JP5644621B2 - Catalyst deterioration diagnosis device - Google Patents
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Description
本発明は、機関運転中に計測した規定数の診断データに基づいて排気浄化用の触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置に関する。 The present invention relates to a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of a catalyst for exhaust purification based on a specified number of diagnosis data measured during engine operation.
車載等の内燃機関の排気系には、排気の有害成分を浄化する触媒が設置されている。こうした触媒は、その長期使用に応じて劣化し、排気浄化能力が低下する。そのため、車載等の内燃機関では、機関運転中に触媒の劣化診断を行うようにしている。 A catalyst for purifying harmful components of exhaust gas is installed in an exhaust system of an internal combustion engine such as a vehicle. Such a catalyst deteriorates with long-term use, and the exhaust purification capacity is reduced. For this reason, in an internal combustion engine such as a vehicle, the deterioration diagnosis of the catalyst is performed during engine operation.
こうした触媒の劣化診断は、例えば、次の態様で行うことができる。触媒には、排気中の酸素濃度が高いときには、排気中の酸素を吸蔵するとともに、その吸蔵した酸素を排気中の酸素濃度が低いときに放出する酸素吸蔵能を備えており、劣化が進行すると、そうした酸素吸蔵能が低下する。触媒の酸素吸蔵能が高いときには、触媒上流側の酸素濃度を変化させても、触媒から排出される排気の酸素濃度は、その酸素吸蔵能により均されるため、触媒下流側の酸素濃度に変化が表れるまでにはある程度の長い時間を要することになる。一方、触媒が劣化してその酸素吸蔵能が低下すれば、触媒下流側の酸素濃度に変化が表れるまでの時間は短くなる。そこで、触媒上流の排気の酸素濃度が変化してから触媒下流の排気中の酸素濃度の検出値に変化が確認されるまでの時間を劣化診断データとして用いて触媒の劣化診断を行うことができる。 Such a deterioration diagnosis of the catalyst can be performed, for example, in the following manner. The catalyst has an oxygen storage capacity for storing oxygen in the exhaust when the oxygen concentration in the exhaust is high and releasing the stored oxygen when the oxygen concentration in the exhaust is low. , Such oxygen storage capacity decreases. When the oxygen storage capacity of the catalyst is high, even if the oxygen concentration on the upstream side of the catalyst is changed, the oxygen concentration in the exhaust discharged from the catalyst is equalized by the oxygen storage capacity, so the oxygen concentration on the downstream side of the catalyst changes. It takes a long time to appear. On the other hand, if the catalyst deteriorates and its oxygen storage capacity decreases, the time until the oxygen concentration on the downstream side of the catalyst changes is shortened. Thus, the deterioration diagnosis of the catalyst can be performed using the time from when the oxygen concentration of the exhaust gas upstream of the catalyst changes until the change in the detected value of the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst is confirmed as deterioration diagnosis data. .
なお、触媒の劣化診断方法としては、例えば特許文献１に見られるように、触媒の上流及び下流に酸素濃度センサーをそれぞれ設け、それらのセンサー値の極性反転回数や出力波形面積の比を劣化診断データとして用いるなどの様々な方法が提案されている。いずれにせよ、正確な劣化診断を行うには、ある程度の数の劣化診断データを計測する必要がある。 As a method for diagnosing deterioration of a catalyst, for example, as seen in Patent Document 1, oxygen concentration sensors are provided upstream and downstream of the catalyst, respectively, and the number of polarity inversions of these sensor values and the ratio of the output waveform area are diagnosed for deterioration. Various methods such as use as data have been proposed. In any case, in order to perform accurate deterioration diagnosis, it is necessary to measure a certain number of deterioration diagnosis data.
一方、診断データには、内燃機関の運転状態の変動が外乱として反映されてしまうことがある。そこで上記文献１には、診断データの計測に、あえて応答の遅いセンサーを使用することで、機関運転状態の変動が診断データに反映され難くすることが示されている。 On the other hand, the diagnostic data may reflect fluctuations in the operating state of the internal combustion engine as disturbances. Therefore, the above-mentioned document 1 shows that a change in engine operating state is hardly reflected in the diagnostic data by using a sensor with a slow response in the measurement of the diagnostic data.
