JPH05163989A - 触媒劣化判別装置 - Google Patents
触媒劣化判別装置Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒上流側と下流側の空燃比センサ出力によ
って空燃比フィードバック制御と触媒劣化の判別とを行
う際に、空燃比センサ自体の劣化による出力特性の変化
があっても正確に触媒劣化の有無を判定する。 【構成】 上流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶ
ＯＭと、ＶＯＭと基準電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＭ及
び、下流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと
ＶＯＳと基準電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＳとを求め、
軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯ
Ｍの値とを用いて触媒劣化を判別する（図１５）。
って空燃比フィードバック制御と触媒劣化の判別とを行
う際に、空燃比センサ自体の劣化による出力特性の変化
があっても正確に触媒劣化の有無を判定する。 【構成】 上流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶ
ＯＭと、ＶＯＭと基準電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＭ及
び、下流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと
ＶＯＳと基準電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＳとを求め、
軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯ
Ｍの値とを用いて触媒劣化を判別する（図１５）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも触媒コンバ
ータの上流側の排気通路に設けられた空燃比センサ出力
に基づき機関の空燃比を理論空燃比に制御するととも
に、少なくとも触媒コンバータの下流側の排気通路に設
けられた空燃比センサ出力に基づき触媒コンバータの劣
化判別を行う内燃機関の触媒劣化判別装置に関する。
ータの上流側の排気通路に設けられた空燃比センサ出力
に基づき機関の空燃比を理論空燃比に制御するととも
に、少なくとも触媒コンバータの下流側の排気通路に設
けられた空燃比センサ出力に基づき触媒コンバータの劣
化判別を行う内燃機関の触媒劣化判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より内燃機関の排気系に空燃比セン
サ（Ｏ2 センサ）を設け、このセンサ出力により空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排
気系に設けられた触媒コンバータの浄化能力を有効活用
してエミッション特性を改善する技術は良く知られてい
る。また、最近では、上流側のＯ2 センサの特性の経時
変化等を精度良く補償するために、触媒コンバータの下
流にもＯ2 センサを設けて、フィードバック制御に利用
する、所謂、ダブルＯ2 センサシステムも開発されてい
る（特開昭６１−２８６５５０号参照）。
サ（Ｏ2 センサ）を設け、このセンサ出力により空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排
気系に設けられた触媒コンバータの浄化能力を有効活用
してエミッション特性を改善する技術は良く知られてい
る。また、最近では、上流側のＯ2 センサの特性の経時
変化等を精度良く補償するために、触媒コンバータの下
流にもＯ2 センサを設けて、フィードバック制御に利用
する、所謂、ダブルＯ2 センサシステムも開発されてい
る（特開昭６１−２８６５５０号参照）。
【０００３】このような技術においても、触媒コンバー
タが劣化すると排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の
浄化能力が低下するので、触媒コンバータの劣化を検出
することが必要になり、種々の触媒劣化判別方法、装置
が提案されている。例えば、触媒が劣化してくると、空
燃比フィードバック中の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周
期（理論空燃比相当値を上下する（または横切る）周
期）が短くなってくるので、下流側Ｏ2 センサの出力の
反転周期（あるいは理論空燃比相当値を横切る反転回
数）と上流側Ｏ2 センサの出力の反転周期（あるいは理
論空燃比相当値を横切る反転回数）の比を求めて、この
比により触媒の劣化を判別したり、同様に、触媒の劣化
に伴い、下流側Ｏ2センサの出力振幅が大きくなるの
で、この振幅の大小にて触媒の劣化を判別している（特
開昭６１−２８６５５０号公報参照）。
タが劣化すると排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の
浄化能力が低下するので、触媒コンバータの劣化を検出
することが必要になり、種々の触媒劣化判別方法、装置
が提案されている。例えば、触媒が劣化してくると、空
燃比フィードバック中の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周
期（理論空燃比相当値を上下する（または横切る）周
期）が短くなってくるので、下流側Ｏ2 センサの出力の
反転周期（あるいは理論空燃比相当値を横切る反転回
数）と上流側Ｏ2 センサの出力の反転周期（あるいは理
論空燃比相当値を横切る反転回数）の比を求めて、この
比により触媒の劣化を判別したり、同様に、触媒の劣化
に伴い、下流側Ｏ2センサの出力振幅が大きくなるの
で、この振幅の大小にて触媒の劣化を判別している（特
開昭６１−２８６５５０号公報参照）。
【０００４】しかしながら、上述の従来形においては、
空燃比の制御中心が未だ理論空燃比に到達していない、
もしくは理論空燃比より大きくずれた場合には、下流側
Ｏ2 センサの出力は大きくは反転せず、リッチ側もしく
はリーン側で小さな振幅で振れていることがある。この
場合には、たとえ三元触媒が劣化していても、下流側Ｏ
2 センサの反転周期（もしくは反転回数）は大きくなら
ず、また、振幅は大きくならないので、触媒劣化は判別
できないという問題があった。他方、三元触媒が劣化し
ていなくとも、下流側Ｏ2 センサの出力振幅は十分大き
くなる場合があり、この場合には出力振幅のみの触媒劣
化判別は誤判定を招くという問題があった。
空燃比の制御中心が未だ理論空燃比に到達していない、
もしくは理論空燃比より大きくずれた場合には、下流側
Ｏ2 センサの出力は大きくは反転せず、リッチ側もしく
はリーン側で小さな振幅で振れていることがある。この
場合には、たとえ三元触媒が劣化していても、下流側Ｏ
2 センサの反転周期（もしくは反転回数）は大きくなら
ず、また、振幅は大きくならないので、触媒劣化は判別
できないという問題があった。他方、三元触媒が劣化し
ていなくとも、下流側Ｏ2 センサの出力振幅は十分大き
くなる場合があり、この場合には出力振幅のみの触媒劣
化判別は誤判定を招くという問題があった。
【０００５】本願出願人はこの問題を解決するために特
願平３−２６３８９２号において、空燃比センサ出力の
軌跡長を用いて触媒の劣化を判定することをすでに提案
している。図１６は触媒上流側と下流側の空燃比センサ
の出力波形を示している。図１６（Ａ）は上流側Ｏ2 セ
ンサの出力ＶＯＭの変化を示し、フィードバック制御中
においては、上流側Ｏ2 センサ出力はリーン側出力とリ
ッチ側出力との間で交互に変化している。また、図１６
（Ｂ）〜（Ｇ）は下流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＳを示
し、（Ｃ）〜（Ｅ）は触媒が劣化した場合、（Ｂ），
（Ｆ），（Ｇ）は触媒が劣化していない、例えば新品触
媒の場合である。また（Ｂ），（Ｃ）は制御空燃比中心
が略理論空燃比にある場合を示し、（Ｄ）〜（Ｇ）は例
えば上流側Ｏ2 センサが影響を受けやすい特定気筒の燃
料噴射弁の特性にずれが生じた場合等のように上流側Ｏ
2 センサ出力に基づくフィードバックによる空燃比制御
中心が理論空燃比から大きくずれた場合を示す。
願平３−２６３８９２号において、空燃比センサ出力の
軌跡長を用いて触媒の劣化を判定することをすでに提案
している。図１６は触媒上流側と下流側の空燃比センサ
の出力波形を示している。図１６（Ａ）は上流側Ｏ2 セ
ンサの出力ＶＯＭの変化を示し、フィードバック制御中
においては、上流側Ｏ2 センサ出力はリーン側出力とリ
ッチ側出力との間で交互に変化している。また、図１６
（Ｂ）〜（Ｇ）は下流側Ｏ2 センサの出力ＶＯＳを示
し、（Ｃ）〜（Ｅ）は触媒が劣化した場合、（Ｂ），
（Ｆ），（Ｇ）は触媒が劣化していない、例えば新品触
媒の場合である。また（Ｂ），（Ｃ）は制御空燃比中心
が略理論空燃比にある場合を示し、（Ｄ）〜（Ｇ）は例
えば上流側Ｏ2 センサが影響を受けやすい特定気筒の燃
料噴射弁の特性にずれが生じた場合等のように上流側Ｏ
2 センサ出力に基づくフィードバックによる空燃比制御
中心が理論空燃比から大きくずれた場合を示す。
【０００６】三元触媒が劣化していない場合（図１６，
（Ｂ），（Ｆ），（Ｇ））、下流側Ｏ2 センサ出力の軌
跡長さＬＶＯＳは三元触媒が劣化している場合（図１６
（Ｃ）〜（Ｅ））に較べて小さくなっていることがわか
る。従って下流側Ｏ2 センサの出力ＬＶＯＳと上流側Ｏ
2 センサ出力ＬＶＯＭとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは触媒
が劣化するにつれて大きくなる。
（Ｂ），（Ｆ），（Ｇ））、下流側Ｏ2 センサ出力の軌
跡長さＬＶＯＳは三元触媒が劣化している場合（図１６
（Ｃ）〜（Ｅ））に較べて小さくなっていることがわか
る。従って下流側Ｏ2 センサの出力ＬＶＯＳと上流側Ｏ
2 センサ出力ＬＶＯＭとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは触媒
が劣化するにつれて大きくなる。
【０００７】前述の特願平３−２６３８９２に提案した
装置は、上記ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値が所定値より大き
くなった場合に触媒が劣化したと判断するものである。
装置は、上記ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値が所定値より大き
くなった場合に触媒が劣化したと判断するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところがＯ2 センサ出
力の軌跡長のみで触媒劣化を判定するとＯ2 センサ自体
の劣化状態によって誤判定が生じる場合がある。図１７
はＯ2 センサ自体の劣化によるセンサ出力の変化を示し
ている。図１７（Ａ）はＯ2 センサが劣化していない場
合のセンサ出力、図１７（Ｂ），（Ｂ′）はＯ2 センサ
が劣化した場合の同一条件下での出力を示す。Ｏ2 セン
サが劣化するとセンサ出力の振幅（最大値と最小値との
差）が小さくなってくるため、これに伴って同一条件下
での出力軌跡長さもＯ2 センサ劣化と共に小さくなる傾
向を示す。
力の軌跡長のみで触媒劣化を判定するとＯ2 センサ自体
の劣化状態によって誤判定が生じる場合がある。図１７
はＯ2 センサ自体の劣化によるセンサ出力の変化を示し
ている。図１７（Ａ）はＯ2 センサが劣化していない場
合のセンサ出力、図１７（Ｂ），（Ｂ′）はＯ2 センサ
が劣化した場合の同一条件下での出力を示す。Ｏ2 セン
サが劣化するとセンサ出力の振幅（最大値と最小値との
差）が小さくなってくるため、これに伴って同一条件下
での出力軌跡長さもＯ2 センサ劣化と共に小さくなる傾
向を示す。
【０００９】従って、下流側のＯ2 センサが劣化した状
態では触媒が劣化しても軌跡長さＬＶＯＳの増加は比較
的小さくパラメータＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは触媒が劣化し
ていない場合より大きくなるものの触媒劣化と判断され
る程までは増加しない場合がある。また、逆に上流側Ｏ
2 センサが劣化した場合軌跡長さＬＶＯＭが小さくなる
ため、パラメータＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは増大し、触媒が
劣化していないにもかかわらず触媒劣化と判定されてし
まう場合がある。
態では触媒が劣化しても軌跡長さＬＶＯＳの増加は比較
的小さくパラメータＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは触媒が劣化し
ていない場合より大きくなるものの触媒劣化と判断され
る程までは増加しない場合がある。また、逆に上流側Ｏ
2 センサが劣化した場合軌跡長さＬＶＯＭが小さくなる
ため、パラメータＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは増大し、触媒が
劣化していないにもかかわらず触媒劣化と判定されてし
まう場合がある。
【００１０】また、Ｏ2 センサ劣化による出力軌跡長さ
の変化（図１７）は、一般的に触媒劣化による下流側Ｏ
2 センサ出力軌跡長さの変化（図１６（Ｃ）〜（Ｅ））
