JPH0417758A - 内燃機関の三元触媒の劣化検出方法 - Google Patents

内燃機関の三元触媒の劣化検出方法

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JPH0417758A
JPH0417758A JP2117890A JP11789090A JPH0417758A JP H0417758 A JPH0417758 A JP H0417758A JP 2117890 A JP2117890 A JP 2117890A JP 11789090 A JP11789090 A JP 11789090A JP H0417758 A JPH0417758 A JP H0417758A
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upstream
internal combustion
air
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Yoshitaka Kuroda
恵隆 黒田
Yoichi Iwata
洋一 岩田
Shuichi Kano
加納 秀一
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関に設けられ排気ガス浄化のために供さ
れる三元触媒の劣化検出方法に関し、特に空燃比フィー
ドバック制御に使用する排気ガス濃度検出器を当該触媒
の上流及び下流の排気通路に設け、該2つの検出器の出
力に基づいて当該触媒の劣化を検出する方法に関する。
(従来の技術) 近年、内燃エンジンを搭載した車両による大気汚染を減
少させる観点から該エンジンに設けられた排気ガス浄化
装置である三元触媒の性能劣化にも注目が集まっている
従来、三元触媒の性能劣化を検出する方法として、内燃
エンジンの排気通路に設けられた三元触媒と、該触媒の
上流側及び下流側の排気通路に設けられ、エンジンの空
燃比を検出する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比セ
ンサとを備えた内燃エンジンにおいて、上流側及び下流
側空燃比センサから出力される出力値による各カーブと
、所定の基準値ラインとで画成される各部分の面積を夫
々算出し、更にそれらの算出された2つの面積の差を求
め、該差を所定判別値と比較することにより三元触媒の
劣化を検出するようにした方法がアメリカ自動車技術会
発行の論文SAE 900062により公知である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来方法では上流側及び下流側空燃
比センサ間に存在するセンサ性能の個体差について考慮
が払われていないので、三元触媒が正常にも拘らず該個
体差によって前記面積差が前記所定判別値に達しないこ
とがあり得、それにより該触媒に劣化が生じていると誤
判別されてしまう虞があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、三元触媒の
上流側及び下流側空燃比センサ閾の性能の個体差に影響
されることなく、該触媒の劣化を正確に検出することを
図った内燃機関の三元触媒の劣化検出方法を提供するこ
とを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明によれば、内燃機関の
排気通路に設けられた三元触媒と、該三元触媒の上流側
の排気通路に設けられ、前記機関の空燃比を検出する上
流側空燃比センサと、前記三元触媒の下流側の排気通路
に設けられ、前記機関の空燃比を検出する下流側空燃比
センサとを有する内燃機関の三元触媒の劣化検出方法に
おいて、前記内燃機関に供給する燃料量を増量した時に
前記上流側及び下流側空燃比センサか夫々出力する第J
及び第2信号と、nカ記内燃機関に供給する燃才1の供
給を停止した時に前記上流側及び下流側空燃比センサか
夫々出力する第3及び第4信号とを基に、hij記」−
流側空燃比センサがらの出力信号波形とn:4 M2下
流側空燃比センサがらの出力信号波形とを比較すること
によって41j記三元触媒の劣化を検出することを特徴
とする内燃機関の三元触媒の劣化検出方法が提供される
また、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、該
三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の空
燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の
下流側のUj゛気通路に設けられ、前記機関の空燃比を
検出する下流側空燃比センサとを有する内燃機関の三元
触媒の劣化検出方法において、前記内燃機関に供給する
燃料の供給を停止した時に前記上流側及び下流側空燃比
センサが夫々出力する第1及び第2信号とを基に、前記
上流側空燃比センサからの出力信号波形と前記下流側突
燃比センサからの出ツノ信号波形とを比較することによ
って前記三元触媒の劣化を検出することを特徴とする内
燃機関の三元触媒の劣化検出方法が提供される。
(実施例) 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
第1図は本発明の劣化検出方法が適用される内燃エンジ
ンの燃料供給制御装置の全体の構成図であり、図中1は
内燃エンジンであり、該エンジン1には吸気管2が設け
られる。該吸気管2の途中にはスロットルボディ3が設
けられ、その内部にはスロットル弁3′が配されている
。スロットル弁3′にはスロットル弁開度(θTH)セ
ンサ4が連結されており、当該スロットル弁3′の開度
に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット
(以下rEcUJ という)5に供給する。
エンジン1とスロットル弁3′との間且つ吸気管2の図
示しない吸気弁の少し上流側には燃料噴射弁6が各気筒
毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプ
に接続されていると共にECU3に電気的に接続されて
当該ECU3からの信号により燃料噴射弁6の開弁時間
が制御される。
一方、スロットル弁3′の直ぐ下流には管7を介して吸
気管内絶対圧(PB^)センサ8が設けられており、こ
の絶対圧センサ8により電気信号に変換された絶対圧信
号は前記ECU3に供給される。
また、その下流には吸気温(TA)センサ9が取付けら
れており、吸気温T^を検出して対応する電気信号を出
ツノしてECU3に供給する。
エンジン1の本体にはサーミスタ等から成るエンジン水
温(Tw)センサ10が装着され、エンジン水温(冷却
水温)Twを検出して対応する温度信号を出力してEC
U3に供給する。エンジン回転数(Ne)センサ11及
び気筒判別(CYL)センサ12はエンジン1の図示し
ないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている
。エンジン回転数センサ11はエンジン1のクランク軸
の180度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス(以下rTDC信号パルス」という)を出ツノし、気
筒判別センサ12は特定の気筒の所定のクランク角度位
置で信号パルスを出力するものであり、これらの各信号
パルスはfE CU 5に供給される。
エンジン1の排気管13には三元触媒14が配置されて
おり、排気カス中のHC,C○、NOx等の成分の浄化
を行う。排気ガス濃度検出器としての02センサ15.
