JP4883358B2

JP4883358B2 - Engine failure diagnosis device

Info

Publication number: JP4883358B2
Application number: JP2006324137A
Authority: JP
Inventors: 克彦豊田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2008138556A

Description

この発明は、エンジンの故障診断装置に係り、特にエンジンの触媒の下流側に下流側排気ガスセンサを取り付けて燃料制御を実施する場合において触媒の異常診断と燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段の異常診断とを識別可能とし、また、高精度な触媒診断を実施するエンジンの故障診断装置に関する。 The present invention relates to an engine failure diagnosis device, and more particularly, to a fuel supply control means for controlling a catalyst abnormality diagnosis and a fuel supply device in a case where fuel control is performed by attaching a downstream exhaust gas sensor downstream of an engine catalyst. The present invention relates to an engine failure diagnosis apparatus that can distinguish between abnormality diagnosis and performs highly accurate catalyst diagnosis.

近年、地球環境保護の観点から排気ガス規制が強化されてきており、エンジンの触媒の上流側及び下流側に上流側排気ガスセンサ（フロントＯ２センサ）及び下流側排気ガスセンサ（リアＯ２センサ）を取り付け、この上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサの出力値を用いて理論空燃比（λ＝１）を目標にして高精度に燃料制御を実施するのが主流となってきている。また、触媒や排気ガスセンサ等の排気関連部品の劣化や破損による排ガス増加を早期に検出して、排ガス増加を防止している。更には、排ガス規制が非常に厳しくなってきていることから、従来、許容できていた燃料系部品の劣化やエンジン部品の劣化による排ガス値の増加が許容できなくなってきており、微妙な排ガス増加を触媒の下流側に配置した下流側排気ガスセンサの出力を利用して燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段の診断を実施すること等が提案されている。 In recent years, exhaust gas regulations have been strengthened from the viewpoint of protecting the global environment, and upstream exhaust gas sensors (front O2 sensors) and downstream exhaust gas sensors (rear O2 sensors) are attached upstream and downstream of the catalyst of the engine. Using the output values of the upstream side exhaust gas sensor and the downstream side exhaust gas sensor, it is becoming mainstream to perform fuel control with high accuracy targeting the theoretical air-fuel ratio (λ = 1). Further, an increase in exhaust gas due to deterioration or damage of exhaust-related parts such as a catalyst and an exhaust gas sensor is detected at an early stage to prevent an increase in exhaust gas. Furthermore, since exhaust gas regulations have become very strict, the increase in exhaust gas values due to deterioration of fuel system parts and engine parts that have been allowed in the past has become unacceptable. It has been proposed to perform diagnosis of a fuel supply control means for controlling the fuel supply device by using the output of a downstream exhaust gas sensor disposed on the downstream side of the catalyst.

従来、エンジンの触媒劣化判定装置には、触媒体の上流側と下流側とに排気ガスセンサを設け、この排気ガスセンサの出力する検出信号によって空燃比をフィードバック制御するものにおいて、リッチ・リーン反転時間と補正用判定遅れ時間とにより目標フィードバック周期に対する劣化判定比較値を求め、この劣化判定比較値と予め設定される劣化判定値とを比較し触媒体の劣化状態を判定するものがある。
特許第３０６７４４５号公報 Conventionally, an engine catalyst deterioration determination device is provided with exhaust gas sensors on the upstream side and downstream side of a catalyst body, and the air-fuel ratio is feedback controlled by a detection signal output from the exhaust gas sensor. There is a technique in which a deterioration determination comparison value for a target feedback cycle is obtained from the correction determination delay time, and the deterioration state of the catalyst body is determined by comparing the deterioration determination comparison value with a preset deterioration determination value.
Japanese Patent No. 3067445

ところで、従来、エンジンの故障診断装置においては、排ガス規制値が厳しくなってくると微小な排気ガス増加を検知して触媒の異常診断を行わなくてはならないが、従来の触媒の診断方法、例えば、上記の特許文献１では、故障判定レベルの排ガス増加が発生した時の下流側排気ガスセンサの出力の変化が少ないために、異常検出演算値と正常時の演算値との差が非常に小さくなってしまい、異常検出ができない場合が発生する。また、燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段が異常であった場合に、故障と判定しなくてはならない触媒を正常と誤判定してしまう場合がある。
また、触媒等の排気関連部品は、車両が正常で使用される限りは通常の使用期間中にわたって排気ガスを増加させることはないが、予期せぬ点火プラグ等の故障によって触媒が高温状態にさらされてしまう場合があると、触媒は熱劣化により浄化率が低下することになる。しかし、近年の排気ガス規制強化に対応するために、排ガス低減手段として貴金属把持量を増やす等の触媒性能を向上させる手段を一般的に採っているため、排ガス異常を判定しなくてはならない排ガスレベルになった時の触媒浄化率は新品に近いかなり高い状態を維持しており、その結果、正常状態とこの故障判定レベルの状態では触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの波形は大きく変化しない。すると、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用した従来の触媒の診断方法では、正常と異常との差を求めることができず、正確な触媒診断ができないという不具合が発生した。
更に、燃料噴射弁の噴射量がカーボン等の付着により変化したり、吸気バルブ周りにカーボンが付着したりして、燃料供給制御手段が設計値に対して変化してその変化の度合いが大きい場合には、図１５に示すように、上流側排気ガスセンサ（フロントＯ２センサ）の信号波形は正常時と変わらないが、触媒に入る空燃比の平均値はリーンに偏ってしまうことになる。すると、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用するデュアルＯ２燃料フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御は下流側排気ガスセンサの出力が目標値になるように制御するので、異常な制御となり、排ガスを悪化させてしまうことになる。また、現状の触媒故障診断は、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用して触媒の劣化判定を行っているが、燃料供給制御手段の異常によって下流側排気ガスセンサの信号がリーン側になる時間が増え、動きが少なくなると、異常と判定しなくてはならない触媒を正常と誤判定してしまう場合がある。
更にまた、従来の故障診断方法では、触媒の下流側に配置した下流側排気ガスセンサの故障と触媒の故障を識別することができず、燃料供給制御手段が異常であった場合に、異常な触媒を正常と判定してしまったりする問題があった。このような状態で異常が検出されると、異常個所の特定に時間がかかり、場合によっては、正常な部品を誤って交換されてしまうという不具合が発生し、修理コストの増加と顧客への信頼を低下させてしまうという不具合があった。 By the way, in the conventional engine failure diagnosis device, when the exhaust gas regulation value becomes stricter, it is necessary to detect a minute increase in exhaust gas and perform catalyst abnormality diagnosis. In the above Patent Document 1, since the change in the output of the downstream side exhaust gas sensor when the exhaust gas increase at the failure determination level occurs is small, the difference between the abnormality detection calculation value and the normal calculation value becomes very small. In some cases, abnormalities cannot be detected. Further, when the fuel supply control means for controlling the fuel supply device is abnormal, there is a case where the catalyst that should be determined as a failure is erroneously determined as normal.
Exhaust-related parts such as catalysts do not increase the exhaust gas over the normal period of use as long as the vehicle is used normally, but the catalyst is exposed to a high temperature due to an unexpected failure of a spark plug or the like. In some cases, the purification rate of the catalyst decreases due to thermal degradation. However, in order to respond to the recent tightening of exhaust gas regulations, as a means for reducing exhaust gas, generally means for improving the catalyst performance, such as increasing the amount of precious metal, etc., it is necessary to judge exhaust gas abnormality. The catalyst purification rate at the time of the level is maintained at a fairly high level close to that of a new product, and as a result, the waveform of the exhaust gas sensor on the downstream side of the catalyst does not change significantly between the normal state and the state of this failure determination level. . Then, in the conventional catalyst diagnosis method using the output of the downstream exhaust gas sensor on the downstream side of the catalyst, a difference between normal and abnormal cannot be obtained, and there is a problem that accurate catalyst diagnosis cannot be performed.
Furthermore, when the fuel injection control amount changes due to the adhesion of carbon, etc., or when carbon adheres around the intake valve, the fuel supply control means changes with respect to the design value, and the degree of change is large. As shown in FIG. 15, the signal waveform of the upstream side exhaust gas sensor (front O2 sensor) is not different from that in the normal state, but the average value of the air-fuel ratio entering the catalyst tends to be lean. Then, the dual O2 fuel feedback (F / B) control using the output of the downstream exhaust gas sensor on the downstream side of the catalyst is controlled so that the output of the downstream exhaust gas sensor becomes the target value. Will worsen. The current catalyst failure diagnosis uses the output of the downstream exhaust gas sensor downstream of the catalyst to determine the deterioration of the catalyst, but the downstream exhaust gas sensor signal is lean due to an abnormality in the fuel supply control means. If the time to become increases and the movement decreases, the catalyst that must be determined as abnormal may be erroneously determined as normal.
Furthermore, the conventional failure diagnosis method cannot distinguish between a failure of the downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst and a failure of the catalyst, and if the fuel supply control means is abnormal, the abnormal catalyst There was a problem that it was judged as normal. If an abnormality is detected in such a state, it will take time to identify the abnormal part, and in some cases, a problem may occur in which normal parts are mistakenly replaced, increasing repair costs and trusting customers. There was a problem of lowering.

そこで、この発明の目的は、触媒のＯ２ストレージやその代替値を用い、触媒の劣化の影響を受けにくくして、誤判定の少ない高い精度の触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行うことができるエンジンの故障診断装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to use an O2 storage of a catalyst and its alternative value, make it less susceptible to the deterioration of the catalyst, and perform a highly accurate catalyst abnormality diagnosis and an abnormality diagnosis of the fuel supply control means with few erroneous determinations. It is an object of the present invention to provide an engine failure diagnosis apparatus capable of performing the above.

