JPH0440355A - 触媒コンバータの診断方法 - Google Patents

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、自動車等の排気系に設けられる触媒コンバー
タの診断方法に関する。

［従来の技術］ 排気ガス浄化手段の一つとして広く利用されている三元
触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い
領域（三元触媒のウィンドウ）内に維持されていないと
、排気ガス中に含まれるＣ０１ＨＣＳＮｏ、の全てを効
率よく浄化することができない。そのため、一般に、触
媒コンバータの上流側に排気ガス中の酸素濃度を検出す
る０２センサを配置し、その出力電圧が理論空燃比近傍
で急変する特性を利用して、混合気の空燃比を理論空燃
比近傍に調節するようにしている。すなわち、０２セン
サは、混合気の空燃比が理論空燃比付近に存在する変換
点よりもリーン側にあって、排気ガス中の酸素濃度が高
い場合には低い電圧を発生し、混合気の空燃比が前記変
換点よりもリッチ側にあって、排気ガス中の酸素濃度が
低い場合には高い電圧を発生するようになっている。か
かる特性を利用して、前記出力電圧が空燃比リッチを示
した場合には燃料供給量を減少させ、又は吸入空気量を
増加させ、逆に、空燃比リーンを示した場合には燃料供
給量を増加させ、又は吸入空気量を減少させることによ
り、混合気の空燃比を理論空燃比付近にフィードバック
制御するようにしている。

また、触媒コンバータの下流側に前記０２センサとは別
の０２センサを設け、両０２センサの出力電圧に基づい
て混合気の空燃比をより細密に理論空燃比近傍にフィー
ドバック制御するようにしているものもある。

しかしながら、溶触や摩滅、被毒、高温による活性作用
の低下などにより、三元触媒の酸化・還元作用が低下す
ると、前述の制御も十分な効果を得ることができなくな
る。そのため、本発明の先行技術として、例えば、特開
昭６０−２３１１５５号公報に示されるように、触媒コ
ンバータの下流側に、触媒の劣化に伴って出力電圧の振
幅が徐々に大きくなる検査センサを配置しておき、その
出力電圧の振幅が比較判別値を上回った場合には、触媒
コンバータの劣化判定を行うようにしているものもある
。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような構成のものでは、各別の検査セン
サが必要であるため、コストアップを招く上に、制御手
順が繁雑なものとなってしまう。

本発明は、このような不具合を招くことなしに、簡単に
触媒コンバータの診断が行える触媒コンバータの診断方
法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な手段を講じている。

すなわち、本発明にかかる触媒コンバータの診断方法は
、上流側と下流側に排気ガス中の酸素濃度を検出する第
１の０２センサと第２の０□センサが各別に配置された
触媒コンバータの診断方法であって、前記第１の０２セ
ンサの出力電圧と前記第２の０２センサの出力電圧との
比を求め、その値が所定の比較判別値に達した場合には
、前記触媒コンバータの異常判定を行うようにしたこと
を特徴とする。

［作用コ 触媒コンバータの排気ガス浄化性能が十分な場合、その
上流側と下流側とでは、排気ガス中の酸素濃度に顕著な
差が生じることになるｄすなわち、触媒コンバータの上
流側では、酸素濃度が下流側より高いため、第１の０２
センサの出力電圧は、第２の０２センサの出力電圧より
低く、しかも、それらの差は大きなものとなる。このた
め、第１の０２センサの出力電圧と第２の０２センサの
出力電圧との比は、比較的大きなものとなる。

