (Step 215), the processing routine of FIG. 2 is terminated.

図4は、本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置の三元触媒109の劣化検出ルーチンを示すフローチャートである。図4において、まず、劣化判定実行条件が成立したか否かを判定する(ステップ301)。そして、劣化判定実行条件が不成立(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図4の処理ルーチンを終了してリターンする。   FIG. 4 is a flowchart showing a deterioration detection routine of the three-way catalyst 109 of the internal combustion engine controller according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 4, first, it is determined whether or not a deterioration determination execution condition is satisfied (step 301). When it is determined that the deterioration determination execution condition is not satisfied (that is, NO), the processing routine of FIG. 4 is immediately terminated and the process returns.

一方、ステップ301において、劣化判定実行条件が成立(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、劣化判定実行カウンタCN1の値が「0」よりも大きいか否かを判定する(ステップ302)。そして、CN1=0(すなわち、NO)と判定した場合には、ステップ312(後述する)に進む。   On the other hand, when it is determined in step 301 that the deterioration determination execution condition is satisfied (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the value of the deterioration determination execution counter CN1 is greater than “0” (step 302). ). If it is determined that CN1 = 0 (that is, NO), the process proceeds to step 312 (described later).

一方、ステップ302において、CN1>0(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2の値が「0」であるかを判定する(ステップ303)。そして、CN2>0(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図4の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 302 that CN1> 0 (that is, YES), it is subsequently determined whether the value of the oxygen storage capacity initialization counter CN2 is “0” (step 303). When it is determined that CN2> 0 (that is, NO), the processing routine of FIG. 4 is immediately terminated.

一方、ステップ303において、CN2=0(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、リーン化フラグFLが前回値と同じであるか否かを判定する(ステップ304)。そして、リーン化FL≠前回のFL(すなわち、NO)と判定した場合には、ステップ310(後述する)に進む。   On the other hand, if it is determined in step 303 that CN2 = 0 (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the lean flag FL is the same as the previous value (step 304). If it is determined that the lean FL is not equal to the previous FL (ie, NO), the process proceeds to step 310 (described later).

一方、ステップ304において、リーン化フラグFL=前回のFL(すなわち、YES)と判定した場合には、続いて、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλが「0(不成立)」であるか否かを判定する(ステップ305)。そして、Fλ=1(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図4の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 304 that the lean flag FL = previous FL (that is, YES), the λO2 inversion flag Fλ on the downstream side of the three-way catalyst 109 is “0 (not established)”. Whether or not (step 305). If it is determined that Fλ = 1 (that is, NO), the processing routine of FIG. 4 is immediately terminated.

一方、ステップ305において、Fλ=0(すなわち、YES)と判定した場合には、λO2センサ111により検出された酸素濃度λO2の反転判定処理を実行する(ステップ306)。具体的には、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値が、目標空燃比A/Foのリーン化処理時にリーン反転判定値を下回ったか否か、または目標空燃比A/Foのリッチ化処理時にリッチ反転判定値を上回ったか否かを判定する。   On the other hand, if it is determined in step 305 that Fλ = 0 (that is, YES), inversion determination processing of the oxygen concentration λO2 detected by the λO2 sensor 111 is executed (step 306). Specifically, whether the output value of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 is lower than the lean reversal determination value during the leaning process of the target air-fuel ratio A / Fo, or the target air-fuel ratio A / Fo It is determined whether the rich inversion determination value has been exceeded during the enrichment process.

なお、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλは、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2の値がCN2>0のときには「0(不成立)」にセットされる。また、CN2=0のときには、三元触媒109の下流側の酸素濃度λO2が反転したとき(すなわち、目標空燃比A/Foのリーン化処理時)にリーン反転判定値を下回るか、または目標空燃比A/Foのリッチ化処理時にリッチ反転判定値を上回れば、「1(成立)」にセットされる。ここで、リーン反転判定値は、例えば、0.3[V]に設定され、リッチ反転判定値は、例えば、0.7[V]に設定されている。   The λO2 inversion flag Fλ on the downstream side of the three-way catalyst 109 is set to “0 (not established)” when the value of the oxygen storage capacity initialization counter CN2 is CN2> 0. When CN2 = 0, when the oxygen concentration λO2 on the downstream side of the three-way catalyst 109 is reversed (that is, during the leaning process of the target air-fuel ratio A / Fo), it is below the lean reversal determination value or the target empty If the rich inversion determination value is exceeded during the enrichment process of the fuel ratio A / Fo, it is set to “1 (established)”. Here, the lean inversion determination value is set to 0.3 [V], for example, and the rich inversion determination value is set to 0.7 [V], for example.