ところで、近年には、触媒劣化診断の精度向上が求められており、診断精度を高めるには、機関回転速度、吸入空気量、排気温度などにより規定される診断データの計測条件に厳しい条件を設定する必要がある。しかしながら、厳しい計測条件を設定すれば、診断データの計測の機会は減少することになり、劣化診断に時間が掛かるようになる。そしてその結果、必要とされる頻度で劣化診断を行うことが困難となるようになる。例えば、イグニッションスイッチがオンとされてからオフとされるまでの１トリップの間に、少なくとも一回の劣化診断を行おうとしても、診断データの計測機会が少なければ、必要数のデータをそのトリップ中に集めることができずに、劣化診断を完遂できないことが多くなる。ましてや、特許文献１のように、応答の遅いセンサーを診断データの計測に使用すれば、データ計測に要する時間が益々長くなり、劣化診断の頻度を更に減少させてしまうことになる。 By the way, in recent years, there has been a demand for improved catalyst deterioration diagnosis accuracy. To improve the diagnosis accuracy, strict conditions are set for the diagnostic data measurement conditions defined by engine speed, intake air volume, exhaust temperature, etc. There is a need to. However, if strict measurement conditions are set, the opportunity for measurement of diagnostic data is reduced, and it takes time to diagnose deterioration. As a result, it becomes difficult to perform deterioration diagnosis at a required frequency. For example, if at least one deterioration diagnosis is performed during one trip from when the ignition switch is turned on to when it is turned off, if there are few opportunities to measure diagnostic data, the required number of data is tripped. Often, the deterioration diagnosis cannot be completed without being able to collect it. In addition, if a sensor with a slow response is used for the measurement of diagnostic data as in Patent Document 1, the time required for data measurement becomes longer and the frequency of deterioration diagnosis is further reduced.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、高い診断精度を確保しながらも、劣化診断の頻度を高めることのできる触媒劣化診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is to provide a catalyst deterioration diagnosis device capable of increasing the frequency of deterioration diagnosis while ensuring high diagnosis accuracy. is there.
上記のように、機関運転中に計測した規定数の診断データに基づいて触媒の劣化診断を行う場合、診断精度を高めるべく診断データの計測条件を厳しくすれば、単一のトリップでは、必要数の診断データを集めることができず、診断を完遂できなくなることがある。その場合にも、先のトリップにおいて計測した診断データも、現トリップにおける劣化の診断に使用するようにすれば、トリップ中の劣化診断の完遂をし易くすることができる。 As described above, when performing catalyst deterioration diagnosis based on the specified number of diagnostic data measured during engine operation, if the measurement conditions of the diagnostic data are tightened to improve the diagnostic accuracy, the required number of trips can be obtained in a single trip. The diagnostic data cannot be collected and the diagnosis may not be completed. Even in that case, if the diagnosis data measured in the previous trip is also used for diagnosis of deterioration in the current trip, it is possible to easily complete the deterioration diagnosis during the trip.
一方、診断データの計測に使用するセンサーの特性（例えば応答性など）が変化した場合には、その変化前に計測したデータとその変化後に計測したデータとを同列に扱ってしまえば、診断結果が不適切なものとなってしまう。 On the other hand, if the characteristics of the sensor used to measure the diagnostic data (for example, responsiveness) change, if the data measured before the change and the data measured after the change are handled in the same row, the diagnostic result Becomes inappropriate.
その点、機関運転中に計測した規定数の診断データに基づいて排気浄化用の触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置としての請求項１に記載の発明では、先のトリップで計測済みの診断データと現トリップで計測した診断データとに基づいて触媒の劣化診断を行うとともに、先のトリップと現トリップとの間で診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が確認されたときには、現トリップで計測した前記診断データのみに基づいて前記触媒の劣化診断を行うようにしている。 In that respect, in the invention according to claim 1 as a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of a catalyst for exhaust purification based on a prescribed number of diagnosis data measured during engine operation, the diagnosis that has been measured in the previous trip is performed. When the catalyst deterioration diagnosis is performed based on the data and the diagnostic data measured during the current trip, and the sensor characteristics of the sensor used to measure the diagnostic data between the previous trip and the current trip are confirmed, The catalyst deterioration diagnosis is performed based only on the diagnosis data measured in the current trip.
また機関運転中に計測した規定数の診断データに基づいて排気浄化用の触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置としての請求項２に記載の発明では、上記規定数から先のトリップで計測済みの診断データの数を減算した数を、劣化診断のために現トリップで計測の必要な前記診断データの数として設定するとともに、先のトリップと現トリップとの間で診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が確認されたときには、劣化診断のために現トリップで計測の必要な診断データの数として上記規定数を設定するようにしている。
Further, in the invention according to
更に機関運転中に計測した規定数の診断データに基づいて排気浄化用の触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置としての請求項３に記載の発明では、先のトリップと現トリップとの間で診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が無いことを条件に、先のトリップに計測した診断データと現トリップで計測した診断データとを併せ用いて触媒の劣化診断を行うようにしている。 Further, in the invention according to claim 3 as a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of the catalyst for exhaust purification based on a specified number of diagnosis data measured during engine operation, between the previous trip and the current trip, As long as there is no change in the sensor characteristics of the sensor used to measure the diagnostic data, the catalyst deterioration diagnosis is performed using the diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip. Yes.