に較べて小さい。従って、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭが所定の
基準値より大きくなった場合に触媒が劣化したと判定す
る方法をとると、この判定基準値の前後で誤判定が生じ
やすくなる。
の変化（図１７）は、一般的に触媒劣化による下流側Ｏ
2 センサ出力軌跡長さの変化（図１６（Ｃ）〜（Ｅ））
に較べて小さい。従って、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭが所定の
基準値より大きくなった場合に触媒が劣化したと判定す
る方法をとると、この判定基準値の前後で誤判定が生じ
やすくなる。
【００１１】本発明は、上記問題に鑑み、ダブル空燃比
センサ（Ｏ2 センサ）システムにおいてＯ2 センサの劣
化の有無にかかわらず正確に触媒の劣化を検出できる信
頼性の高い触媒劣化判定装置を提供することを目的とし
ている。
センサ（Ｏ2 センサ）システムにおいてＯ2 センサの劣
化の有無にかかわらず正確に触媒の劣化を検出できる信
頼性の高い触媒劣化判定装置を提供することを目的とし
ている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段は図１に示される。即ち、内燃機関の排気通路
に設けられたＯ2 ストレージ効果を有する三元触媒の上
流側の排気通路には、機関の空燃比を検出する上流側空
燃比センサが設けられ、また、三元触媒の下流側の排気
通路には、機関の空燃比を検出する下流側空燃比センサ
が設けられる。空燃比フィードバック手段は、少なくと
も上流側空燃比センサ出力ＶＯＭに基づき、機関の空燃
比を理論空燃比になるようフィードバック制御する。
めの手段は図１に示される。即ち、内燃機関の排気通路
に設けられたＯ2 ストレージ効果を有する三元触媒の上
流側の排気通路には、機関の空燃比を検出する上流側空
燃比センサが設けられ、また、三元触媒の下流側の排気
通路には、機関の空燃比を検出する下流側空燃比センサ
が設けられる。空燃比フィードバック手段は、少なくと
も上流側空燃比センサ出力ＶＯＭに基づき、機関の空燃
比を理論空燃比になるようフィードバック制御する。
【００１３】前記空燃比フィードバック手段による空燃
比フィードバック中、第一の軌跡長演算手段と第２の軌
跡長演算手段とは、それぞれ所定期間内での上流側空燃
比センサの出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと下流側空燃比
センサの出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳとを演算し、第一
の面積演算手段と第二の面積演算手段とは、それぞれ所
定期間内での上流側空燃比センサ出力ＶＯＭと基準出力
値とで囲まれる面積ＡＶＯＭ、及び下流側空燃比センサ
出力ＶＯＳと基準出力値として囲まれる面積ＡＶＯＳを
演算する。触媒劣化判定手段は、上記２つの軌跡長の比
ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと、上記２つの面積の比ＡＶＯＳ／
ＡＶＯＭとを用いて三元触媒の劣化の有無を判定する。
比フィードバック中、第一の軌跡長演算手段と第２の軌
跡長演算手段とは、それぞれ所定期間内での上流側空燃
比センサの出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと下流側空燃比
センサの出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳとを演算し、第一
の面積演算手段と第二の面積演算手段とは、それぞれ所
定期間内での上流側空燃比センサ出力ＶＯＭと基準出力
値とで囲まれる面積ＡＶＯＭ、及び下流側空燃比センサ
出力ＶＯＳと基準出力値として囲まれる面積ＡＶＯＳを
演算する。触媒劣化判定手段は、上記２つの軌跡長の比
ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと、上記２つの面積の比ＡＶＯＳ／
ＡＶＯＭとを用いて三元触媒の劣化の有無を判定する。
【００１４】
【作用】上述の手段による作用は図２，図３により説明
される。図２，図３は触媒劣化の有無、及び上流側と下
流側空燃比センサの劣化の有無による各空燃比センサの
出力変化とそれに伴う軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面
積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭの変化を示している。
される。図２，図３は触媒劣化の有無、及び上流側と下
流側空燃比センサの劣化の有無による各空燃比センサの
出力変化とそれに伴う軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面
積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭの変化を示している。
【００１５】ここで図２は触媒が劣化していない場合
を、図３は触媒が劣化した場合をそれぞれ示し、各セン
サ出力波形欄の○を付したものはセンサが劣化していな
い場合を×を付したものは劣化した場合のセンサ出力波
形をそれぞれ示している。図２，図３からわかるように
上流側センサ出力は触媒劣化の有無にかかわらず上流側
センサが劣化していない場合には（図２，（１），
（２）及び図３，（５），（６））、軌跡長ＬＶＯＭ、
面積ＡＶＯＭ（図の斜線部）は共に大きく、上流側セン
サが劣化すると（図２，（３），（４）及び図３，
（７），（８））ＬＶＯＭ，ＡＶＯＭは共に小さくな
る。また、下流側センサ出力について見ると、軌跡長Ｌ
ＶＯＳは触媒が劣化していない場合はセンサ劣化の有無
にかかわらず小さいが（図２（１）〜（４））、触媒が
劣化した場合センサ非劣化時には大きく（図３，
（５），（７））、センサ劣化時には中程度（図３
（６），（８））となる。
を、図３は触媒が劣化した場合をそれぞれ示し、各セン
サ出力波形欄の○を付したものはセンサが劣化していな
い場合を×を付したものは劣化した場合のセンサ出力波
形をそれぞれ示している。図２，図３からわかるように
上流側センサ出力は触媒劣化の有無にかかわらず上流側
センサが劣化していない場合には（図２，（１），
（２）及び図３，（５），（６））、軌跡長ＬＶＯＭ、
面積ＡＶＯＭ（図の斜線部）は共に大きく、上流側セン
サが劣化すると（図２，（３），（４）及び図３，
（７），（８））ＬＶＯＭ，ＡＶＯＭは共に小さくな
る。また、下流側センサ出力について見ると、軌跡長Ｌ
ＶＯＳは触媒が劣化していない場合はセンサ劣化の有無
にかかわらず小さいが（図２（１）〜（４））、触媒が
劣化した場合センサ非劣化時には大きく（図３，
（５），（７））、センサ劣化時には中程度（図３
（６），（８））となる。
【００１６】また面積ＡＶＯＳ（図の斜線部）は触媒が
劣化していない場合センサ非劣化時には大きく（図２
（１），（３）），センサ劣化時には中程度（図２，
（２），（４））となり、触媒が劣化した場合、センサ
非劣化時で大きく（図３，（５），（７））、センサ劣
化時には小さく（図３，（６），（８））なる。従って
軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯ
Ｍの値は触媒と上流側及び下流側空燃比センサの劣化の
有無の組合せに応じて図２，図３の右側の欄に示した大
きさをとる。
劣化していない場合センサ非劣化時には大きく（図２
（１），（３）），センサ劣化時には中程度（図２，
（２），（４））となり、触媒が劣化した場合、センサ
非劣化時で大きく（図３，（５），（７））、センサ劣
化時には小さく（図３，（６），（８））なる。従って
軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯ
Ｍの値は触媒と上流側及び下流側空燃比センサの劣化の
有無の組合せに応じて図２，図３の右側の欄に示した大
きさをとる。
【００１７】ここで触媒の劣化有無を軌跡長比ＬＶＯＳ
／ＬＶＯＭのみで判定しようとすると、図２，（３）の
場合と図３（６）の場合では触媒劣化の有無が相違する
にもかかわらずＬＶＯＳ／ＬＶＯＭはいずれも中程度と
判定されるためこの領域では触媒劣化の有無を正確に検
出することはできない。しかし、この場合も面積比ＡＶ
ＯＳ／ＡＶＯＭに着目すれば、触媒が劣化していない場
合（図２，（３））はＡＶＯＳ／ＡＶＯＭは中程度以上
に（非常に大きく）なり、触媒が劣化した場合（図３，
（６））はＡＶＯＳ／ＡＶＯＭは小さくなるため触媒劣
化の有無を正確に検出することができる。
／ＬＶＯＭのみで判定しようとすると、図２，（３）の
場合と図３（６）の場合では触媒劣化の有無が相違する
にもかかわらずＬＶＯＳ／ＬＶＯＭはいずれも中程度と
判定されるためこの領域では触媒劣化の有無を正確に検
出することはできない。しかし、この場合も面積比ＡＶ
ＯＳ／ＡＶＯＭに着目すれば、触媒が劣化していない場
合（図２，（３））はＡＶＯＳ／ＡＶＯＭは中程度以上
に（非常に大きく）なり、触媒が劣化した場合（図３，
（６））はＡＶＯＳ／ＡＶＯＭは小さくなるため触媒劣
化の有無を正確に検出することができる。
【００１８】本発明の触媒劣化装置は、これを利用して
空燃比センサ出力軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比
ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとを用いて図２、図３の関係に基づ
いて触媒劣化の有無を判定するものである。
空燃比センサ出力軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比
ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとを用いて図２、図３の関係に基づ
いて触媒劣化の有無を判定するものである。
【００１９】
【実施例】図４は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概略図である。図４において、
機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設け
られている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計
測するものであって、たとえばポテンショメータを内蔵
して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に入力されている。ディストリ
ビュータ４には、その軸がたとえばクランク角に換算し
て７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するク
ランク角センサ５およびクランク角に換算して３０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ６が設けられている。これらクランク角センサ５，６
のパルス信号は制御回路１０の入出力インターフェイス
１０２に供給され、このうちクランク角センサ６の出力
はＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。
置の一実施例を示す全体概略図である。図４において、
機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設け
られている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計
測するものであって、たとえばポテンショメータを内蔵
して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に入力されている。ディストリ
ビュータ４には、その軸がたとえばクランク角に換算し
て７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するク
ランク角センサ５およびクランク角に換算して３０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ６が設けられている。これらクランク角センサ５，６
のパルス信号は制御回路１０の入出力インターフェイス
１０２に供給され、このうちクランク角センサ６の出力
はＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。
【００２０】さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダ
ブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ９が設けられている。水温セ
ンサ９は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供
給されている。
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダ
ブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ９が設けられている。水温セ
ンサ９は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供
給されている。
【００２１】排気マニホールド１１より下流の排気系に
は、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを
同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２
が設けられている。排気マニホールド１１には、すなわ
