JPH05106493A

JPH05106493A - 触媒の劣化判定装置

Info

Publication number: JPH05106493A
Application number: JP3271203A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Seki; 康成関; Toshihiko Sato; 佐藤　　敏彦; Katsuhiro Kumagai; 克裕熊谷; Hiroshi Maruyama; 洋丸山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-04-27
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JP2990394B2

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒のＯ₂ストレージ能力の特性を考慮して
正確な触媒の劣化判定を行う。【構成】空燃比制御手段Ｍ１が空燃比をリーン側に変
化させた時点から、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力がリッ
チからリーンに反転するまでの時間ＴＬを第１の時間計
測手段Ｍ２で計測するとともに、空燃比をリッチ側に変
化させた時点から、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力がリー
ンからリッチに反転するまでの時間ＴＲを第２の時間計
測手段Ｍ２で計測し、触媒劣化判別手段Ｍ４は前記時間
ＴＬとＴＲの平均値が所定時間よりも短くなったときに
触媒の劣化判定を行う。前記時間ＴＬ，ＴＲをＴＬ→Ｔ
Ｒの順に連続して計測することにより、触媒がＯ₂およ
びＮＯ_Xを吸着する時間とＣＯおよびＨＣを吸着する時
間の両方が適切に考慮されるため、触媒のＯ₂ストレー
ジ能力の精密に検出して正確な触媒の劣化判定を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスを浄化すべく
エンジンの排気系に設けられた触媒の劣化判定に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの排気ガスを浄化する触媒の劣
化を判定する手段として、触媒の上流および下流にＯ₂
センサを設け、エンジンへの供給空燃比を変化させてか
ら下流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対してリーン
からリッチへ、あるいは理論空燃比に対してリッチから
リーンへ変化するまでの時間を計測する方法（例えば、
特開平２−３０９１５号公報、特開平２−３３４０８号
公報、特開平２−２０７１５９号公報参照）、エンジン
の空燃比を変化させてから上流側Ｏ₂センサの出力と下
流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対してリーンから
リッチへ、あるいは理論空燃比に対してリッチからリー
ンへ変化する時間差を計測する方法（特開平２−３１０
４５３号公報参照）が知られている。これらＯ₂センサ
の出力が理論空燃比に対してリーンからリッチへ、ある
いは理論空燃比に対してリッチからリーンへ変化する時
間に基づいて触媒の劣化を判定する手法の殆どは、判定
結果のバラツキを防止すべく、Ｏ₂センサの出力が理論
空燃比に対してリーンからリッチへ変化する時間（ある
いは時間差）および出力が理論空燃比に対してリッチか
らリーンへ変化する時間（あるいは時間差）の和あるい
は平均を取って触媒の劣化を判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記いずれ
の技術も、Ｏ₂センサの出力に基づいて触媒のＯ₂スト
レージ能力を間接的に測定することにより、その触媒の
劣化を判定している。したがって、触媒のＯ₂ストレー
ジ能力の特性を良く把握して該Ｏ₂ストレージ能力を正
確に測定することが、判定結果のバラツキを防止する上
で重要である。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、触媒のＯ₂ストレージ能力をＯ ₂センサの出力に応
じて計測する手法において、そのＯ₂ストレージ能力の
特性を考慮して精度の高い触媒の劣化判定を行うことを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は図１のクレーム対応図に示す構成を備え
る。

【０００６】すなわち本発明は、触媒を排気系に配した
エンジンの排気浄化システムにおいて、触媒の上流側の
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Ｏ ₂センサと、触媒の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下流側Ｏ₂センサと、上流
側Ｏ₂センサおよび下流側Ｏ₂センサの少なくとも一方
の出力に応じてエンジンの空燃比を調整する空燃比調整
手段と、空燃比調整手段が空燃比を理論空燃比に対して
リッチ側からリーン側に変化させた時から、下流側Ｏ₂
センサの出力が理論空燃比に対してリッチからリーンに
反転するまでの時間を計測する第１の時間計測手段と、
空燃比調整手段が空燃比を理論空燃比に対してリーン側
からリッチ側に変化させた時から、下流側Ｏ₂センサの
出力が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転する
までの時間を計測する第２の時間計測手段と、それら計
測された時間の和もしくは平均が所定時間以下の時に触
媒が劣化したと判別する触媒劣化判別手段と、を備えた
触媒の劣化判定装置において、前記触媒劣化判別手段
が、第１の時間計測手段が計測した時間と、その時間に
引き続いて第２の時間計測手段が計測した時間との和も
しくは平均に基づいて触媒の劣化判別を行うように構成
されたことを第１の特徴とする。

【０００７】また本発明は、触媒を排気系に配したエン
ジンの排気浄化システムにおいて、触媒の上流側の排気
通路に設けられ、エンジンの空燃比を検出する上流側Ｏ
₂センサと、触媒の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下流側Ｏ₂センサと、上流側Ｏ
₂センサおよび下流側Ｏ₂センサの少なくとも一方の出
力に応じてエンジンの空燃比を調整する空燃比調整手段
と、空燃比調整手段が空燃比を理論空燃比に対してリッ
チ側からリーン側に変化させた後、上流側Ｏ₂センサの
出力が理論空燃比に対してリッチからリーンに反転して
から、下流側Ｏ ₂センサの出力が理論空燃比に対してリ
ッチからリーンに反転するまでの時間差を計測する第１
の時間計測手段と、空燃比調整手段が空燃比を理論空燃
比に対してリーン側からリッチ側に変化させた後、上流
側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対してリーンからリ
ッチに反転してから、下流側Ｏ₂センサの出力が理論空
燃比に対してリーンからリッチに反転するまでの時間差
を計測する第２の時間計測手段と、それら計測された時
間差の和もしくは平均が所定時間以下の時に触媒が劣化
したと判別する触媒劣化判別手段と、を備えた触媒の劣
化判定装置において、前記触媒劣化判別手段が、第１の
時間計測手段が計測した差時間と、その時間差に引き続
いて第２の時間計測手段が計測した差時間との和もしく
は平均に基づいて触媒の劣化判別を行うように構成され
たことを第２の特徴とする。

【０００８】

【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。

【０００９】図２は本発明の触媒の劣化判定装置が適用
される燃料供給制御装置の全体の構成図であり、エンジ
ンＥの吸気管１の途中にはスロットルボディ２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（θ_TH）センサ４が連
結されており、当該スロットル弁３の開度θ_THに応じた
電気信号を電子制御ユニットＵに供給する。

【００１０】燃料噴射弁５はエンジンＥとスロットル弁
３との間且つ吸気弁６の少し上流側に各気筒毎に設けら
れており、各燃料噴射弁５は図示しない燃料ポンプに接
続されるとともに、電子制御ユニットＵに電気的に接続
されて該電子制御ユニットＵからの信号により燃料噴射
の開弁時間が制御される。

【００１１】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧力（Ｐｂ）センサ７が設けられており、この
絶対圧力センサ７により検出された絶対圧力Ｐｂは電気
信号に変換されて電子制御ユニットＵに供給される。ま
た、その下流には吸気温（Ｔａ）センサ８が取り付けら
れており、この吸気温センサ８により検出された吸気温
Ｔａは電気信号に変換されて電子制御ユニットＵに供給
される。

【００１２】エンジンＥの本体に装着された冷却水温
（Ｔｗ）センサ９はサーミスタ等から成り、冷却水温Ｔ
ｗを検出して対応する電気信号を電子制御ユニットＵに
供給する。エンジン回転数（Ｎｅ）センサ１０はエンジ
ンＥの図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取り
付けられており、該クランク軸の所定のクランク角度位
置でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、電子制御ユニットＵに供給する。電子制御ユニット
Ｕには車速を検出する車速（Ｖｈ）センサ１１が接続さ
れており、車速Ｖｈを示す電気信号が供給される。

【００１３】排気管１２における触媒Ｃの上流位置に
は、排気成分濃度検出器としての上流側Ｏ₂センサＦＳ
が装着されるとともに、触媒Ｃの下流位置には下流側Ｏ
₂センサＲＳが装着され、それぞれ排気ガス中の酸素濃
度を検出してその検出値に応じた電気信号（ＦＶ_O2，Ｒ
Ｖ_O2）が電子制御ユニットＵに供給される。また触媒Ｃ
にはその温度を検出する触媒温度（Ｔ_CAT）センサ１３
が装着され、検出された触媒温度Ｔ_CATに対応する電気
信号は電子制御ユニットＵに供給される。