16は排気管13の三元触媒14の上流側及び下流側に
夫々装着されており、排気カス中の酸素濃度を検出して
その検出値VO2F。
VO21!に応じた信号を出力しECU3に供給する。
また三元触媒14には該触媒の温度を検出する触媒温度
(Tc八へ)センサ17が装着され、三元触媒14の温
度TCATを検出して対応する温度信号を出力してEC
U3に供給する。
ECU3には車速■を検出する車速(V)センサ18が
接続されており、車速Vを示す信号が供給される。更に
、ECU3には後述する手法により三元触媒14の性能
劣化を検出したとき、警告を発するためのLED (発
光ダイオード)19が接続されている。
ECU3は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、
中央演算処理回路(以下rcPUJという)5b、CP
U5bで実行される各種演算プログラム及び演算結果等
を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射弁6、LED1
8等に駆動信号を供給する出力回路5d等から構成され
る。
cpusbは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づ
いて、排カス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御
運転領域や高負荷燃料増量領域。
フューエルカット領域等を含むオープンループ制御運転
領域等の種々のエンジン運転状態を事り別するとともに
、エンジン運転状態に応じ、次式(1)に基づき、前記
TDC信号パルスに同期する燃ね噴射弁6の燃料噴射時
間T OUTを演算する。
Tour=TiXKo2XKworXK++に2−(1
)ここに、T1は燃料噴射弁6の噴射時間T OIJT
の基準値であり、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧
PB^に応じて設定されたT1マツプから読み出される
KO2は空燃比フィードバック補正係数であってフィー
ドバック制御時、上流側02センサ15により検出され
る排気カス中の酸素濃度に応じて設定され、更にフィー
ドバック制御を行なわない複数の特定運転領域(オープ
ンループ制御運転領域)では各運転領域に応じて設定さ
れる係数である。
該係数KO2は下流側02センサ16の出力に応じて設
定してもよい。尚、o2センサの出力電圧に基づく補正
係数KO2の設定手法の詳細は、例えば特開昭63−1
89638号公報等に開示されている。
Kworはエンジンが高負荷運転(WOT)領域(オー
プンループ制御領域)にあるときに1.0より大きな値
に設定される燃料増量係数である。
K1及びに2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じ
て演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジ
ン運転状態に応じた燃費特性、エンジン運転性等の緒特
性の最適化が図られるような所定値に決定される。
CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T 
OUTに基づいて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信号を
出力回路5dを介して燃料噴射弁6に供給する。
第2図は本発明の実施例の概要を示す図であり、この図
に従って本実施例の概要を以下に説明する。
まず2つの02センサ15,16が正常且つ活性化状態
であり、エンジン1が始動運転モード後の通常運転モー
ドにあるときにおいて、フューエルカット(F/C)運
転時の三元触媒14の上流側及び下流側の02センサ1
5,16の出力値VO2F。
VO2Rの平均値VC)IKFL、 Vcoutを夫々
計算し、また、高負荷(WOT)運転時の02センサ1
5゜16の出力値VO2F、 Vo2Rの平均値VCI
IKFI+。
VC)IKRHを夫々計算する(第2図す、C)。
また車両のクルーズ走行が所定時間継続し、エンジンが
所定運転状態にあるときに空燃比補正係数KO2のパー
タベーションを実行し、例えば係数KO2の値を、係数
KO2の平均値を中心に±4〜loχ変動させ、0.5
秒間隔で反転させるようにする(第2図a)、、このパ
ータベーションによってエンジン]から定常的に酸素濃
度が変動した排気ガスが排出され、それが02センサ1
5.16で検出される(第2図す、  c)。
こうして得られた02センサ15,16の出力値VO2
F、 Vo2g及び前記平均値VCIIKFL、 Vc
HKg5VCHKFH,Vc+uPuニ基づき、係数に
02がハータヘーションの実行中に略立上った時点から
所定時間を正S(第2図d) 、 VO2F、 VCI
IICFL、 VCIIにFHで囲まれた部分の面積5
QRF及びVO21!、 VCIIKRL。