次に、ステップ306にて反転判定が成立したタイミングを検出することにより、酸素濃度λO2の反転判定が成立したか否かを判定する(ステップ307)。そして、酸素濃度λO2の反転判定が不成立(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図4の処理ルーチンを終了する。   Next, it is determined whether or not the inversion determination of the oxygen concentration λO2 is established by detecting the timing at which the inversion determination is established in Step 306 (Step 307). If it is determined that the inversion determination of the oxygen concentration λO2 is not established (that is, NO), the processing routine of FIG. 4 is immediately terminated.

一方、ステップ307において、酸素濃度λO2の反転判定が成立(すなわち、YES)と判定した場合には、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλを「1(成立)」に設定する(ステップ308)。さらに、劣化判定成立カウンタCN3をインクリメント(「1」だけ加算)して(ステップ309)、図4の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 307 that the inversion determination of the oxygen concentration λO2 is established (that is, YES), the λO2 inversion flag Fλ on the downstream side of the three-way catalyst 109 is set to “1 (established)” (step 307). 308). Furthermore, the deterioration determination establishment counter CN3 is incremented (added by “1”) (step 309), and the processing routine of FIG.

ここで、劣化判定成立カウンタCN3は、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値が反転するごとに「1」ずつ加算される。そして、劣化判定実行カウンタCN1(例えば、初期値=5)が「0」となったときに、劣化判定成立カウンタCN3の値が「4」以上となっていれば、最終劣化判定(後述する)が成立する。   Here, the deterioration determination establishment counter CN3 is incremented by “1” every time the output value of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 is inverted. When the deterioration determination execution counter CN1 (for example, initial value = 5) becomes “0”, if the value of the deterioration determination establishment counter CN3 is “4” or more, the final deterioration determination (described later) is performed. Is established.

上記ステップ304において、リーン化フラグFLが逆転しており、かつFL≠前回のFL(すなわち、NO)と判定した場合には、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλを「0(不成立)」に設定する(ステップ310)。さらに、劣化判定実行カウンタCN1を減算して(ステップ311)、図4の処理ルーチンを終了する。   In the above-described step 304, if it is determined that the lean flag FL is reversed and FL ≠ previous FL (ie, NO), the λO2 inversion flag Fλ on the downstream side of the three-way catalyst 109 is set to “0 (not established). ”) (Step 310). Further, the deterioration determination execution counter CN1 is subtracted (step 311), and the processing routine of FIG.

また、上記ステップ302において、劣化判定実行カウンタCN1=0(すなわち、NO)と判定した場合には、劣化判定成立カウンタCN3が最終劣化判定しきい値(ROM114内にあらかじめ設定されている)を超えているか否かの最終劣化判定処理を実行する(ステップ312)。   If it is determined in step 302 that the deterioration determination execution counter CN1 = 0 (ie, NO), the deterioration determination establishment counter CN3 exceeds the final deterioration determination threshold (previously set in the ROM 114). A final deterioration determination process is executed to determine whether or not it is present (step 312).

続いて、ステップ312で最終劣化判定が成立したか否かを判定する(ステップ313)。そして、劣化判定成立カウンタCN3<4であって、最終劣化判定が不成立(すなわち、NO)と判定した場合には、直ちに図4の処理ルーチンを終了する。   Subsequently, it is determined in step 312 whether or not final deterioration determination is established (step 313). If it is determined that the deterioration determination success counter CN3 <4 and the final deterioration determination is not satisfied (that is, NO), the processing routine of FIG. 4 is immediately terminated.

一方、ステップ313において、劣化判定成立カウンタCN3≧4となっており、最終劣化判定が成立(すなわち、YES)と判定した場合には、運転者に三元触媒109が劣化していることを知らせるために、MIL(Malfanction Indicator Light)ランプを点灯して(ステップ314)、図4の処理ルーチンを終了する。   On the other hand, in step 313, the deterioration determination establishment counter CN3 ≧ 4, and if it is determined that the final deterioration determination is satisfied (that is, YES), the driver is informed that the three-way catalyst 109 has deteriorated. Therefore, the MIL (Malfunction Indicator Light) lamp is turned on (step 314), and the processing routine of FIG. 4 is terminated.