【００１４】電子制御ユニットＵは各種センサからの入
力信号波形を成形し、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１４、中央演算処理回路（以下「Ｃ
ＰＵ」という）１５、ＣＰＵ１５での演算に使用される
各種演算プログラムや各種基準値が記憶されるＲＯＭ１
６、検出された前記各種エンジンパラメータ信号や演算
結果が一時的に記憶されるＲＡＭ１７、および前記燃料
噴射弁５に駆動信号を供給する出力回路１８等から構成
される。

【００１５】ＣＰＵ１５は上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、後述するようにフィードバック制御
領域やフィードバック制御を行わない複数の特定運転領
域（以下「オープンループ制御領域」という）の種々の
エンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエ
ンジン運転状態に応じ、次式（１）に基づき、前記ＴＤ
Ｃ信号パルスに同期する燃料噴射弁５の燃料噴射時間Ｔ
_OUTを演算する。

【００１６】Ｔ_OUT＝Ｔｉ×Ｋ_O2×Ｋ_LS×Ｋ₁＋Ｋ₂………（１）ここに、Ｔｉは燃料噴射弁５の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数Ｎｅ及び吸気管内絶対圧Ｐｂに応じ
て決定される。

【００１７】Ｋ_O2はＯ₂フィードバック補正係数（以
下、単に「補正係数」という）であり、フィードバック
制御時、排気ガス中の酸素濃度に応じて求められ、更に
オープンループ制御領域では各運転領域に応じて設定さ
れる。

【００１８】Ｋ_LSはエンジンＥがオープンループ制御領
域のうち、リーン化領域又はフューエルカット領域、す
なわち所定の減速運転領域にあるときに値１．０未満の
所定値（例えば０．９５）に設定されるリーン化係数で
ある。

【００１９】Ｋ₁及びＫ₂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補正係数および補正変数であ
り、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速
特性等の諸特性の最適化が図られるような所定値に決定
される。

【００２０】ＣＰＵ１５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５を開弁させる駆
動信号を出力回路１８を介して燃料噴射弁５に供給す
る。

【００２１】図３および図４はエンジンＥがフィードバ
ック制御領域および複数のオープンループ制御領域のい
ずれの運転状態にあるかを判別するとともに、判別され
た運転状態に応じて補正係数Ｋ_O2を設定するプログラム
のフローチャートを示す。本プログラムは、ＴＤＣ信号
パルスの発生時に、これと同期して実行される。

【００２２】まず、ステップ１０１においてフラグｎ_O2
が値１に等しいか否かを判別する。該フラグｎ_O2は上流
側Ｏ₂センサＦＳおよび下流側Ｏ₂センサＲＳが活性化
状態にあるかを判別するためのもので、前記ステップ１
０１の答が（Yes)である場合、すなわち両Ｏ₂センサＦ
Ｓ，ＲＳが活性化状態にあると判別されたときには、ス
テップ１０２で冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔ_WO2より高い
か否かを判別する。この答が（Yes)、すなわちＴｗ＞Ｔ
_WO2が成立し、エンジンＥが暖機を完了しているときに
は、ステップ１０３でフラグＦＬＧ_WOTが値１に等しい
か否かを判別する。このフラグＦＬＧ_WOTは、図示しな
いプログラムにより、エンジンＥが供給燃料量を増量す
べき高負荷領域にあると判別されたときに値１にセット
されるものである。

【００２３】前記ステップ１０３の答が（No) 、すなわ
ちエンジンＥが前記高負荷領域にないときには、ステッ
プ１０４でエンジン回転数Ｎｅが高回転側の所定回転数
Ｎ_HO _Pより大きいか否かを判別し、この答が（No) のと
きには更に、ステップ１０５でエンジン回転数Ｎｅが低
回転側の所定回転数Ｎ_LOPより大きいか否かを判別す
る。この答が（Yes)、すなわちＮ_LOP＜Ｎｅ≦Ｎ_HOPが
成立するときには、ステップ１０６でリーン化係数Ｋ_LS
が値１．０未満であるか否か、すなわちエンジンＥが所
定の減速運転領域にあるか否かを判別する。このステッ
プ１０６の答が（No) のときには、ステップ１０７でエ
ンジンＥがフューエルカットの実行中であるか否かを判
別する。この答が（No) のときには、エンジンＥがフィ
ードバック制御領域にあると判別し、更にステップ１０
８でエンジン運転状態が触媒Ｃのモニタを許可する状態
にあるか否かを判別する。この答が（Yes)、すなわちモ
ニタが許可されれば、ステップ１０９で後述の第２の空
燃比調整手段によって下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧
ＲＶ_O2に基づいて前記補正係数Ｋ_O2を制御するととも
に、触媒Ｃの劣化をモニタし、本プログラムを終了す
る。

【００２４】一方、前記ステップ１０８の答が（No) 、
すなわち触媒Ｃのモニタが許可されないときには、ステ
ップ１１０で前回モニタ中であるか否かを判別する。そ
の答が（No) 、すなわち継続してモニタが行われていな
いときには、ステップ１１１で後述の第１の空燃比調整
手段によって上流側Ｏ₂センサＦＳと下流側Ｏ₂センサ
ＲＳの出力ＦＶ_O2，ＲＶ_O2に基づいて前記補正係数Ｋ_O2
を制御するとともに、補正係数Ｋ_O2の平均値Ｋ_REFを算
出して本プログラムを終了する。

【００２５】前記ステップ１０５の答が（No) 、すなわ
ちＮｅ≦Ｎ_LOPが成立しエンジンＥが低回転領域にある
とき、前記ステップ１０６の答が（Yes)、すなわちエン
ジンＥが所定の減速運転領域にあるとき、または前記ス
テップ１０７の答が（Yes)、すなわちエンジンＥがフュ
ーエルカットの実行中であるときにはステップ１１２に
進む。このステップ１１２では、当該ループを所定時間
ｔ_D継続したか否かを判別し、この答が（No) のときに
は、ステップ１１３で補正係数Ｋ_O2を当該ループへ移行
する直前の値にホールドする一方、答が（Yes)のときに
は、ステップ１１４で補正係数Ｋ_O2を値１．０に設定し
てオープンループ制御を行い、本プログラムを終了す
る。すなわち、前記ステップ１０５〜１０７のいずれか
の条件によってエンジンＥがフィードバック制御領域か
らオープンループ制御領域へ移行した場合、補正係数Ｋ
_O2は、該移行後所定時間ｔ_Dが経過するまでは該移行直
前のフィードバック制御時に算出された値にホールドさ
れる一方、所定時間ｔ_Dが経過した後は値１．０に設定
される。

【００２６】前記ステップ１０２の答が（No) 、すなわ
ちエンジンＥが暖機を完了していないとき、前記ステッ
プ１０３の答が（Yes)、すなわちエンジンＥが高負荷領
域にあるとき、または前記ステップ１０４の答が（Ye
s)、すなわちエンジンＥが高回転領域にあるときには、
前記ステップ１１４に進み、オープンループ制御を実行
して本プログラムを終了する。

【００２７】前記ステップ１０１の答が（No) 、すなわ
ち両Ｏ₂センサＦＳ，ＲＳが不活性状態にあると判別さ
れたとき、および前記ステップ１１０の答が（Yes)、す
なわち今回初めてモニタが不許可になったときには、ス
テップ１１５に進み、エンジンＥがアイドル領域にある
か否かを判別する。この判別は、例えばエンジン回転数
Ｎｅが所定回転数以下で且つスロットル弁開度θ_THが所
定開度以下であるか否かを判別することにより行われ
る。このステップ１１５の答が（Yes)、すなわちエンジ
ンＥがアイドル領域にあるときには、ステップ１１６で
補正係数Ｋ_O2をアイドル領域用の平均値Ｋ_REF0に設定
し、オープンループ制御を実行して本プログラムを終了
する。

【００２８】前記ステップ１１５の答が（No) 、すなわ
ちエンジンＥがアイドル領域以外の運転領域（以下「オ
フアイドル領域」という）にあるときには、ステップ１
１７に進み、補正係数Ｋ_O2をオフアイドル領域用の平均
値Ｋ_REF1に設定する。