ち触媒コンバータ１２の上流側には第１のＯ2 センサ１
３が設けられ、触媒コンバータ１２の下流側の排気管１
４には第２のＯ2 センサ１５が設けられている。Ｏ2 セ
ンサ１３，１５は排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電
気信号を発生する。すなわち、Ｏ2 センサ１３，１５は
空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応
じて、異なる出力電圧を制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１
０１に発生する。制御回路１０は、たとえばマイクロコ
ンピュータとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出
力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の外に、ＲＡ
Ｍ１０４、ＲＯＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、
クロック発生回路１０７等が設けられている。
は、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを
同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２
が設けられている。排気マニホールド１１には、すなわ
ち触媒コンバータ１２の上流側には第１のＯ2 センサ１
３が設けられ、触媒コンバータ１２の下流側の排気管１
４には第２のＯ2 センサ１５が設けられている。Ｏ2 セ
ンサ１３，１５は排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電
気信号を発生する。すなわち、Ｏ2 センサ１３，１５は
空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応
じて、異なる出力電圧を制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１
０１に発生する。制御回路１０は、たとえばマイクロコ
ンピュータとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出
力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の外に、ＲＡ
Ｍ１０４、ＲＯＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、
クロック発生回路１０７等が設けられている。
【００２２】また、吸気通路２のスロットル弁１６に
は、スロットル弁１６が全閉か否かを示す信号ＬＬを発
生するアイドルスイッチ１７が設けられている。このア
イドル状態出力信号ＬＬは制御回路１０の入出力インタ
ーフェイス１０２に供給される。１８は２次空気導入吸
気弁であって、減速時あるいはアイドル時に２次空気を
排気管１１に供給して、ＨＣ，ＣＯエミッションを低減
するためのものである。
は、スロットル弁１６が全閉か否かを示す信号ＬＬを発
生するアイドルスイッチ１７が設けられている。このア
イドル状態出力信号ＬＬは制御回路１０の入出力インタ
ーフェイス１０２に供給される。１８は２次空気導入吸
気弁であって、減速時あるいはアイドル時に２次空気を
排気管１１に供給して、ＨＣ，ＣＯエミッションを低減
するためのものである。
【００２３】１９は触媒コンバータ１２の三元触媒が劣
化した場合に付勢されるアラームである。さらに、制御
回路１０において、ダウンカウンタ１０８、フリップフ
ロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料噴射弁７を
制御するためのものである。すなわち、後述のルーチン
において、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射
量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセットされると
共にフリップフロップ１０９もセットされる。この結
果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。
他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号（図示せ
ず）を計数して最後にその出力端子が“１”レベルとな
ったときに、フリップフロップ１０９がセットされて駆
動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つま
り、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢さ
れ、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関
本体１の燃焼室に送り込まれることになる。
化した場合に付勢されるアラームである。さらに、制御
回路１０において、ダウンカウンタ１０８、フリップフ
ロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料噴射弁７を
制御するためのものである。すなわち、後述のルーチン
において、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射
量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセットされると
共にフリップフロップ１０９もセットされる。この結
果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。
他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号（図示せ
ず）を計数して最後にその出力端子が“１”レベルとな
ったときに、フリップフロップ１０９がセットされて駆
動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つま
り、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢さ
れ、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関
本体１の燃焼室に送り込まれることになる。
【００２４】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフ
ェイス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信
した時、等である。エアフローセンサ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷは所定時間もしくは
所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによ
って取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱおよびＴＨＷは
所定時間毎に更新されている。また、回転速度データＮ
e はクランク角センサ６の３０°ＣＡ毎の割込みによっ
て演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフ
ェイス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信
した時、等である。エアフローセンサ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷは所定時間もしくは
所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによ
って取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱおよびＴＨＷは
所定時間毎に更新されている。また、回転速度データＮ
e はクランク角センサ６の３０°ＣＡ毎の割込みによっ
て演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
【００２５】以下、図４の制御回路１０の動作を説明す
る。図５、図６は上流側Ｏ2 センサ１３の出力にもとづ
いて空燃比補正係数ＦＡＦを演算する空燃比フィードバ
ック制御ルーチンであって、所定時間たとえば４ms毎に
実行する。ステップ５０１では、上流側Ｏ2 センサ１３
による空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立
しているか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定
値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、
パワー増量中、触媒過熱防止のための燃料噴射量増量
中、上流側Ｏ2 センサ１３の出力信号が一度も反転して
いない時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不
成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立である。
閉ループ条件が不成立のときには、ステップ５２５に進
み、空燃比フィードバックフラグＸＭＦＢを“０”と
し、ステップ５２６に進む。なお、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆを１．０としてもよい。他方、閉ループ条件成立の場
合はステップ５０２に進む。
る。図５、図６は上流側Ｏ2 センサ１３の出力にもとづ
いて空燃比補正係数ＦＡＦを演算する空燃比フィードバ
ック制御ルーチンであって、所定時間たとえば４ms毎に
実行する。ステップ５０１では、上流側Ｏ2 センサ１３
による空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立
しているか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定
値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、
パワー増量中、触媒過熱防止のための燃料噴射量増量
中、上流側Ｏ2 センサ１３の出力信号が一度も反転して
いない時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不
成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立である。
閉ループ条件が不成立のときには、ステップ５２５に進
み、空燃比フィードバックフラグＸＭＦＢを“０”と
し、ステップ５２６に進む。なお、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆを１．０としてもよい。他方、閉ループ条件成立の場
合はステップ５０２に進む。
【００２６】ステップ５０２では、上流側Ｏ2 センサ１
３の出力ＶＯＭをＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０
３にてＶＯＭが比較電圧ＶR1以下か否かにより、空燃比
がリッチかリーンかを判別する。比較電圧ＶR1は、通常
Ｏ2 センサ出力の振幅中心の電圧をとり、本実施例では
ＶR1＝０．４５Ｖである。ステップ５０３で空燃比が
（ＶＯＭ≦ＶR1）であれば、ステップ５０４にてディレ
イカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬＹ＞０
であればステップ５０５にてＣＤＬＹを０とし、ステッ
プ５０６に進む。ステップ５０６では、ディレイカウン
タＣＤＬＹを１減算し、ステップ５０７，５０８にてデ
ィレイカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガードする。
この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最小値ＴＤＬに
到達したときにはステップ５０９にて空燃比フラグＦ１
を“０”（リーン）とする。なお、最小値ＴＤＬは上流
側Ｏ2 センサ１３の出力においてリッチからリーンへの
変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持するた
めのリーン遅延状態であって、負の値で定義される。他
方、リッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）であれば、ステップ５１０
にてディレイカウンタＣＤＬＹが負か否かを判別し、Ｃ
ＤＬＹ＜０であればステップ５１１にてＣＤＬＹを０と
し、ステップ５１２に進む。ステップ５１２ではディレ
イカウンタＣＤＬＹを１加算し、ステップ５１３，５１
４にてディレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最大値
ＴＤＲに到達したときにはステップ５１５にて空燃比フ
ラグＦ１を“１”（リッチ）とする。なお、最大値ＴＤ
Ｒは上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリーンからリ
ッチへの変化があってもリーン状態であるとの判断を保
持するためのリッチ遅延状態であって、正の値で定義さ
れる。
３の出力ＶＯＭをＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０