次に、三元触媒109の劣化検出装置の動作について、図5〜図8のタイミングチャートに基づいて説明する。図5は、本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が小さい領域における三元触媒109の劣化を検出すべき場合の動作を示した図である。また、図6は、本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が大きい領域における三元触媒109の劣化を検出すべき場合の動作を示した図である。また、図7は、本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が小さい領域における三元触媒109が正常の場合の動作を示した図である。さらに、図8は、本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が大きい領域における三元触媒109が正常の場合の動作を示した図である。   Next, the operation of the deterioration detection device for the three-way catalyst 109 will be described based on the timing charts of FIGS. FIG. 5 is a diagram showing an operation in the case where the deterioration of the three-way catalyst 109 should be detected in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is small in the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an operation in the case where deterioration of the three-way catalyst 109 should be detected in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is large in the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an operation when the three-way catalyst 109 is normal in the region where the oxygen storage capacity of the catalyst is small in the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Further, FIG. 8 is a diagram showing an operation when the three-way catalyst 109 is normal in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is large in the internal combustion engine control apparatus of the first embodiment of the present invention.

これら図5〜図8においては、目標空燃比A/Fo(≒上流側のA/F)、酸素変化量QOX、下流側の酸素濃度λO2、下流側の酸素濃度λO2の反転フラグFλ、劣化判定実行カウンタCN1、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2、劣化判定成立カウンタCN3、リーン化フラグFLの各値の時間変化を示している。   5 to 8, the target air-fuel ratio A / Fo (≈upstream A / F), oxygen change amount QOX, downstream oxygen concentration λO2, downstream oxygen concentration λO2 inversion flag Fλ, deterioration determination It shows changes over time in the values of the execution counter CN1, the oxygen storage capacity initialization counter CN2, the deterioration determination establishment counter CN3, and the lean flag FL.

まず始めに、図5を参照しながら、上述した三元触媒109の酸素変化量制御ルーチンおよび劣化検出ルーチンの具体的な処理内容について、各ステップ(401〜439)に沿って説明する。   First, with reference to FIG. 5, specific processing contents of the above-described oxygen change amount control routine and deterioration detection routine of the three-way catalyst 109 will be described along each step (401 to 439).

図5の最初の時刻aまでの間において、劣化判定実行条件が成立すると、劣化判定実行カウンタCN1および酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2に初期値がセットされる(401、402)。さらに、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2の値が「0」になるまで(403→408)、目標空燃比A/Foのリッチ化が行われる(404)。   When the deterioration determination execution condition is satisfied before the first time a in FIG. 5, initial values are set in the deterioration determination execution counter CN1 and the oxygen storage capacity initialization counter CN2 (401, 402). Further, the target air-fuel ratio A / Fo is enriched (404) until the value of the oxygen storage capacity initialization counter CN2 becomes “0” (403 → 408).

時刻aまでのリッチ化期間中、酸素変化量QOXは、「0」に設定されており(405)、リーン化フラグFLは、「1」に設定され(406)、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλは、「0」に固定されている(407)。   During the enrichment period up to time a, the oxygen change amount QOX is set to “0” (405), the lean flag FL is set to “1” (406), and downstream of the three-way catalyst 109. The λO2 inversion flag Fλ is fixed to “0” (407).

続いて、時刻a〜bの期間において、酸素吸蔵容量初期化カウンタCN2が「0」になると(408)、目標酸素変化量QOXoがその診断領域における酸素吸蔵容量に従って演算され(409)、酸素変化量QOXが演算される(410)。図5は、酸素吸蔵容量の小さい領域での挙動であるため、目標酸素変化量QOXoも小さい値となっている。以後、酸素変化量QOXが目標酸素変化量QOXoに達するまで、目標空燃比A/Foのリーン化が行われる(411)。   Subsequently, when the oxygen storage capacity initialization counter CN2 becomes “0” in the period from time a to b (408), the target oxygen change amount QOXo is calculated according to the oxygen storage capacity in the diagnostic region (409), and the oxygen change The quantity QOX is calculated (410). Since FIG. 5 shows the behavior in a region where the oxygen storage capacity is small, the target oxygen change amount QOXo is also a small value. Thereafter, the target air-fuel ratio A / Fo is leaned until the oxygen change amount QOX reaches the target oxygen change amount QOXo (411).

時刻a〜bのリーン化期間中に、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値(酸素濃度)λO2がリーン反転判定値を下回ると(412)、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλが「1」にセットされ(413)、劣化判定成立カウンタCN3がインクリメントされる(414)。   If the output value (oxygen concentration) λO2 of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 falls below the lean inversion determination value (412) during the lean period from time a to b, the downstream side of the three-way catalyst 109 The λO2 inversion flag Fλ is set to “1” (413), and the deterioration determination establishment counter CN3 is incremented (414).