この発明は、エンジンの排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサを備えるとともに、前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御するとともに燃料カットを行う燃料供給制御手段と、前記上流側排気ガスセンサ及び前記下流側排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給制御手段をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記下流側排気ガスセンサの出力値及び前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して前記エンジンの所定の運転状態にて前記燃料供給制御手段の状態を判定する診断を行う診断手段とを有する制御装置を備えたエンジンの故障診断装置であって、前記制御装置が、前記触媒のＯ２ストレージ量を推定するとともに、燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行うエンジンの故障診断装置において、前記制御装置は、前記下流側排気ガスセンサの出力を積分し、この下流側排気ガスセンサの出力積分値によって前記触媒の異常と前記燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、前記燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値を所定値に設定して前記初期化を行うとともに前記燃料カットを前記設定時間よりも長く実施して燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦとなる復帰時には前記下流側排気ガスセンサの出力積分値をゼロとし、前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値がゼロとなる際に検知される前記下流側排気ガスセンサの出力積分値によってこの出力積分値が所定の高側判定値より高い場合に前記触媒の異常と判定する一方、この出力積分値が前記高側判定値より低い所定の低側判定値より低い場合に前記燃料供給制御手段の異常と判定する前記異常判定を行うことを特徴とする。 The present invention includes an upstream side exhaust gas sensor and a downstream side exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio on the upstream side and downstream side of the catalyst provided in the exhaust passage of the engine, and measures a parameter indicating the operating state of the engine to measure the fuel. The fuel supply control means for controlling the supply amount of the fuel and cutting the fuel, the feedback control means for feedback controlling the fuel supply control means according to the output values of the upstream exhaust gas sensor and the downstream exhaust gas sensor, and the downstream exhaust An engine comprising a control device having a diagnosis unit that measures a parameter indicating an output value of a gas sensor and an operation state of the engine and determines a state of the fuel supply control unit in a predetermined operation state of the engine Fault diagnosis device, wherein the control device estimates an O2 storage amount of the catalyst In addition, in the engine failure diagnosis device that initializes the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst when the fuel cut is performed for a longer time than a preset time, the control device includes: The output is integrated, and one or more abnormality determinations of the abnormality of the catalyst and the abnormality of the fuel supply control means are performed by the output integrated value of the downstream side exhaust gas sensor, and the fuel cut is longer than a preset set time. When performing the initialization by setting the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst to a predetermined value and performing the fuel cut longer than the set time, and at the time of return when the fuel cut flag is turned from ON to OFF The downstream side detected when the output value of the downstream side exhaust gas sensor is zero and the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst becomes zero. While this output integral value by the output integral value of gas sensor is determined as abnormal in the catalyst is higher than a predetermined high side determination value, than a predetermined low side determination value lower than the output integration value the high side determination value The abnormality determination is performed to determine that the fuel supply control unit is abnormal when the fuel supply is low.

この発明のエンジンの故障診断装置は、燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことにより、触媒劣化の影響を受けにくく、誤判定の少ない高い精度の触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行うことができる。 The engine failure diagnosis device according to the present invention performs one or more abnormality determinations of abnormality of the catalyst and abnormality of the fuel supply control means by the amount of O2 storage of the catalyst after the fuel cut, and the output of the downstream side exhaust gas sensor is determined from lean By performing the abnormality determination based on the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst detected when the rich inversion is performed, the catalyst abnormality diagnosis and the fuel supply control means abnormality that are less susceptible to catalyst deterioration and less erroneously determined. Diagnosis can be performed.

この発明は、誤判定の少ない高い精度で、触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行う目的を、燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給装置の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことで実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。 The purpose of this invention is to perform catalyst abnormality diagnosis and fuel supply control means abnormality diagnosis with high accuracy with few misjudgments. This is realized by performing the abnormality determination based on the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst detected when the output of the downstream exhaust gas sensor is richly inverted from lean.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.

図１〜図２５は、この発明の実施例を示すものである。図２５において、１は車載用のエンジン、２はエンジン１の吸気系の吸気通路、３はエンジン１の排気系の排気通路である。エンジン１は、一側シリンダバンク４Ａと他側シリンダバンク４ＢとをＶ字形状に配置して構成されている。エンジン１は、減速時に燃料供給を停止する減速時燃料カット装置を備えている。
吸気通路２には、上流側から順次に、エアクリーナ５と、該吸気通路２を流通してエンジン１に供給される吸入空気量を制御するスロットルバルブ６とが配設されている。この吸気通路２の下流側には、一側分岐吸気通路７Ａと他側分岐吸気通路７Ｂとが分岐し且つ交差して設けられている。この一側分岐吸気通路７Ａ・他側分岐吸気通路７Ｂの下流側は、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに連通している。
排気通路３は、エンジン１に接続される上流側が一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとに分岐され、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに連通している。この一側分岐排気通路９Ａ・他側分岐排気通路９Ｂの途中には、触媒１０としての一側触媒１０Ａ・他側触媒１０Ｂが設けられる。また、排気通路３は、エンジン１から離間する側で一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとの下流側が合流される。この一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとの合流部位よりも下流側の排気通路３には、三元触媒コンバータ１１が配設されている。
他側分岐吸気通路７Ｂには、吸気マニホルド調整弁１２が配設されている。この吸気マニホルド調整弁１２は、負圧によって作動する弁駆動部１３により開閉動作される。この弁駆動部１３には、吸気マニホルド調整弁１２よりも下流側の他側分岐吸気通路７Ｂに連通する負圧導入通路１４が接続している。この負圧導入通路１４には、弁駆動部１３側から順次に、負圧調整ソレノイド１５と負圧タンク１６とが設けられている。
吸気通路２には、アイドル空気量制御装置１７が設けられている。このアイドル空気量制御装置１７には、スロットルバルブ６の上流側と下流側との吸気通路２を連通してスロットルバルブ６を迂回するバイパス通路１８と、このバイパス通路１８を流通してエンジン１に供給される空気流量を調整可能なアイドル制御弁（ＩＳＣバルブ）１９とが設けられている。 1 to 25 show an embodiment of the present invention. In FIG. 25, reference numeral 1 denotes an in-vehicle engine, 2 denotes an intake passage of an intake system of the engine 1, and 3 denotes an exhaust passage of an exhaust system of the engine 1. The engine 1 is configured by arranging one side cylinder bank 4A and the other side cylinder bank 4B in a V shape. The engine 1 includes a deceleration fuel cut device that stops fuel supply during deceleration.
In the intake passage 2, an air cleaner 5 and a throttle valve 6 that controls the amount of intake air supplied to the engine 1 through the intake passage 2 are disposed in order from the upstream side. On the downstream side of the intake passage 2, a one-side branched intake passage 7 A and another-side branched intake passage 7 B are branched and intersected. The downstream side of the one side branch intake passage 7A and the other side branch intake passage 7B communicates with the one side combustion chamber 8A and the other side combustion chamber 8B.
The exhaust passage 3 has an upstream side connected to the engine 1 branched into a one-side branch exhaust passage 9A and another side branch exhaust passage 9B, and communicates with the one-side combustion chamber 8A and the other-side combustion chamber 8B. In the middle of the one side branch exhaust passage 9A and the other side branch exhaust passage 9B, a one side catalyst 10A and another side catalyst 10B as the catalyst 10 are provided. Further, in the exhaust passage 3, the downstream side of the one side branch exhaust passage 9 A and the other side branch exhaust passage 9 B joins on the side away from the engine 1. A three-way catalytic converter 11 is disposed in the exhaust passage 3 on the downstream side of the joining portion of the one side branch exhaust passage 9A and the other side branch exhaust passage 9B.
An intake manifold adjusting valve 12 is disposed in the other side branch intake passage 7B. The intake manifold adjusting valve 12 is opened and closed by a valve drive unit 13 that is operated by negative pressure. The valve drive unit 13 is connected to a negative pressure introduction passage 14 that communicates with the other side branch intake passage 7 B downstream of the intake manifold adjustment valve 12. The negative pressure introduction passage 14 is provided with a negative pressure adjusting solenoid 15 and a negative pressure tank 16 sequentially from the valve drive unit 13 side.
An idle air amount control device 17 is provided in the intake passage 2. The idle air amount control device 17 is connected to the engine 1 through a bypass passage 18 that bypasses the throttle valve 6 by communicating with the intake passage 2 between the upstream side and the downstream side of the throttle valve 6. An idle control valve (ISC valve) 19 capable of adjusting the flow rate of supplied air is provided.

また、エンジン１には、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに対応して、燃料噴射弁２０としての一側燃料噴射弁２０Ａ・他側燃料噴射弁２０Ｂと、一側点火プラグ２１Ａ・他側点火プラグ２１Ｂと、この一側点火プラグ２１Ａ・他側点火プラグ２１Ｂに飛火させる一側イグニションコイル２２Ａ・他側イグニションコイル２２Ｂとが設けられている。また、エンジン１には、他側シリンダバンク４Ｂに、ＰＣＶバルブ２３が設けられている。このＰＣＶバルブ２３には、一側分岐吸気通路７Ａ・他側分岐吸気通路７Ｂの分岐部位に連通するブローバイガス通路２４が接続している。更に、エンジン１には、他側シリンダバンク４Ｂに、該エンジン１の冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温センサ２５が取り付けられている。
エアクリーナ５には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２６が取り付けられている。また、吸気通路２には、エアクリーナ５側からの空気流量を検出するエアフローセンサ２７と、スロットルバルブ６の開度を検出してエンジン負荷検出可能なスロットルセンサ２８とが取り付けられている。更に、他側分岐吸気通路７Ｂには、吸気通路２のマニホルド絶対圧を検出するマニホルド絶対圧検出センサ２９が取り付けられている。 Further, the engine 1 includes a one-side fuel injection valve 20A, an other-side fuel injection valve 20B as a fuel injection valve 20, and a one-side ignition plug 21A, corresponding to the one-side combustion chamber 8A and the other-side combustion chamber 8B. The other-side ignition plug 21B, the one-side ignition coil 22A and the other-side ignition coil 22B that cause the one-side ignition plug 21A and the other-side ignition plug 21B to fly are provided. Further, the engine 1 is provided with a PCV valve 23 in the other cylinder bank 4B. Connected to the PCV valve 23 is a blow-by gas passage 24 that communicates with branch portions of the one-side branch intake passage 7A and the other-side branch intake passage 7B. Further, the engine 1 is provided with an engine water temperature sensor 25 that detects an engine water temperature that is a cooling water temperature of the engine 1 in the other cylinder bank 4B.
An intake air temperature sensor 26 that detects the temperature of intake air is attached to the air cleaner 5. Further, an air flow sensor 27 for detecting the air flow rate from the air cleaner 5 side and a throttle sensor 28 capable of detecting the engine load by detecting the opening degree of the throttle valve 6 are attached to the intake passage 2. Further, a manifold absolute pressure detection sensor 29 for detecting the manifold absolute pressure in the intake passage 2 is attached to the other side branch intake passage 7B.