３にてＶＯＭが比較電圧ＶR1以下か否かにより、空燃比
がリッチかリーンかを判別する。比較電圧ＶR1は、通常
Ｏ2 センサ出力の振幅中心の電圧をとり、本実施例では
ＶR1＝０．４５Ｖである。ステップ５０３で空燃比が
（ＶＯＭ≦ＶR1）であれば、ステップ５０４にてディレ
イカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬＹ＞０
であればステップ５０５にてＣＤＬＹを０とし、ステッ
プ５０６に進む。ステップ５０６では、ディレイカウン
タＣＤＬＹを１減算し、ステップ５０７，５０８にてデ
ィレイカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガードする。
この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最小値ＴＤＬに
到達したときにはステップ５０９にて空燃比フラグＦ１
を“０”（リーン）とする。なお、最小値ＴＤＬは上流
側Ｏ2 センサ１３の出力においてリッチからリーンへの
変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持するた
めのリーン遅延状態であって、負の値で定義される。他
方、リッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）であれば、ステップ５１０
にてディレイカウンタＣＤＬＹが負か否かを判別し、Ｃ
ＤＬＹ＜０であればステップ５１１にてＣＤＬＹを０と
し、ステップ５１２に進む。ステップ５１２ではディレ
イカウンタＣＤＬＹを１加算し、ステップ５１３，５１
４にてディレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最大値
ＴＤＲに到達したときにはステップ５１５にて空燃比フ
ラグＦ１を“１”（リッチ）とする。なお、最大値ＴＤ
Ｒは上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリーンからリ
ッチへの変化があってもリーン状態であるとの判断を保
持するためのリッチ遅延状態であって、正の値で定義さ
れる。
【００２７】次に、ステップ５１６では、空燃比フラグ
Ｆ１の符号が反転したか否か、すなわち遅延処理後の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ５１７にて、空燃比フラグＦ１の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれ
ば、ステップ５１８にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＲＳＲとス
キップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転
であれば、ステップ５１９にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ−ＲＳ
Ｌとスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を
行う。
Ｆ１の符号が反転したか否か、すなわち遅延処理後の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ５１７にて、空燃比フラグＦ１の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれ
ば、ステップ５１８にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＲＳＲとス
キップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転
であれば、ステップ５１９にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ−ＲＳ
Ｌとスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を
行う。
【００２８】ステップ５１６にて空燃比フラグＦ１の符
号が反転していなければ、ステップ５２０，５２１，５
２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ５２０に
て、Ｆ１＝“１”か否かを判別し、Ｆ１＝“０”（リー
ン）であればステップ５２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩ
Ｒとし、他方、Ｆ１＝“１”（リッチ）であればステッ
プ５２２にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬとする。ここで、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬに
比して十分小さく設定してあり、ＫＩＲ（ＫＩＬ）＜Ｒ
ＳＲ（ＲＳＬ）である。従って、ステップ５２１はリー
ン状態（Ｆ１＝“０”）で燃料噴射量を徐々に増大さ
せ、ステップ５２２はリッチ状態（Ｆ１＝“１”）で燃
料噴射量を徐々に減少させる。
号が反転していなければ、ステップ５２０，５２１，５
２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ５２０に
て、Ｆ１＝“１”か否かを判別し、Ｆ１＝“０”（リー
ン）であればステップ５２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩ
Ｒとし、他方、Ｆ１＝“１”（リッチ）であればステッ
プ５２２にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬとする。ここで、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬに
比して十分小さく設定してあり、ＫＩＲ（ＫＩＬ）＜Ｒ
ＳＲ（ＲＳＬ）である。従って、ステップ５２１はリー
ン状態（Ｆ１＝“０”）で燃料噴射量を徐々に増大さ
せ、ステップ５２２はリッチ状態（Ｆ１＝“１”）で燃
料噴射量を徐々に減少させる。
【００２９】次に、ステップ５２３では、ステップ５２
３，５２４，５２６，５２７にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦは最小値たとえば０．８にてガードされ、ま
た、最大値たとえば１．２にてガードされる。これによ
り、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり
過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で機関
の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになる
のを防ぐ。
３，５２４，５２６，５２７にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦは最小値たとえば０．８にてガードされ、ま
た、最大値たとえば１．２にてガードされる。これによ
り、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり
過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で機関
の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになる
のを防ぐ。
【００３０】ステップ５２４では、空燃比フィードバッ
クフラグＸＭＦＢを“１”とし、上述のごとく演算され
たＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納して、ステップ５２６に
てこのループは終了する。次に、本発明を上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力Ｖ1 及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力Ｖ
2 の両方を用いて空燃比フィードバック制御を行うダブ
ルＯ2 センサシステムに適用した場合について説明す
る。
クフラグＸＭＦＢを“１”とし、上述のごとく演算され
たＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納して、ステップ５２６に
てこのループは終了する。次に、本発明を上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力Ｖ1 及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力Ｖ
2 の両方を用いて空燃比フィードバック制御を行うダブ
ルＯ2 センサシステムに適用した場合について説明す
る。
【００３１】図７は図５、図６のフローチャートによる
動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力ＶＯＭにより図７（Ａ）に示すごとくリ
ッチ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、デ
ィレイカウンタＣＤＬＹは、図７（Ｂ）に示すごとく、
リッチ状態でカウンタアップされ、リーン状態でカウン
トダウンされる。この結果、図７（Ｃ）に示すごとく、
遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１に相
当）が形成される。たとえば、時刻ｔ1 にて空燃比信号
Ａ／Ｆ′がリーンからリッチに変化しても、遅延処理さ
れた空燃比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリ
ーンに保持された後に時刻ｔ2 にてリッチに変化する。
時刻ｔ3 にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変
化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン
遅延時間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に
時刻ｔ4 にてリーンに変化する。しかし空燃比信号Ａ／
Ｆ′が時刻ｔ5,ｔ6,ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲ
より短い期間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹ
が最大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結果、
時刻ｔ8 にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転さ
れる。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延
処理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。このよ
うに遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′にもとづ
いて図７（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られ
る。
動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力ＶＯＭにより図７（Ａ）に示すごとくリ
ッチ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、デ
ィレイカウンタＣＤＬＹは、図７（Ｂ）に示すごとく、
リッチ状態でカウンタアップされ、リーン状態でカウン
トダウンされる。この結果、図７（Ｃ）に示すごとく、
遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１に相
当）が形成される。たとえば、時刻ｔ1 にて空燃比信号
Ａ／Ｆ′がリーンからリッチに変化しても、遅延処理さ
れた空燃比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリ
ーンに保持された後に時刻ｔ2 にてリッチに変化する。
時刻ｔ3 にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変
化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン
遅延時間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に
時刻ｔ4 にてリーンに変化する。しかし空燃比信号Ａ／
Ｆ′が時刻ｔ5,ｔ6,ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲ
より短い期間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹ
が最大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結果、
時刻ｔ8 にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転さ
れる。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延
処理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。このよ
うに遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′にもとづ