VcuxRoで囲まれた部分の面積5QRRを夫々計1
する(第2図e、f)。該面積計算はパータベーション
実j”テ中は繰返される。
かくして得られた面積5QRF、5QRRの偏差か所定
基準値より小さい時には三元触媒】4の排気ガスの浄化
性能が劣化していると判定する。
以上のように、フューエルカット運転時の三元触媒14
の上流側及び下流側の02センサ15゜16の出力値の
平均値V(JIKFL、 VCHKRLを計算し、且つ
高負荷運転時の02センサ1.5.16の出力値の平均
値VCIIKFII、 VCIIKI!I+を計算し、
これう平均値を基に前記面積5QRp、5QRI!が算
出されることにより、前記面積の偏差は02センサ15
゜16の性能の個体差による影響を排除、即ち補正され
ることになレバ従って三元触媒14の性能劣化の判定は
02センサの個体差の影響を排除して正確に行なうこと
が可能となる。
次に第3図乃至第8図を参照して本実施例を詳細に説明
する。
第3図は、CPU5bて実行される三元触媒14の劣化
検出手順である制御プログラムのフローチャートを示し
、該プログラムは例えばタイマから出力されるloms
間隔のタロツクパルスの発生毎に実行されるものである
まずステップ301においてエンジン1が始動運転モー
ドにあるか否かを判別する。この答か肯定(Yes)な
らば、始動モードから通常モードに移行後の経過時間を
filA1!lするためのダウンカウンタから成るf:
rDLsrタイマに所定時間上IDLST (例えば1
秒)をセットしくステップ302) 、上流側及び下流
側02センサ15,16の性能に夫々異常があることを
1で示すフラグF−o2pLvuc。
F 、−o2at、vLNcをOに夫々設定しくステッ
プ303)、1でパークベーションの実行の許可を表わ
すフラグF−rRr+:aをOに設定しくステップ30
4) 、上流側及び下流側02センサ15,16の出力
値VO2F。
vo’u等から夫々求められる前記面積値5QRF。
5QRRを夫々Oに設定すると共に1で該面積を求める
計算を実行中であることを表わすフラグF 5QRCA
LをOに設定して(ステップ305) 、本プログラム
を終了する。
一方、ステップ301の答が否定(No)、即ちエンジ
ン1が始動運転モードから通常運転モードに移行してい
るならばステップ306に進み、ステップ302でセッ
トされたtuu、srタイマのカウント値がOであるか
否かを判別する。この答が否定(NO)ならばステップ
303に進み、一方肯定(Yes)、即ちエンジン1が
通常運転モードに移行後所定時間troLsrが経過し
たならばステップ307へ進む。
ステップ307では、後述の第4図のステップ412で
上流側02センサ15の性能に異常があると判別される
と1にセットされるフラグl’−o2pt、vt、Nc
か1であるか否かを、又は後述の第4図のステップ41
5で下流側02センサ16の性能に異常があると判別さ
れると1にセットされるフラグF−o2wLvLNaか
Iであるか否かを判別する。この答が肯定(Yes)、
即ち02センサ15,16のいずれかの性能に異常があ
るならば、三元触媒14の劣化検出は不可能と判断して
ステップ308以降の実行は行なわず、ステップ304
に進む。一方ステップ307の答が否定(NO)、即ち
02センサ15.’16のいずれの性能も正常であるな
らばステップ308に進む。
ステップ308では第2図に示した平均値VCIIKF
HVCHKFL、 VcoにP!o、 VCIIKRL
を算出するが、その詳細は第4図のサブルーチン5TJ
BIに示す。
まずステップ401で02センサ]5.16が活性化し
ているか否かを判別する。この答が否定(NO)、即ち
末だ活fL化していないならば、前記平均値のうち上流
側基71u上限値VCHKF11及び下流側基411上
限値VcoxRuを初期値VCHKINI丁(例えば]
、OV)に設定して後述ノステップ407テ(7) V
CHKFII。
VcuにPHのNj算に備えると共に、上流側基準下限
値VcoにFL及び下流側基準下限値VC++KRLを
初期値Oに設定して後述のステップ410でのVcuに
FL。
VCHKRLの計算に備え(ステップ402)、またフ
ューエルカット運転領域に移行後の経過時間を計測する
ためのダウンカウンタから成る仁CALDLYLタイマ
に所定時間LcALDLYしく例えば2秒)をセットし
くステップ403) 、高負荷運転領域に移行後の経過
時間を計測するためのダウンカウンタから成るUCAL
DLYkタイマに所定時間しCALDLYR(例えば3
秒)をセットして(ステップ404) 、本プログラム
を終了する。
一力、ステップ401の答が肯定(Yes)、即ち02
センサ15,16が活性化しているならばステップ40
5に進み、燃料増量係数Kwo劫τ値1,0より大きい
か否かを判別する。この答が肯定(Yes)、即ちエン
ジン]が高負荷運転(WOT)領域にあるならばステッ
プ406に進む。
ステ・ツブ406で(ま前d己ステ・ツブ404でセ・