これらの構成では、基本的には、複数のトリップに跨って計測した診断データを用いて診断が行われるようになる。そのため、診断精度を向上すべく、診断データの計測条件を厳しくした場合にも、劣化診断完遂の頻度が高められるようになる。一方、センサーの特性がトリップ間で変化した場合には、先のトリップで計測した診断データは診断に使用しないため、診断データ計測中のセンサー特性の変化による診断精度の悪化を回避することも可能となる。したがって、上記各構成によれば、高い診断精度を確保しながらも、劣化診断の頻度を高めることができるようになる。 In these configurations, diagnosis is basically performed using diagnosis data measured across a plurality of trips. For this reason, the frequency of completion of the deterioration diagnosis can be increased even when the measurement conditions of the diagnosis data are tightened in order to improve the diagnosis accuracy. On the other hand, if the sensor characteristics change between trips, the diagnostic data measured in the previous trip is not used for diagnosis, so it is possible to avoid deterioration in diagnostic accuracy due to changes in sensor characteristics during diagnostic data measurement. It becomes. Therefore, according to each of the above-described configurations, it is possible to increase the frequency of deterioration diagnosis while ensuring high diagnosis accuracy.
なお、診断データとしては、例えば請求項４によるような、触媒上流の排気の酸素濃度の変化が確認されてから触媒下流の排気の酸素濃度の変化が確認されるまでの時間や、請求項５によるような、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を強制的に変化させてから、その空燃比の変化に応じた変化が、触媒下流の排気中の酸素濃度に表れるまでの時間などを用いることができる。 The diagnosis data includes, for example, the time from when the change in the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst is confirmed until the change in the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst is confirmed. The time from when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is forcibly changed until the change corresponding to the change in the air-fuel ratio appears in the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst, etc. Can be used.
また請求項６によるように、触媒の劣化診断の完了後に、次回以降のトリップにおける劣化診断に使用すべく診断データの計測を継続するようにすれば、必要数の診断データの確保がより容易となり、劣化診断完遂の頻度がより高められるようになる。
Further, according to
以下、本発明の触媒劣化診断装置を具体化した一実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態の触媒劣化診断装置の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of a catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
First, with reference to FIG. 1, the structure of the catalyst deterioration diagnostic apparatus of this Embodiment is demonstrated.
同図に示すように、本実施の形態の触媒劣化診断装置の適用される内燃機関では、吸気中に燃料を噴射するインジェクター１がその吸気ポート２に設置されている。吸気ポート２は、燃焼室４に接続され、その燃焼室４には、その内部に導入された燃料と空気との混合気を点火する点火プラグ３が配設されている。そして燃焼室４は、排気ポート５を介して排気管６に接続されている。
As shown in the figure, in an internal combustion engine to which the catalyst deterioration diagnosis device of the present embodiment is applied, an injector 1 for injecting fuel during intake is installed in the
排気管６には、排気を浄化する三元触媒７が設置されている。三元触媒７は、プラチナ、パラジウム、ロジウムを触媒として使用して、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に浄化する。より詳しくは、三元触媒７は、炭化水素を水と二酸化炭素に、一酸化炭素を二酸化炭素に、窒素酸化物を窒素に、それぞれ酸化、還元することで、排気の浄化を行う。こうした三元触媒７は、燃焼される混合気の空燃比が、酸素を余剰せずに燃料が完全燃焼する理論空燃比であるときに最大限の排気浄化能力を発揮するようになっている。
A three-way catalyst 7 for purifying exhaust gas is installed in the
排気管６の三元触媒７の上流には、排気の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサー８が設置され、また三元触媒７の下流には、規定の濃度を跨いで排気の酸素濃度が変化したときに出力が変化する酸素センサー９が設定されている。これら空燃比センサー８及び酸素センサー９の出力は、機関制御用の電子制御ユニット１０に入力されている。
An air-fuel ratio sensor 8 that outputs a signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas is installed upstream of the three-way catalyst 7 in the
電子制御ユニット１０は、機関制御のための各種演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリー（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）を備えている。そして電子制御ユニット１０は、機関制御の一環として、機関運転中に三元触媒７の劣化診断を実施する。
The
続いて、本実施の形態での三元触媒７の劣化診断の詳細を説明する。
本実施の形態での三元触媒７の劣化診断は、次の態様で行われる。まず電子制御ユニット１０は、燃焼される混合気の空燃比を強制的に変化させる。混合気の空燃比が変化すると、燃焼室４から排出される排気の酸素濃度が変わり、その変化はまず、三元触媒７の上流に設けられた空燃比センサー８の出力の変化として検出される。
Subsequently, details of the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 in the present embodiment will be described.
The deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 in the present embodiment is performed in the following manner. First, the
また、燃焼室４から排出される排気の酸素濃度の変化は、三元触媒７の下流に設けられた酸素センサー９の出力にも表れる。ただし、三元触媒７の酸素吸蔵能により、三元触媒７から排出された排気の酸素濃度に変化が表れるまでには、ある程度の時間を要する。そしてその時間の長さは、三元触媒７の酸素吸蔵能の高いほど長くなる。一方、三元触媒７の酸素吸蔵能は、劣化の進行に応じて低下する。したがって、空燃比の変化の影響が触媒上流の空燃比センサー８の出力に表れてから触媒下流の酸素センサー９の出力に表れるまでの時間から、三元触媒７の劣化を診断することができる。 Further, the change in the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 4 also appears in the output of the oxygen sensor 9 provided downstream of the three-way catalyst 7. However, a certain amount of time is required until the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst 7 changes due to the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 7. The length of time increases as the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 7 increases. On the other hand, the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 7 decreases as the deterioration progresses. Therefore, the deterioration of the three-way catalyst 7 can be diagnosed from the time from when the influence of the change in the air-fuel ratio appears in the output of the air-fuel ratio sensor 8 upstream of the catalyst until it appears in the output of the oxygen sensor 9 downstream of the catalyst.
本実施の形態では、空燃比センサー８の出力の変化が確認されてから酸素センサー９の出力の変化が確認されるまでの時間を計測し、その時間を診断データとして三元触媒７の劣化診断を行っている。より詳しくは、上記のような診断データの計測を規定数行い、計測した各診断データの平均値から、予め確認しておいた酸素センサー９の応答遅れ時間を減算した値に基づいて三元触媒７の劣化診断を行っている。 In this embodiment, the time from when the change in the output of the air-fuel ratio sensor 8 is confirmed until the change in the output of the oxygen sensor 9 is confirmed is measured, and the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed using that time as diagnostic data. It is carried out. More specifically, the three-way catalyst is measured based on a value obtained by subtracting the response delay time of the oxygen sensor 9 that has been confirmed in advance from the average value of each measured diagnostic data after performing the specified number of diagnostic data measurements as described above. 7 deterioration diagnosis.
ここで機関回転速度、吸入空気量、排気温度などに違いあれば、排気の流量、流速が変わるため、三元触媒７の劣化度合いが一定でも、空燃比を変化させてから触媒下流の排気の酸素濃度に変化が生じるまでの時間が変わってしまう。そのため、診断に使用する各診断データの計測条件にばらつきがあれば、正確な診断を行うことはできないことになる。したがって、診断精度を確保するには、診断データの計測条件を厳しく限定する必要がある。しかしながら、診断データの計測条件を厳しくすれば、イグニッションスイッチがオンとされてからオフとされるまでの１トリップのうちに計測可能な診断データ数が限られてしまい、１トリップの間に触媒劣化診断を完遂することが困難となってしまう。 Here, if there is a difference in engine speed, intake air amount, exhaust temperature, etc., the flow rate and flow speed of the exhaust will change. Therefore, even if the degree of deterioration of the three-way catalyst 7 is constant, the air-fuel ratio is changed before the exhaust downstream of the catalyst is changed. The time until the change in oxygen concentration changes. Therefore, if there is variation in the measurement conditions of each diagnostic data used for diagnosis, accurate diagnosis cannot be performed. Therefore, in order to ensure diagnostic accuracy, it is necessary to strictly limit the measurement conditions for diagnostic data. However, if the conditions for measuring diagnostic data are strict, the number of diagnostic data that can be measured is limited in one trip from when the ignition switch is turned on to when it is turned off, and the catalyst deteriorates during one trip. It will be difficult to complete the diagnosis.
そこで、本実施の形態では、次のようにして、背反の関係にある診断精度と診断完遂の頻度との両立を図っている。すなわち、本実施の形態では、現在のトリップ（以下、現トリップと記載する）で計測された診断データに加え、前回のトリップ（以下、前トリップと記載する）に計測しておいた診断データも使用することで、診断に必要な数の計測データを確保するようにしている。この場合、劣化診断に必要な規定数から前トリップで計測済みの診断データの数を減算した数の診断データを現トリップで計測しさえすれば、三元触媒７の劣化診断を行うことが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, both the accuracy of diagnosis and the frequency of diagnosis completion are achieved in the following manner. That is, in this embodiment, in addition to the diagnostic data measured in the current trip (hereinafter referred to as the current trip), the diagnostic data measured in the previous trip (hereinafter referred to as the previous trip) is also included. By using it, the necessary number of measurement data for diagnosis is secured. In this case, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 can be performed only by measuring the number of diagnostic data obtained by subtracting the number of diagnostic data already measured in the previous trip from the specified number required for the deterioration diagnosis. It becomes.
このように、劣化診断に使用する診断データの計測を、複数トリップを跨いで行えば、計測条件を厳しくても、劣化診断完遂の頻度を高めることができる。しかしながら、こうした場合には、次の問題がある。すなわち、酸素センサー９にも劣化が生じ、その結果、応答性などのセンサー特性が変化して、酸素センサー９の応答遅れ時間が変化することがある。上述したように、三元触媒７の劣化診断は、計測した各診断データの平均値から酸素センサー９の応答遅れ時間を減算した値に基づいて行われる。そのため、酸素センサー９の応答遅れ時間が現状とは異なる状況で計測された診断データが混じっていれば、正確な診断はできなくなる。 Thus, if the measurement of the diagnostic data used for the deterioration diagnosis is performed across a plurality of trips, the frequency of completing the deterioration diagnosis can be increased even if the measurement conditions are strict. However, in such a case, there are the following problems. That is, the oxygen sensor 9 also deteriorates. As a result, sensor characteristics such as responsiveness change, and the response delay time of the oxygen sensor 9 may change. As described above, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed based on a value obtained by subtracting the response delay time of the oxygen sensor 9 from the average value of each measured diagnosis data. Therefore, if diagnosis data measured in a situation where the response delay time of the oxygen sensor 9 is different from the current situation is mixed, an accurate diagnosis cannot be performed.