以下、図示したように、時刻bにおいて、酸素変化量QOXがその診断領域に応じた目標酸素変化量QOXoに達すると、酸素変化量QOXは、「0」にリセットされ(415)、リーン化フラグFLは、「0」にセットされ(416)、目標空燃比A/Foのリッチ化が行われる(417)。また、同時に、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλは、「0」にセットされ(418)、劣化判定実行カウンタCN1は、デクリメントされる(419)。   Hereinafter, as illustrated, when the oxygen change amount QOX reaches the target oxygen change amount QOXo corresponding to the diagnosis region at time b, the oxygen change amount QOX is reset to “0” (415), and the lean flag is set. FL is set to “0” (416), and the target air-fuel ratio A / Fo is enriched (417). At the same time, the λO2 inversion flag Fλ downstream of the three-way catalyst 109 is set to “0” (418), and the deterioration determination execution counter CN1 is decremented (419).

続いて、時刻b〜cの期間において、時刻a〜bの期間と同様に、目標酸素変化量QOXoおよび酸素変化量QOXが演算される(420、421)。以後、酸素変化量QOXがその診断領域に応じた目標酸素変化量QOXoに達するまで、目標空燃比A/Foのリッチ化が行われる(417)。   Subsequently, in the period from time b to c, the target oxygen change amount QOXo and the oxygen change amount QOX are calculated as in the period from time a to b (420, 421). Thereafter, the target air-fuel ratio A / Fo is enriched until the oxygen change amount QOX reaches the target oxygen change amount QOXo corresponding to the diagnosis region (417).

時刻b〜cのリッチ化期間中に、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値(酸素濃度)λO2がリッチ反転判定値を上回れば(422)、λO2反転フラグFλが「1」にセットされ(423)、劣化判定成立カウンタCN3がインクリメントされる(424)。   If the output value (oxygen concentration) λO2 of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 exceeds the rich inversion determination value during the enrichment period from time b to c (422), the λO2 inversion flag Fλ is “1”. Is set (423), and the deterioration determination establishment counter CN3 is incremented (424).

以下、図示したように、時刻cにおいて、酸素変化量QOXがその診断領域に応じた目標酸素変化量QOXoに達すると、酸素変化量QOXは、「0」にリセットされ(425)、リーン化フラグFLは、「1」にセットされ(426)、目標空燃比A/Foのリーン化が行われる(427)。また、同時に、三元触媒109の下流側のλO2反転フラグFλは「0」にセットされ(428)、劣化判定実行カウンタCN1は、デクリメントされる(429)。   Hereinafter, as illustrated, when the oxygen change amount QOX reaches the target oxygen change amount QOXo corresponding to the diagnosis region at time c, the oxygen change amount QOX is reset to “0” (425), and the lean flag is set. FL is set to “1” (426), and the target air-fuel ratio A / Fo is made lean (427). At the same time, the λO2 inversion flag Fλ downstream of the three-way catalyst 109 is set to “0” (428), and the deterioration determination execution counter CN1 is decremented (429).

続いて、時刻c〜dの期間において、劣化判定実行カウンタCN1の値が「0」になるまで(430)、時刻a〜cの期間と同様に、目標空燃比A/Foのリーン化およびリッチ化が繰り返し実行される(427、431、432、433)。そして、λO2反転フラグFλが「1」にセットされるごとに、劣化判定成立カウンタCN3がインクリメントされる(434、435、436)。   Subsequently, until the value of the deterioration determination execution counter CN1 becomes “0” (430) in the period from time c to d, as in the period from time a to c, the target air-fuel ratio A / Fo is made lean and rich. Is repeatedly executed (427, 431, 432, 433). Each time the λO2 inversion flag Fλ is set to “1”, the deterioration determination establishment counter CN3 is incremented (434, 435, 436).

以下、図示したように、時刻dにおいて、劣化判定実行カウンタCN1が「0」に達すると(430)、最終劣化判定が実行される(437)。このとき、最終劣化判定が成立すれば、MILランプを点灯し(438)、三元触媒109の劣化検出ルーチンを完了する。また、目標空燃比A/Foが基本目標空燃比A/Fbに設定されて(439)、三元触媒109の酸素変化量制御ルーチンを完了する。   Hereinafter, as illustrated, when the deterioration determination execution counter CN1 reaches “0” at time d (430), final deterioration determination is executed (437). At this time, if the final deterioration determination is established, the MIL lamp is turned on (438), and the three-way catalyst 109 deterioration detection routine is completed. Further, the target air-fuel ratio A / Fo is set to the basic target air-fuel ratio A / Fb (439), and the oxygen change amount control routine of the three-way catalyst 109 is completed.