ソトされた(:cALoLyF!タイマのカラン)・値
がOであるか否かを判別する。この答が否定(No)な
らば本プログラムを終了し、肯定(Yes)ならば、即
ちエンジン1が高負荷運転領域に移行後所定時間tc、
xtDyuが経過してエンジン】への燃トI供給状態が
安定したならばステップ407を実行して本プログラム
を終了する。
ステップ407では下記式(2)、(3)に基づき上流
側及び下流側基41;上限値VCHKFI(、VCII
KRI+を算出する。
なお、、 CVCHKはO〜100の間のいずれがの値
に設定される平均なまし係数であ番ハ(2)式の右辺の
VCIIKFHは、前記ステップ402で初期値VCI
IKINI丁を与えられ、前回までに(2)式に基づい
て算出された下流側基準下限値であり、同様に(3)式
の右辺のVcnに2+1は、前記ステップ402で初期
値VCIIKINITを与えられ、が7回までに(3)
式に基づいて算出された下流側基準上限値である。
前記ステップ405の答が否定(No)ならばステップ
408へ進み、エンジンlが今回フューエルカット運転
領域にあるか否かを判別する。この答が否定(No)な
らばステップ403へ進み、一方背定(Yes)ならば
ステップ403でセットされたLCALDLYLタイマ
のカウント値がOであるか否かを判別する(ステップ4
09)。この答が否定(NO)ならばステップ404へ
進み、一方肯定(Yes)ならば、即ちエンジンlがフ
ューエルカット運転領域に移行後所定時間tcAuu、
ytが経過してエンジン1への燃料供給状態が安定した
ならばステップ410へ進む。
ステップ410では下記式(4)、  (5)に基づき
上流側及び下流側基準下限値VCHKFL、 VCHK
RLを算出する。
のであり、(4)式の右辺のVcoにFLは、前記ステ
ップ402で初期値Oを与えられ、前回までに(4)式
に基ついて算出された上流側基準下限値であり、同様に
(4)式の右辺のVCIIKRLは、前記ステップ40
2で初期値Oを与えられ、前回までに(5)式に基づい
て算出された下流側基準下限値である。
以上のように算出された上流側基準下限値VCI(KF
Lが次のステップ411でリミット値VLun(例えば
0.3V)より大きいか否かの判別が行なわれる。この
答が肯定(Yes)、即ちVCHKFLがV LLMT
より太きいならば上流側02センサ15の性能に異常が
あると判断してフラグF 、、−o2pLvLNcを1
に設定しくステップ412) 、一方ステップ411の
答が否定(NO)ならば上流側02センサ15の性能は
正常であると判断してフラグF−o2p+、vLNcを
Oに設定する(ステップ413)。
同様に次のステップ414において、前記ステップ41
0で算出された下流側基4し下限値VcuにkLが前記
リミット値VLLIITより大きいか否かを判別し、こ
の答が肯定(Yes)ならば下流側02センサ16の性
能に異常があると判断してフラグJouLvLNcを1
に設定しくステップ4+5) 、一方否定(NO)なら
ば下流側02センサ16の性能は正常であると判断して
F−o2I!LvLNcをOに設定して(ステップ41
6) 、本サブルーチンのプログラムを終了して第3図
のステップ309へ進む。
ステップ309では、後述の第8図の制御プログラム(
本プログラムと並行して別のタイミングで実行される)
により車両が安定したクルーズ走行状態であるならばl
に設定されるフラグF−cgsが1であるか否かを判別
する。この答が否定(No)、即ち車両か安定したクル
ーズ運転状態でないならば、三元触媒14の劣化検出を
行なうことは不適切と判断してステップ304に進み、
一方ステップ309の答が肯定(Yes)ならば、第7
図に基づき後述する空燃比補正係数KO2のパータベー
ションの実行の31可を表わずフラグF PRTEII
を1に設定する(ステップ31O)。
次にステップ3+1において、0でバータベーションが
実行中であることを表わすフラグF−にo2^VEPI
!TCALか0であるか否かを判別する。
該フラグは、後述の第7図の制御プログラム(本プログ
ラムと並行して別のタイミングで実行される)により、
係数KO2のパータベーションが実行されている時にO
に設定されるものである。このステップ311の答が否
定(No)、即ちパータベーションが実行されていなけ
ればステップ305へ進んで、三元触媒14の劣化検出
は行なわず、方ステップ311の答が肯定(Yes)な
らばステップ312へ進む。
ステップ312では面積SQI又F、5QRRを求める
計算を実行中であることを1で表わすフラグF−sog
cALか1であるか否かを判別する。この答が否定(N
o)、即ち、初めて該面積の計算を実行する場合には、
後述の第7図のステップ715で使われる特別PR項P
I!srが発生して加算に使用されたか否か、即ちパー
タベーションにより係数KO2の値が立上ったか否かを
判別する(ステップ313)。この答が否定(NO)な