【００２９】図５および図６は、フィードバック制御時
に図３のステップ１１１において実行される補正係数Ｋ
_O2の算出サブルーチンのフローチャートを示す。

【００３０】まず、ステップ２０１で前回の制御がオー
プンループ制御であったか否かを判別し、この答が（Ye
s)のときには、ステップ２０２で前回の制御で補正係数
Ｋ_O2の値を、図３のステップ１１３の実行によりホール
ドしたか否かを判別する。この答が（Yes)のときには、
ステップ２０３で補正係数Ｋ_O2の値を引き続きホールド
し、後述するステップ２２３以下の積分制御（Ｉ項制
御）を行う。前記ステップ２０２の答が（No) 、すなわ
ち前回の制御で補正係数Ｋ_O2の値をホールドしなかった
ときには、ステップ２０４でエンジンＥがアイドル領域
にあるか否かを判別する。この答が（Yes)、すなわちエ
ンジンＥがアイドル領域にあるときには、ステップ２０
５で補正係数Ｋ_O2の値をアイドル領域用の平均値Ｋ_REFO
に設定し、前記ステップ２２３以下の積分制御を行う。

【００３１】前記ステップ２０４の答が（No) 、すなわ
ちエンジンＥがオフアイドル領域にあるときには、ステ
ップ２０６で前回の制御においてスロットル弁開度θ_TH
がアイドルスロットル弁開度θ_IDLより大きかったか否
かを判別する。この答が（Yes)のときには、ステップ２
０７で補正係数Ｋ_O2を、オフアイドル領域用の平均値Ｋ
_REF1に設定し、前記ステップ２２３以下の積分制御を行
う。

【００３２】前記ステップ２０６の答が（No) 、すなわ
ち前回の制御においてθ_TH≦θ_IDLが成立していたとき
には、更にステップ２０８で今回のスロットル弁開度θ
_THが前記アイドルスロットル弁開度θ_IDLより大きいか
否かを判別する。この答が（Yes)、すなわち前回θ_TH≦
θ_IDLで今回θ_TH＞θ_IDLとなったときには、ステップ
２０９で補正係数Ｋ_O2を、前記オフアイドル領域用の平
均値Ｋ_REF1とリッチ化所定値Ｃ_Rとの積Ｃ_R×Ｋ_REF1に
設定し、前記ステップ２２３以下の積分制御を行う。こ
こに、リッチ化所定値Ｃ_Rは１．０より大きい値に設定
されるものである。

【００３３】前記ステップ２０８の答が（No) 、すなわ
ちθ_TH≦θ_IDLが成立するときには、ステップ２１０で
エンジン冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ_WCL（例えば７０°
Ｃ）より大きいか否かを判別する。その答が（Yes)、す
なわちＴｗ＞Ｔ_WCLが成立し、したがってエンジン冷却
水温Ｔｗが低温域にないときには、前記ステップ２０５
に進む。

【００３４】前記ステップ２１０の答が（No) 、すなわ
ちＴｗ≦Ｔ_WCLが成立し、したがってエンジン冷却水温
が低温域にあるときには、ステップ２１１で補正係数Ｋ
_O2を、前記アイドル領域用の平均値Ｋ_REF0とリーン化所
定値Ｃ_Lとの積Ｃ_L×Ｋ_REF0に設定し、前記ステップ２
２３以下の積分制御を行う。ここに、リーン化所定値Ｃ
_Lは１．０より小さい値に設定されるものである。

【００３５】前記ステップ２０１の答が（No) 、すなわ
ち前回の制御がフィードバック制御であったときには、
ステップ２１２で前回の制御においてスロットル弁開度
θ_THが前記アイドルスロットル弁開度θ_IDLより大きか
ったか否かを判別する。この答が（No) のときには、ス
テップ２１３で更に今回のスロットル弁開度θ_THが前記
アイドルスロットル弁開度θ_IDLより大きいか否かを判
別する。その答が（Yes)のときには、前記ステップ２０
８の答が（Yes)のときと同様に前記ステップ２０９に進
み、補正係数Ｋ_O2を前記オフアイドル領域用の平均値Ｋ
_REF1とリッチ化所定値Ｃ_Rとの積Ｃ_R×Ｋ_REF1に設定す
る。

【００３６】前記ステップ２１２の答が（Yes)、すなわ
ち前回の制御においてθ_TH＞θ_IDLが成立したとき、ま
たは前記ステップ２１３の答が（No) 、すなわち今回θ
_TH≦θ_IDLが成立するときには、ステップ２１４で上流
側Ｏ₂センサＦＳの出力レベルが反転したか否かを判別
する。その答が（No) のときには、ステップ２１５で後
述の補正項ΔＫ_R，ΔＫ_Lを求め、前記ステップ２２３
以下の積分制御を行う。

【００３７】さて、前記ステップ２１４の答が（Yes)、
すなわち上流側Ｏ₂センサＦＳの出力レベルが反転した
ときには比例制御（Ｐ項制御）を行う。まずステップ２
１６で上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ_O2が前述し
た基準電圧値Ｖ_REFより低いか否かを判別し、この答が
（Yes)、すなわちＦＶ_O2＜Ｖ_REFが成立するときには、
ステップ２１７で図１９に示す下流側Ｏ₂センサＲＳの
出力電圧ＲＶ_O2に基づいて補正項Ｐ_Rを検索し、ステッ
プ２１８で前記補正項Ｐ_Rを補正係数Ｋ_O2に加算する比
例制御が行われる。一方前記ステップ２１６の答が（N
o) のときには、同じくステップ２１９で図１９に示す
下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2に基づいて補正
項Ｐ_Lを検索し、ステップ２２０で前記補正項Ｐ_Lを補
正係数Ｋ_O2から減算する比例制御が行われる。

【００３８】前記補正項Ｐ_Rは上流側Ｏ₂センサＦＳの
出力ＦＶ_O2が理論空燃比に対してリッチからリーンに反
転したときに、前記補正係数Ｋ_O2をステップ状に増加さ
せて空燃比をリッチ側に移行させるためのもので、その
際に下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が参照さ
れ、その出力電圧ＲＶ_O2がリッチ側に偏倚している程前
記補正項Ｐ_Rが小さくなり、逆に出力電圧ＲＶ_O2がリー
ン側に偏倚している程前記補正項Ｐ_Rが大きくなるよう
に設定される。また前記補正項Ｐ_Lは上流側Ｏ₂センサ
ＦＳの出力ＦＶ_O2が理論空燃比に対してリーンからリッ
チに反転したときに、前記補正係数Ｋ_O2をステップ状に
減少させて空燃比をリーン側に移行させるためのもの
で、その際に下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が
参照され、その出力電圧ＲＶ_O2がリッチ側に偏倚してい
る程前記補正項Ｐ_Lが大きくなり、逆に出力電圧ＲＶ_O2
がリーン側に偏倚している程前記補正項Ｐ_Lが小さくな
るように設定される。このように、上流側Ｏ₂センサＦ
Ｓの出力ＦＶ_O2と下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＦ
_O2の両方に基づいて、補正係数Ｋ_O2のきめ細かな比例制
御が行われる（図１７および図１８の通常Ｆ／Ｂモード
参照）。

【００３９】次に、ステップ２２１で前記ステップ２１
８または２２０で設定した補正係数Ｋ_O2のリミットチェ
ックを行う。すなわち、補正係数Ｋ_O2が所定の範囲内に
あるか否かをチェックし、該所定の範囲内になければ上
限値又は下限値に補正係数Ｋ _O2を保持する。そして最後
に、ステップ２２２で補正係数Ｋ_O2の平均値Ｋ_REFを算
出して本プログラムを終了する。

【００４０】次に、ステップ２２３以下の積分制御につ
いて説明する。まずステップ２２３で上流側Ｏ₂センサ
ＦＳの出力電圧ＦＶ_O2が前記基準電圧値Ｖ_REFより小さ
いか否かを判別し、この答が（Yes)、すなわちＦＶ_O2＜
Ｖ_REFが成立するときには、ステップ２２４において本
ステップを実行する毎にカウント数Ｎ_ILに値２を加算
し、ステップ２２５で前記カウント数Ｎ_ILが所定値Ｎ_I
に達したか否かを判別する。この答が（No) のときに
は、ステップ２２６で補正係数Ｋ_O2をその直前の値に保
持し、また答が（Yes)のときには、ステップ２２７で補
正係数Ｋ_O2に前記補正項ΔＫ_Rを加算するとともに、ス
テップ２２８で前記カウント数Ｎ_ILを０にリセットし
て、Ｎ_ILがＮ_Iに達する毎に補正係数Ｋ_O2に所定値ΔＫ
_Rを加算する。

【００４１】このように、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力
電圧ＦＶ_O2が前記基準電圧値Ｖ_REFより小さい状態、す
なわち空燃比のリーン状態が継続するときには、補正係
数Ｋ _O2は前記カウント数Ｎ_ILが所定値Ｎ_Iに達する毎に
所定値ΔＫ_Rだけ増加され、空燃比をリッチ化する方向
に制御される。