図5においては、三元触媒109の劣化検出時の動作を示しているので、三元触媒109の下流側の酸素濃度λO2は、酸素変化量QOXの吸蔵過剰および放出不足の状態を交互に示している。   In FIG. 5, since the operation at the time of detecting the deterioration of the three-way catalyst 109 is shown, the oxygen concentration λO2 on the downstream side of the three-way catalyst 109 alternately indicates the state of excessive storage and insufficient release of the oxygen change amount QOX. ing.

次に、酸素貯蔵容量の大きい領域における触媒劣化時のタイミングチャートを示した図6の動作について説明する。各動作手順(401〜439)は、先の図5(酸素貯蔵容量の小さい領域における劣化検出時)の場合と同様である。ただし、この図6において、診断領域に応じた目標酸素変化量QOXoは、劣化三元触媒の酸素貯蔵容量の拡大に合わせて、その酸素貯蔵容量より大きな値が設定される。   Next, the operation of FIG. 6 showing a timing chart at the time of catalyst deterioration in a region where the oxygen storage capacity is large will be described. Each operation procedure (401 to 439) is the same as in the case of FIG. 5 (when deterioration is detected in a region having a small oxygen storage capacity). However, in FIG. 6, the target oxygen change amount QOXo corresponding to the diagnostic region is set to a value larger than the oxygen storage capacity in accordance with the expansion of the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst.

大きな値が設定されることにより、目標空燃比A/Foがリーン化時には酸素吸蔵過剰、目標空燃比A/Foリッチ化時には酸素放出不足となる。この結果、劣化三元触媒の酸素貯蔵容量が大きな領域においても、劣化判定が可能となる。   By setting a large value, oxygen storage is excessive when the target air-fuel ratio A / Fo is lean, and oxygen release is insufficient when the target air-fuel ratio A / Fo is rich. As a result, it is possible to determine deterioration even in a region where the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst is large.

次に、三元触媒の酸素吸蔵容量の小さい領域での正常触媒時のタイミングチャートを示した図7の動作について説明する。各動作手順(401〜439)は、先の図5(酸素貯蔵容量の小さい領域における劣化検出時)の場合と同様である。   Next, the operation of FIG. 7 showing a timing chart for a normal catalyst in a region where the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is small will be described. Each operation procedure (401 to 439) is the same as in the case of FIG. 5 (when deterioration is detected in a region having a small oxygen storage capacity).

ただし、この図7においては、三元触媒109が正常であるため、時刻dまでの期間において、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値(酸素濃度)λO2は反転せず、劣化判定成立カウンタCN3はインクリメントされない。また、三元触媒109の下流側の酸素濃度λO2は、連続的に正常値を示している。従って、時刻dにおいて、最終劣化判定は、「不成立」となり、MILランプの点灯は行われない。   However, in FIG. 7, since the three-way catalyst 109 is normal, the output value (oxygen concentration) λO2 of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 does not reverse and deteriorates during the period up to time d. The determination establishment counter CN3 is not incremented. Further, the oxygen concentration λO2 downstream of the three-way catalyst 109 continuously shows a normal value. Therefore, at time d, the final deterioration determination is “not established” and the MIL lamp is not turned on.

次に、三元触媒の酸素吸蔵容量の大きい領域での正常触媒時のタイミングチャートを示した図8の動作について説明する。各動作手順(401〜439)は、先の図6(酸素貯蔵容量の大きい領域における劣化検出時)の場合と同様である。   Next, the operation of FIG. 8 showing a timing chart for a normal catalyst in a region where the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is large will be described. Each operation procedure (401 to 439) is the same as in the case of FIG. 6 (when deterioration is detected in a region having a large oxygen storage capacity).

ただし、この図8においては、三元触媒109が正常であるため、時刻dまでの期間において、三元触媒109の下流側のλO2センサ111の出力値(酸素濃度)λO2は反転せず、劣化判定成立カウンタCN3はインクリメントされない。また、三元触媒109の下流側の酸素濃度λO2は、連続的に正常値を示している。従って、時刻dにおいて、最終劣化判定は、「不成立」となり、MILランプの点灯は行われない。   However, in FIG. 8, since the three-way catalyst 109 is normal, the output value (oxygen concentration) λO2 of the λO2 sensor 111 on the downstream side of the three-way catalyst 109 does not reverse and deteriorates during the period up to time d. The determination establishment counter CN3 is not incremented. Further, the oxygen concentration λO2 downstream of the three-way catalyst 109 continuously shows a normal value. Therefore, at time d, the final deterioration determination is “not established” and the MIL lamp is not turned on.