らばステップ305へ進んで、前記面積の旧算を実行せ
ず、一方ステップ313の答が肯定(Yes)ならば該
面積の計算を実行すべくまずステップ314.315で
事前の準備を行なう。
ステップ314では、前記フラグF 、−sagcAt
、をlに設定し、ステップ315では面積を一求めるた
めの所定の積分時間e:r+as(例えば5秒)をダウ
ンカウンタから成るt MESタイマにセットし、ステ
ップ316へ進む。従って次回のステップ312の判別
の答は肯定(Yes)となり、ステップ313〜315
はスキップされる。
ステップ316では、上流側02センサ15の出力値V
O2Fが第4図のステップ410で計算された上流側基
準下限値VCHKFLより大きいか否かを判別する。こ
の答が否定(NO)、即ちVO2FがVCHにFL以下
であれば上流側面積5QRpの計算をせずにステップ3
20へ進む。一方ステップ316の答が肯定(Yes)
ならば、VO2Fが第4図のステップ407で引算され
た上流側基r1a上限値VCIIKFHより小さいか否
かを判別する(ステップ3I7)。この答か肯定(Ye
s)ならば、即ち上流側02センサ15の出力値VO2
Fか上下限値VcuKF++、 VCHKFLの間にあ
るならば、ステップ318に進んで下記式(6)に基づ
き上流側面積5QRFを算出する。
S Q RF −S Q RF+ VO2F −VCI
(KFL  ・・(6)一方、ステップ317の答か否
定(No)、即ち」1流側02センサ15の出力値VO
2Fが上限値V CHK F 8以上であるならば、ス
テップ319へ進んで下記式(7)に基づき上流側面積
5QRFを算出する。
5QRF4−3QRF+VCIIKFll−VCHKF
L  −(7)なお、(6)、 (7)式の右辺の5Q
Rpは、前記ステップ305で初期値Oを与えられ、前
回までに(6)。
(7)式に基づいて夫々算出された上流側面積である。
同様にステップ320では、下流側02センサ16の出
力値VO2Rが下流側基4も下限値VCIIKRLより
大きいか否かを判別する。この答が否定(No)ならば
下流側面積5QRRの引算をせずにステップ324へ進
む。一方ステップ320の答か肯定(Yes)ならばV
ouか下流側基7111上限値VcuにP■より小さい
か否かを判別する(ステップ321)。この答が肯定(
Yes)ならばステップ322に進んで下記式(8)に
基づき下流側面積5QRRを算出する。
5QR2←5QR2+vo2tニーVCIIKI!L 
 −(8)一方、ステップ321の答が否定(No)な
らばステップ323へ進んで下記式(9)に基づき下流
側面積SQRgを算出する。
5QRp=SQ、RR+Vc++xgo−VC++KR
L  −(9)なお、(8)、 (9)式の右辺の5Q
Rt!は、前記ステップ305で初期値Oを与えられ、
前回までに(8)。
(9)式に基づいて夫々算出された下流側面積である。
次のステップ324では、ステップ315でセラI・さ
れたtr+Esタイマのカウント値がOであるか否かを
判別する。この答が否定(NO)、即ち面積計算を始め
てから未だ所定の積分時間し+1ESが経過していない
ならば本プログラムを終了し、一方ステップ324の答
が肯定(Yes)、即ち所定の積分時間し+1Esが経
過したならばステップ325へ進んで三元触媒]4の性
能の劣化判定を行なう。
ステップ325の詳細は第5図のサブルーチン5UB2
に示す。
まずステップ501で、第4図のステップ407..4
10で求めた基QU@VcIfKFIf、 VCIIK
FL、 VCIIKI!+(。
VCIIKI!Lを用いて下記式(10)、 (11)
に基づいて」1流側02センサ15の出力値の変動幅D
ELTAp及び下流側02センサ16の出力値の変動幅
DELTA *を算出する。
DIELTA p←VCIIKFII−Vc++にFL
      ・(10)DELTA p←Vc■KR+
+−VCIIKI!L     −(l 1)これら算
出された変動幅を用いて第3図のステップ323で求め
られた面積SQRgを下記式(12)に基づいて補正し
て変更値S Q RRAREを算出する(ステップ50
2)。
以上のように算出されたS Q RRAREは、SQh
に含まれる上流側及び下流側02センサ15.1.6の
出力値の個体差分を除かれた値ということができる。な
お、上記式(12)では変動幅の比で下流側面積5QR
I!を補正したが、上流側面積5QRFを前記変動幅の
比の逆数で補正するようにしてもよい。
次のステップ503では、ステップ502で算出された
下流側面積の変更値S Q R1!Al!Eと第3図の
ステップ319で算出された上流側面積5QRFとを用
いて下記式(13)に基づき偏差S Q RDIFを算
出する。
5QRDIF 1−5QRF−SQRRAヒE  ・・
・(]3)このように算出された偏差S Q RDIF
がステップ504において劣化判定基準値SQRLM丁
(例えば2.0■・5ee)より小さいか否かを判別す
る。この答が否定(No)ならば、即ちS Q RDr