【００４２】一方、前記ステップ２２３の答が（No) 、
すなわちＦＶ_O2≧Ｖ_REFが成立するときには、ステップ
２２９において本ステップを実行する毎にカウント数Ｎ
_IHに値２を加算し、ステップ２３０で前記カウント数Ｎ
_IHが所定値Ｎ_Iに達したか否かを判別する。この答が
（No) のときには前記ステップ２２６を実行して補正係
数Ｋ_O2をその直前の値に保持し、（Yes)のときには、ス
テップ２３１で補正係数Ｋ_O2から前記補正項ΔＫ_Lを減
算するとともに、ステップ２３２で前記カウント数Ｎ_IH
を０にリッセトし、このカウント数Ｎ_IHが所定値Ｎ_Iに
達する毎に補正係数Ｋ_O2から所定値ΔＫ_Lを減算する。

【００４３】このように、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力
電圧ＦＶ_O2が前記基準電圧値Ｖ_REF以上の状態、すなわ
ち空燃比のリッチ状態が継続するときには、補正係数Ｋ
_O2は前記カウント数Ｎ_IHが所定値Ｎ_Iに達する毎に所定
値ΔＫ_Lだけ減少され、空燃比をリーン化する方向に制
御される。

【００４４】前記補正項ΔＫ_L，ΔＫ_Rは、図２０に示
すように下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2を考慮
して決定される。すなわち、前記補正項ΔＫ_Rは上流側
Ｏ₂センサＦＳの出力ＦＶ_O2が理論空燃比に対してリッ
チからリーンに反転した後に、前記補正係数Ｋ_O2を段階
的に増加させて空燃比をリッチ側に移行させるためのも
のであるが、その際に下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧
ＲＶ_O2が参照され、その出力電圧ＲＶ_O2がリッチ側に偏
倚している程前記補正項ΔＫ_Rが小さくなり、逆に出力
電圧ＲＶ_O2がリーン側に偏倚している程前記補正項ΔＫ
_Rが大きくなるように設定される。また前記補正項ΔＫ
_Lは上流側Ｏ₂センサＦＳの出力ＦＶ_O2が理論空燃比に
対してリーンからリッチに反転した後に、前記補正係数
Ｋ_O2を段階的に減少させて空燃比をリーン側に移行させ
るためのものであるが、その際に下流側Ｏ₂センサＲＳ
の出力電圧ＲＶ_O2が参照され、その出力電圧ＲＶ_O2がリ
ッチ側に偏倚している程前記補正項ΔＫ_Lが大きくな
り、逆に出力電圧ＲＶ_O2がリーン側に偏倚している程前
記補正項ΔＫ_Lが小さくなるように設定される。このよ
うに、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力ＦＶ_O2と下流側Ｏ₂
センサＲＳの出力電圧ＲＦ_O2の両方を参照することによ
り、補正係数Ｋ_O2のきめ細かな積分制御が行われる（図
１７および図１８の通常Ｆ／Ｂモード参照）。

【００４５】次に、触媒の劣化モニタについて説明す
る。

【００４６】前述のように、図３のフローチャートにお
いて、ステップ１０８で触媒Ｃのモニタ許可がなされな
いときには、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ_O2と
下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2とに基づき、第
１の空燃比調整手段によってフィードバック制御が行わ
れる（図５、図６のフローチャート参照）。一方、前記
ステップ１０８で触媒Ｃのモニタが許可されると、ステ
ップ１０９で触媒Ｃのモニタモードが実行される。以
下、その内容を図７〜図１６のフローチャートを参照し
て詳述する。

【００４７】触媒Ｃの劣化モニタは第２の空燃比調整手
段によって行われるもので、その際に前記第１の空燃比
調整手段によるフィードバック制御が上流側Ｏ₂センサ
ＦＳの出力電圧ＦＶ_O2と下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電
圧ＲＶ_O2の両方に基づいて行われていたのに対し、この
第２の空燃比調整手段によるフィードバック制御は下流
側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2のみに基づいて行わ
れる。そして補正係数Ｋ_O2を理論空燃比に対してリッチ
側からリーン側にスキップさせるためのスペシャルＰ項
Ｐ_LSPが発生してから、Ｏ₂濃度のリッチ→リーンの反
転が確認されるまでの時間ＴＬが検出されるとともに、
補正係数Ｋ_O2を理論空燃比に対してリーン側からリッチ
側にスキップさせるためのスペシャルＰ項Ｐ_RSPが発生
してから、Ｏ₂濃度のリーン→リッチの反転が確認され
るまでの時間ＴＲが検出され、これら時間ＴＬ，ＴＲに
基づいて触媒Ｃの劣化が判定される。

【００４８】まず、図７のフローチャートに基づいて触
媒劣化モニタの概略構成を説明し、その後から各ステッ
プのサブルーチンを詳述する。

【００４９】図７において、最初にステップ３０１で触
媒の劣化検出のために前提条件が成立しているか否かが
判別され、その答が（No) の場合には、ステップ３０２
において、ｎ_TL（ＴＬ計測回数、すなわち前記時間ＴＬ
が計測された合計回数）、ｎ _TR（ＴＲ計測回数、すなわ
ち前記時間ＴＲが計測された合計回数）、ＴＬ_SUM（Ｔ
Ｌ合計値、すなわち複数回計測されたＴＬの合計時
間）、ＴＲ_SUM（ＴＲ合計値、すなわち複数回計測され
たＴＲの合計時間）がゼロにセットされる。続いてステ
ップ３０３で前述の第１の空燃比調整手段によって前述
の通常のフィードバック制御が行われる。なお、触媒Ｃ
の劣化モニタ実行中に前提条件を外れた場合には、フィ
ードバック制御の初期値としてＫ_REFが用いられる。

【００５０】前記ステップ３０１の答が（Yes)のとき、
すなわち触媒Ｃの劣化モニタの前提条件が成立している
ときには、ステップ３０４で前記ＴＲ計測回数ｎ_TRが所
定値以上であるかが判別される。ステップ３０４の答が
（Yes)の場合には、触媒Ｃの劣化判定のためのデータが
準備されたとして、ステップ３０５で劣化判定処理Ｂが
実行され、ステップ３０６でモニタを終了して通常のフ
ィードバック制御に復帰する。この場合にも、フィード
バック制御の初期値としてＫ_REFが用いられる。

【００５１】前記ステップ３０４の答が（No) の場合に
は、触媒Ｃの劣化判定のためのデータが準備されていな
いとして、以下のステップ３０７〜３１５が実行され
る。すなわち、先ずステップ３０７でモニタが許可され
てから最初のスペシャルＰ項Ｐ _LSP，Ｐ_RSPが発生した
かが判別される。モニタが未だスタートしていない場合
には答が（No) となり、ステップ３０８でモニタスター
ト処理が実行される。一方、前記ステップ３０７の答が
（Yes)であって既に最初のスペシャルＰ項Ｐ_LSP，Ｐ
_RSPが発生していれば、ステップ３０９で下流側Ｏ₂セ
ンサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が反転したかが判別される。
ステップ３０９の答が（Yes)であれば、ステップ３１０
でＲＶ_O2反転時の処理、すなわちＴＬ計測回数ｎ_TLある
いはＴＲ計測回数ｎ_TRのインクリメント、リーンディレ
イタイマｔ_LD（ＲＶ_O2が反転してからスペシャルＰ項Ｐ
_LSPを発生させるまでの時間を計測）あるいはリッチデ
ィレイタイマｔ_RD（ＲＶ_O2が反転してからスペシャルＰ
項Ｐ_RSPを発生させるまでの時間を計測）のスタート、
およびスペシャルＰ項Ｐ_LSP，Ｐ_RSPの発生が実行され
る。

【００５２】一方、前記ステップ３０９の答が（No) の
場合には、ステップ３１４で劣化判定処理Ａが開始さ
れ、続くステップ３１５の答が（Yes)で正常が確認され
ると、ステップ３０６に移行してモニタを終了する。一
方、前記ステップ３１５の答が（No) で正常が確認でき
なければ、ステップ３１１に移行する。ステップ３１１
では、モニタが許可されてから一度でも下流側Ｏ₂セン
サＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が反転したか否かが判別され
る。前記ステップ３１１の答が（No) の場合、すなわち
モニタが許可されてから最初の反転が行われる前であれ
ば、ステップ３１２でスタート後の反転待ち処理が実行
される一方、ステップ３１１の答が（Yes)の場合、すな
わちスタート後に１回以上の反転を経た後であれば、ス
テップ３１３でＲＶ_O2反転待ち処理が実行される。これ
らステップ３１２，３１３では、いずれも補正係数Ｋ_O2
に対してスペシャルＩ項Ｉ_LSPの加算あるいはスペシャ
ルＩ項Ｉ_RSPの減数が行われる。しかしながら、ステッ
プ３１３で前記時間ＴＬ，ＴＲの計測が行われるのに対
し、ステップ３１２ではその計測が行われない。これ
は、スタート後の反転待ちの継続時間が、モニタが許可
されるタイミングにより左右されるため、前記時間Ｔ
Ｌ，ＴＲを計測しても無意味であるためである。