以上のように、実施の形態1によれば、内燃機関の排気系に三元触媒を配置し、三元触媒の前後に排気ガス中の空燃比検出手段を設けるとともに、内燃機関制御ユニットは、目標酸素変化量演算手段と、酸素変化量演算手段と、空燃比操作手段とを備えた構成としている。   As described above, according to the first embodiment, the three-way catalyst is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, the air-fuel ratio detection means in the exhaust gas is provided before and after the three-way catalyst, and the internal combustion engine control unit includes: A target oxygen change amount calculating means, an oxygen change amount calculating means, and an air-fuel ratio operating means are provided.

そして、内燃機関制御ユニット内において、目標酸素変化量演算手段は、検出あるいは推定した吸入空気量や触媒温度を基にして、診断領域に応じた目標酸素変化量を演算する。さらに、酸素変化量演算手段は、三元触媒の通過ガス量(吸入空気量Qa)と三元触媒の上流側の空燃比A/Fとに基づいて、三元触媒内の酸素変化量を演算する。   Then, in the internal combustion engine control unit, the target oxygen change amount calculating means calculates a target oxygen change amount corresponding to the diagnosis region based on the detected or estimated intake air amount and the catalyst temperature. Further, the oxygen change amount calculation means calculates the oxygen change amount in the three-way catalyst based on the passing gas amount (intake air amount Qa) of the three-way catalyst and the air-fuel ratio A / F on the upstream side of the three-way catalyst. To do.

このような構成を備えることで、動作点ごとに、劣化した三元触媒の酸素吸蔵容量よりも、常に少し多めに目標酸素変化量を制御することができる。これにより、三元触媒が正常状態であれば、三元触媒内の酸素変動が三元触媒の酸素吸蔵容量を超えない。その結果として、三元触媒の下流側の酸素濃度λO2は変動せず、三元触媒の下流側の排出ガスの悪化を招くことはない。   By providing such a configuration, the target oxygen change amount can always be controlled slightly larger than the oxygen storage capacity of the deteriorated three-way catalyst for each operating point. Thereby, if the three-way catalyst is in a normal state, the oxygen fluctuation in the three-way catalyst does not exceed the oxygen storage capacity of the three-way catalyst. As a result, the oxygen concentration λO2 on the downstream side of the three-way catalyst does not change, and the exhaust gas on the downstream side of the three-way catalyst does not deteriorate.

一方、三元触媒が劣化した状態であれば、三元触媒内の酸素変動が三元触媒の酸素吸蔵容量を超える。従って、三元触媒の下流側の酸素濃度λO2は、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに反転変動を生じ、三元触媒の劣化を精度よく検出することができる。   On the other hand, if the three-way catalyst is in a deteriorated state, the oxygen fluctuation in the three-way catalyst exceeds the oxygen storage capacity of the three-way catalyst. Therefore, the oxygen concentration λO2 on the downstream side of the three-way catalyst undergoes inversion fluctuations between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio, and the deterioration of the three-way catalyst can be accurately detected.

この結果、正常三元触媒において酸素吸蔵容量が小さくなる領域での診断や、劣化三元触媒において酸素吸蔵容量が大きくなる領域での診断を実施することが可能となり、三元触媒の劣化判定を広い範囲で検出できるようになる。   As a result, it is possible to perform a diagnosis in a region where the oxygen storage capacity is small in a normal three-way catalyst and a diagnosis in a region where the oxygen storage capacity is large in a deteriorated three-way catalyst. It becomes possible to detect in a wide range.

さらに、劣化三元触媒において酸素吸蔵容量が小さくなる領域では、診断で用いる目標酸素変化量を必要最小限に設定することができ、診断に必要な時間の短期化と、劣化診断による排ガス悪化を防ぐことができる。   Furthermore, in the region where the oxygen storage capacity is small in the deteriorated three-way catalyst, the target oxygen change amount used in the diagnosis can be set to the minimum necessary, and the time required for the diagnosis can be shortened and the exhaust gas deterioration due to the deterioration diagnosis can be reduced. Can be prevented.

さらに、酸素変化量を演算することで、空燃比変動幅の変動を考慮する必要がなくなる。さらに、吸入空気量に応じた目標酸素変化量を設定することで、吸入空気量による酸素変化量の変化にも対応可能となる。   Further, by calculating the oxygen change amount, it is not necessary to consider the variation of the air-fuel ratio variation range. Furthermore, by setting a target oxygen change amount according to the intake air amount, it is possible to cope with a change in the oxygen change amount due to the intake air amount.

さらに、酸素吸蔵過剰、酸素放出不足の程度も、動作点に応じた必要最小限の量となるため、三元触媒の下流側の排出ガスの悪化を必要最小限に抑えることができる。   Furthermore, the extent of oxygen storage excess and oxygen release shortage is also the minimum necessary amount according to the operating point, so that deterioration of exhaust gas downstream of the three-way catalyst can be suppressed to the minimum necessary.