FがSQRL11T以上であるならば三元触媒14の性
能に劣化はないと判断して本サブルーチンのプログラム
を終了して第3図のステップ326へ進む。一方ステッ
プ504の答が肯定(Yes)ならばステップ505へ
進む。
ステップ505では触媒温度センサ17で検出した三元
触媒14の温度Tc^丁が第1の判別値下cArLrr
r】より大きいか否かを判別する。この第1の判別値T
cAn、nnは、三元触媒14のHC浄化率7711C
か50%のときの該触媒の温度(例えば560℃)に設
定する。ステップ505の答が片足(Yes)ならば、
即ち触媒温度TCATが第1の判別値TC^丁L?IT
lより太きいにも拘らずステップ504の答が肯定にな
るならば、三元触媒14の浄化性能に異常が発生してい
ると判断してIで該異常を表示するフラグF−cArN
aに1を設定して(ステップ506) 、該設定に基づ
きLED19を点灯して警報を発し、本サブルーチンの
プログラムを終了する。
一方、ステップ505の答が否定(No)ならば触媒温
度T CATが第2の判別値TCATLMT2より小さ
いか否かを判別する(ステップ507)。この第2の判
別値TCATLMT2は、第6図に示すテーブルに基づ
きエンジン回転数Ne及び吸気管内絶対圧PB^に応じ
て設定される値であり、エンジン回転数Neが大きい程
、また絶対圧PB^が大きい程大きな値に設定される。
このステップ507の答が肯定(Yes)ならば、即ち
触媒温度TCATがその時のエンジン負荷条件においで
あるべき触媒温度Tr2ArLt+r2より低いならば
三元触媒14の浄化性能は劣化していると判断してステ
ップ506へ進み、−カステップ507の答が否定(N
O)ならば、即ち触媒温度T CATがHC?fI化率
y) l(C50%を確保てきない程低く (ステップ
505の答が否定)、且つその時のエンジン負荷条件に
おいであるべき触媒温度に達しているならば、たとえス
テップ504の答か肯定でも三元触媒14の性能に異常
はないと判断してフラグF−cArNcを1に設定する
ことなく本サブルーチンのプログラムを終了する。
次に第3図のステップ326に進む。ステップ326は
前記ステップ305と同一内容であり、該ステップによ
って次の面積計算の初期化がなされ、本プログラムを終
了する。
第7図は補正係数KO2のパータベーションの実行手順
を示す制御プログラムのフローチャートであり、本プロ
グラムはTDC信号パルスの発生毎に実行される。
まずステップ701でフラグF jRTERがJである
か否かを判別する。該フラグは、第3図のステップ31
0において、エンジンlが通常運転モードに移行後、所
定時間しIDLSTか経過したあとであり、上流側及び
下流側02センサ15.16か1常に動作しており、且
つ車両が安定したクルーズ走行状態である時に1に設定
されるものである。
ステップ701の答が否定(No)ならば、補正係数K
O2の所定条件下で得られる平均値KO2^VEPI!
Tの所定の算出期間trgyoLY(例えば10秒)を
ダウンカウンタから成るしPRTDLYタイマにセット
しくステップ702) 、該平均値Ko2^vEPRT
の初期値として、m7回までに得られた補正係数KO2
のうちの最近値を設定しくステップ703) 、フラグ
F−にo2^vEPtrcALを、平均値Ko2^vE
rRrの算出が次回に行なわれるべきことを表わす1に
セットしくステップ704) 、パータベーションによ
るリッチ化及びリーン化に利用されるフラグF、−co
にk。
F−coKLを夫々0に設定しくステップ705,70
6)、今回の補正係数KO2を算出して(ステップ70
7)本プログラムを終了する。ステップ707における
係数KO2の算出手法は前述のように公知の手法による
ものである。
ステップ701の答が肯定(Yes)ならばエンジンl
がパータベーションを実行するに適した所定の運転条件
にあるか否かを判別する。即ち吸気温度T^が所定の上
限値TACIIにo (例えば100℃)と下限値TA
cuKt、 (例えば61℃)との間にあるか否か、エ
ンジン冷却水i’ffi T Wが所定の上限値Twc
nK1+(例えば100℃)と下限値TWCH[、(例
えば61℃)との間にあるか否か、エンジン回転数Ne
が所定の上限値NecoKr+ (例えば3.20Or
pm)と下限値Nec++Kt(例えば2800rpm
)との間にあるか否か、吸気管内絶対圧PH八が所定の
上限値PBCHKH(例えば510mmHg)と下限値
PBCHKL (例えば410mmHg)との間にある
か否かを判別する。ステップ708の答が否定(No)
、即ち上記4つの条件のうちのいずれかが満たされない
ならばパータベーションの実行は不可能としてステップ
702に進み、一方ステップ708の答が肯定(Yes
)、即ち上記4つの条件全部が満たされるときにはステ
ップ709に進んで、パークベーションの実行に先立っ
て上記所定の運転条件下での平均値KO2^VEPI!