いて図７（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られ
る。
【００３２】次に、下流側Ｏ2 センサ１５による第２の
空燃比フィードバック制御について説明する。第２の空
燃比フィードバック制御としては、第１の空燃比フィー
ドバック制御定数としてのスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬ、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、も
しくは上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭの比較電圧Ｖ
R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ２を導入するシステムとがある。
空燃比フィードバック制御について説明する。第２の空
燃比フィードバック制御としては、第１の空燃比フィー
ドバック制御定数としてのスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬ、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、も
しくは上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭの比較電圧Ｖ
R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ２を導入するシステムとがある。
【００３３】たとえば、リッチスキップ量ＲＳＲを大き
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーンスキップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、他方、リーンスキップ量ＲＳＬを大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ量ＲＳＲを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。したがって、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチスキップ量ＲＳＲを補正すること
により空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数ＫＩ
Ｒを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーン積分定数ＫＩＬを小さくしても制御空燃比
をリッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数ＫＩＬを
大きくすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、ま
た、リッチ積分定数ＫＩＲを小さくしても制御空燃比を
リーン側に移行できる。従って、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチ積分定数ＫＩＲおよびリーン積分
定数ＫＩＬを補正することにより空燃比を制御できる。
リッチ遅延時間ＴＤＲを大きくもしくはリーン遅延時間
（−ＴＤＬ）を小さく設定すれば、制御空燃比はリッチ
側に移行でき、逆に、リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大
きくもしくはリッチ遅延時間（ＴＤＲ）を小さく設定す
れば、制御空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下
流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬを補正することにより空燃比が制御できる。
さらにまた、比較電圧ＶR1を大きくすると制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、比較電圧ＶR1を小さくする
と制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて比較電圧ＶR1を補
正することにより空燃比が制御できる。
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーンスキップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、他方、リーンスキップ量ＲＳＬを大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ量ＲＳＲを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。したがって、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチスキップ量ＲＳＲを補正すること
により空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数ＫＩ
Ｒを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーン積分定数ＫＩＬを小さくしても制御空燃比
をリッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数ＫＩＬを
大きくすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、ま
た、リッチ積分定数ＫＩＲを小さくしても制御空燃比を
リーン側に移行できる。従って、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチ積分定数ＫＩＲおよびリーン積分
定数ＫＩＬを補正することにより空燃比を制御できる。
リッチ遅延時間ＴＤＲを大きくもしくはリーン遅延時間
（−ＴＤＬ）を小さく設定すれば、制御空燃比はリッチ
側に移行でき、逆に、リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大
きくもしくはリッチ遅延時間（ＴＤＲ）を小さく設定す
れば、制御空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下
流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬを補正することにより空燃比が制御できる。
さらにまた、比較電圧ＶR1を大きくすると制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、比較電圧ＶR1を小さくする
と制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて比較電圧ＶR1を補
正することにより空燃比が制御できる。
【００３４】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側Ｏ2 センサによって可変とすることは
それぞれに長所がある。たとえば、遅延時間を可変とす
ることにより非常に微妙な空燃比の調整が可能であり、
また、スキップ量を可変とすることにより遅延時間のよ
うに空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレ
スポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変
量は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。
比較電圧を下流側Ｏ2 センサによって可変とすることは
それぞれに長所がある。たとえば、遅延時間を可変とす
ることにより非常に微妙な空燃比の調整が可能であり、
また、スキップ量を可変とすることにより遅延時間のよ
うに空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレ
スポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変
量は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。
【００３５】次に、空燃比フィードバック制御定数とし
てのスキップ量を可変にしたダブルＯ2 センサシステム
について説明する。図８、図９は下流側Ｏ2 センサ１５
の出力ＶＯＳにもとづく第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば５１２ms毎に実
行される。ステップ８０１〜８０６では、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５によって閉ループ条件か否かを判別する。たと
えば、上流側Ｏ2 センサ１３による閉ループ条件の不成
立（ステップ８０１）に加えて、冷却水温ＴＨＷが所定
値（たとえば７０℃）以下のとき（ステップ８０２）、
スロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１”）のとき（ステ
ップ８０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ
１７の信号ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ等にもとづいて２次空
気が導入されているとき（ステップ８０４）、軽負荷の
とき（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1 ）（ステップ８０５）、下流側Ｏ
2 センサ１５が活性化していないとき（ステップ８０
６）、等が閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
が閉ループ条件成立である。閉ループ条件不成立であれ
ば、ステップ８１９に進み、空燃比フィードバックフラ
グＸＳＦＢをリセットし（“０”）、閉ループ条件成立
であればステップ８０８に進み、空燃比フィードバック
フラグＸＳＦＢをセットする（“１”）。
てのスキップ量を可変にしたダブルＯ2 センサシステム
について説明する。図８、図９は下流側Ｏ2 センサ１５
の出力ＶＯＳにもとづく第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば５１２ms毎に実
行される。ステップ８０１〜８０６では、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５によって閉ループ条件か否かを判別する。たと
えば、上流側Ｏ2 センサ１３による閉ループ条件の不成
立（ステップ８０１）に加えて、冷却水温ＴＨＷが所定
値（たとえば７０℃）以下のとき（ステップ８０２）、
スロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１”）のとき（ステ
ップ８０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ
１７の信号ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ等にもとづいて２次空
気が導入されているとき（ステップ８０４）、軽負荷の
とき（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1 ）（ステップ８０５）、下流側Ｏ
2 センサ１５が活性化していないとき（ステップ８０
６）、等が閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
が閉ループ条件成立である。閉ループ条件不成立であれ
ば、ステップ８１９に進み、空燃比フィードバックフラ
グＸＳＦＢをリセットし（“０”）、閉ループ条件成立
であればステップ８０８に進み、空燃比フィードバック
フラグＸＳＦＢをセットする（“１”）。
【００３６】ステップ８０９〜８１８のフローについて
説明する。ステップ８０９は、下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳをＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ８１０
にてＶＯＳが比較電圧ＶR2（たとえばＶR2＝０．５５
Ｖ）以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチか
リーンかを判別する。なお、比較電圧ＶR2は触媒コンバ
ータ１２の上流、下流で生ガスの影響による出力特性が
異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮して上
流側Ｏ2 センサ１３の出力の比較電圧ＶR1より高く設定
されているが、この設定は任意でもよい。この結果、Ｖ
ＯＳ≦ＶR2（リーン）であればステップ８１１、８１
２，８１３に進み、ＶＯＳ＞ＶR2（リッチ）であればス
テップ８１４，８１５，８１６に進む。すなわち、ステ
ップ８１１では、ＲＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＲＳ（一定値）と
し、つまり、リッチスキップ量ＲＳＲを増大させて空燃
比をリッチ側に移行させ、ステップ８１２，８１３で
は、ＲＳＲを最大値ＭＡＸ（＝７．５％）にてガード
し、他方、ステップ８１４にてＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳ
とし、つまり、リッチスキップ量ＲＳＲを減少させて空