本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置を含む全体構成図である。1 is an overall configuration diagram including an internal combustion engine control device in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置の空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine of the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、正常三元触媒の酸素吸蔵容量と、劣化三元触媒の酸素吸蔵容量と、目標酸素変化量との関係を示した図である。In the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, it is a diagram showing a relationship between an oxygen storage capacity of a normal three-way catalyst, an oxygen storage capacity of a deteriorated three-way catalyst, and a target oxygen change amount. 本発明の実施の形態1における内燃機関制御装置の三元触媒109の劣化検出ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the deterioration detection routine of the three way catalyst 109 of the internal combustion engine control apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が小さい領域における三元触媒109の劣化を検出すべき場合の動作を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation in the case where deterioration of the three-way catalyst 109 should be detected in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is small in the internal combustion engine control apparatus of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が大きい領域における三元触媒109の劣化を検出すべき場合の動作を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an operation in the case where deterioration of the three-way catalyst 109 should be detected in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is large in the internal combustion engine control apparatus of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が小さい領域における三元触媒109が正常の場合の動作を示した図である。In the internal combustion engine control apparatus of Embodiment 1 of the present invention, it is a diagram showing an operation when the three-way catalyst 109 is normal in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is small. 本発明の実施の形態1の内燃機関制御装置において、触媒の酸素吸蔵容量が大きい領域における三元触媒109が正常の場合の動作を示した図である。In the internal combustion engine control apparatus of Embodiment 1 of the present invention, it is a diagram showing an operation when the three-way catalyst 109 is normal in a region where the oxygen storage capacity of the catalyst is large.

符号の説明Explanation of symbols

101 内燃機関、102 エアクリーナ、103 スロットルバルブ、104 サージタンク、105 吸気管、106 エアフローセンサ、107 インジェクタ、108 排気管(排気系)、109 三元触媒、110 リニアA/Fセンサ(第1の空燃比検出手段)、111 λO2センサ(第2の空燃比検出手段)、112 内燃機関制御ユニット(ECU)、113 中央処理装置(CPU)、114 リードオンリメモリ(ROM)、115 ランダムアクセスメモリ(RAM)、116 入出力インタフェース(I/O)、117 スロットルセンサ、118 アイドルスイッチ、119 水温センサ、120 クランク角センサ、121 カム角センサ、122 駆動回路、A/F 空燃比(第1の空燃比)、CA クランク角信号、DL アイドル信号、Qa 吸入空気量、WT 冷却水温、θ スロットル開度、λO2 酸素濃度(第2の空燃比)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Internal combustion engine, 102 Air cleaner, 103 Throttle valve, 104 Surge tank, 105 Intake pipe, 106 Air flow sensor, 107 Injector, 108 Exhaust pipe (exhaust system), 109 Three-way catalyst, 110 Linear A / F sensor (First empty (Fuel ratio detection means), 111 λO2 sensor (second air-fuel ratio detection means), 112 internal combustion engine control unit (ECU), 113 central processing unit (CPU), 114 read only memory (ROM), 115 random access memory (RAM) 116 I / O interface (I / O), 117 throttle sensor, 118 idle switch, 119 water temperature sensor, 120 crank angle sensor, 121 cam angle sensor, 122 drive circuit, A / F air / fuel ratio (first air / fuel ratio), CA crank angle signal, DL Idle signal, Qa Intake air amount, WT cooling water temperature, θ throttle opening, λO2 oxygen concentration (second air-fuel ratio).

Claims (5)