一側分岐排気通路９Ａ途中の一側触媒１０Ａよりも上流側部位には、空燃比を制御するための上流側排気ガスセンサであるフロントＯ２センサ３０として、一側フロントＯ２センサ３０Ａが設けられる。この一側フロントＯ２センサ３０Ａは、一側触媒１０Ａよりも上流側の一側分岐排気通路９Ａ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。また、一側分岐排気通路９Ａ途中の一側触媒１０Ａよりも下流側部位には、空燃比を制御するための下流側排気ガスセンサであるリアＯ２センサ３１として、例えば、ヒータ付きの一側リアＯ２センサ３１Ａが設けられる。この一側リアＯ２センサ３１Ａは、一側触媒１０Ａよりも下流側の一側分岐排気通路９Ａ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。
他側分岐排気通路９Ｂ途中の他側触媒１０Ｂよりも上流側部位には、空燃比を制御するための上流側排気ガスセンサであるフロントＯ２センサ３０として、例えば、他側フロントＯ２センサ３０Ｂが設けられる。この他側フロントＯ２センサ３０Ｂは、他側触媒１０Ｂよりも上流側の他側分岐排気通路９Ｂ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。また、他側分岐排気通路９Ｂ途中の他側触媒１０Ｂよりも下流側部位には、空燃比を制御するための下流側排気ガスセンサであるリアＯ２センサ３１として、例えば、ヒータ付きの他側リアＯ２センサ３１Ｂが設けられる。この他側リアＯ２センサ３１Ｂは、他側触媒１０Ｂよりも下流側の他側分岐排気通路９Ｂ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。
なお、空燃比を制御するための前記排気ガスセンサとしては、上述の各Ｏ２センサの他に、排気に反応するセンサであれば、空燃比センサ等の他のセンサを用いることも可能である。 A one-side front O2 sensor 30A is provided as a front O2 sensor 30 as an upstream exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio at a portion upstream of the one-side catalyst 10A in the middle of the one-side branch exhaust passage 9A. The one-side front O2 sensor 30A detects the oxygen concentration in the exhaust in the one-side branch exhaust passage 9A upstream of the one-side catalyst 10A, and outputs a rich / lean output value (output voltage). is there. Further, at the downstream side of the one-side catalyst 10A in the middle of the one-side branch exhaust passage 9A, as a rear O2 sensor 31 that is a downstream exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio, for example, a one-side rear O2 with a heater is provided. A sensor 31A is provided. The one-side rear O2 sensor 31A detects the oxygen concentration in the exhaust in the one-side branch exhaust passage 9A downstream of the one-side catalyst 10A, and outputs a rich / lean output value (output voltage). is there.
For example, the other-side front O2 sensor 30B is provided as a front O2 sensor 30 that is an upstream-side exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio at a portion upstream of the other-side catalyst 10B in the middle of the other-side branch exhaust passage 9B. . This other-side front O2 sensor 30B detects the oxygen concentration in the exhaust in the other-side branch exhaust passage 9B upstream from the other-side catalyst 10B, and outputs a rich / lean output value (output voltage). is there. Further, as a rear O2 sensor 31 which is a downstream exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio, a rear O2 sensor 31 with a heater, for example, is provided at a downstream side of the other side catalyst 10B in the middle of the other side branch exhaust passage 9B. A sensor 31B is provided. The other-side rear O2 sensor 31B detects the oxygen concentration in the exhaust gas in the other-side branch exhaust passage 9B downstream of the other-side catalyst 10B, and outputs a rich / lean output value (output voltage). is there.
As the exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio, other sensors such as an air-fuel ratio sensor can be used as long as the sensor reacts with exhaust gas in addition to the above-described O2 sensors.

エンジン１には、燃料供給装置３２が設けられている。この燃料供給装置３２には、燃料を貯留する燃料タンク３３と、この燃料タンク３３内に設置された燃料ポンプ３４と、この燃料ポンプ３４から圧送された燃料を導く燃料通路３５と、この燃料通路３５から一側、他側燃料噴射弁（インジェクタ）２０Ａ、２０Ｂに分岐した一側、他側分岐燃料通路３６Ａ、３６Ｂとが設けられている。燃料通路３５の途中には、燃料中に含有する塵埃を除去する燃料フィルタ３７が設けられている。
また、燃料通路３５の途中には、燃料噴射弁２０への燃料の圧力を調整する燃料圧力レギュレータ３８が設けられている。この燃料圧力レギュレータ３８は、吸気マニホルド調整弁１２よりも下流側の一側分岐吸気通路７Ａに連通する導圧通路３９から導入した吸気管圧力によって作動され、燃料の圧力を一定値に調整し、且つ、余剰の燃料を燃料戻り通路４０から燃料タンク３３に戻すものである。また、燃料タンク３３には、燃料レベルセンサ４１が取り付けられている。 The engine 1 is provided with a fuel supply device 32. The fuel supply device 32 includes a fuel tank 33 for storing fuel, a fuel pump 34 installed in the fuel tank 33, a fuel passage 35 for guiding fuel pumped from the fuel pump 34, and the fuel passage. One side branched from 35 to the other side fuel injection valves (injectors) 20A and 20B, and other side branched fuel passages 36A and 36B are provided. In the middle of the fuel passage 35, a fuel filter 37 for removing dust contained in the fuel is provided.
A fuel pressure regulator 38 for adjusting the fuel pressure to the fuel injection valve 20 is provided in the middle of the fuel passage 35. The fuel pressure regulator 38 is operated by the intake pipe pressure introduced from the pressure guiding passage 39 communicating with the one side branch intake passage 7A downstream of the intake manifold adjusting valve 12, and adjusts the fuel pressure to a constant value. In addition, excess fuel is returned from the fuel return passage 40 to the fuel tank 33. A fuel level sensor 41 is attached to the fuel tank 33.

エンジン１には、蒸発燃料制御装置（エバポシステム）４２が設けられている。この蒸発燃料制御装置４２においては、燃料タンク３３の上部にベーパ制御弁４３が取り付けられ、このベーパ制御弁４３にエバポ通路４４の一端側が接続し、このエバポ通路４４の他端側にキャニスタ４５が取り付けられている。このキャニスタ４５にはスロットルバルブ６よりも下流側の吸気通路２に連通するパージ通路４６が接続し、このパージ通路４６途中にパージ弁４７が設けられている。
キャニスタ４５には、大気導入通路４８が接続している。この大気導入通路４８には、キャニスタ４５側から順次に、リーク検出用モジュール４９とエアサクションフィルタ５０とが設けられている。リーク検出用モジュール４９には、リーク検出用圧力センサ５１が設けられている。 The engine 1 is provided with an evaporative fuel control device (evaporation system) 42. In the evaporated fuel control device 42, a vapor control valve 43 is attached to the upper portion of the fuel tank 33, one end side of the evaporation passage 44 is connected to the vapor control valve 43, and a canister 45 is connected to the other end side of the evaporation passage 44. It is attached. A purge passage 46 communicating with the intake passage 2 downstream of the throttle valve 6 is connected to the canister 45, and a purge valve 47 is provided in the middle of the purge passage 46.
An atmospheric air introduction passage 48 is connected to the canister 45. In the atmosphere introduction passage 48, a leak detection module 49 and an air suction filter 50 are provided in this order from the canister 45 side. The leak detection module 49 is provided with a leak detection pressure sensor 51.

エンジン１には、ＥＧＲ装置５２が設けられている。このＥＧＲ装置５２においては、一端側が排気系の他側分岐吸気通路９Ｂに連通するとともに他端側が吸気系の一側吸気通路７Ａと他側吸気通路７Ｂとの分岐部位に連通するＥＧＲ通路５３が設けられ、このＥＧＲ通路５３途中には、ＥＧＲ弁５４が設けられている。 The engine 1 is provided with an EGR device 52. In the EGR device 52, an EGR passage 53 having one end communicating with the other branch intake passage 9B of the exhaust system and the other end communicating with a branch portion between the one intake passage 7A and the other intake passage 7B of the intake system is provided. An EGR valve 54 is provided in the middle of the EGR passage 53.

負圧調整ソレノイド１５と、アイドル制御弁１９と、一側燃料噴射弁２０Ａ・他側燃料噴射弁２０Ｂと、一側イグニションコイル２２Ａ・他側イグニションコイル２２Ｂと、エンジン水温センサ２５と、吸気温センサ２６と、エアフローセンサ２７と、スロットルセンサ２８と、マニホルド絶対圧検出センサ２９と、一側フロントセンサ３０Ａ・他側フロントセンサ３０Ｂ、一側リアＯ２センサ３１Ａ・他側リアＯ２センサ３１Ｂと、燃料ポンプ３４と、燃料レベルセンサ４１と、パージ弁４７と、リーク検出用モジュール４９と、リーク検出用圧力センサ５１と、ＥＧＲ弁５４とは、エンジン１の故障診断装置５５を構成する制御装置（ＥＣＭ）５６に連絡している。 Negative pressure adjusting solenoid 15, idle control valve 19, one side fuel injection valve 20A / other side fuel injection valve 20B, one side ignition coil 22A / other side ignition coil 22B, engine water temperature sensor 25, and intake air temperature sensor 26, air flow sensor 27, throttle sensor 28, manifold absolute pressure detection sensor 29, one side front sensor 30A / other side front sensor 30B, one side rear O2 sensor 31A, other side rear O2 sensor 31B, and fuel pump 34, the fuel level sensor 41, the purge valve 47, the leak detection module 49, the leak detection pressure sensor 51, and the EGR valve 54 are a control device (ECM) that constitutes a failure diagnosis device 55 of the engine 1. 56.