燃比をリーン側に移行させ、ステップ８１５，８１６に
てＲＳＲを最小値ＭＩＮ（＝２．５％）にてガードす
る。なお、最小値ＭＩＮは過渡追従性がそこなわれない
レベルの値であり、また、最大値ＭＡＸは空燃比変動に
よりドライバビリティの悪化が発生しないレベルの値で
ある。
説明する。ステップ８０９は、下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳをＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ８１０
にてＶＯＳが比較電圧ＶR2（たとえばＶR2＝０．５５
Ｖ）以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチか
リーンかを判別する。なお、比較電圧ＶR2は触媒コンバ
ータ１２の上流、下流で生ガスの影響による出力特性が
異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮して上
流側Ｏ2 センサ１３の出力の比較電圧ＶR1より高く設定
されているが、この設定は任意でもよい。この結果、Ｖ
ＯＳ≦ＶR2（リーン）であればステップ８１１、８１
２，８１３に進み、ＶＯＳ＞ＶR2（リッチ）であればス
テップ８１４，８１５，８１６に進む。すなわち、ステ
ップ８１１では、ＲＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＲＳ（一定値）と
し、つまり、リッチスキップ量ＲＳＲを増大させて空燃
比をリッチ側に移行させ、ステップ８１２，８１３で
は、ＲＳＲを最大値ＭＡＸ（＝７．５％）にてガード
し、他方、ステップ８１４にてＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳ
とし、つまり、リッチスキップ量ＲＳＲを減少させて空
燃比をリーン側に移行させ、ステップ８１５，８１６に
てＲＳＲを最小値ＭＩＮ（＝２．５％）にてガードす
る。なお、最小値ＭＩＮは過渡追従性がそこなわれない
レベルの値であり、また、最大値ＭＡＸは空燃比変動に
よりドライバビリティの悪化が発生しないレベルの値で
ある。
【００３７】ステップ８１７では、リーンスキップ量Ｒ
ＳＬを、 ＲＳＬ←１０％−ＲＳＲ とする。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とする。ステ
ップ８１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納する。そして、ステップ８２０に進む。
ＳＬを、 ＲＳＬ←１０％−ＲＳＲ とする。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とする。ステ
ップ８１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納する。そして、ステップ８２０に進む。
【００３８】図１０は噴射量演算ルーチンであって、所
定クランク角たとえば３６０°ＣＡに実行される。ステ
ップ１００１では、ＲＡＭ１０５より吸入空気量データ
Ｑ及び回転速度データＮe を読出して基本噴射量ＴＡＵ
Ｐ（ＴＡＵＰは理論空燃比を得る噴射時間）を演算す
る。たとえばＴＡＵＰ←α・Ｑ／Ｎe （αは定数）とす
る。ステップ１００２では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡ
Ｕ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦ・β＋γにより演算する。なお、
β，γは他の運転状態パラメータによって定まる補正量
である。次いで、ステップ１００３にて、噴射量ＴＡＵ
をダウンカウンタ１０８にセットすると共にフリップフ
ロップ１０９をセットして燃料噴射を開始させる。そし
て、ステップ１００４にてこのルーチンを終了する。
定クランク角たとえば３６０°ＣＡに実行される。ステ
ップ１００１では、ＲＡＭ１０５より吸入空気量データ
Ｑ及び回転速度データＮe を読出して基本噴射量ＴＡＵ
Ｐ（ＴＡＵＰは理論空燃比を得る噴射時間）を演算す
る。たとえばＴＡＵＰ←α・Ｑ／Ｎe （αは定数）とす
る。ステップ１００２では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡ
Ｕ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦ・β＋γにより演算する。なお、
β，γは他の運転状態パラメータによって定まる補正量
である。次いで、ステップ１００３にて、噴射量ＴＡＵ
をダウンカウンタ１０８にセットすると共にフリップフ
ロップ１０９をセットして燃料噴射を開始させる。そし
て、ステップ１００４にてこのルーチンを終了する。
【００３９】なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵに相当
する時間が経過すると、ダウンカウンタ１０８の出力信
号によってフリップフロップ１０９がリセットされて燃
料噴射は終了する。図１１〜図１４は触媒劣化判別ルー
チンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行される。
ステップ１１０１では、空燃比フィードバックフラグＸ
ＭＦＢにより上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭにより
空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝“１”）か否
かを判別し、ステップ１１０２では、リーンモニタによ
り上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側に所定
期間以上張り付いているか否かを判別し、ステップ１１
０３では、リッチモニタにより上流側Ｏ2 センサ１３の
出力ＶＯＭがリッチ側に所定期間以上張り付いているか
否かを判別し、ステップ１１０４では、空燃比フィード
バックフラグＸＳＦＢにより下流側Ｏ2 センサ１３の出
力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ
＝“１”）か否かを判別する。
する時間が経過すると、ダウンカウンタ１０８の出力信
号によってフリップフロップ１０９がリセットされて燃
料噴射は終了する。図１１〜図１４は触媒劣化判別ルー
チンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行される。
ステップ１１０１では、空燃比フィードバックフラグＸ
ＭＦＢにより上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭにより
空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝“１”）か否
かを判別し、ステップ１１０２では、リーンモニタによ
り上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側に所定
期間以上張り付いているか否かを判別し、ステップ１１
０３では、リッチモニタにより上流側Ｏ2 センサ１３の
出力ＶＯＭがリッチ側に所定期間以上張り付いているか
否かを判別し、ステップ１１０４では、空燃比フィード
バックフラグＸＳＦＢにより下流側Ｏ2 センサ１３の出
力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ
＝“１”）か否かを判別する。
【００４０】この結果、上流側Ｏ2 センサ１３の出力Ｖ
ＯＭによる空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝
“１”）であって、該出力ＶＯＭがリーン側もしくはリ
ッチ側に張り付いてなく、かつ下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦ
Ｂ＝“１”）のときのみ、ステップ１１０５以降に進
み、触媒劣化判別を行う。
ＯＭによる空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝
“１”）であって、該出力ＶＯＭがリーン側もしくはリ
ッチ側に張り付いてなく、かつ下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦ
Ｂ＝“１”）のときのみ、ステップ１１０５以降に進
み、触媒劣化判別を行う。
【００４１】なお、ステップ１１０２，１１０３を設け
たのは、たとえ上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭによ
る空燃比フィードバック制御が行われても、上流側Ｏ2
センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側かリッチ側かに片寄
っていると、後述の基準値となる積分値ＬＶＯＭやＡＶ
ＯＭが有効的に得られないからであり、つまり、上流側
Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭは図１６（Ａ）に示すよう
な場合にのみ触媒劣化判別を行うようにする。
たのは、たとえ上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭによ
る空燃比フィードバック制御が行われても、上流側Ｏ2
センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側かリッチ側かに片寄
っていると、後述の基準値となる積分値ＬＶＯＭやＡＶ
ＯＭが有効的に得られないからであり、つまり、上流側
Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭは図１６（Ａ）に示すよう
な場合にのみ触媒劣化判別を行うようにする。
【００４２】ステップ１１０５では上流側Ｏ2 センサ１
３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭi と面積ＡＶＯＭi と
を演算する。ここでＬＶＯＭi , ＡＶＯＭi は以下の式
で定義する。 ＬＶＯＭi ＝ＬＶＯＭi-1 ＋｜ＶＯＭi −ＶＯＭi-1 ｜ ＡＶＯＭi ＝ＡＶＯＭi-1 ＋｜ＶＯＭi −ＶR1｜ ここで添字ｉは今回ルーチン実行時の値を、ｉ−１は前
回実行時の値を示す（図１４参照）。なお、図１４で
は、説明のため、センサ出力の変化に対して、出力のサ
ンプリングタイミング間隔がかなり長く取られている。
また、更に正確に軌跡長さを検出するよう、時間の経過
を加味して軌跡長さを算出してもよい。』次いでステッ
プ１１０６では同様に下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌
跡長ＬＶＯＳi と面積ＡＶＯＳi とを以下の式により演
算する ＬＶＯＳi ＝ＬＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳi −ＶＯＳi-1 ｜ ＡＶＯＳi ＝ＡＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳi −ＶR2｜ 次いでステップ１１０７では次回の実行に備え、ＬＶＯ
Ｍi-1 ，ＡＶＯＭi-1 ，ＬＶＯＳi-1 ，ＡＶＯＳi-1 ，
ＶＯＭi-1 ，ＶＯＳi-1 の各値を更新する。
３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭi と面積ＡＶＯＭi と
を演算する。ここでＬＶＯＭi , ＡＶＯＭi は以下の式
で定義する。 ＬＶＯＭi ＝ＬＶＯＭi-1 ＋｜ＶＯＭi −ＶＯＭi-1 ｜ ＡＶＯＭi ＝ＡＶＯＭi-1 ＋｜ＶＯＭi −ＶR1｜ ここで添字ｉは今回ルーチン実行時の値を、ｉ−１は前
回実行時の値を示す（図１４参照）。なお、図１４で
は、説明のため、センサ出力の変化に対して、出力のサ
ンプリングタイミング間隔がかなり長く取られている。
また、更に正確に軌跡長さを検出するよう、時間の経過
を加味して軌跡長さを算出してもよい。』次いでステッ
プ１１０６では同様に下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌
跡長ＬＶＯＳi と面積ＡＶＯＳi とを以下の式により演
算する ＬＶＯＳi ＝ＬＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳi −ＶＯＳi-1 ｜ ＡＶＯＳi ＝ＡＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳi −ＶR2｜ 次いでステップ１１０７では次回の実行に備え、ＬＶＯ
Ｍi-1 ，ＡＶＯＭi-1 ，ＬＶＯＳi-1 ，ＡＶＯＳi-1 ，
ＶＯＭi-1 ，ＶＯＳi-1 の各値を更新する。
【００４３】ステップ１１０９ではカウンタＣＴＩＭＥ
をカウントアップし、ステップ１１１０ではＣＴＩＭＥ
の値が所定値Ｃｏを越えたか否かを判定する。ここでＣ
ｏは、たとえば、上流側Ｏ2 センサ１３の出力反転回数
４０回分、すなわち、本実施例では約２０秒に相当する
ルーチン繰返し数であるが、カウンタＣＴＩＭＥにより
上記時間を計数する代わりに直接上流側Ｏ2 センサ１３
の出力反転回数を数えて反転回数が４０回を越えたか否
かを判定するようにしても良い。
をカウントアップし、ステップ１１１０ではＣＴＩＭＥ
の値が所定値Ｃｏを越えたか否かを判定する。ここでＣ
ｏは、たとえば、上流側Ｏ2 センサ１３の出力反転回数
４０回分、すなわち、本実施例では約２０秒に相当する
ルーチン繰返し数であるが、カウンタＣＴＩＭＥにより