内燃機関の排気系内に配置された三元触媒と、
前記三元触媒の上流側の前記排気系内に配置されて排気ガスの第1空燃比を検出する第1空燃比検出手段と、
前記三元触媒の下流側の前記排気系内に配置されて排気ガスの第2空燃比を検出する第2空燃比検出手段と、
前記三元触媒が劣化したと検出すべき酸素吸蔵容量に所定量のマージンを加えた値として定義される前記三元触媒の目標酸素変化量を演算する目標酸素変化量演算手段と、
検出あるいは推定した前記内燃機関の吸入空気量から前記三元触媒の通過ガス量を推定する通過ガス量演算手段と、
前記三元触媒の前記通過ガス量および前記第1空燃比から、前記三元触媒の酸素貯蔵量の変化量を酸素変化量として演算する酸素変化量演算手段と、
前記目標酸素変化量と前記酸素変化量との関係から、前記第1空燃比が反転するように、前記内燃機関の空燃比を反転操作する空燃比操作手段と
を備え、三元触媒の劣化判定診断を行う内燃機関制御装置であって、
前記目標酸素変化量演算手段は、劣化と判定すべき三元触媒において、酸素吸蔵容量が内燃機関動作点に応じて変化する場合の変化増減に応じて増減させるように前記目標酸素変化量を演算する
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
A three-way catalyst arranged in the exhaust system of the internal combustion engine;
A first air-fuel ratio detecting means that is disposed in the exhaust system upstream of the three-way catalyst and detects a first air-fuel ratio of exhaust gas;
A second air-fuel ratio detecting means that is disposed in the exhaust system downstream of the three-way catalyst and detects a second air-fuel ratio of the exhaust gas;
Target oxygen change amount calculating means for calculating a target oxygen change amount of the three-way catalyst defined as a value obtained by adding a predetermined amount of margin to an oxygen storage capacity to be detected that the three-way catalyst has deteriorated ;
A passing gas amount calculating means for estimating the passing gas amount of the three-way catalyst from the detected or estimated intake air amount of the internal combustion engine;
An oxygen change amount calculating means for calculating a change amount of the oxygen storage amount of the three way catalyst as an oxygen change amount from the passing gas amount of the three way catalyst and the first air-fuel ratio;
Air-fuel ratio operation means for reversing the air-fuel ratio of the internal combustion engine so that the first air-fuel ratio is reversed from the relationship between the target oxygen change amount and the oxygen change amount, and determining deterioration of the three-way catalyst An internal combustion engine control device for performing diagnosis,
The target oxygen change amount calculating means, calculating the three-way catalysts to be determined deterioration, the target oxygen amount of change to increase or decrease depending on the change increases or decreases when the oxygen storage capacity is changed according to the engine operating point An internal combustion engine control device.
請求項1に記載の内燃機関制御装置において、
前記目標酸素変化量演算手段は、前記目標酸素変化量を演算する際に、検出あるいは推定した前記内燃機関の吸入空気量に応じて前記目標酸素変化量を増減させる
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
The internal combustion engine control apparatus according to claim 1,
The target oxygen change amount calculating means increases or decreases the target oxygen change amount according to the intake air amount of the internal combustion engine detected or estimated when calculating the target oxygen change amount. apparatus.
請求項2に記載の内燃機関制御装置において、
前記目標酸素変化量演算手段は、前記目標酸素変化量を前記内燃機関の吸入空気量に応じて増減させる場合において、前記吸入空気量が所定量よりも小さい領域では所定量における目標酸素変化量よりも小さい設定値とし、前記吸入空気量が所定量よりも大きい領域では所定量における目標酸素変化量よりも大きい設定値とする
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
The internal combustion engine control apparatus according to claim 2,
When the target oxygen change amount is increased or decreased according to the intake air amount of the internal combustion engine, the target oxygen change amount calculation means is larger than the target oxygen change amount at a predetermined amount in a region where the intake air amount is smaller than the predetermined amount. The internal combustion engine control apparatus is characterized in that a set value that is smaller than the target oxygen change amount at a predetermined amount is set in a region where the intake air amount is larger than the predetermined amount.
請求項1に記載の内燃機関制御装置において、
前記目標酸素変化量演算手段は、前記目標酸素変化量を演算する際に、検出あるいは推定した前記三元触媒の温度状態に応じて前記目標酸素変化量を増減させる
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
The internal combustion engine control apparatus according to claim 1,
The target oxygen change amount calculating means increases or decreases the target oxygen change amount according to the detected or estimated temperature state of the three-way catalyst when calculating the target oxygen change amount. apparatus.
請求項4に記載の内燃機関制御装置において、
前記目標酸素変化量演算手段は、前記目標酸素変化量を前記三元触媒の温度状態に応じて増減させる場合において、前記三元触媒の温度が所定温度よりも低い領域では所定温度における目標酸素変化量よりも小さい設定値とし、前記三元触媒の温度が所定温度よりも高い領域では所定温度における目標酸素変化量よりも大きい設定値とする
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
The internal combustion engine control device according to claim 4,
The target oxygen change amount calculating means is configured to increase or decrease the target oxygen change amount according to the temperature state of the three-way catalyst, and in a region where the temperature of the three-way catalyst is lower than the predetermined temperature, the target oxygen change at the predetermined temperature An internal combustion engine control apparatus characterized in that a set value smaller than the amount is set, and in a region where the temperature of the three-way catalyst is higher than a predetermined temperature, the set value is larger than a target oxygen change amount at the predetermined temperature.
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