【００５３】次に、前述の図７のフローチャートにおけ
るステップ３０１，３０８，３１２，３１３，３１０，
３１４，３０５のサブルーチンを順次詳述する。

【００５４】図８は前記図７のフローチャートのステッ
プ３０１のサブルーチン（モニタ前条件）を示すもの
で、先ずステップ４０１でモニタ開始のためのエンジン
Ｅの運転状態が確認される。すなわち、吸気温センサ８
の出力Ｔａが６０°Ｃ〜１００°Ｃの範囲にあるか、冷
却水温センサ９の出力Ｔｗが６０°Ｃ〜１００°Ｃの範
囲にあるか、エンジン回転数センサ１０の出力Ｎｅが２
８００ｒｐｍ〜３２００ｒｐｍの範囲にあるか、吸気管
内絶対圧力センサ７の出力Ｐｂが−３５０ｍｍＨｇ〜−
２５０ｍｍＨｇの範囲にあるか、車速センサ１１の出力
Ｖｈが３２ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈの範囲にあるか、触
媒温度センサ１３の出力Ｔ_CATが４００°Ｃ〜８００°
Ｃの範囲にあるかがチェックされる。続いてステップ４
０２で車速が一定状態にあるか、すなわち車速センサ１
１の出力Ｖｈの変動が０．８ｋｍ／ｓｅｃ以下の状態が
所定時間（例えば２秒）継続したかが判別される。次に
ステップ４０３でモニタが許可される前の所定時間（例
えば１０秒）間フィードバック制御が行われていたかが
判別される。更にステップ４０４で所定時間（例えば２
秒）経過したかが判別される。

【００５５】而して、上記ステップ４０１〜４０４の答
が全て（Yes)の場合に、ステップ４０５でモニタが許可
されて図７のフローチャートのステップ３０４に移行
し、いずれかの答が（No) の場合に、ステップ４０６で
モニタが不許可とされて図７のフローチャートのステッ
プ３０２に移行する。

【００５６】図９は前記図７のフローチャートのステッ
プ３０８のサブルーチン（モニタスタート処理）を示す
もので、先ずステップ５０１で下流側Ｏ₂センサＲＳの
出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REFと比較され、その答が
（Yes)であって出力電圧ＲＶ _O2が基準電圧Ｖ_REFを下回
っている場合、すなわち下流側Ｏ₂センサＲＳの検出し
たＯ₂濃度がリーン状態である場合には、ステップ５０
２で補正係数Ｋ_O2の直前値にスペシャルＰ項Ｐ_RSPを加
算する比例制御が行われ、これにより空燃比をリッチ側
にステップ状に増加させる。一方、前記ステップ５０１
の答が（No) であって出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REF
以上である場合、すなわち下流側Ｏ₂センサＲＳの検出
したＯ₂濃度がリッチ状態である場合には、ステップ５
０３で補正係数Ｋ_O2の直前値からスペシャルＰ項Ｐ_LSP
を減算する比例制御が行われ、これにより空燃比をリー
ン側にステップ状に減少させる。

【００５７】図１０は前記図７のフローチャートのステ
ップ３１２のサブルーチン（スタート後の反転待ち処
理）を示すもので、このフローは前述の図９のフロー
（モニタスタート処理）の後に引き続いて実行されるも
のである。先ずステップ６０１で下流側Ｏ₂センサＲＳ
の出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REFと比較され、その答
が（Yes)であって出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REFを下
回っているとき、すなわち下流側Ｏ₂センサＲＳの検出
したＯ₂濃度がリーン状態であるときには、ステップ６
０２で補正係数Ｋ_O2の直前値にスペシャルＩ項Ｉ_RSPを
加算する積分制御が行われ、これにより空燃比をリッチ
側に段階的に増加させる。一方、前記ステップ６０１の
答が（No) であって出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REF以
上であるとき、すなわち下流側Ｏ₂センサＲＳの検出し
たＯ₂濃度がリッチ状態であるときには、ステップ６０
３で補正係数Ｋ_O2の直前値からスペシャルＩ項Ｉ_LSPを
減算する積分制御が行われ、これにより空燃比をリーン
側に段階的に減少させる。

【００５８】図１１および図１２は前記図７のフローチ
ャートのステップ３１３のサブルーチン（下流側Ｏ₂セ
ンサ反転待ち処理）を示すもので、このフローは下流側
Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2の反転を前程として実
行されるものである。まずステップ７０１でリッチディ
レイタイマｔ_RDがカウントダウン中であるかタイムアッ
プ後であるかが判別される。リッチディレイタイマｔ_RD
は減算カウンタから構成され、下流側Ｏ₂センサＲＳの
出力電圧ＲＶ_O2が理論空燃比に対してリーンからリッチ
に反転した瞬間にカウントダウンを開始し、所定の時間
が経過するとタイムアップしてカウント値がゼロとなる
ものである。前記ステップ７０１の答が（No) でリッチ
ディレイタイマｔ_RDのカウント値がゼロでないとき、す
なわち該リッチディレイタイマｔ_RDがカウントダウン中
であるときには、ステップ７０２で前述補正係数Ｋ_O2の
直前値にスペシャルＩ項Ｉ_RSPを加算する積分制御が行
われ、これにより空燃比をリッチ側に段階的に増加させ
る。

【００５９】一方、前記ステップ７０１の答が（Yes)で
ある場合には、ステップ７０３で前回リッチディレイタ
イマｔ_RDがカウント値がゼロでないかが判別され、答が
（Yes)であるとき、すなわち今回初めてリッチディレイ
タイマｔ_RDのカウント値がゼロになったときには、ステ
ップ７０４でＴＬの計測を開始するとともに、ステップ
７０５で補正係数Ｋ_O2からスペシャルＰ項Ｐ_LSPを減算
する比例制御を行って空燃比をリーン側にステップ状に
減少させる。また前記ステップ７０３の答が（No) であ
る場合、すなわちリッチディレイタイマｔ_RDのカウント
値が継続的にゼロである場合には、更にステップ７０６
でＴＬの計測中であるかが判別され、答が（Yes)である
場合には、ステップ７０７で補正係数Ｋ_O2からスペシャ
ルＩ項Ｉ _LSPを減算する積分制御を行って空燃比をリー
ン側に段階的に減少させる。

【００６０】続いて、ステップ７０８で上流側Ｏ₂セン
サＦＳの出力信号ＦＶ_O2が反転したか否かが判別され、
その答が（Yes)であればステップ７０９で後述の時間差
ＤＬの計測中であるか否かが判別される。その答が（N
o) であれば、ステップ７１０で時間差ＤＬの計測が開
始される。

【００６１】続くステップ７１１では、リーンディレイ
タイマｔ_LDがカウント値がゼロであるかが判別され、そ
の答が（No) である場合、すなわち該リーンディレイタ
イマｔ_LDがカウントダウン中である場合には、ステップ
７１２で補正係数Ｋ_O2の直前値からスペシャルＩ項Ｉ
_LSPを減算する積分制御が行われ、これにより空燃比を
リーン側に段階的に減少させる。

【００６２】一方、前記ステップ７１１の答が（Yes)で
ある場合には、ステップ７１３で前回リーンディレイタ
イマｔ_LDのカウント値がゼロでないかが判別され、答が
（Yes)である場合、すなわち今回初めてリーンディレイ
タイマｔ_LDのカウント値がゼロになったときには，ステ
ップ７１４でＴＲの計測を開始するとともに、ステップ
７１５で補正係数Ｋ_O2にスペシャルＰ項Ｐ_RSPを加算す
る比例制御を行って空燃比をリッチ側にステップ状に増
加させる。また前記ステップ７１３の答が（No) である
とき、すなわちリーンディレイタイマｔ_LDのカウント値
が継続的にゼロであるときには、更にステップ７１６で
ＴＲの計測中であるかが判別され、答が（Yes)である場
合には、ステップ７１７で補正係数Ｋ_O2にスペシャルＩ
項Ｉ_RSPを加算する積分制御を行って空燃比をリッチ側
に段階的に増加させる。