制御装置５６には、エンジン１のノック状態を検出するノックセンサ５７と、エンジン１のカム角を出力するカム角センサ５８と、エンジン１のクランク角を検出してエンジン回転数センサとしても機能するクランク角センサ５９と、車速を検出する車速センサ６０とが接続している。
また、制御装置５６には、コンビネーションメータ６１と、クルーズコントロールモジュール６２と、表示ランプ６３と、パワーステアリング圧力スイッチ６４と、ストップランプスイッチ６５と、ブレーキコントロールモジュール６６と、トランスミッションコントロールモジュール６７と、ＡＢＳコントロールモジュール６８と、データリンクコネクタ６９と、Ａ／Ｃコンデンサファンリレー７０と、Ａ／Ｃコンプレッサクラッチリレー７１と、ＨＶＡＣコントロールモジュール７２と、Ａ／Ｃ冷媒圧力スイッチ７３と、メインスイッチ７４と、イグニションスイッチ７５と、Ｐ／Ｎ位置スイッチ７６と、スタータマグネットスイッチ７７と、バッテリ７８とが接続している。 The control device 56 also functions as a knock sensor 57 that detects the knock state of the engine 1, a cam angle sensor 58 that outputs the cam angle of the engine 1, and an engine speed sensor that detects the crank angle of the engine 1. A crank angle sensor 59 and a vehicle speed sensor 60 for detecting the vehicle speed are connected.
The control device 56 includes a combination meter 61, a cruise control module 62, a display lamp 63, a power steering pressure switch 64, a stop lamp switch 65, a brake control module 66, a transmission control module 67, an ABS. Control module 68, data link connector 69, A / C condenser fan relay 70, A / C compressor clutch relay 71, HVAC control module 72, A / C refrigerant pressure switch 73, main switch 74, ignition A switch 75, a P / N position switch 76, a starter magnet switch 77, and a battery 78 are connected.

制御装置５６は、図２４に示すように、エンジン１の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御するとともに燃料カットを行うように、燃料供給装置３２の燃料噴射弁２０等を作動制御する燃料供給制御手段としての燃料噴射量制御手段（以下「燃料システム」という）５６Ａと、フロントＯ２センサ３０及びリアＯ２センサ３１の出力値により燃料システム５６Ａをフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御するフィードバック制御手段５６Ｂと、リアＯ２センサ３１の出力値及びエンジン１の運転状態を示すパラメータを計測してエンジン１の所定の運転状態にて燃料システム５６Ａの状態を判定する診断を行う診断手段５６Ｃと、タイマ５６Ｄとを有している。 As shown in FIG. 24, the control device 56 controls the fuel injection valve 20 and the like of the fuel supply device 32 so as to control a fuel supply amount by measuring a parameter indicating the operating state of the engine 1 and to perform fuel cut. The fuel system 56A is feedback (F / B) controlled by the output values of the fuel injection amount control means (hereinafter referred to as “fuel system”) 56A as the fuel supply control means for operation control and the front O2 sensor 30 and the rear O2 sensor 31. Feedback control means 56B, and diagnostic means 56C for measuring the output value of the rear O2 sensor 31 and a parameter indicating the operating state of the engine 1 and diagnosing the state of the fuel system 56A in a predetermined operating state of the engine 1; Timer 56D.

そして、制御装置５６は、診断手段５６Ｃにおいて、燃料カット後、触媒１０のＯ２ストレージ量（酸素保持量：Ｏ２ｓｔｒａｇｅ量）によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチへ反転した際に検知される触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行う（図１〜図７参照）。これにより、触媒１０の劣化の影響を受けにくくし、誤判定の少ない高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。 Then, after the fuel is cut, the control device 56 makes one or more abnormality determinations between the abnormality of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A by the O2 storage amount (oxygen retention amount: O2 storage amount) of the catalyst 10 after the fuel cut. The abnormality determination is performed based on the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst 10 detected when the output of the rear O2 sensor 31 is inverted from lean to rich (see FIGS. 1 to 7). Thereby, it is possible to perform the abnormality diagnosis of the catalyst 10 and the abnormality diagnosis of the fuel system 56A with high accuracy that are less susceptible to the deterioration of the catalyst 10 and have few erroneous determinations.

また、この場合、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる（図８、図９参照）。これにより、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準として、代替値によっても精度を確保できる。 Further, in this case, the control device 56 integrates the air amount, the air-fuel ratio deviation amount integrated value obtained by integrating the multiplication value of the air amount and the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ), and the engine load instead of the O2 storage amount. The engine load integrated value, the air amount integrated value obtained by integrating the air amount, and the fuel injection amount integrated value obtained by integrating the fuel injection amount are used as substitute values for the estimated value of the O 2 storage amount of the catalyst 10 (FIG. 8, (See FIG. 9). Thereby, the accuracy can be ensured also by the substitute value with reference to the operation of the rear O2 sensor 31 after the fuel cut.

また、制御装置５６は、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行い、この初期化を燃料カットが予め設定した設定時間よりも長く実施した際に行う（図５、図６参照）。これにより、基準としているリアＯ２センサ３１の動作を、長い燃料カットを基準としているので、精度を確保できる。
更に、制御装置５６は、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）を理論空燃比（λ＝１）に対し大きくなるリーンの場合では負の値、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）を理論空燃比（λ＝１）に対し小さくなるリッチの場合では正の値とする（図２０参照）。さらに、ここでは、制御装置５６は、理論空燃比（λ＝１）の近傍では、大きくなるリーンの場合でもゼロ近傍の正の値とする。これにより、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定を正確に行える。 Further, the control device 56 initializes the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst 10 and performs this initialization when the fuel cut is performed longer than a preset set time (see FIGS. 5 and 6). . Thereby, since the operation | movement of the rear O2 sensor 31 used as the reference | standard is based on a long fuel cut, accuracy can be ensured.
Further, the control device 56 theoretically sets the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) to a negative value and the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) in the case of lean where the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) becomes larger than the theoretical air-fuel ratio (λ = 1). In the case of rich that becomes smaller than the air-fuel ratio (λ = 1), a positive value is set (see FIG. 20). Further, here, the control device 56 assumes a positive value in the vicinity of zero even in the case of a large lean in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio (λ = 1). Thereby, the O2 storage amount of the catalyst 10 can be accurately estimated.

また、この実施例における他の故障診断方法としては、触媒１０のＯ２ストレージ量を使い果たした時のリアＯ２センサ３１の出力積分値によって触媒１０の異常判定と燃料システム５６Ａの異常判定を実施する。つまり、リアＯ２センサ３１の出力積分値によって、触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常とを識別可能とする（図１０、図１１参照）。この場合、制御装置５６は、触媒１０のＯ２ストレージ量を推定する一方、リアＯ２センサ３１の出力を積分し、このリアＯ２センサ３１の出力積分値（リーン積分値）によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値がゼロ（０）となる際に検知されるリアＯ２センサ３１の出力積分値によって異常判定を行う。
つまり、図１０、図１１に示すように、Ｏ２ストレージ量がゼロとなった時にリアＯ２センサ３１の出力積分値で触媒１０と燃料システム５６Ａの異常診断するものである。リアＯ２センサ３１の出力積分値（リーン積分値）で診断する場合に、リーンからリッチヘの反転時間で診断する場合よりも、より精度の高い診断が可能となる。リアＯ２センサ３１の出力は、図２１に示すように、空燃比に対して変化するので、触媒１０から排出される酸素の量が微妙に変化した場合にもその変化がリアＯ２センサ３１の出力の変化となり、その出力積分値（リーン積分値）を使用することで、反転時間よりも高精度な路が可能となる。従って、診断としてはＯ２ストレージ量がゼロ（０）となった時のリアＯ２センサ３１の出力積分値が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも大きい時は、触媒１０が異常であると診断でき、また逆に、低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも小さくなった時は、燃料システム５６Ａが異常であると診断する。
また、この場合、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値（空気量＊Ｃλ）を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる（図１２、図１３参照）。つまり、Ｏ２ストレージ量を正確に求めることを目的とせずに、触媒１０と燃料システム５６Ａの異常とを診断するためだけであれば、図１２に示す積算値の項目で代用することも可能である。 Further, as another failure diagnosis method in this embodiment, the abnormality determination of the catalyst 10 and the abnormality determination of the fuel system 56A are performed based on the output integrated value of the rear O2 sensor 31 when the O2 storage amount of the catalyst 10 is exhausted. In other words, the abnormality of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A can be identified by the output integrated value of the rear O2 sensor 31 (see FIGS. 10 and 11). In this case, the control device 56 estimates the O2 storage amount of the catalyst 10 and integrates the output of the rear O2 sensor 31, and the abnormality of the catalyst 10 and the fuel are determined by the output integrated value (lean integrated value) of the rear O2 sensor 31. One or more abnormality determinations of the abnormality of the system 56A are performed, and the abnormality determination is performed based on the output integrated value of the rear O2 sensor 31 detected when the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst 10 becomes zero (0).
That is, as shown in FIGS. 10 and 11, when the O2 storage amount becomes zero, the abnormality diagnosis of the catalyst 10 and the fuel system 56A is performed by the output integrated value of the rear O2 sensor 31. When diagnosing with the output integrated value (lean integrated value) of the rear O2 sensor 31, more accurate diagnosis is possible than when diagnosing with the inversion time from lean to rich. As shown in FIG. 21, the output of the rear O2 sensor 31 changes with respect to the air-fuel ratio. Therefore, even when the amount of oxygen discharged from the catalyst 10 changes slightly, the change is the output of the rear O2 sensor 31. By using the output integral value (lean integral value), a path with higher accuracy than the inversion time becomes possible. Therefore, as a diagnosis, when the output integrated value of the rear O2 sensor 31 when the O2 storage amount becomes zero (0) is larger than the high-side determination value (RO2INTH), it can be diagnosed that the catalyst 10 is abnormal. On the contrary, when it becomes smaller than the low-side determination value (RO2INTL), it is diagnosed that the fuel system 56A is abnormal.
In this case, the control device 56 integrates the air amount / air-fuel ratio deviation amount integrated by multiplying the product value (air amount * Cλ) of the air amount and the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) instead of the O2 storage amount. Any one of a value, an engine load integrated value obtained by integrating the engine load, an air amount integrated value obtained by integrating the air amount, and a fuel injection amount integrated value obtained by integrating the fuel injection amount is substituted for the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst 10 (See FIGS. 12 and 13). That is, instead of aiming at accurately obtaining the O2 storage amount, if it is only for diagnosing the abnormality of the catalyst 10 and the fuel system 56A, the item of the integrated value shown in FIG. 12 can be substituted. .