そこで、本実施の形態では、診断データの計測に先立って、前トリップと現トリップとの間に酸素センサー９のセンサー特性が変化していないか確認している。そして酸素センサー９のセンサー特性に変化が無いときに限って、前トリップで計測済みの診断データを三元触媒７の劣化診断に使用するようにしている。すなわち、本実施の形態では、前トリップで計測済みの診断データと現トリップで計測した前記診断データとに基づいて三元触媒７の劣化診断を行うとともに、診断データの計測に使用する酸素センサー９の前トリップからのセンサー特性の変化が確認されたときには、現トリップで計測した診断データのみに基づいて三元触媒７の劣化診断を行っている。 Therefore, in this embodiment, prior to the measurement of diagnostic data, it is confirmed whether the sensor characteristics of the oxygen sensor 9 have changed between the previous trip and the current trip. Only when there is no change in the sensor characteristics of the oxygen sensor 9, the diagnostic data measured in the previous trip is used for the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7. That is, in the present embodiment, deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed based on the diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip, and the oxygen sensor 9 used for measuring the diagnostic data is used. When the sensor characteristic change from the previous trip is confirmed, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed based only on the diagnostic data measured in the current trip.
こうした本実施の形態では、通常は、劣化診断に必要な規定数から前トリップで計測済みの診断データの数を減算した数が、劣化診断のために現トリップで計測の必要な診断データの数として設定される。ただし、前トリップと現トリップとの間に、診断データの計測に使用する酸素センサー９のセンサー特性の変化が確認されたときには、劣化診断のために現トリップで計測の必要な診断データの数として上記規定数が設定されるようになっている。 In this embodiment, normally, the number obtained by subtracting the number of diagnostic data measured in the previous trip from the specified number necessary for degradation diagnosis is the number of diagnostic data that needs to be measured in the current trip for degradation diagnosis. Set as However, if a change in the sensor characteristics of the oxygen sensor 9 used for measurement of diagnostic data is confirmed between the previous trip and the current trip, the number of diagnostic data that needs to be measured in the current trip for deterioration diagnosis is as follows. The specified number is set.
続いて、こうした本実施の形態に適用される触媒劣化診断ルーチンの詳細を説明する。図２にフローチャートの示される触媒劣化ルーチンは、三元触媒７が活性化している、内燃機関の暖機が完了している、などの触媒劣化診断の実行条件が成立した後に、電子制御ユニット１０により実行される。
Next, the details of the catalyst deterioration diagnosis routine applied to this embodiment will be described. In the catalyst deterioration routine shown in the flowchart of FIG. 2, after the execution condition of the catalyst deterioration diagnosis such as the three-way catalyst 7 being activated and the warm-up of the internal combustion engine is completed, the
さて、本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、現トリップで酸素センサー９の応答性（応答遅れ時間）が確定されているか否かが判定される。ここで、酸素センサー９の応答性が確定されていなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、ステップＳ１０１において前トリップで確定された酸素センサー９の応答性を読み込んだ上でステップＳ１０２の処理に移行され、確定されていれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１０２の処理に移行される。 When this routine is started, first, in step S100, it is determined whether or not the responsiveness (response delay time) of the oxygen sensor 9 has been determined in the current trip. Here, if the responsiveness of the oxygen sensor 9 has not been determined (S100: NO), the responsiveness of the oxygen sensor 9 determined in the previous trip in step S101 is read, and then the process proceeds to step S102 to confirm. If so (S100: YES), the process directly proceeds to step S102.
ステップＳ１０２に処理が移ると、そのステップＳ１０２において、前トリップで計測済みの診断データの数が読み込まれる。そして、ステップＳ１０３において、ここで読み込んだ前トリップで計測済みの診断データ数を、劣化診断に必要な規定数から減算した数が、診断を行うために現トリップで計測の必要な診断データ数として設定される。 When the process moves to step S102, the number of diagnostic data measured in the previous trip is read in step S102. In step S103, the number obtained by subtracting the number of diagnostic data measured in the previous trip read here from the specified number necessary for deterioration diagnosis is the number of diagnostic data necessary for measurement in the current trip for diagnosis. Is set.