【００６３】続いて、ステップ７１８で上流側Ｏ₂セン
サＦＳの出力信号ＦＶ_O2が反転したか否かが判別され、
その答が（Yes)であればステップ７１９で後述の時間差
ＤＲの計測中であるか否かが判別される。その答が（N
o) であれば、ステップ７２０で時間差ＤＲの計測が開
始される。

【００６４】図１３および図１４は前記図７のフローチ
ャートのステップ３１０のサブルーチン（下流側Ｏ₂セ
ンサ反転時処理）を示すもので、このフローは下流側Ｏ
₂センサＲＳの反転後に実行されるものである。まず、
ステップ８０１で前回ＴＬの計測中であったか否かが判
別され、その答が（Yes)であるときには、ステップ８０
２でＴＬの計測を中止し、ステップ８０３でＴＬ合計値
ＴＬ_SUMに今回計測したＴＬを加算するとともに、ＴＬ
計測数ｎ_Tlをインクリメントする。

【００６５】続いて、ステップ８０４で前記図１１のス
テップ７１０において計測を開始した時間差ＤＬの計測
を終了し、ステップ８０５でＤＬ合計値ＤＬ_SUMに今回
計測したＤＬを加算するとともに、ＤＬ計測数ｎ_Dlをイ
ンクリメントする。

【００６６】一方、前記ステップ８０１の答が（No) で
あるとき、すなわち前回ＴＬの計測中でなかったときに
は、ステップ８０６で前回ＴＲの計測中であったか否か
が判別され、その答が（Yes)であるときには、ステップ
８０７でＴＲの計測を中止し、ステップ８０８でＴＲ合
計値ＴＲ_SUMに今回計測したＴＲを加算するとともに、
ＴＲ計測数ｎ_TRをインクリメントする。

【００６７】続いて、ステップ８０９で前記図１２のス
テップ７２０において計測を開始した時間差ＤＲの計測
を終了し、ステップ８１０でＤＲ合計値ＤＲ_SUMに今回
計測したＤＲを加算するとともに、ＤＬ計測数ｎ_DRをイ
ンクリメントする。

【００６８】そして、ステップ８１１でｎ_TRが１であっ
て且つステップ８１２でｎ_Tlが０である場合には、ステ
ップ８１３でＴＲ_SUMをゼロにセットする。これは、Ｔ
Ｌ→ＴＲの順で計測を行うために、若しもＴＲが最初に
計測された場合にそのＴＲをキャンセルするためであ
る。

【００６９】続いて、ステップ８１４で下流側Ｏ₂セン
サＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REFと比較され、
その答が（Yes)であって出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ
_REFを下回っているとき、ステップ８１５でリーンディ
レイタイマｔ_LDのカウントダウンを開始するとともに、
ステップ８１６で補正係数Ｋ_O2の直前値からスペシャル
Ｉ項Ｉ_LSPを減算する積分制御が行われ、これにより空
燃比をリーン側に段階的に減少させる。

【００７０】一方、前記ステップ８１４の答が（No) で
あって出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ _REF以上であると
き、ステップ８１７でリッチディレイタイマｔ_RDのカウ
ントダウンを開始するとともに、ステップ８１８で補正
係数Ｋ_O2の直前値にスペシャルＩ項Ｉ_RSPを加算する積
分制御が行われ、これにより空燃比をリッチ側に段階的
に増加させる。

【００７１】図１５は図７のステップ３１４のサブルー
チン（劣化判定処理Ａ）を示すもので、まずステップ１
００１でスペシャルＰ項が発生してから次の反転が無い
まま限界時間ｔ_STRGが経過したか否かが判別される。こ
こで前記限界時間ｔ_STRGと比較される時間Ｔとして、前
述のＴＬとＴＲの平均値（ＴＬ＋ＴＲ）／２が用いられ
る。そして、この平均値（ＴＬ＋ＴＲ）／２が限界時間
ｔ_STRGよりも長い場合には、触媒ＣのＯ₂ストレージ能
力が大であるとされ、前述の劣化判定処理Ｂを実行する
ことなくステップ１００２で触媒Ｃが良品であると判定
される。尚、限界時間ｔ_STRGの計測については、図１７
および図１８の表の右欄に記載されている。

【００７２】上記劣化判定処理Ａで触媒Ｃが良品である
と判定できる理由は以下の通りである。すなわち、触媒
Ｃの劣化の程度が小さくてＯ₂ストレージ能力が高い
程、第２の空燃比調整手段でフィードバック制御を行っ
たときに下流側Ｏ₂センサＲＳの反転周期が延びる。し
たがって、下流側Ｏ₂センサＲＳが反転するまでの時間
ＴＬ，ＴＲの平均値が限界時間ｔ_STRGよりも大きけれ
ば、触媒Ｃが良品であると判定することができる。ま
た、触媒Ｃが良品であって前記反転周期が長くなると、
ドライバビリティの悪化や排気ガス中の有害物質の増加
が起きることが知られている。したがって、触媒Ｃが良
品である場合にはモニタモードを即座に中止し、第２の
空燃比調整手段から第１の空燃比調整手段に切り換える
ことにより、前記不都合を回避することができる。

【００７３】これを図２１のグラフに基づいて説明する
と、ドライバビリティの悪化や排気ガス中の有害物質の
増加を防止し得る限界時間ｔ_STRGを設定し、前記ＴＬと
ＴＲの平均値（ＴＬ＋ＴＲ）／２が限界時間ｔ_STRGを越
えた場合に触媒Ｃが良品であると判断し、モニタモード
が中止される。このグラフから、前記限界時間ｔ_STRGを
用いて触媒Ｃの良品を的確に識別できることが理解され
る。

【００７４】図１６は前記図７のフローチャートのステ
ップ３０５のサブルーチン（劣化判定処理Ｂ）を示すも
ので、このフローはＴＲ計測数ｎ_TRが所定回数を越えた
ときに実行されるものである。まず、ステップ９０１で
ＴＬ合計値をＴＬ計測数で割った値（ＴＬ_SUM／ｎ_Tl）
と、ＴＲ合計値をＴＲ計測数で割った値（ＴＲ_SUM／ｎ
_TR）の平均値を演算して時間Ｔ_CHKを求める。

【００７５】続いて、ステップＳ９０２で前記時間Ｔ
_CHKが所定値よりも大きいか否かを判別し、その答が
（Yes)であるときには、触媒ＣのＯ₂ストレージ能力が
基準を上回っているとし、ステップ９０３で排気ガス浄
化システムが一応正常であると判定する。一方、前記ス
テップＳ９０２の答が（No) であるときには、触媒Ｃの
Ｏ ₂ストレージ能力が基準を下回っているとし、ステッ
プ９０４で排気ガス浄化システムが異常であると判定す
る。

【００７６】また、ステップ９０５でＤＬ合計値をＤＬ
計測数で割った値（ＤＬ_SUM／ｎ_DL）と、ＤＲ合計値を
ＤＲ計測数で割った値（ＤＲ_SUM／ｎ_DR）の平均値を演
算して時間Ｄ_CHKを求める。

【００７７】続いて、ステップＳ９０６で前記時間Ｄ
_CHKが所定値よりも大きいか否かを判別し、その答が
（Yes)であるときには、触媒ＣのＯ₂ストレージ能力が
基準を上回っているとし、ステップ９０７で排気ガス浄
化システムが正常であると判定する。一方、前記ステッ
プＳ９０６の答が（No) であるときには、触媒ＣのＯ₂
ストレージ能力が基準を下回っているとし、ステップ９
０８で排気ガス浄化システムが異常であると判定する。