即ち、この実施例に係る故障診断方法においては、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチに反転した時の触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常判定と燃料システム５６Ａの異常判定とを実施し、触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常とを識別可能とした。また、この故障診断方法においては、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量＊空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射積算値等を用いる。更に、触媒１０のＯ２ストレージ量の初期化は、燃料カットが設定時間（２秒）よりも長く成立した時に行う。更にまた、触媒１０のＯ２ストレージ量の演算は、図２０に示すように、空燃比に対する空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）と空気量との積算で行う。空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）は、空燃比が１より大きいリーン状態の時に負の値とし、空燃比が１よりも小さいリッチ状態の時には正の値とする。従って、Ｏ２ストレージ量は、リッチの時に減算され、一方、リーンの時には加算される。 That is, in the failure diagnosis method according to this embodiment, the abnormality determination of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A are performed based on the O2 storage amount of the catalyst 10 when the output of the rear O2 sensor 31 after the fuel cut is reversed from lean to rich. Thus, the abnormality of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A can be identified by the amount of O 2 storage of the catalyst 10. In this fault diagnosis method, instead of the O2 storage amount, an integrated value of air amount * air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ), engine load integrated value, air amount integrated value, fuel injection integrated value, etc. Use. Furthermore, initialization of the O2 storage amount of the catalyst 10 is performed when the fuel cut is established longer than the set time (2 seconds). Furthermore, the calculation of the O 2 storage amount of the catalyst 10 is performed by integrating the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) with respect to the air-fuel ratio and the air amount, as shown in FIG. The air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) is a negative value when the air-fuel ratio is in a lean state greater than 1, and is a positive value when the air-fuel ratio is less than 1 in a rich state. Accordingly, the O2 storage amount is subtracted when rich, while it is added when lean.

次いで、この実施例に係る故障診断方法について、図１４〜図２３に沿って説明する。
図１４に示すように、燃料系部品等に微妙な故障が発生すると、本来正常であれば理論空燃比（λ＝１）に制御された空燃比が触媒１０を通ることになるが、故障により触媒１０を通る空燃比は微妙にリッチに偏ったり又はリーンに偏ったりしてしまい、その結果、触媒１０の下流側のリアＯ２センサ３１の出力もリーンに偏ったり又はリッチに偏ってしまうことになる。 Next, a failure diagnosis method according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 14, when a subtle failure occurs in the fuel system parts or the like, the air-fuel ratio controlled to the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1) passes through the catalyst 10 if it is normally normal. The air-fuel ratio passing through the catalyst 10 is slightly rich or lean, and as a result, the output of the rear O2 sensor 31 on the downstream side of the catalyst 10 is also lean or rich. Become.

そして、デュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御は、一般的に触媒１０の下流側のリアＯ２センサ３１の出力が目標値になるように燃料噴射量を制御するため、リアＯ２センサ３１の出力は目標値付近を中心にリーン／リッチを繰り返す動きとなる。しかし、図１５に示すように、リアＯ２センサ３１の出力が長い時間リッチに反転すべきなのに、リーンのまま動かない状態が続いた場合は、触媒１０に入る排気ガスの空燃比がリッチ又はリーンにずれていて、触媒１０の浄化率が低下し、浄化されずに排出される排ガスが増加してしまうことになる。 Since the dual O2 feedback (F / B) control generally controls the fuel injection amount so that the output of the rear O2 sensor 31 on the downstream side of the catalyst 10 becomes a target value, the output of the rear O2 sensor 31 is The movement repeats lean / rich around the target value. However, as shown in FIG. 15, if the output of the rear O2 sensor 31 should be reversed rich for a long time, but the state where it remains lean does not move, the air-fuel ratio of the exhaust gas entering the catalyst 10 is rich or lean. Therefore, the purification rate of the catalyst 10 decreases, and the exhaust gas discharged without being purified increases.

図１６には、正常時で、燃料カット後のリアＯ２センサの動きが示されている。図１６に示すように、リアＯ２センサ３１は活性化すると目標電圧になるようにデュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が行われ、燃料カット等ではリーン側（低電圧側）に出力が変化する動きとなる。また、触媒１０には燃料カット等のリーン雰囲気で酸素が溜め込まれ、排気ガス成分の酸化剤として使用されることになる。酸素を保持している期間は、触媒１０の下流側の空燃比が理論空燃比（λ＝１）に対して多少リーンとなり、リアＯ２センサ３１の出力もその期間中にリーン状態がしばらく続くことになる。触媒１０が新品の時には、酸素を溜め込む能力（Ｏ２ストレージ量）は高いが、劣化してくると、だんだん酸素を溜め込む能力は低下してくることになる。 FIG. 16 shows the movement of the rear O2 sensor after fuel cut under normal conditions. As shown in FIG. 16, when the rear O2 sensor 31 is activated, dual O2 feedback (F / B) control is performed so that the target voltage is reached, and the output changes to the lean side (low voltage side) when fuel is cut or the like. It becomes a movement. Further, oxygen is stored in the catalyst 10 in a lean atmosphere such as a fuel cut, and is used as an oxidant for exhaust gas components. During the period in which oxygen is held, the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 10 is somewhat lean with respect to the theoretical air-fuel ratio (λ = 1), and the output of the rear O2 sensor 31 also remains lean for a while. become. When the catalyst 10 is new, the ability to accumulate oxygen (O2 storage amount) is high, but as the catalyst 10 deteriorates, the ability to accumulate oxygen gradually decreases.

そして、燃料カット等のリーン雰囲気で触媒１０に溜め込まれた酸素は排ガス浄化のための酸化剤として使用されるが、触媒１０に溜め込まれた酸素が無くなり、リアＯ２センサ３１の出力がリーン状態を示さなくなる時間は、図１７、図１８に示すように、理論空燃比で走行した時の空気量と相関がある。しかし、走行時には、理論空燃比以外に加速増量が発生したり、燃料カットが発生したりするため、触媒１０に貯えられる酸素量は増減し、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチになる時間も変化することになる。また、触媒１０のＯ２ストレージ量は触媒１０の温度によっても変化するため、図１９に示すように、触媒１０が暖機されてＯ２ストレージ保持能力が安定したところで、診断を実施する。 The oxygen stored in the catalyst 10 in a lean atmosphere such as fuel cut is used as an oxidant for exhaust gas purification. However, the oxygen stored in the catalyst 10 disappears, and the output of the rear O2 sensor 31 becomes lean. As shown in FIGS. 17 and 18, the time that is not shown correlates with the amount of air when the vehicle travels at the stoichiometric air-fuel ratio. However, during traveling, an acceleration increase other than the stoichiometric air-fuel ratio occurs or a fuel cut occurs, so the amount of oxygen stored in the catalyst 10 increases or decreases, and the time during which the output of the rear O2 sensor 31 becomes rich from lean Will also change. Further, since the O2 storage amount of the catalyst 10 also varies depending on the temperature of the catalyst 10, as shown in FIG. 19, the diagnosis is performed when the catalyst 10 is warmed up and the O2 storage retention ability is stabilized.

走行中の空燃比変化によるばらつきを小さくするために、図２０に示すように、Ｏ２ストレージ量を走行時の空燃比と空気量によって補正、つまり、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）によって補正することで、触媒１０のＯ２ストレージ量を正確に求めることが可能となる。
また、図２０に示すように、触媒１０の酸素保持量（Ｏ２ｓｔｒａｇｅ）補正係数（Ｃλ）は、設計基準値によって設定される。従って、Ｏ２ストレージ量が初期化によって最大値にセットされ、その後の走行によってＯ２ストレージ量が（ゼロ）になった点で、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチに反転すれば、触媒１０は基準値と同じであることが分かる。 In order to reduce variation due to air-fuel ratio changes during traveling, as shown in FIG. 20, the O2 storage amount is corrected by the air-fuel ratio and air amount during traveling, that is, by the air-fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ). As a result, the amount of O 2 storage of the catalyst 10 can be accurately obtained.
Further, as shown in FIG. 20, the oxygen retention amount (O2stage) correction coefficient (Cλ) of the catalyst 10 is set by the design reference value. Therefore, if the O2 storage amount is set to the maximum value by initialization and the O2 storage amount becomes (zero) by the subsequent driving, and the rear O2 sensor 31 is reversed from lean to rich, the catalyst 10 is set to the reference value. It turns out that it is the same.

図２１には、リアＯ２センサ３１の電圧と理論空燃比の関係が示されている。図２１に示すように、センサ出力は、リアＯ２センサ３１の素子温度によって多少変化し、且つ市場での使用による劣化（耐久後）によっても多少変化する。素子温度によるリアＯ２センサ３１の出力ばらつきは、リアＯ２センサ３１の出力積分値に影響を与えるため、リアＯ２センサ３１が暖機後に診断を実施する。 FIG. 21 shows the relationship between the voltage of the rear O2 sensor 31 and the theoretical air-fuel ratio. As shown in FIG. 21, the sensor output changes somewhat depending on the element temperature of the rear O2 sensor 31, and also changes slightly due to deterioration (after endurance) due to use in the market. The output variation of the rear O2 sensor 31 due to the element temperature affects the output integrated value of the rear O2 sensor 31, and thus the diagnosis is performed after the rear O2 sensor 31 is warmed up.