続いて、ステップＳ１０４において、前トリップと現トリップとの間で、酸素センサー９の応答性が変化しているか否かが判定される。ここで、応答性に変化が無ければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、そのままステップＳ１０７に処理が移行される。一方、応答性の変化があれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５において前トリップで計測した診断データの破棄が行われ、ステップＳ１０６において、現トリップで計測の必要な診断データ数が、診断に必要な診断データの規定数にリセットされた上で、ステップＳ１０７に処理が移行される。 Subsequently, in step S104, it is determined whether or not the responsiveness of the oxygen sensor 9 has changed between the previous trip and the current trip. If there is no change in responsiveness (S104: NO), the process proceeds to step S107 as it is. On the other hand, if there is a change in responsiveness (S104: YES), the diagnostic data measured in the previous trip is discarded in step S105, and the number of diagnostic data that needs to be measured in the current trip is required for diagnosis in step S106. After resetting to the specified number of diagnostic data, the process proceeds to step S107.
ステップＳ１０７に処理が移ると、そのステップＳ１０７において、診断データの計測が行われる。診断データの計測は、計測した診断データ数が、先に設定された必要データ数以上となるまで（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、繰り返し実施される。 When the process moves to step S107, diagnostic data is measured in step S107. The measurement of the diagnostic data is repeatedly performed until the number of measured diagnostic data is equal to or greater than the number of necessary data set in advance (S108: YES).
必要数の診断データの計測が完了すると、ステップＳ１０９において、計測された診断データに基づいて、三元触媒７の劣化診断が行われる。そして、劣化診断の完了後は、時間が許す限り、次トリップのための診断データの計測が行われる（Ｓ１１０）。 When the measurement of the required number of diagnostic data is completed, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed based on the measured diagnostic data in step S109. After the deterioration diagnosis is completed, the diagnosis data for the next trip is measured as long as time permits (S110).
以上の本実施の形態の触媒劣化診断装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、通常は、前トリップで計測済みの診断データと現トリップで計測した診断データとに基づいて三元触媒７の劣化診断を行っている。その一方で、前トリップと現トリップとの間で、診断データの計測に使用する酸素センサー９のセンサー特性の変化が確認されたときには、現トリップで計測した診断データのみに基づいて三元触媒７の劣化診断を行っている。すなわち、本実施の形態では、前トリップと現トリップとの間で、診断データの計測に使用する酸素センサー９のセンサー特性の変化が無いことを条件に、前トリップに計測した診断データと現トリップで計測した診断データとを併せ用いて三元触媒７の劣化診断を行っている。こうした本実施の形態では、通常は、診断に必要な規定数から前トリップで計測済みの診断データ数を減算した数を、劣化診断のために現トリップで計測の必要な診断データの数として設定している。ただし、診断データの計測に使用する酸素センサー９の前トリップからのセンサー特性の変化が確認されたときには、劣化診断のために現トリップで計測の必要な前記診断データの数として上記規定数を設定している。
According to the catalyst deterioration diagnosis apparatus of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is usually performed based on the diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip. On the other hand, when a change in sensor characteristics of the oxygen sensor 9 used for measurement of diagnostic data is confirmed between the previous trip and the current trip, the three-way catalyst 7 is based only on the diagnostic data measured in the current trip. Diagnosis of deterioration is performed. That is, in the present embodiment, the diagnostic data measured in the previous trip and the current trip are provided on the condition that there is no change in sensor characteristics of the oxygen sensor 9 used for measurement of diagnostic data between the previous trip and the current trip. The deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed by using together with the diagnosis data measured in (1). In this embodiment, normally, the number obtained by subtracting the number of diagnostic data measured in the previous trip from the specified number necessary for diagnosis is set as the number of diagnostic data necessary for measurement in the current trip for degradation diagnosis. doing. However, when a change in the sensor characteristics from the previous trip of the oxygen sensor 9 used for measuring the diagnostic data is confirmed, the specified number is set as the number of the diagnostic data that needs to be measured in the current trip for deterioration diagnosis doing.
こうした本実施の形態では、基本的には、複数のトリップに跨って計測した診断データを用いて診断が行われる。そのため、診断精度を向上すべく、診断データの計測条件を厳しくした場合にも、劣化診断完遂の頻度が高められるようになる。一方、本実施の形態では、前トリップと現トリップとの間で、診断データの計測に使用される酸素センサー９のセンサー特性が変化した場合には、前トリップで計測した診断データは診断に使用されないようになる。そのため、診断データ計測中のセンサー特性の変化による診断精度の悪化を回避することもできる。したがって、本実施の形態によれば、高い診断精度を確保しながらも、劣化診断の頻度を高めることができるようになる。 In this embodiment, diagnosis is basically performed using diagnostic data measured across a plurality of trips. For this reason, the frequency of completion of the deterioration diagnosis can be increased even when the measurement conditions of the diagnosis data are tightened in order to improve the diagnosis accuracy. On the other hand, in the present embodiment, when the sensor characteristics of the oxygen sensor 9 used for measurement of diagnostic data change between the previous trip and the current trip, the diagnostic data measured in the previous trip is used for diagnosis. Will not be. Therefore, it is possible to avoid deterioration in diagnostic accuracy due to changes in sensor characteristics during measurement of diagnostic data. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the frequency of deterioration diagnosis while ensuring high diagnosis accuracy.