【００７８】上記触媒Ｃの劣化モニタの作用を、図１７
および図１８のタイムチャートを参照しながら更に説明
する。

【００７９】図１７の時刻（１）において、エンジンＥ
の運転状態が所定の条件を満たすと、第１の空燃比調整
手段が第２の空燃比調整手段に切り換えられて触媒Ｃの
モニタモードに突入する。このとき、実線で示す下流側
Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REF以下
（リーン状態）であると、スペシャルＰ項Ｐ_RSPにより
燃料補正係数Ｋ_O2がステップ状に増加し、それに続いて
領域（２）および領域（４）でスペシャルＩ項Ｉ_RSPに
より燃料補正係数Ｋ_O2が段階的に増加する。その途中の
時刻（３）において、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧
ＲＶ_O2が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転す
ると、リッチディレイタイマｔ_RDがセットされてカウン
トダウンを開始する。リッチディレイタイマｔ_RDが時刻
（５）においてタイムアップすると、今度はスペシャル
Ｐ項Ｐ_LSPにより燃料補正係数Ｋ _O2がステップ状に減少
し、それに続いて領域（６）および領域（８）でスペシ
ャルＩ項Ｉ_LSPにより燃料補正係数Ｋ_O2が段階的に減少
する。そして、前記リッチディレイタイマｔ_LDがタイム
アップした時刻（５）にＴＬの計測が開始され、そのＴ
Ｌの計測は時刻（７）において前記出力電圧ＲＶ_O2が理
論空燃比に対してリッチからリーンに反転したときに終
了する。同様にして、時刻（９）においてリーンディレ
イタイマｔ_LDがタイムアップしたときに計測を開始した
ＴＲは、出力電圧ＲＶ_O2が時刻（１１）において理論空
燃比に対してリーンからリッチに反転したときに計測を
終了する。尚、領域（２）では、それ以前にリーンディ
レイタイマｔ_LDが作動していないため、ＴＲの計測は行
われない。

【００８０】また、破線で示す上流側Ｏ₂センサＦＳの
出力電圧ＦＶ_O2は実線で示す下流側Ｏ₂センサＲＳの出
力電圧ＲＶ_O2よりも位相が進んだ状態で推移する。そし
て、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ_O2が理論空燃
比に対してリッチからリーンに反転した瞬間に計測を開
始した時間差ＤＬは、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧
ＲＶ_O2が前記出力電圧ＦＶ_O2に遅れて理論空燃比に対し
てリッチからリーンに反転するまでの時間に対応すると
ともに、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ _O2が理論
空燃比に対してリーンからリッチに反転した瞬間に計測
を開始した時間差ＤＲは、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力
電圧ＲＶ_O2が前記出力電圧ＦＶ_O2に遅れて理論空燃比に
対してリーンからリッチに反転するまでの時間に対応す
る。

【００８１】図１８のタイムチャートは、下流側Ｏ₂セ
ンサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が基準電圧Ｖ_REF以上（リッ
チ状態）のときに触媒Ｃのモニタモードに突入した例を
示すものである。この例では領域（２）において時間Ｔ
Ｒの計測が行われていないが、これは最初の計測が時間
ＴＬから開始され、それに引き続いて時間ＴＲの計測が
行われるように予めプログラムされているためである
（図１３のフローチャートにおけるステップ８１１〜ス
テップ８１３照）。したがって、時間ＴＬ，ＴＲに計測
中に計測が開始される時間差ＤＬ，ＤＲについても、先
ず時間差ＤＬが計測され、それに引き続いて時間差ＤＲ
が計測されることになる。図１８のタイムチャートにお
けるその他の点については、前述の図１７のタイムチャ
ートと実質的に同一である。

【００８２】上述のようにして計測された時間ＴＬは、
空燃比をリーン側に移行させるべく燃料補正係数Ｋ_O2を
スペシャルＰ項Ｐ_LSPによりステップ状に減少させた瞬
間から、実際に下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2
が理論空燃比に対してリッチからリーンに反転するまで
の遅れ時間に相当する。また時間ＴＲは、空燃比をリッ
チ側に移行させるべく燃料補正係数Ｋ_O2をスペシャルＰ
項Ｐ_RSPによりステップ状に増加させた瞬間から、実際
に下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が理論空燃比
に対してリーンからリッチに反転するまでの遅れ時間に
相当する。同様に、時間差ＤＬは、空燃比をリーン側に
移行させたことにより上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧
ＦＶ_O2がリッチからリンに反転した瞬間から、下流側Ｏ
₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が理論空燃比に対してリ
ッチからリーンに反転するまでの遅れ時間に相当する。
また時間ＴＲは、空燃比をリッチ側に移行させたことに
より上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ_O2が理論空燃
比に対してリーンからリッチに反転した瞬間から、下流
側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2が理論空燃比に対し
てリーンからリッチに反転するまでの遅れ時間に相当す
るところで、触媒Ｃは空燃比がリーン側に移行すると排気
ガス中の酸化ガス（Ｏ ₂およびＮＯ_X）を取り込む作用
があり、そのＯ₂およびＮＯ_Xの取り込みが終了すると
下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ_O2は理論空燃比に
対してリッチからリーンに変化する。また触媒Ｃは空燃
比がリッチ側に移行すると排気ガス中の還元ガス（ＣＯ
およびＨＣ）を取り込んで既に取り込んだＯ₂およびＮ
Ｏ_Xと反応させる作用があり、そのＣＯおよびＨＣの取
込みが終了すると下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ
_O2は理論空燃比に対してリーンからリッチに変化する。
したがって、前記時間ＴＬ，ＴＲの長さ、および時間差
ＤＬ，ＤＲの長さは触媒ＣのＯ₂ストレージ能力の大き
さに比例することになり、その時間ＴＬ，ＴＲあるいは
時間差ＤＬ，ＤＲの長さを劣化した触媒Ｃ、すなわちＯ
₂ストレージ能力の低下した触媒Ｃを判別するためのパ
ラメータとして使用することができる。

【００８３】また、時間ＴＬすなわち排気ガス中のＯ₂
およびＮＯ_Xが完全に触媒Ｃに取り込まれるまでの時間
と、時間ＴＲすなわち既に取り込まれたＯ₂およびＮＯ
_Xが次に取り込まれたＣＯおよびＨＣと完全に反応する
までの時間は密接に関連する。したがって最初に計測さ
れた時間ＴＬと、それに続いて計測された時間ＴＲを組
合せ、それらＴＬとＴＲの平均値Ｔ_CHKを用いて触媒Ｃ
のＯ₂ストレージ能力を測定することにより、極めて精
密な触媒Ｃの劣化判定を行うことができる。同様に、上
流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ_O2の反転は空燃比の
変化と比較的短い時間遅れをもって連動するため、時間
差ＤＬ，ＤＲについても上述と同じことが言える。した
がって、最初に計測された時間差ＤＬと、それに続いて
計測された時間差ＤＲを組合せ、それらＤＬとＤＲの平
均値Ｄ_CHKを用いて触媒ＣのＯ₂ストレージ能力を測定
することにより、極めて精密な触媒Ｃの劣化判定を行う
ことができる。

【００８４】図２２は連続して計測されたＴＬ₁，ＴＲ
₁，ＴＬ₂，ＴＲ₂，ＴＬ₃，ＴＲ ₃，…の値とその平
均を示すものである。ここで、規定の順（ＴＬ→ＴＲの
順）に連続して計測されたＴＬ₁とＴＲ₁の平均Ａ
₁と、同じく規定の順（ＴＬ→ＴＲの順）に連続して計
測されたＴＬ₂とＴＲ₂の平均値Ａ₂は略一致してお
り、精度の高い触媒Ｃの劣化検出が行なえることを示し
ている。しかしながら、規定の順と異なって（ＴＲ→Ｔ
Ｌの順）計測されたＴＲ₁とＴＬ₂の平均値Ｂ₁と、同
じく規定の順と異なって（ＴＲ→ＴＬの順）計測された
ＴＲ₂とＴＬ₃の平均値Ｂ₂は上下に大きなバラツキを
持っており、その検出精度が悪化することを示してい
る。時間差ＤＬ，ＤＲについても、規定の順（ＤＬ→Ｄ
Ｒの順）で計測した時間差ＤＬ，ＤＲの平均を用いれ
ば、同様に精度の高い触媒Ｃの劣化検出を行うことがで
きる。

【００８５】尚、触媒Ｃの劣化を判定する時間とし、前
述のＴＬとＴＲの平均値あるいはＤＬとＤＲの平均値を
用いる代わりに、規定の順に計測されたＴＬとＴＲの和
あるいは規定の順に計測されたＤＬとＤＲの和を用いる
ことができる。

【００８６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の小設
計変更を行うことが可能である。

【００８７】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、第１の時間計測手段が計測した時間、すなわち空燃
比が理論空燃比に対してリッチ側からリーン側に変化し
た時点から下流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対し
てリッチからリーンに反転するまでの時間と、第２の時
間計測手段が計測した時間、すなわち空燃比が理論空燃
比に対してリーン側からリッチ側に変化した時点から下
流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対してリーンから
リッチに反転するまでの時間とに基づいて触媒の劣化判
定を行う際に、第１の時間計測手段が計測した時間と、
その時間に引き続いて第２の時間計測手段が計測した時
間との和もしくは平均に基づいて触媒劣化判別手段が触
媒の劣化判定を行っているので、相互に密接に関連する
触媒がＯ₂およびＮＯ_Xを吸着する時間と、それに続く
触媒がＣＯおよびＨＣを吸着する時間の両方が適切に考
慮される。その結果、触媒のＯ₂ストレージ能力を精密
に検出して正確な触媒の劣化判定を行うことが可能とな
る。