図２２には、触媒１０の劣化度合いとリアＯ２センサ３１の電圧との関係が示されている。リアＯ２センサ３１の出力は、触媒１０のＯ２ストレージ量や燃料システム５６Ａの異常によってリーンからリッチになる時間が大きく変化することは既に説明したが、触媒１０が劣化した場合にはリアＯ２センサ３１のリーンからリッチに変化する時間は短くなり、一方、燃料システム５６Ａが異常となった場合には長くなることが、実験によって分かった。従って、この時間差を、リアＯ２センサ３１の出力のリーンからリッチヘの変化時間又は積分値によって演算し、Ｏ２ストレージ量の設計基準値と比較することで、それぞれの異常を識別して検出できることが分かった。 FIG. 22 shows the relationship between the degree of deterioration of the catalyst 10 and the voltage of the rear O2 sensor 31. As described above, the output of the rear O2 sensor 31 largely changes due to the amount of O2 storage of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A. However, when the catalyst 10 is deteriorated, the rear O2 sensor 31 changes. Experiments have shown that the lean to rich transition time is reduced, while the fuel system 56A becomes longer when it becomes abnormal. Therefore, it is understood that each time abnormality can be detected by calculating by the change time or the integration value from the lean to rich of the output of the rear O2 sensor 31 and comparing with the design reference value of the O2 storage amount. It was.

図２３は、故障診断方法を説明するタイムチャートである。図２３に示すように、始動後開始条件によって触媒１０が暖機されたことを判定し、デュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）モード条件によってリアＯ２センサ３１の出力が安定して活性していることを判定する。触媒１０のＯ２ストレージ能力は触媒１０の温度と供給される酸素量とで決まるが、触媒１０の最大酸素保持量は無限大ではなく上限があり、それ以上いくら酸素を補給しても保持できない。そして、触媒１０のＯ２ストレージ量が最大となる酸素供給量は触媒１０の諸元によって異なるが、設定時間（２ｓｅｃ）の燃料カット（Ｆ／Ｃ）が発生すると、上限量となることが実験により分かった。また、触媒１０のＯ２ストレージ量を正確に推定することは非常に難しく、ただ単にリアＯ２センサ３１の出力がリッチ雰囲気になった時に、酸素を全て吐き出したとは言えないことも実験によって分かった。従って、Ｏ２ストレージ量を正確に推定する基点として、燃料カット（Ｆ／Ｃ）が設定時間（２秒）以上発生し、触媒１０のＯ２ストレージ量が最大となったところからＯ２ストレージ量を演算すると、高精度のＯ２ストレージ量を演算することが可能となる。 FIG. 23 is a time chart for explaining the failure diagnosis method. As shown in FIG. 23, it is determined that the catalyst 10 has been warmed up based on the start condition after starting, and the output of the rear O2 sensor 31 is stably activated by the dual O2 feedback (F / B) mode condition. Determine. The O2 storage capacity of the catalyst 10 is determined by the temperature of the catalyst 10 and the amount of oxygen supplied, but the maximum oxygen retention amount of the catalyst 10 is not infinite and has an upper limit, and it cannot be retained no matter how much oxygen is supplied. The oxygen supply amount that maximizes the O2 storage amount of the catalyst 10 varies depending on the specifications of the catalyst 10, but it has been experimentally determined that when the fuel cut (F / C) occurs for a set time (2 sec), the upper limit amount is reached. I understood. Further, it has been found through experiments that it is very difficult to accurately estimate the amount of O 2 storage of the catalyst 10, and that it cannot be said that all the oxygen is discharged when the output of the rear O 2 sensor 31 is rich. Therefore, as a base point for accurately estimating the O2 storage amount, when the fuel cut (F / C) occurs for a set time (2 seconds) or longer and the O2 storage amount of the catalyst 10 becomes the maximum, the O2 storage amount is calculated. It becomes possible to calculate the O2 storage amount with high accuracy.

また、図１、図２に示すように、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチに反転した時のＯ２ストレージ量が図２に示す高側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＨ）よりも大きいと言うことは、Ｏ２ストレージ量が設計値よりも少ないと言うことになるので、その場合には、触媒１０が異常であると診断する。また、その逆に、リアＯ２センサ３１の出力が反転した時のＯ２ストレージ量が図２に示す低側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＬ）よりも小さいと言うことは、見かけ上のＯ２ストレージ量が設計値よりも多くなったということになり、本来、Ｏ２ストレージ量は設計値よりも多くなることがないため、燃料システム５６Ａが異常であると診断できる。 Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the fact that the O2 storage amount when the rear O2 sensor 31 is inverted from lean to rich is larger than the high-side determination value (O2storageH) shown in FIG. Since the amount is smaller than the design value, in this case, it is diagnosed that the catalyst 10 is abnormal. On the contrary, when the output of the rear O2 sensor 31 is inverted, the O2 storage amount is smaller than the low-side determination value (O2storageL) shown in FIG. 2, which means that the apparent O2 storage amount is smaller than the design value. Since the amount of O 2 storage does not become larger than the design value, it can be diagnosed that the fuel system 56A is abnormal.

更に、図８、図９に示すように、Ｏ２ストレージ量を正確に求めることを目的とせずに、触媒１０と燃料システム５６Ａの異常とを診断するためだけであれば、図８に示す積算値の項目で代用することも可能である。空気量＊補正係数（Ｃλ）の積算値は、Ｏ２ストレージ補正量であるので、Ｏ２ストレージ量を求めて診断する時と同じ精度で診断が可能であるが、エンジン負荷、空気量、燃料噴射量等の積算値を代用する場合は診断精度は低下するが、プログラムの容量が少なくて済むため、排ガス規制があまり厳しくない場合で高精度の診断が要求されない時には、使用が可能である。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the integrated value shown in FIG. 8 is used only for diagnosing the abnormality of the catalyst 10 and the fuel system 56 A without aiming at accurately obtaining the O2 storage amount. It is also possible to substitute the item. Since the integrated value of the air amount * correction coefficient (Cλ) is the O2 storage correction amount, diagnosis can be performed with the same accuracy as when the O2 storage amount is obtained and diagnosed, but the engine load, the air amount, and the fuel injection amount When the integrated value such as the above is substituted, the diagnostic accuracy is lowered, but the capacity of the program is small, so that it can be used when exhaust gas regulations are not so strict and high-precision diagnosis is not required.

次に、この実施例に係る故障診断について、図１〜図７に沿って説明する。
先ず、リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量で故障診断する場合について、図１に沿って説明する。
図１に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０２）。 Next, failure diagnosis according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
First, a case where failure diagnosis is performed based on the O2 storage amount when the rear O2 sensor becomes rich from lean will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, when the program is started in the control device 56 (step A01), it is determined whether or not a start condition after starting is satisfied (step A02).

この始動後開始条件は、図３に示す条件によって成立する。つまり、図３に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、エンジン１を始動し（ステップＢ０２）、そして、エンジン１に供給された空気の積算空気量が設定値よりも大きいか、あるいは、エンジン１に供給された燃料の積算燃料量が設定値よりも大きいか、あるいは、触媒１０の温度が設定値よりも大きくなって暖機が完了したかを判断、つまり、触媒１０及びリアＯ２センサ３１が活性状態であるか否かを判断し（ステップＢ０３）、このステップＢ０３がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＢ０３がＹＥＳの場合には、始動後開始条件が成立したとする（ステップＢ０４） This start condition after start is established by the conditions shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, when the program starts (step B01), the engine 1 is started (step B02), and the integrated air amount of air supplied to the engine 1 is larger than a set value, or Then, it is determined whether the accumulated fuel amount of the fuel supplied to the engine 1 is larger than the set value, or whether the temperature of the catalyst 10 is higher than the set value and the warm-up is completed, that is, the catalyst 10 and the rear O 2. It is determined whether or not the sensor 31 is in an active state (step B03). If this step B03 is NO, this determination is continued. On the other hand, if this step B03 is YES, the start condition after starting is determined. (Step B04)

図１の前記ステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。一方、図１の前記ステップＡ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を行う（ステップＡ０３）。 If step A02 in FIG. 1 is NO, this determination is continued. On the other hand, if the after-start condition is satisfied and YES in step A02 of FIG. 1, the O2 storage is initialized (step A03).

このＯ２ストレージの初期化は、図４に沿って行われる。つまり、図４に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＣ０２）、このステップＣ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＣ０２がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を実行し（ステップＣ０３）。そして、燃料カットから復帰があったか否かを判断し（ステップＣ０４）、このステップＣ０４がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＣ０４がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を終了する（ステップＣ０５）。 The initialization of the O2 storage is performed according to FIG. That is, as shown in FIG. 4, when the program is started (step C01), it is determined whether or not the fuel cut time is longer than the set time (2 sec) (step C02), and when this step C02 is NO. On the other hand, if this step C02 is YES, the O2 storage is initialized (step C03). Then, it is determined whether or not there is a return from the fuel cut (step C04). If this step C04 is NO, this determination is continued. On the other hand, if this step C04 is YES, the O2 storage is initialized. Is finished (step C05).

また、このとき、図５に示すように、Ｏ２ストレージ量が演算される。つまり、図５に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＤ０１）、Ｏ２ストレージの初期化を終了したか否かを判断し（ステップＤ０２）、このステップＤ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＤ０２がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージ補正量を、Ｏ２ストレージ補正量＝空気量＊補正係数（Ｃλ）で求め（ステップＤ０３）、そして、Ｏ２ストレージ量を、Ｏ２ストレージ量＝前回のＯ２ストレージ量−Ｏ２ストレージ補正量で求め（ステップＤ０４）、前記ステップＤ０３に戻る。 At this time, the O2 storage amount is calculated as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, when the program starts (step D01), it is determined whether or not the O2 storage initialization is completed (step D02). If this step D02 is NO, this determination is made. On the other hand, if this step D02 is YES, the O2 storage correction amount is obtained by O2 storage correction amount = air amount * correction coefficient (Cλ) (step D03), and the O2 storage amount is determined by the O2 storage. Amount = previous O2 storage amount−O2 storage correction amount (step D04), and the process returns to step D03.