（２）本実施の形態では、三元触媒７の劣化診断の完了後に、次回以降のトリップにおける劣化診断に使用すべく診断データの計測を継続するようにしている。そのため、必要数の診断データの確保がより容易となり、劣化診断完遂の頻度がより高められるようになる。 (2) In the present embodiment, after completion of the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7, measurement of diagnosis data is continued to be used for deterioration diagnosis on the next and subsequent trips. Therefore, it becomes easier to secure the necessary number of diagnostic data, and the frequency of completion of the degradation diagnosis is further increased.
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、前トリップと現トリップとの間で、酸素センサー９のセンサー特性に変化が無いときには、前トリップで計測した診断データと現トリップで計測した診断データとに基づいて三元触媒７の劣化診断を行うようにしていた。前トリップと現トリップとで計測した診断データだけでは、劣化診断に必要な診断データ数の確保が困難な場合には、前々回あるいはそれ以前のトリップで計測した診断データも劣化診断に使用するようにしても良い。いずれにせよ、先のトリップで計測した診断データを劣化診断に使用することとし、劣化診断に使用する診断データの計測を複数のトリップに跨って行うようにすれば、診断データの計測条件を厳しく設定しても、必要数の診断データを確保して劣化診断完遂の頻度を高めることができる。その一方で、先のトリップと現トリップとの間で酸素センサー９のセンサー特性の変化が確認されたときには、先のトリップで計測した診断データを使用せず、現トリップで計測した診断データのみを用いて劣化診断を行うようにすれば、診断データの計測過程でセンサー特性が変化したことによる診断精度の悪化を回避することも可能となる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, when there is no change in the sensor characteristics of the oxygen sensor 9 between the previous trip and the current trip, the ternary is based on the diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip. The deterioration diagnosis of the catalyst 7 was performed. If it is difficult to secure the number of diagnostic data necessary for degradation diagnosis using only the diagnostic data measured in the previous trip and current trip, the diagnostic data measured in the previous trip or previous trip should also be used for degradation diagnosis. May be. In any case, if the diagnostic data measured in the previous trip is used for degradation diagnosis, and the diagnostic data used for degradation diagnosis is measured across multiple trips, the measurement conditions for diagnostic data will be strict. Even if it is set, the necessary number of diagnostic data can be secured and the frequency of completion of the degradation diagnosis can be increased. On the other hand, when a change in the sensor characteristics of the oxygen sensor 9 is confirmed between the previous trip and the current trip, only the diagnostic data measured in the current trip is used without using the diagnostic data measured in the previous trip. If deterioration diagnosis is performed by using the sensor, it is possible to avoid deterioration of diagnosis accuracy due to a change in sensor characteristics in the process of measuring diagnostic data.
・上記実施の形態では、劣化診断の完了後に、次回以降のトリップにおける劣化診断に使用するための診断データの計測を継続するようにしていた。各トリップでの劣化診断に使用する診断データの重複を許容する場合などには、劣化診断が完了した時点で診断データの計測を終了することも可能である。 In the above embodiment, after the deterioration diagnosis is completed, measurement of diagnostic data for use in deterioration diagnosis on the next and subsequent trips is continued. For example, when the duplication of diagnostic data used for deterioration diagnosis in each trip is allowed, the measurement of the diagnostic data can be ended when the deterioration diagnosis is completed.
・上記実施の形態では、触媒上流の排気の酸素濃度の変化が確認されてから触媒下流の排気の酸素濃度の変化が確認されるまでの時間を診断データとして三元触媒７の劣化診断を行っていた。同様の劣化診断は、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を強制的に変化させてから、その空燃比の変化に応じた変化が、触媒下流の排気中の酸素濃度に表れるまでの時間を診断データとして用いても行うことが可能である。 In the above embodiment, the deterioration diagnosis of the three-way catalyst 7 is performed using the time from the confirmation of the change in the oxygen concentration of the exhaust gas upstream of the catalyst to the confirmation of the change in the oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the catalyst as diagnostic data. It was. A similar deterioration diagnosis is the time from when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is forcibly changed until the change corresponding to the change in the air-fuel ratio appears in the oxygen concentration in the exhaust downstream of the catalyst. Can also be used as diagnostic data.