Tの算出を行なう。
ステップ709ではフラグF−Ko2^v+pRrcA
Lが1であるか否かを判別する。この答が肯定(Yes
)ならば平均値KO2八VEPI!Tを下記式(14)
に基づいて算出する。
値(例えば40)に設定される平均なまし係数であり、
KO2は前回KO2値であり、また(14)式の右辺の
KO2^VEPRTは前記ステップ703で初期値が与
えられ、前回までに(14)式に基づいて算出された平
均値である。
次にステ・ツブ711で仁PR丁DLYタイマのカウン
ト値がOであるか否かを判別する。この答が否定(No
)、即ち平均値Ko2AvEPgTの算出が未だ所定時
間l:PRTDLY行なわれていないならばステップ7
04へ進み、一方ステップ711の答が肯定(Yes)
ならばステップ712に進んで、フラグF−KO2AV
EP1.TCALを、平均値の算出が終了しパークベー
ションの実行中であることを表わす1に設定する。従っ
て次回のステップ709の答は否定(No、)となりス
テップ710〜712はスキップされる。
ステップ713〜725はパータベーションの実行ステ
ップであり、まずステップ713では02センサ出力に
基づく空燃比フィードバック制御を停止する。
次に前記ステップ705で初期化されたフラグF CI
IKRが1であるか否かを判別する(ステップ7)4)
。この答は初めは否定(NO)となりステップ715へ
進む。
ステップ7]5では前記ステップ710で求めた平均値
KO2^VEPt!丁と混合気をリッチ化する特別Pl
!項PR3Pとを用いて下記式(15)に基づき今回の
補正係数KO2を算出する。
KO2←KO2^VEPI!T+ PI!SP    
  −(15)なお、Pgspは該KO2により例えば
空燃比か13.23になるような値に設定されるもので
ある。
次にステップ715で設定されたリッチ化状態が継続さ
れるべき所定の持続時間tcoKR(例えば0.5秒)
をダウンカウンタから成るjc+−u:gタイマにセッ
トしくステップ7]6) 、フラグF−CIIKRを1
に設定して(ステップ717)本プログラムを終了する
従って次回のステップ71/Iの判別答は肯定(Yes
)になり、ステップ718へ進み、シ011にRタイマ
のカウント値がOであるか否かを判別する。この答か否
定(No)、即ち未だ所定の持続時間jcuKI!が経
過していないときには本プログラムを終了し、その後肯
定(Yes)に転じるとステップ719に進む。
ステップ719では、mI記ステップ706で初期化さ
れたフラグF−coにLが1であるか否かを判別する。
この答は初めは否定(No)となりステップ720へ進
む。
ステップ720ては前記ステップ710で求めた平均値
KO2^VEPRTと混合気をリーノ化する特別PL項
PLSPとを用いて下記式(I6)に基づき今回の補正
係数KO2を算出する。
KO2←KO2^VEPRT −P LSP     
 −(16)なお、PLSPは該KO2により例えば空
燃比か16.17になるような値に設定されるものであ
る。
次にステップ720で設定されたリーン化状態が継続さ
れるべき、所定の持続時間tcHKL(例えば0.5秒
)をダウンカウンタから成るtcHKt、タイマにセッ
トしくステップ721) 、フラグF−CI(KLを1
に設定して(ステップ722)本プログラムを終了する
従って次回のステップ719の判別答は肯定(Yes)
となり、ステップ723へ進み、tc■にLタイマのカ
ウント値がOであるか否かを判別する。この答が否定(
No)、即ち未だ所定の持続時間tc++KLが経過し
ていないときには本プログラムを終了し、その後肯定(
Yes)に転じるとステップ724に進む。
ステップ724では、フラグF−cI(KRをOに設定
し、またステップ725ではF−c++KLをOに設定
して本プログラムを終了する。従って次回のステップ7
14の判別答は否定となりステップ715以降が再び実
行されることとなる。
次に第8図は車両のクルーズ走行状態を判別する制御プ
ログラムのフローチャートを示し、本プログラムは例え
ばタイマから出力される2On+5lT4隔のクロック
パルスの発生毎に実行されるものである。
まずステップ801で、エンジンlが始動運転モードに
あるか否かを判別し、ステップ802で、車速センサ1
8に異常かあるか否かを判別する。ステップ801,8
02の答のいずれかが肯定(Yes)であればステップ
803に進んで、車両のクルーズ走行の継続時間を計測
するためのダウンカウンタから成るtcgsタイマに所
定時間tcRs (例えば2秒)をセットするとともに
、クルーズ判定基準車速Vxに車速Vの今回値V (n
)を設定する。更にステップ804でクルーズ判定フラ
グF−cgsをOに設定して本プログラムを終了する。
一方ステップ801,802の答がいずれも否定(No
)ならば、即ちエンジン1は通常運転モードで運転され
、且つ車速センサ18に異常がないならばステップ80
5に進み、前回車速値が設定された前記クルーズ判定基
準車速Vxと今回車速値V (n)との差の絶対値 V
x−V(n)lが所定の変動判定値△VCF!S (例
えば0.5m1le/h=0.8km/h)以下である
か否かが判別される。この答が否定(No)、即ち車速
Vの変動が所定値より太きいならば車両はクルーズ走行
状態にないとしてステップ803へ進む。
一方ステップ805の答か肯定(Yes)ならばtel
!sタイマのカウント値か0であるか否かを判別する(
ステップ806)。この答が否定(No)、即ち未だ車
速■の変動が所定値以下の状態が所定時間tcRs継続
していないならばステップ804へ進み、その後ステッ
プ806の答が肯定(Yes)に転じたらフラグF−c
I!sを1に設定して(ステップ807)本プログラム
を終了する。
以上の実施例においては、フューエルカット運転時の上
流側及び下流側02センサ15,16の出力値の平均値
VCIIKFL、 Vco+:gt、を計算し、且つ高
負荷運転時の02センサ15,16の出力値の平均値V
CIIKFII、 Vc+uguを計算し、これらの平
均値を基に面積S Q RF、  S Q RRを算出
しているが、必ずしt・これに限られることはなく、フ
ューエルカット運転時の上流側及び下流側02センサ1
5゜16の出力値の平均値のみを計算し、これらの平均
値ラインと、対応する02センサ15,16の出力値V