一方、触媒コンバータの排気ガス浄化性能が低下するに
伴って、その上流側と下流側とでは、排気ガス中の酸素
濃度の差が徐々に小さくなる。すなわち、触媒コンバー
タの劣化に伴ってその下流側では、酸素濃度が徐々に高
くなるため、第２の０２センサの出力電圧が徐々に低く
なり、第１の０２センサの出力電圧との差は小さくなる
。このため、第１の０２センサの出力電圧と第２の０２
センサの出力電圧との比は、徐々に小さくなり、その値
が所定の比較判別値に達した場合には、触媒コンバータ
の性能が低下していることになる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に概略的に示したエンジンは、自動車のもので、
触媒コンバータ１の上流側と下流側に第１の０２センサ
２と第２の０２センサ３を各別に有しており、これらの
両０２センサ２．３の出力電圧に基づいて、インジェク
タ４から燃焼室５に供給する燃料の量を電子制御装置６
により調節し、所定の運転領域で混合気の空燃比を理論
空燃比近傍の値にフィードバック制御するようにしたも
のである。

触媒コンバータ１は、排気ガス中に含まれるＣＯ，ＨＣ
の未燃焼成分を酸化させるとともに、ＮＯ８を還元させ
る性能を有しており、混合気の空燃比が理論空燃比近傍
の値に維持されている場合に、これらの全てを効率よく
浄化することができるようになっている。

第１の０２センサ２および第２の０２センサ３は、混合
気の空燃比が理論空燃比付近に存在する変換点よりもリ
ーン側にあって、排気ガス中の酸素濃度が高い場合には
低い電圧を発生し、混合気の空燃比が前記変換点よりも
リッチ側にあって、排気ガス中の酸素濃度が低い場合に
は高い電圧を発生するようになっている。

インジェクタ４は、電磁コイルを内蔵したもので、吸気
管７に装着しである。そして、その電磁コイルに前記電
子制御装置６から燃料噴射信号ａが印加されると、その
印加時間に相当する量の燃料を吸気ポート付近に噴射す
るようになっている。

電子制御装置６は、中央演算処理装置８と、メモリー９
と、入力インターフェース１０と、出力インターフェー
ス１１を備えたマイクロコンピュータユニットであり、
混合気の空燃比を調節する役割や、前記触媒コンバータ
１の劣化状態を検出する役割等を担っている。入力イン
ターフェース１０には、少なくとも、インジェクタ４か
らの燃料噴射量を調節するための種々の情報、例えば、
エンジン回転信号や吸気圧信号、第１の０□センサ２の
出力電圧（信号ｂ）、および第２の０２センサ３の出力
電圧（信号Ｃ）等がそれぞれ入力され、出力インターフ
ェース１１からは、前記インジェクタ４に燃料噴射信号
ａが出力されるようになっている。この電子制御装置６
は、所定のフィードバック制御条件、例えば、エンジン
冷却水温が設定値を上回っている、第１の０２センサ２
が活性中である、等の所定条件が成立している場合に、
第１の０２センサ２の出力電圧が空燃比リッチを示すと
、インジェクタ４から噴射する燃料の量を減少させ、逆
に、空燃比リーンを示すと、燃料噴射量を増加させて、
混合気の空燃比を理論空燃比付近にフィードバック制御
するようになっている。また、第２の０２センサ３によ
るフィードバック制御条件、例えば、第１の０２センサ
２の出力電圧に基づく空燃比のフィードバック制御中で
ある、第２の０２センサ３が活性温度に達している、エ
ンジン冷却水温が設定値を上回っている、等の所定条件
が成立している場合には、この第２の０２センサ３の出
力電圧に基づく空燃比のフィードバック制御を実行する
ようになっている。すなわち、第２の０２センサ３の出
力電圧が空燃比リッチを示した場合には燃料噴射量を微
少量減少させ、逆に、空燃比リーンを示した場合には燃
料噴射量を微少量増加させて、空燃比の制御中心を三元
触媒のウィンドウ内に修正するようになっている。

さらに、前記電子制御装置６には、第２図に概略的に示
すようなプログラムを内蔵しである。ステップ５１では
、第１の０２センサ２の出力電圧Ｘ１−を第２の０２セ
ンサの出力電圧Ｙ１で除して比を決定し、その値から１
を減算した値に基づいて、触媒コンバータ１の劣化状態
を判別する。