図１の前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻る。一方、図１の前記ステップＡ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が終了してＹＥＳの場合には、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＡ０４）。 If step A03 in FIG. 1 is NO, the process returns to step A02. On the other hand, if the initialization of the O2 storage is completed and YES in step A03 of FIG. 1, it is determined whether or not the rear O2 sensor outputs a rich signal from lean (step A04).

このリアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているか否かは、図６に沿って行われる。つまり、図６に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＥ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＥ０２）、このステップＥ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＥ０２がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサからの出力値（ＲＯ２ＩＮＴ）が設定値（ＲＯ２ＶＲＬ）よりも大きくなったか否かを判断し（ステップＥ０３）（図２３参照）、このステップＥ０３がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＥ０３がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているとし、プログラムを終了する（ステップＥ０４）。 Whether or not the rear O2 sensor outputs a rich signal from lean is performed according to FIG. That is, as shown in FIG. 6, when the program is started (step E01), it is determined whether or not the fuel cut time is longer than the set time (2 sec) (step E02), and when this step E02 is NO. On the other hand, if this step E02 is YES, it is determined whether or not the output value (RO2INT) from the rear O2 sensor is larger than the set value (RO2VRL) (step E03). (Refer to FIG. 23) When this step E03 is NO, this determination is continued. On the other hand, when this step E03 is YES, the rear O2 sensor outputs a rich signal from lean, The program ends (step E04).

また、このとき、図７に示すように、リアＯ２センサのリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が演算される。つまり、図７に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＦ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＦ０２）、このステップＦ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＦ０２がＹＥＳの場合には、燃料カットの復帰時からリアＯ２センサのリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）を計測し（ステップＦ０３）、そして、この計測を終了する（ステップＦ０４）。また、下流側排気ガスセンサの出力積分値であるリアＯ２センサのリーン積分値は、図２３の最下段に示すように、燃料カット時間が設定時間より長くなった後、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦとなる復帰時までにゼロに設定する。 At this time, as shown in FIG. 7, the lean integral value (RO2INT) of the rear O2 sensor is calculated. That is, as shown in FIG. 7, when the program is started (step F01), it is determined whether or not the fuel cut time is longer than the set time (2 sec) (step F02). If this step F02 is NO, On the other hand, if this step F02 is YES, the lean integrated value (RO2INT) of the rear O2 sensor is measured from the time of return of the fuel cut (step F03), and this measurement is finished. (Step F04). Further, the lean integrated value of the rear O2 sensor, which is the output integrated value of the downstream side exhaust gas sensor, is changed from ON to OFF after the fuel cut time becomes longer than the set time as shown in the lowermost stage of FIG. Set to zero before return.

図１の前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻る。一方、図１の前記ステップＡ０４で、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージ量が高側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、図２に示すように、触媒１０が故障したと判定する（ステップＡ０６）。
前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、Ｏ２ストレージ量が低側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＡ０７）、このステップＡ０７がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻り、一方、このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、図２に示すように、燃料システム５６Ａの故障と判定する（ステップＡ０８）。
この結果、燃料カット後、触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチへ反転した際に検知される触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことから、触媒１０の劣化の影響を受けにくくし、誤判定の少ない高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。
また、図５、図６に示すように、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行い、この初期化を燃料カットが予め設定した設定時間（２ｓｅｃ）よりも長く実施した際に行うことにより、基準としているリアＯ２センサ３１の動作を、長い燃料カットを基準として、故障診断の精度を確保できる。 If step A04 in FIG. 1 is NO, the process returns to step A02. On the other hand, if the rear O2 sensor outputs a lean to rich signal in step A04 of FIG. 1 and the answer is YES, it is determined whether or not the O2 storage amount has become higher than the high side determination value (O2storageH). (Step A05) When this step A05 is YES, it is determined that the catalyst 10 has failed as shown in FIG. 2 (step A06).
If NO in step A05, it is determined whether or not the O2 storage amount has become lower than the low-side determination value (O2storageL) (step A07). If NO in step A07, the process proceeds to step A02. On the other hand, if this step A07 is YES, it is determined that the fuel system 56A has failed as shown in FIG. 2 (step A08).
As a result, after the fuel cut, one or more abnormality determinations of the abnormality of the catalyst 10 and the abnormality of the fuel system 56A are performed based on the O2 storage amount of the catalyst 10, and the output of the rear O2 sensor 31 is reversed from lean to rich. Since the abnormality determination is performed based on the estimated value of the O2 storage amount of the detected catalyst 10, the abnormality diagnosis of the catalyst 10 and the abnormality diagnosis of the fuel system 56A with high accuracy are made less susceptible to the deterioration of the catalyst 10 and less erroneous determinations are made. And can be done.
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst 10 is initialized, and this initialization is performed when the fuel cut is performed longer than a preset set time (2 sec). Thus, the accuracy of the failure diagnosis can be ensured based on the operation of the rear O2 sensor 31 as a reference, with a long fuel cut as a reference.

次いで、リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合で、Ｏ２ストレージ量の代わりに各種積算値によって故障判定を行う場合について、図８、図９に基づいて説明する。つまり、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる。
図８に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＧ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＧ０２）。このステップＧ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＧ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＧ０３）。このステップＧ０３がＮＯの場合には、前記ステップＧ０２に戻す。
前記ステップＧ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、燃料カットの復帰時から各種の積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）を求める（ステップＧ０４）。この積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）は、空気量＊Ｃλ積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射量積算値で求められる。
そして、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＧ０５）。このステップＧ０５がＮＯの場合には、前記ステップステップＧ０２に戻す。
一方、前記ステップＧ０５で、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力してＹＥＳの場合には、積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）が高側判定値（ＥＮＧＬＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＧ０６）、このステップＧ０７がＹＥＳの場合には、図９に示すように、燃料システム５６Ａが故障したと判定する（ステップＧ０７）。
前記ステップＧ０６がＮＯの場合には、積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）が低側判定値（ＥＮＧＬＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＧ０８）、このステップＧ０８がＮＯの場合には、前記ステップＧ０２に戻り、一方、このステップＧ０８がＹＥＳの場合には、図９に示すように、触媒１０の故障と判定する（ステップＧ０９）。
この結果、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準としているので、代替値によっても故障診断の精度を確保できる。 Next, FIG. 8 and FIG. 9 show a case where failure diagnosis is performed by calculation of the integrated value (ENGLOAD) when the rear O2 sensor becomes rich from lean, and failure determination is performed by various integrated values instead of the O2 storage amount. Based on That is, instead of the O2 storage amount, the control device 56 integrates an air amount / air / fuel ratio deviation amount (correction coefficient: Cλ) multiplied by an air amount / air / fuel ratio deviation amount integrated value, and an engine load obtained by integrating an engine load. Any one of the integrated value, the integrated air amount value obtained by integrating the air amount, and the integrated fuel injection amount value obtained by integrating the fuel injection amount is used as a substitute value for the estimated value of the O 2 storage amount of the catalyst 10.
As shown in FIG. 8, when the program is started in the control device 56 (step G01), it is determined whether or not a start condition after starting is satisfied (step G02). If step G02 is NO, this determination is continued.
In step G02, when the start condition after start is satisfied and YES, it is determined whether or not initialization of the O2 storage is satisfied (step G03). If step G03 is NO, the process returns to step G02.
If initialization of the O2 storage is established in step G03, various integrated values (ENGLOAD) are obtained from the time when the fuel cut is restored (step G04). This integrated value (ENGLOAD) is obtained by air amount * Cλ integrated value, engine load integrated value, air amount integrated value, and fuel injection amount integrated value.
Then, it is determined whether or not the rear O2 sensor 31 is outputting a rich signal from lean (step G05). When this step G05 is NO, it returns to said step G02.
On the other hand, if the rear O2 sensor 31 outputs a lean to rich signal in step G05 and the answer is YES, it is determined whether or not the integrated value (ENGLOAD) is higher than the high side determination value (ENGLH). (Step G06) When this step G07 is YES, it is determined that the fuel system 56A has failed as shown in FIG. 9 (step G07).
When the step G06 is NO, it is determined whether or not the integrated value (ENGLOAD) is lower than the low-side determination value (ENGLL) (step G08). When the step G08 is NO, the step Returning to G02, on the other hand, if this step G08 is YES, as shown in FIG. 9, it is determined that the catalyst 10 has failed (step G09).
As a result, since the operation of the rear O2 sensor 31 after the fuel cut is used as a reference, the accuracy of the failure diagnosis can be ensured also by the substitute value.

また、Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合について、図１０、図１１に基づいて説明する。
図１０に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＨ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＨ０２）。このステップＨ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＨ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＨ０３）。このステップＨ０３がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻す。
前記ステップＨ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、Ｏ２ストレージがゼロ（０）か否かを判断する（ステップＨ０４）（図２３参照）。このステップＨ０４がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻す。
このステップＨ０４がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＨ０５）、このステップＨ０５がＹＥＳの場合には、図１１に示すように、触媒１０が故障したと判定する（ステップＨ０６）。
前記ステップＨ０５がＮＯの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＨ０７）、このステップＨ０７がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻り、一方、このステップＨ０７がＹＥＳの場合には、図１１に示すように、燃料システム５６Ａの故障と判定する（ステップＨ０８）。
この結果、高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。 Further, a case where failure diagnosis is performed with the output integrated value of the rear O2 sensor when the O2 storage amount reaches the set value will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
As shown in FIG. 10, when the program is started in the control device 56 (step H01), it is determined whether a start condition after starting is satisfied (step H02). If step H02 is NO, this determination is continued.
If the start condition after starting is satisfied and YES in step H02, it is determined whether or not initialization of the O2 storage is satisfied (step H03). If step H03 is NO, the process returns to step H02.
If initialization of the O2 storage is established in step H03, it is determined whether the O2 storage is zero (0) (step H04) (see FIG. 23). If step H04 is NO, the process returns to step H02.
If this step H04 is YES, it is determined whether or not the lean integral value (RO2INT) of the rear O2 sensor 31 is higher than the high side determination value (RO2INTH) (step H05), and this step H05 is YES. In this case, as shown in FIG. 11, it is determined that the catalyst 10 has failed (step H06).
If step H05 is NO, it is determined whether or not the lean integral value (RO2INT) of the rear O2 sensor 31 is lower than the low-side determination value (RO2INTL) (step H07), and step H07 is NO. If YES in step H02, on the other hand, if this step H07 is YES, as shown in FIG. 11, it is determined that the fuel system 56A has failed (step H08).
As a result, the abnormality diagnosis of the catalyst 10 and the abnormality diagnosis of the fuel system 56A can be performed with high accuracy.