O2F、 Vo2gのカーブに夫々間まれる面積5QR
F、5QRI!を算出してもよい。
また第5図のステップ503では面積の偏差を求めてい
るが、5QRFとSQY史Rどの比を5QRDIFとし
て利用してもよい。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明は、内燃機関の排気通路に設
けられた三元触媒と、該三元触媒の上流側の排気通路に
設けられ、前記機関の空燃比を検出する上流側空燃比セ
ンサと、前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、
前記機関の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを有
する内燃機関の三元触媒の劣化検出方法において、前記
内燃機関に供給する燃料量を増量した時に前記上流側及
び下流側空燃比センサが夫々出力する第1及び第2信号
と、前記内燃機関に供給する燃料の供給を停止した時に
前記上流側及び下流側空燃比センサ4゜ が夫々出力する第3及び第4信号とを基に、前記上流側
空燃比センサからの出力信号波形と前記下流側空燃比セ
ンサからの出力信号波形とを比較することによって前記
三元触媒の劣化を検出するようにし、また内燃機関の排
気通路に設けられた三元触媒と、該三元触媒の上流側の
排気通路に設けられ、前記機関の空燃比を検出する上流
側空燃比センサと、前記三元触媒の下流側の排気通路に
設けられ、前記機関の空燃比を検出する下流側空燃比セ
ンサとを有する内燃機関の三元触媒の劣化検出方法にお
いて、前記内燃機関に供給する燃料の供給を停止した時
に前記上流側及び下流側空燃比センサが夫々出力する第
1及び第2信号とを基に、前記上流側空燃比センサから
の出力信号波形と前記下流側空燃比センサからの出力信
号波形とを比較することによって前記三元触媒の劣化を
検出するようにするので、三元触媒の上流側及び下流側
空燃比センサ間の個体差に影響されることなく、該触媒
の劣化を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法が適用される内燃エンジンの燃料
供給制御装置の全体構成図、第2図は本発明の実施例の
概要を示すタイミングチャート、第3図は第1図のCP
 IJ5bで実行される三元触媒の劣化検出手順を示す
制御プログラムのフローチャート、第4図は第3図のス
テップ308の詳細内容を示すサブルーチン、第5図は
第3図のステップ325の詳細内容を示すサブルーチン
、第6図は第5図のステップ507に示される判別値T
CATLMT2を決定するためのテーブル、第7図は補
正係数KO2のパータベーションの実行手順を示す制御
プログラムのフローチャート、第8図は車両のクルーズ
走行状態を判別する制御プログラムのフローチャートで
ある。 1 ・内燃エンジン、5・・・電子コントロールユニッ
ト(ECU)、6・・燃料噴射弁、13・・排気管、1
4・・・三元触媒、15・」1流側02センサ、]6・
下流側02センサ。 あ5区 褐8図 垢6図 柩回転       あい中人 e

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、該三
    元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の空燃
    比を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の下
    流側の排気通路に設けられ、前記機関の空燃比を検出す
    る下流側空燃比センサとを有する内燃機関の三元触媒の
    劣化検出方法において、前記内燃機関に供給する燃料量
    を増量した時に前記上流側及び下流側空燃比センサが夫
    々出力する第1及び第2信号と、前記内燃機関に供給す
    る燃料の供給を停止した時に前記上流側及び下流側空燃
    比センサが夫々出力する第3及び第4信号とを基に、前
    記上流側空燃比センサからの出力信号波形と前記下流側
    空燃比センサからの出力信号波形とを比較することによ
    って前記三元触媒の劣化を検出することを特徴とする内
    燃機関の三元触媒の劣化検出方法。 2、前記上流側空燃比センサ出力信号波形による前記第
    1信号と前記第3信号との間の第1面積と、前記下流側
    空燃比センサ出力信号波形による前記第2信号と前記第
    4信号との間の第2面積とを比較する請求項1記載の内
    燃機関の三元触媒の劣化検出方法。 3、前記第1面積と前記第2面積との偏差又は比を所定
    値と比較することによって前記三元触媒の劣化を検出す
    る請求項2記載の内燃機関の三元触媒の劣化検出方法。 4、前記第1信号と前記第3信号の偏差と前記第2信号
    と前記第4信号の偏差との比を用いて前記第2面積又は
    前記第1面積を補正する請求項2又は3記載の内燃機関
    の三元触媒の劣化検出方法。 5、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、該三
    元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の空燃
    比を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の下
    流側の排気通路に設けられ、前記機関の空燃比を検出す
    る下流側空燃比センサとを有する内燃機関の三元触媒の
    劣化検出方法において、前記内燃機関に供給する燃料の
    供給を停止した時に前記上流側及び下流側空燃比センサ
    が夫々出力する第1及び第2信号とを基に、前記上流側
    空燃比センサからの出力信号波形と前記下流側空燃比セ
    ンサからの出力信号波形とを比較することによって前記
    三元触媒の劣化を検出することを特徴とする内燃機関の
    三元触媒の劣化検出方法。 6、前記上流側空燃比センサ出力信号波形と前記第1信
    号との間の第1面積と、前記下流側空燃比センサ出力信
    号波形と前記第2信号との間の第2面積とを比較する請
    求項5記載の内燃機関の三元触媒の劣化検出方法。
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