ここで、第２の０２センサ３の出力電圧Ｙ１は、最新の
値であり、第１の０２センサ２の出力電圧Ｘ１−１は、
所定時間ａＩｌｌｅ前の値である。この所定時間αｓｅ
ｃは、吸入空気歯、又は燃料噴射量等をパラメータにし
たもので、排気ガスの流速に相当する変数である。この
ような設定条件の下で複数回Ｎの平均値を決定し、その
値が所定の比較判別値０に略等しい場合にはステップ５
３に進み、比較判別値０より比較的大きな場合にはステ
ップ５２に進む。ステップ５２では、触媒コンバータ１
が正常である旨の決定を行い、ステップ５３では、触媒
コンバータ１が劣化している旨の異常判定を行う。なお
、触媒コンバータ１が異常である旨の診断結果は、例え
ば、ダイアグランプの点灯により表示され、あるいは、
電子制御装置６の所定の番地に記憶保持された後、ダイ
アグ端子に接続されるチエッカ等により出力されるよう
になっている。

このような構成によると、触媒コンバータ１の排気ガス
浄化性能が十分な場合、その上流側と下流側とでは、排
気ガス中の酸素濃度に顕著な差が生じることになる。す
なわち、触媒コンバータ１の上流側では、酸素濃度が下
流側よりも高く、触媒コンバータ１の下流側では、酸化
作用によって排気ガス中の酸素濃度が低下しているため
、第１の０２センサ２の出力電圧は、第２の０２センサ
３の出力電圧より低く、しかも、これらの差は大きなも
のとなる。このため、第１の０２センサ２の出力電圧を
第２の０２センサ３の出力電圧で除し、その値から１を
減算した値と比較判別値０との差は大きく、そのような
場合には、触媒コンバタ１による排気ガス浄化作用が十
分に行われていることになる。

一方、触媒コンバータ１の排気ガス浄化性能が低下する
に伴って、その上流側と下流側とでは、排気ガス中の酸
素濃度の差が徐々に小さくなる。

すなわち、触媒コンバータ１の劣化に伴ってその下流側
では、酸素濃度が徐々に高くなるため、第２の０２セン
サ３の出力電圧が徐々に低くなり、第１の０２センサ２
の出力電圧との差は小さくなる。このため、第１の０□
センサ２の出力電圧を第２の０２センサの出力電圧３で
除し、その値から１を減算した値は、徐々に比較判別値
０に近い値になる。そして、この値が比較判別値０に略
等しくなった場合には、触媒コンバータ１の排気ガス浄
化性能は低下していることになる。

したがって、このような構成によれば、格別のセンサ類
を用いることなしに、既存の装置を有効に利用して、触
媒コンバータ１の劣化状態を検出することができる。し
かも、この診断方法によれば、空燃比のフィードバック
制御を行う際に利用される第１の０２センサ２の出力電
圧および第２の０２センサ３の出力電圧を比較し、その
比較結果から触媒コンバータ１の劣化状態を知ることが
できるので、制御が複雑化してしまうようなこともない
。

なお、本発明は、前記実施例に示した数値や数式に限定
されないのは勿論である。例えば、第１の０□センサと
第２の０２センサの比を求める場合は、前記実施例とは
逆に求めてもよく、また、比較判別値は０に限らないの
は勿論である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、格別な異常検
出センサを用いることなしに、既存の装置を有効に利用
して、簡単に触媒コンバータの機能低下を知ることがで
きる触媒コンバータの診断方法を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は概略的な全体
構成図、第２図は制御手順を概略的に示すフローチャー
ト図である。 １・・・触媒コンバータ ２・・・第１の０２センサ ３・・・第２の０□センサ ６・・・電子制御装置 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上流側と下流側に排気ガス中の酸素濃度を検出する第１
   のＯ＿２センサと第２のＯ＿２センサが各別に配置され
   た触媒コンバータの診断方法であって、前記第１のＯ＿
   ２センサの出力電圧と前記第２のＯ＿２センサの出力電
   圧との比を求め、その値が所定の比較判別値に達した場
   合には、前記触媒コンバータの異常判定を行うようにし
   たことを特徴とする触媒コンバータの診断方法。