上記時間を計数する代わりに直接上流側Ｏ2 センサ１３
の出力反転回数を数えて反転回数が４０回を越えたか否
かを判定するようにしても良い。
【００４４】ステップ１１１０でＣＴＩＭＥ＞ＣＯと判
定された場合にはステップ１１１１に進み、下流側Ｏ2
センサ１５出力ＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ１３出力ＶＯ
Ｓの軌跡長比ＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi 及び面積比ＡＶＯ
Ｓi ／ＡＶＯＭi を求める。次いでステップ１１１２で
はこのＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi とＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭ
i の値を基に触媒劣化の有無を判定する。
定された場合にはステップ１１１１に進み、下流側Ｏ2
センサ１５出力ＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ１３出力ＶＯ
Ｓの軌跡長比ＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi 及び面積比ＡＶＯ
Ｓi ／ＡＶＯＭi を求める。次いでステップ１１１２で
はこのＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi とＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭ
i の値を基に触媒劣化の有無を判定する。
【００４５】本実施例では触媒劣化の有無の判定は制御
回路１０のＲＯＭ１０４に格納した図１５（Ａ）又は
（Ｂ）に示すマップを用いて行う。つまり、図１５
（Ａ）のマップでは軌跡長比ＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi が
線Ａと線Ｂとで決まる所定範囲内にあるときに面積比Ａ
ＶＯＳi ／ＡＶＯＭi が所定値より大きければ触媒劣化
なし、所定値より小さければ触媒劣化と判定する。な
お、図１５（Ｂ）に示したマップを用い、軌跡長比ＬＶ
ＯＳi ／ＬＶＯＭi と面積比ＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭi と
が斜線部で示した領域に入るか否かを判断することで触
媒劣化を判定しても良い。
回路１０のＲＯＭ１０４に格納した図１５（Ａ）又は
（Ｂ）に示すマップを用いて行う。つまり、図１５
（Ａ）のマップでは軌跡長比ＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi が
線Ａと線Ｂとで決まる所定範囲内にあるときに面積比Ａ
ＶＯＳi ／ＡＶＯＭi が所定値より大きければ触媒劣化
なし、所定値より小さければ触媒劣化と判定する。な
お、図１５（Ｂ）に示したマップを用い、軌跡長比ＬＶ
ＯＳi ／ＬＶＯＭi と面積比ＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭi と
が斜線部で示した領域に入るか否かを判断することで触
媒劣化を判定しても良い。
【００４６】図１５（Ａ），（Ｂ）において斜線部分は
触媒が劣化したと判定される領域を示す。また、図１５
（Ａ），（Ｂ）の（１）〜（８）の符号は図２，図３の
（１）〜（８）に示す状態に対応する領域である。前述
のようにＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi が中程度の大きさの場
合（（３），（６））にも面積比ＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭ
i の大きさを判定することにより触媒劣化の有無を正確
に判別することができる。なお、図１５に示したＬＶＯ
Ｓi ／ＬＶＯＭi とＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭi のしきい値
Ａ，Ｂ，Ｃは実際には使用する触媒や空燃比センサの種
類に応じて設定されるため、図１５には概略傾向を示し
ている。
触媒が劣化したと判定される領域を示す。また、図１５
（Ａ），（Ｂ）の（１）〜（８）の符号は図２，図３の
（１）〜（８）に示す状態に対応する領域である。前述
のようにＬＶＯＳi ／ＬＶＯＭi が中程度の大きさの場
合（（３），（６））にも面積比ＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭ
i の大きさを判定することにより触媒劣化の有無を正確
に判別することができる。なお、図１５に示したＬＶＯ
Ｓi ／ＬＶＯＭi とＡＶＯＳi ／ＡＶＯＭi のしきい値
Ａ，Ｂ，Ｃは実際には使用する触媒や空燃比センサの種
類に応じて設定されるため、図１５には概略傾向を示し
ている。
【００４７】ステップ１１１２で触媒劣化なしと判定さ
れた場合にはステップ１１１４に進みアラームフラグＡ
ＬＭをリセット（“０”）するが、触媒劣化ありと判定
された場合ステップ１１１３でＡＬＭをセットし
（“１”）、ステップ１１１５でアラーム１９を付勢す
る。また、ステップ１１１６では修理点検用のデータと
してアラームフラグＡＬＭをバックアップＲＡＭ１０６
に格納しておく。以上のステップを終了した後、ステッ
プ１１１７では次回の触媒劣化判別に備え、ＣＴＩＭ
Ｅ，ＶＯＭi ，ＶＯＳi 等のパラメータを全てクリアし
てステップ１１１８にてルーチンを終了する。
れた場合にはステップ１１１４に進みアラームフラグＡ
ＬＭをリセット（“０”）するが、触媒劣化ありと判定
された場合ステップ１１１３でＡＬＭをセットし
（“１”）、ステップ１１１５でアラーム１９を付勢す
る。また、ステップ１１１６では修理点検用のデータと
してアラームフラグＡＬＭをバックアップＲＡＭ１０６
に格納しておく。以上のステップを終了した後、ステッ
プ１１１７では次回の触媒劣化判別に備え、ＣＴＩＭ
Ｅ，ＶＯＭi ，ＶＯＳi 等のパラメータを全てクリアし
てステップ１１１８にてルーチンを終了する。
【００４８】なお、上述のダブルＯ2 センサシステムに
おいて、第１の空燃比フィードバック制御は４ms毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は５１２ms毎に
行われるのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良
い上流側Ｏ2 センサによる制御を主として行い、応答性
の悪い下流側Ｏ2 センサによる制御を従にして行うため
である。
おいて、第１の空燃比フィードバック制御は４ms毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は５１２ms毎に
行われるのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良
い上流側Ｏ2 センサによる制御を主として行い、応答性
の悪い下流側Ｏ2 センサによる制御を従にして行うため
である。
【００４９】また、上述のダブルＯ2 センサシステムに
おいて、上流側Ｏ2 センサによる空燃比フィードバック
制御における他の制御定数、たとえば遅延時間、積分定
数、等を下流側Ｏ2 センサの出力により補正するダブル
Ｏ2 センサシステムにも、また、第２の空燃比補正係数
を導入するダブルＯ2 センサシステムにも本発明を適用
し得る。また、ステップ量、遅延時間、積分定数のうち
の２つを同時に制御することにより制御性を向上でき
る。さらにスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬのうちの一方を固
定し他方のみを可変とすることも、遅延時間ＴＤＲ，Ｔ
ＤＬのうちの一方を固定し他方のみを可変とすること
も、あるいはリッチ積分定数ＫＩＲ、リーン積分定数Ｋ
ＩＬの一方を固定し他方を可変とすることも可能であ
る。
おいて、上流側Ｏ2 センサによる空燃比フィードバック
制御における他の制御定数、たとえば遅延時間、積分定
数、等を下流側Ｏ2 センサの出力により補正するダブル
Ｏ2 センサシステムにも、また、第２の空燃比補正係数
を導入するダブルＯ2 センサシステムにも本発明を適用
し得る。また、ステップ量、遅延時間、積分定数のうち
の２つを同時に制御することにより制御性を向上でき
る。さらにスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬのうちの一方を固
定し他方のみを可変とすることも、遅延時間ＴＤＲ，Ｔ
ＤＬのうちの一方を固定し他方のみを可変とすること
も、あるいはリッチ積分定数ＫＩＲ、リーン積分定数Ｋ
ＩＬの一方を固定し他方を可変とすることも可能であ
る。
【００５０】また、上記実施例では、触媒の上流側Ｏ2
センサ出力および下流側Ｏ2 センサ出力により空燃比を
理論空燃比にフィードバックするダブルＯ2 センサシス
テムを示したが、本願は、少なくとも上流側Ｏ2 センサ
出力により空燃比を理論空燃比にフィードバックしてい
るものにも適用できる。また、吸入空気量センサとし
て、エアフローメータの代わりに、カルマン渦センサ、
ヒートワイヤセンサ等を用いることもできる。
センサ出力および下流側Ｏ2 センサ出力により空燃比を
理論空燃比にフィードバックするダブルＯ2 センサシス
テムを示したが、本願は、少なくとも上流側Ｏ2 センサ
出力により空燃比を理論空燃比にフィードバックしてい
るものにも適用できる。また、吸入空気量センサとし
て、エアフローメータの代わりに、カルマン渦センサ、
ヒートワイヤセンサ等を用いることもできる。
【００５１】さらに、上述の実施例では、吸入空気量お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算している
が、吸入空気圧および機関の回転速度、もしくはスロッ
トル弁開度および機関の回転速度に応じて燃料噴射量を
演算してもよい。また、上述の実施例では、燃料噴射弁
により吸気系への燃料噴射量を制御する内燃機関を示し
たが、キャブレタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。
たとえば、エレクトリック・エア・コントロールバルブ
（ＥＡＣＶ）により機関の吸入空気量を調整して空燃比
を制御するもの、エレクトリック・ブリード・エア・コ
ントロールバルブによりキャブレタのエアブリード量を
調整してメイン系通路およびスロー系通路への大気の導
入により空燃比を制御するもの、機関の排気系へ送り込
まれる２次空気量を調整するもの、等に本発明を適用し
得る。この場合には、図１０のステップ１００１におけ
る基本噴射量ＴＡＵＰ相当の基本燃料噴射量がキャブレ
タ自身によって決定され、すなわち、吸入空気量に応じ
て吸気管負圧と機関の回転速度に応じて決定され、ステ
ップ１００２にて最終燃料噴射量ＴＡＵに相当する供給
空気量が演算される。
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算している
が、吸入空気圧および機関の回転速度、もしくはスロッ
トル弁開度および機関の回転速度に応じて燃料噴射量を
演算してもよい。また、上述の実施例では、燃料噴射弁
により吸気系への燃料噴射量を制御する内燃機関を示し
たが、キャブレタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。
たとえば、エレクトリック・エア・コントロールバルブ
（ＥＡＣＶ）により機関の吸入空気量を調整して空燃比
を制御するもの、エレクトリック・ブリード・エア・コ
ントロールバルブによりキャブレタのエアブリード量を
調整してメイン系通路およびスロー系通路への大気の導
入により空燃比を制御するもの、機関の排気系へ送り込
まれる２次空気量を調整するもの、等に本発明を適用し
得る。この場合には、図１０のステップ１００１におけ
る基本噴射量ＴＡＵＰ相当の基本燃料噴射量がキャブレ
タ自身によって決定され、すなわち、吸入空気量に応じ
て吸気管負圧と機関の回転速度に応じて決定され、ステ
ップ１００２にて最終燃料噴射量ＴＡＵに相当する供給
空気量が演算される。
【００５２】さらに、上述の実施例では、空燃比センサ
としてＯ2 センサを用いたが、ＣＯセンサ、リーンミク
スチャセンサ等を用いることもできる。特に、上流側空
燃比センサとしてＴｉＯ2 センサを用いると、制御応答
性が向上し、下流側空燃比センサの出力による過補正が
防止できる。さらに、上述の実施例はマイクロコンピュ
ータすなわちディジタル回路によって構成されている
が、アナログ回路により構成することもできる。
としてＯ2 センサを用いたが、ＣＯセンサ、リーンミク
スチャセンサ等を用いることもできる。特に、上流側空
燃比センサとしてＴｉＯ2 センサを用いると、制御応答
性が向上し、下流側空燃比センサの出力による過補正が
防止できる。さらに、上述の実施例はマイクロコンピュ
ータすなわちディジタル回路によって構成されている
が、アナログ回路により構成することもできる。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、上流側空燃比センサと
下流側空燃比センサとの出力から触媒の劣化有無を判断
する場合に、空燃比センサ自体の劣化によりセンサ出力
特性が変化した場合でも正確に触媒劣化の有無を判別で
きるので触媒交換を迅速にしてエミッションの悪化を防
止することができる。
下流側空燃比センサとの出力から触媒の劣化有無を判断
する場合に、空燃比センサ自体の劣化によりセンサ出力
特性が変化した場合でも正確に触媒劣化の有無を判別で