・触媒劣化の診断を上記実施の形態とは異なる態様で行うようにしても良い。例えば、酸素センサー９以外のセンサーを診断データの計測に使用して劣化診断を行うことも可能である。そうした場合であれ、劣化診断に使用する診断データの計測を複数のトリップに跨って行うようにすれば、診断データの計測に厳しい条件を設定しても、必要数の計測データを揃えることが可能となり、診断精度と診断完遂頻度とを両立することができる。その一方で、先のトリップと現トリップとの間で、診断データの計測に使用するセンサーの特性が変化した場合には、現トリップで計測した診断データのみを用いて劣化診断を行うこととすれば、診断データ計測過程でセンサー特性が変化したことによる診断精度の悪化を回避することも可能となる。 -Diagnosis of catalyst deterioration may be performed in a mode different from the above embodiment. For example, it is possible to perform deterioration diagnosis by using a sensor other than the oxygen sensor 9 for measurement of diagnostic data. Even in such a case, if the diagnosis data used for the deterioration diagnosis is measured across multiple trips, the necessary number of measurement data can be prepared even if strict conditions are set for the measurement of the diagnosis data. Thus, both diagnostic accuracy and diagnosis completion frequency can be achieved. On the other hand, if the characteristics of the sensor used to measure the diagnostic data change between the previous trip and the current trip, deterioration diagnosis should be performed using only the diagnostic data measured in the current trip. For example, it is possible to avoid deterioration in diagnostic accuracy due to a change in sensor characteristics in the diagnostic data measurement process.
・本発明の劣化診断は、三元触媒以外の排気浄化触媒の劣化診断にも同様に適用することができる。 The deterioration diagnosis of the present invention can be similarly applied to deterioration diagnosis of exhaust purification catalysts other than the three-way catalyst.
１…インジェクター、２…吸気ポート、３…点火プラグ、４…燃焼室、５…排気ポート、６…排気管、７…三元触媒、８…空燃比センサー、９…酸素センサー、１０…電子制御ユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injector, 2 ... Intake port, 3 ... Spark plug, 4 ... Combustion chamber, 5 ... Exhaust port, 6 ... Exhaust pipe, 7 ... Three-way catalyst, 8 ... Air-fuel ratio sensor, 9 ... Oxygen sensor, 10 ... Electronic control unit.
Claims (6)
先のトリップで計測済みの前記診断データと現トリップで計測した前記診断データとに基づいて前記触媒の劣化診断を行うとともに、先のトリップと現トリップとの間で前記診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が確認されたときには、現トリップで計測した前記診断データのみに基づいて前記触媒の劣化診断を行う
ことを特徴とする触媒劣化診断装置。 In a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of exhaust purification catalyst based on a prescribed number of diagnosis data measured during engine operation,
The catalyst is diagnosed for deterioration based on the diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip, and used for measuring the diagnostic data between the previous trip and the current trip. A catalyst deterioration diagnosis device, wherein when a change in sensor characteristics of a sensor is confirmed, the catalyst deterioration diagnosis is performed based only on the diagnosis data measured in the current trip.
前記規定数から先のトリップで計測済みの前記診断データの数を減算した数を、劣化診断のために現トリップで計測の必要な前記診断データの数として設定するとともに、先のトリップと現トリップとの間で前記診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が確認されたときには、劣化診断のために現トリップで計測の必要な前記診断データの数として前記規定数を設定する
ことを特徴とする触媒劣化診断装置。 In a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of exhaust purification catalyst based on a prescribed number of diagnosis data measured during engine operation,
The number obtained by subtracting the number of diagnostic data measured in the previous trip from the specified number is set as the number of diagnostic data that needs to be measured in the current trip for deterioration diagnosis, and the previous trip and the current trip are set. When the change in the sensor characteristics of the sensor used for the measurement of the diagnostic data is confirmed, the specified number is set as the number of the diagnostic data that needs to be measured in the current trip for the deterioration diagnosis. Characteristic catalyst deterioration diagnosis device.
先のトリップと現トリップとの間で前記診断データの計測に使用するセンサーのセンサー特性の変化が無いことを条件に、先のトリップに計測した前記診断データと現トリップで計測した前記診断データとを併せ用いて前記触媒の劣化診断を行う
ことを特徴とする触媒劣化診断装置。 In a catalyst deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of exhaust purification catalyst based on a prescribed number of diagnosis data measured during engine operation,
The diagnostic data measured in the previous trip and the diagnostic data measured in the current trip on the condition that there is no change in sensor characteristics of the sensor used for measurement of the diagnostic data between the previous trip and the current trip A catalyst deterioration diagnosis device characterized in that the catalyst deterioration diagnosis is performed by using the catalyst.
請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒劣化診断装置。 The diagnosis data is a time from when a change in the oxygen concentration of the exhaust gas upstream of the catalyst is confirmed until a change in the oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the catalyst is confirmed. Catalyst deterioration diagnosis device.
請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒劣化診断装置。 The diagnostic data is the time from when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is forcibly changed until the change according to the change in the air-fuel ratio is confirmed in the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst. The catalyst deterioration diagnosis device according to any one of claims 1 to 3.
請求項１〜５のいずれか１項に記載の触媒劣化診断装置。 The catalyst deterioration diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein measurement of the diagnosis data is continued to be used for deterioration diagnosis in the next and subsequent trips even after the catalyst deterioration diagnosis is completed.
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