【００８８】また本発明の第２の特徴によれば、第１の
時間計測手段が計測した時間差、すなわち空燃比が理論
空燃比に対してリッチ側からリーン側に変化した後に、
上流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対してリッチか
らリーンに反転してから下流側Ｏ₂センサの出力が理論
空燃比に対してリッチからリーンに反転するまでの時間
差と、第２の時間計測手段が計測した時間差、すなわち
空燃比が理論空燃比に対してリーン側からリッチ側に変
化した後に、上流側Ｏ₂センサの出力が理論空燃比に対
してリーンからリッチに反転してから下流側Ｏ₂センサ
の出力が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転す
るまでの時間差とに基づいて触媒の劣化判定を行う際
に、第１の時間計測手段が計測した時間差と、その時間
差に引き続いて第２の時間計測手段が計測した時間差と
の和もしくは平均に基づいて触媒劣化判別手段が触媒の
劣化判定を行っているので、相互に密接に関連する触媒
がＯ ₂およびＮＯ_Xを吸着する時間と、それに続く触媒
がＣＯおよびＨＣを吸着する時間の両方が適切に考慮さ
れる。その結果、触媒のＯ₂ストレージ能力を精密に検
出して正確な触媒の劣化判定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図

【図２】燃料供給制御装置の全体構成図

【図３】補正係数Ｋ_O2を設定するプログラムのフローチ
ャートの第１分図

【図４】補正係数Ｋ_O2を設定するプログラムのフローチ
ャートの第２分図

【図５】第１の空燃比調整手段のプログラムのフローチ
ャートの第１分図

【図６】第１の空燃比調整手段のプログラムのフローチ
ャートの第２分図

【図７】第２の空燃比調整手段のプログラムのフローチ
ャート

【図８】図７のステップ３０１のサブルーチンを示すフ
ローチャート

【図９】図７のステップ３０８のサブルーチンを示すフ
ローチャート

【図１０】図７のステップ３１２のサブルーチンを示す
フローチャート

【図１１】図７のステップ３１３のサブルーチンを示す
フローチャートの第１分図

【図１２】図７のステップ３１３のサブルーチンを示す
フローチャートの第２分図

【図１３】図７のステップ３１０のサブルーチンを示す
フローチャートの第１分図

【図１４】図７のステップ３１０のサブルーチンを示す
フローチャートの第２分図

【図１５】図１０のステップ３１４のサブルーチンを示
すフローチャート

【図１６】図１０のステップ３０５のサブルーチンを示
すフローチャート

【図１７】補正係数Ｋ_O2の変化を示すタイムチャート

【図１８】補正係数Ｋ_O2の変化を示すタイムチャート

【図１９】出力電圧ＲＶ_O2と補正項Ｒ_R，Ｒ_Lの関係を
示すグラフ

【図２０】出力電圧ＲＶ_O2と補正項ΔＫ_R，ΔＫ_Lの関
係を示すグラフ

【図２１】触媒浄化率と計測時間Ｔの関係を示すグラフ

【図２２】時間ＴＬ，ＴＲとその平均値を示すグラフ

【符号の説明】

Ｍ１空燃比調整手段Ｍ２第１の時間計測手段Ｍ３第２の時間計測手段Ｍ４触媒劣化判別手段ＦＳ上流側Ｏ₂センサＲＳ下流側Ｏ₂センサＦＶ_O2 上流側Ｏ₂センサの出力電圧ＲＶ_O2 下流側Ｏ₂センサの出力電圧ＴＬ第１の時間ＴＲ第２の時間ＤＬ第１の時間差ＤＲ第２の時間差Ｃ触媒Ｅエンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山洋埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒（Ｃ）を排気系に配したエンジン
（Ｅ）の排気浄化システムにおいて、触媒（Ｃ）の上流側の排気通路に設けられ、エンジン
（Ｅ）の空燃比を検出する上流側Ｏ₂センサ（ＦＳ）
と、触媒の（Ｃ）下流側の排気通路に設けられ、エンジン
（Ｅ）の空燃比を検出する下流側Ｏ₂センサ（ＲＳ）
と、上流側Ｏ₂センサ（ＦＳ）および下流側Ｏ₂センサ（Ｒ
Ｓ）の少なくとも一方の出力（ＦＶ_O2，ＲＶ_O2）に応じ
てエンジン（Ｅ）の空燃比を調整する空燃比調整手段
（Ｍ１）と、空燃比調整手段（Ｍ１）が空燃比を理論空燃比に対して
リッチ側からリーン側に変化させた時から、下流側Ｏ₂
センサ（ＲＳ）の出力（ＲＶ_O2）が理論空燃比に対して
リッチからリーンに反転するまでの時間（ＴＬ）を計測
する第１の時間計測手段（Ｍ２）と、空燃比調整手段（Ｍ１）が空燃比を理論空燃比に対して
リーン側からリッチ側に変化させた時から、下流側Ｏ₂
センサ（ＲＳ）の出力（ＲＶ_O2）が理論空燃比に対して
リーンからリッチに反転するまでの時間（ＴＲ）を計測
する第２の時間計測手段（Ｍ３）と、それら計測された時間（ＴＬ，ＴＲ）の和もしくは平均
が所定時間以下の時に触媒（Ｃ）が劣化したと判別する
触媒劣化判別手段（Ｍ４）と、を備えた触媒の劣化判定
装置において、前記触媒劣化判別手段（Ｍ４）が、第１の時間計測手段
（Ｍ２）が計測した時間（ＴＬ）と、その時間（ＴＬ）
に引き続いて第２の時間計測手段（Ｍ３）が計測した時
間（ＴＲ）との和もしくは平均に基づいて触媒（Ｃ）の
劣化判別を行うように構成されたことを特徴とする、触
媒の劣化判定装置。
【請求項２】触媒（Ｃ）を排気系に配したエンジン
（Ｅ）の排気浄化システムにおいて、触媒（Ｃ）の上流側の排気通路に設けられ、エンジン
（Ｅ）の空燃比を検出する上流側Ｏ₂センサ（ＦＳ）
と、触媒の（Ｃ）下流側の排気通路に設けられ、エンジン
（Ｅ）の空燃比を検出する下流側Ｏ₂センサ（ＲＳ）
と、上流側Ｏ₂センサ（ＦＳ）および下流側Ｏ₂センサ（Ｒ
Ｓ）の少なくとも一方の出力（ＦＶ_O2，ＲＶ_O2）に応じ
てエンジン（Ｅ）の空燃比を調整する空燃比調整手段
（Ｍ１）と、空燃比調整手段（Ｍ１）が空燃比を理論空燃比に対して
リッチ側からリーン側に変化させた後、上流側Ｏ₂セン
サ（ＦＳ）の出力（ＦＶ_O2）が理論空燃比に対してリッ
チからリーンに反転してから、下流側Ｏ₂センサ（Ｒ
Ｓ）の出力（ＲＶ _O2）が理論空燃比に対してリッチから
リーンに反転するまでの時間差（ＤＬ）を計測する第１
の時間計測手段（Ｍ２）と、空燃比調整手段（Ｍ１）が空燃比を理論空燃比に対して
リーン側からリッチ側に変化させた後、上流側Ｏ₂セン
サ（ＦＳ）の出力（ＦＶ_O2）が理論空燃比に対してリー
ンからリッチに反転してから、下流側Ｏ₂センサ（Ｒ
Ｓ）の出力（ＲＶ _O2）が理論空燃比に対してリーンから
リッチに反転するまでの時間差（ＤＲ）を計測する第２
の時間計測手段（Ｍ３）と、それら計測された時間差（ＤＬ，ＤＲ）の和もしくは平
均が所定時間以下の時に触媒（Ｃ）が劣化したと判別す
る触媒劣化判別手段（Ｍ４）と、を備えた触媒の劣化判
定装置において、前記触媒劣化判別手段（Ｍ４）が、第１の時間計測手段
（Ｍ２）が計測した時間差（ＤＬ）と、その時間差（Ｄ
Ｌ）に引き続いて第２の時間計測手段（Ｍ３）が計測し
た時間差（ＤＲ）との和もしくは平均に基づいて触媒
（Ｃ）の劣化判別を行うように構成されたことを特徴と
する、触媒の劣化判定装置。