きるので触媒交換を迅速にしてエミッションの悪化を防
止することができる。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】触媒が劣化していない場合の上流側空燃比セン
サと下流側空燃比センサ出力のセンサ自体の劣化による
出力変化を示す図である。
サと下流側空燃比センサ出力のセンサ自体の劣化による
出力変化を示す図である。
【図３】触媒が劣化した場合の図２と同様な図である。
【図４】本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図である。
施例を示す全体概略図である。
【図５】図４の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図６】図４の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図７】図５，図６の制御動作を補足説明するタイミン
グ図である。
グ図である。
【図８】図４の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図９】図４の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図１０】図４の制御回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１１】本発明の触媒劣化判別動作を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１２】本発明の触媒劣化判別動作を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１３】本発明の触媒劣化判別動作を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１４】軌跡長ＬＶＯＭi と面積ＡＶＯＭi を定義す
る図である。
る図である。
【図１５】触媒劣化判定用のマップを示す図である。
【図１６】上流側空燃比センサ出力ＶＯＭと下流側空燃
比センサ出力ＶＯＳの変化を示す図である。
比センサ出力ＶＯＳの変化を示す図である。
【図１７】空燃比センサの劣化による出力特性変化を示
す図である。
す図である。
【符号の説明】 １…機関本体 ２…エアフローメータ ４…ディストリビュータ ５，６…クランク角センサ １０…制御回路 １２…触媒コンバータ １３…上流側Ｏ2 センサ １５…下流側Ｏ2 センサ １７…アイドルスイッチ １９…触媒劣化アラーム
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた、Ｏ2
ストレージ効果を有する三元触媒と、 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、 前記上流側空燃比センサの出力に基づき前記機関の空燃
比を理論空燃比にフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、 前記フィードバック制御実行中の所定期間内での前記上
流側空燃比センサの出力軌跡長さと前記下流側空燃比セ
ンサの出力軌跡長さとをそれぞれ演算する第一と第２の
軌跡長演算手段と、 前記フィードバック制御実行中の所定期間内での前記上
流側空燃比センサ出力と基準値とで囲まれる面積と、前
記下流側空燃比センサ出力と基準値とで囲まれる面積と
をそれぞれ演算する第一と第二の面積演算手段と、 前記第一の軌跡長演算手段の算出した軌跡長と前記第一
の軌跡長演算手段の算出した軌跡長との比と、前記第二
の面積演算出段の算出した面積と前記第一の面積演算出
段の算出した面積との比とを用いて前記三元触媒の劣化
を検出する触媒劣化判定手段とを備えた触媒劣化判別装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331810A JP2626384B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 触媒劣化判別装置 |
| US07/957,041 US5279116A (en) | 1991-12-16 | 1992-10-06 | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
| EP92117613A EP0547326B1 (en) | 1991-12-16 | 1992-10-15 | A device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
| DE69204807T DE69204807T2 (de) | 1991-12-16 | 1992-10-15 | Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators einer Brennkraftmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331810A JP2626384B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 触媒劣化判別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05163989A true JPH05163989A (ja) | 1993-06-29 |
| JP2626384B2 JP2626384B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18247903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3331810A Expired - Lifetime JP2626384B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 触媒劣化判別装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5279116A (ja) |
| EP (1) | EP0547326B1 (ja) |
| JP (1) | JP2626384B2 (ja) |
| DE (1) | DE69204807T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5545377A (en) * | 1994-02-18 | 1996-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Catalyst degradation detecting apparatus |
| US5875628A (en) * | 1996-02-28 | 1999-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for internal combustion engine |
| US5983629A (en) * | 1996-08-09 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalyst for an engine |
| US5992143A (en) * | 1996-01-18 | 1999-11-30 | Hitachi, Ltd. | Control device for internal combustion engine |
| US6082101A (en) * | 1996-07-26 | 2000-07-04 | Hitachi, Ltd. | Exhaust gas purifier for engines |
| US6673619B2 (en) | 2000-06-01 | 2004-01-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration detecting device and catalyst deterioration detecting method |
| JP2013083196A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | 減速走行下における触媒劣化診断方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2869911B2 (ja) * | 1993-04-15 | 1999-03-10 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 |
| US5363646A (en) * | 1993-09-27 | 1994-11-15 | Ford Motor Company | Engine air/fuel control system with catalytic converter monitoring |
| US5732553A (en) * | 1995-04-20 | 1998-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
| US5724809A (en) * | 1995-06-12 | 1998-03-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
| JP3196606B2 (ja) * | 1995-10-26 | 2001-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
| EP1236873B1 (en) * | 1995-10-26 | 2005-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine |
| JP3307198B2 (ja) * | 1995-11-21 | 2002-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
| JPH09158713A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
| US5887421A (en) * | 1996-03-18 | 1999-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting the deterioration of a three-way catalytic converter for an internal combustion engine |
| JP3674017B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2005-07-20 | 株式会社デンソー | 排出ガス浄化用触媒劣化検出装置 |
| GB2311863B (en) * | 1996-04-03 | 1999-11-24 | Gen Motors Corp | Catalytic converter monitor |
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| JP3992925B2 (ja) * | 1998-07-17 | 2007-10-17 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒装置の劣化判別方法 |
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| JP5024405B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2012-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| US9157391B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-10-13 | EMIT Technologies, Inc. | Systems and methods for controlling a combustion engine |
| FR3021069A1 (fr) * | 2014-05-19 | 2015-11-20 | Renault Sas | Procede de diagnostic de l'efficacite d'un catalyseur trois voies |
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-
1991
- 1991-12-16 JP JP3331810A patent/JP2626384B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-06 US US07/957,041 patent/US5279116A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-15 EP EP92117613A patent/EP0547326B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-15 DE DE69204807T patent/DE69204807T2/de not_active Expired - Lifetime
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| EP0547326B1 (en) | 1995-09-13 |
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