更に、積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合について、図１２、図１３に基づいて説明する。
図１２に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＪ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＪ０２）。このステップＪ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＪ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＪ０３）。このステップＪ０３がＮＯの場合には、前記ステップＪ０２に戻す。
前記ステップＪ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、燃料カットの復帰時から各種の積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）を求める（ステップＪ０４）。この積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）は、空気量＊Ｃλ積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射量積算値で求められる。
そして、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＪ０５）。このステップＪ０５がＮＯの場合には、前記ステップステップＪ０２に戻す。
一方、このステップＪ０５がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＪ０６）、このステップＪ０６がＹＥＳの場合には、図１３に示すように、燃料システム５６Ａが故障したと判定する（ステップＪ０７）。
前記ステップＪ０６がＮＯの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＪ０８）、このステップＪ０８がＮＯの場合には、前記ステップＪ０２に戻り、一方、このステップＪ０８がＹＥＳの場合には、図１３に示すように、触媒１０の故障と判定する（ステップＪ０９）。
この結果、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準としているので、代替値によっても故障診断の精度を確保できる。 Further, a case where failure diagnosis is performed using the integrated value calculation (ENGLOAD) and the output integrated value of the rear O2 sensor will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 12, when the program starts in the control device 56 (step J01), it is determined whether or not the start condition after starting is satisfied (step J02). If step J02 is NO, this determination is continued.
In step J02, if the start condition after start is satisfied and the answer is YES, it is determined whether or not initialization of the O2 storage is satisfied (step J03). If step J03 is NO, the process returns to step J02.
If initialization of the O2 storage is established in step J03, various integrated values (ENGLOAD) are obtained from the time when the fuel cut is restored (step J04). This integrated value (ENGLOAD) is obtained by air amount * Cλ integrated value, engine load integrated value, air amount integrated value, and fuel injection amount integrated value.
Then, it is determined whether or not the rear O2 sensor 31 is outputting a rich signal from lean (step J05). If step J05 is NO, the process returns to step J02.
On the other hand, if this step J05 is YES, it is determined whether or not the lean integral value (RO2INT) of the rear O2 sensor 31 is higher than the high-side determination value (RO2INTH) (step J06). In the case of YES, as shown in FIG. 13, it is determined that the fuel system 56A has failed (step J07).
When the step J06 is NO, it is determined whether or not the lean integral value (RO2INT) of the rear O2 sensor 31 is lower than the low-side determination value (RO2INTL) (step J08), and this step J08 is NO. In this case, the process returns to step J02. On the other hand, if this step J08 is YES, it is determined that the catalyst 10 has failed as shown in FIG. 13 (step J09).
As a result, since the operation of the rear O2 sensor 31 after the fuel cut is used as a reference, the accuracy of the failure diagnosis can be ensured also by the substitute value.

燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことを、他のの診断にも適用することができる。 After the fuel cut, one or more abnormality determinations of the abnormality of the catalyst and the abnormality of the fuel supply control means are performed based on the O2 storage amount of the catalyst, and the catalyst detected when the downstream exhaust gas sensor output is richly inverted from lean Performing the abnormality determination based on the estimated value of the O2 storage amount can be applied to other diagnoses.

リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量で故障診断する場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of performing a failure diagnosis with the O2 storage amount when the rear O2 sensor becomes rich from lean. リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量を設定値と比較して故障診断する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of making a failure diagnosis by comparing the O2 storage amount when the rear O2 sensor becomes rich from lean with a set value. 始動後開始条件成立のフローチャートである。It is a flowchart of starting conditions establishment after starting. Ｏ２ストレージ量の初期化のフローチャートである。It is a flowchart of initialization of O2 storage amount. Ｏ２ストレージ量の演算のフローチャートである。It is a flowchart of the calculation of the O2 storage amount. リアＯ２センサの出力値を計測するフローチャートである。It is a flowchart which measures the output value of a rear O2 sensor. リアＯ２センサの出力積分値の演算のフローチャートである。It is a flowchart of the calculation of the output integrated value of a rear O2 sensor. リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of failure diagnosis by calculation of an integrated value (ENGLOAD) when the rear O2 sensor becomes rich from lean. リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of performing a failure diagnosis by calculation of an integrated value (ENGLOAD) when a rear O2 sensor becomes rich from lean. Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of performing a fault diagnosis with the output integrated value of the rear O2 sensor when the O2 storage amount becomes a set value. Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合の説明図である。It is explanatory drawing at the time of failure diagnosis with the output integrated value of a rear O2 sensor when O2 storage amount becomes a setting value. 積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of performing a fault diagnosis with the calculation of integrated value (ENGLOAD) and the output integrated value of the rear O2 sensor. 積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of failure diagnosis with the calculation of an integrated value (ENGLOAD) and the output integrated value of a rear O2 sensor. 正常時のフロントＯ２センサとリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a motion of the front O2 sensor at the time of normal, and a rear O2 sensor. １気筒分の燃料噴射弁（インジェクタ）の噴射量が少なくなった場合のフロントＯ２センサとリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the motion of the front O2 sensor and the rear O2 sensor when the injection amount of the fuel injection valve (injector) for one cylinder decreases. 燃料カット後のリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a motion with the rear O2 sensor after a fuel cut. 燃料カット後のリアＯ２センサがリーンからリッチへ変化する時間のタイムチャートである。It is a time chart of the time when the rear O2 sensor after fuel cut changes from lean to rich. 燃料カット後のリアＯ２センサがリーンからリッチへ変化する時のＯ２ストレージ量時間と走行時空気量のタイムチャートである。It is a time chart of O2 storage amount time and the air amount at the time of driving | running | working when the rear O2 sensor after a fuel cut changes from lean to rich. 始動後条件のタイムチャートである。It is a time chart of conditions after starting. 触媒のＯ２ストレージ補正計数を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the O2 storage correction | amendment count of a catalyst. リアＯ２センサの素子温度・電圧を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows element temperature and voltage of a rear O2 sensor. 触媒の劣化度合いとリアＯ２センサの電圧とのタイムチャートである。It is a time chart of the deterioration degree of a catalyst and the voltage of a rear O2 sensor. 触媒診断と燃料システムの診断のタイムチャートである。It is a time chart of a catalyst diagnosis and a fuel system diagnosis. 故障診断装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of a failure diagnosis apparatus. エンジンの故障診断御装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an engine failure diagnosis control device. FIG.

Explanation of symbols

１エンジン
３排気通路
９Ａ一側分岐排気通路
９Ｂ他側分岐排気通路
１０触媒
１０Ａ一側触媒
１０Ｂ他側触媒
２０燃料噴射弁
２０Ａ一側燃料噴射弁
２０Ｂ他側燃料噴射弁
３０フロントＯ２センサ
３０Ａ一側フロントＯ２センサ
３０Ｂ他側フロントＯ２センサ
３１リアＯ２センサ
３１Ａ一側リアＯ２センサ
３１Ｂ他側リアＯ２センサ
５６制御装置
５６Ａ燃料システム（燃料噴射量制御手段）
５６Ｂフィードバック制御手段
５６Ｃ診断手段
５６Ｄタイマ 1 Engine 3 Exhaust passage 9A One side branch exhaust passage 9B Other side branch exhaust passage 10 Catalyst 10A One side catalyst 10B Other side catalyst 20 Fuel injection valve 20A One side fuel injection valve 20B Other side fuel injection valve 30 Front O2 sensor 30A One side Front O2 sensor 30B Other side front O2 sensor 31 Rear O2 sensor 31A One side rear O2 sensor 31B Other side rear O2 sensor 56 Control device 56A Fuel system (fuel injection amount control means)
56B Feedback control means 56C Diagnosis means 56D Timer

Claims

An upstream exhaust gas sensor and a downstream exhaust gas sensor for controlling the air-fuel ratio are provided upstream and downstream of the catalyst provided in the exhaust passage of the engine, and a parameter indicating the operating state of the engine is measured to determine the fuel supply amount. A fuel supply control means for controlling and cutting the fuel, a feedback control means for feedback-controlling the fuel supply control means by output values of the upstream exhaust gas sensor and the downstream exhaust gas sensor, and an output value of the downstream exhaust gas sensor And an engine failure diagnosing device comprising a control unit that measures a parameter indicating the operating state of the engine and performs a diagnosis for determining a state of the fuel supply control unit in a predetermined operating state of the engine And the controller estimates the amount of O2 storage of the catalyst. In the engine failure diagnosis device that initializes the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst when the fuel cut is performed longer than a preset set time, the control device integrates the output of the downstream exhaust gas sensor. When one or more abnormality determinations of the abnormality of the catalyst and the abnormality of the fuel supply control means are performed based on the output integrated value of the downstream side exhaust gas sensor, and the fuel cut is carried out longer than a preset set time In addition, the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst is set to a predetermined value, the initialization is performed, and the fuel cut is performed longer than the set time so that the fuel cut flag returns from the ON state to the OFF state at the downstream side. The downstream exhaust gas sensor detected when the output integrated value of the exhaust gas sensor is zero and the estimated value of the O2 storage amount of the catalyst becomes zero. If this output integral value by the output integral value while determining that an abnormality of the catalyst is higher than a predetermined high side determination value, the output integral value is lower than the high side determination predetermined low side determination value lower than the value An engine failure diagnosis apparatus characterized by performing the abnormality determination to determine that the fuel supply control means is abnormal.