JPH05256175A - Exhaust sensor degradation detecting device for engine - Google Patents

Exhaust sensor degradation detecting device for engine

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JPH05256175A
JPH05256175A JP4058252A JP5825292A JPH05256175A JP H05256175 A JPH05256175 A JP H05256175A JP 4058252 A JP4058252 A JP 4058252A JP 5825292 A JP5825292 A JP 5825292A JP H05256175 A JPH05256175 A JP H05256175A
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exhaust sensor
deterioration
air
fuel ratio
catalyst
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Kazuya Komatsu
一也 小松
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Abstract

PURPOSE:To detect the degradation of a downstream exhaust sensor easily and correctly on the basis of its output value by changing an air-fuel ratio forcibly in the specific operating region of an engine, and detecting the output value of the exhaust sensor disposed downstream of an exhaust gas purifying catalyst at this change time. CONSTITUTION:An exhaust sensor degradation detecting device detects the degradation of a downstream exhaust sensor 12 disposed downstream of an exhaust gas purifying catalyst 10 in the exhaust passage 3 of an engine. In this case, an upstream exhaust sensor 11 for controlling an air-fuel ratio is disposed upstream of the catalyst 10. On the other hand, the operating region of the engine is detected by a means A, and the fuel supply quantity of the engine is controlled by a means B. Further in a specific operating region, the air-fuel ratio is changed by a means C through a means B by the open-loop control based on the output value of the upstream exhaust sensor 11. At this time, the output value of the downstream exhaust sensor 12 is detected by a means D, and the degraded state of the downstream exhaust sensor 12 is judged by a means E on the basis of the detected output value of the downstream exhaust sensor 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、エンジンの排気セン
サの劣化検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deterioration detecting device for an engine exhaust sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンの排気浄化方法の一
つとして、排気通路の途中に三元触媒等を備えた触媒コ
ンバータを配置し、該触媒の化学吸着作用によって排気
ガス中の未燃成分等を除去する触媒式排気浄化装置が広
く知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of exhaust gas purification methods for an engine, a catalytic converter having a three-way catalyst or the like is arranged in the middle of an exhaust passage, and unburned components in exhaust gas are exhausted by the chemical adsorption of the catalyst. A catalyst type exhaust emission control device for removing the above is widely known.

【0003】ところで、このような触媒式の排気浄化装
置においては、該触媒の劣化は直接的に排気浄化能力の
低下として表れるため、この触媒の劣化状態を適宜監視
する必要がある。このような排気浄化用触媒の劣化状態
を検出する方法として、図10に示すように、端面三元
触媒の酸素吸蔵能力とHC浄化率との間には、酸素吸蔵
能力の低下とともにHC浄化率が低下するという関係が
あることに着目し、排気通路の途中に設けた触媒の上流
側と下流側とにそれぞれ排気ガス中の酸素濃度に応じて
所定の電圧値を出力する排気センサを配置し、上流側の
排気センサによる空燃比帰還制御時におけるこれら各排
気センサの出力反転回数の比によって触媒劣化を検出す
る技術が知られている(例えば、特開昭63ー9785
2号公報参照)。
By the way, in such a catalyst type exhaust emission control device, since the deterioration of the catalyst directly appears as a reduction in exhaust emission purification capability, it is necessary to monitor the deterioration state of the catalyst as appropriate. As a method of detecting such a deterioration state of the exhaust gas purification catalyst, as shown in FIG. 10, between the oxygen storage capacity and the HC purification rate of the end face three-way catalyst, there is a decrease in the oxygen storage ability and the HC purification rate. Attention is paid to the fact that there is a relationship that decreases the exhaust gas, and an exhaust sensor that outputs a predetermined voltage value according to the oxygen concentration in the exhaust gas is arranged on the upstream side and the downstream side of the catalyst provided in the exhaust passage. A technique for detecting catalyst deterioration based on the ratio of the number of output reversals of each exhaust sensor during air-fuel ratio feedback control by an upstream exhaust sensor is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-9785).
No. 2).

【0004】このように、排気センサの出力反転回数比
によって触媒劣化を判定するのは、触媒の酸素吸蔵能力
が良好に保たれている場合(即ち、触媒が劣化していな
い場合)には、触媒の下流側においては上流側よりも酸
素濃度が少なく、従って下流側排気センサの出力反転回
数(Nb)は上流側排気センサの出力反転回数(Na)よりも
少なくなり、図11に示すように下流側と上流側の二つ
の排気センサの出力反転回数比(Nb/Na)が大きいほど
触媒の劣化が進んでいると判定することができるからで
ある。
As described above, the catalyst deterioration is judged based on the output reversal ratio of the exhaust sensor when the oxygen storage capacity of the catalyst is kept good (that is, when the catalyst is not deteriorated). On the downstream side of the catalyst, the oxygen concentration is lower than on the upstream side, and therefore the output reversal number (Nb) of the downstream side exhaust sensor is smaller than the output reversal number (Na) of the upstream side exhaust sensor, as shown in FIG. This is because it can be determined that the deterioration of the catalyst is advanced as the output reversal ratio (Nb / Na) of the two exhaust sensors on the downstream side and the upstream side is larger.

【0005】尚、触媒の上・下流にそれぞれ排気センサ
を配置してこれらの出力によって触媒の劣化を検出する
方法としては、上記公知例の如き各排気センサ出力反転
回数比(Nb/Na)の値で判断する他に、例えば上流側排
気センサでの空燃比帰還制御時において、下流側排気セ
ンサの出力振幅によって判断する方法、下流側排気セン
サの出力平均値によって判断する方法、あるいは下流側
排気センサの特定敷居値に対する反転周期及び反転回数
で判断する方法等が知られている。
As a method of disposing exhaust sensors on the upstream and downstream sides of the catalyst and detecting the deterioration of the catalyst by these outputs, the exhaust sensor output reversal ratio (Nb / Na) as in the above-mentioned known example is used. Other than the value, for example, during air-fuel ratio feedback control in the upstream exhaust sensor, the method of determining by the output amplitude of the downstream exhaust sensor, the method of determining by the average output value of the downstream exhaust sensor, or the downstream exhaust A method of making a determination based on the inversion period and the number of inversions with respect to a specific threshold value of the sensor is known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
排気センサ出力に基づく触媒劣化検出の精度・信頼性が
確保されるのは、各排気センサの機能が良好に維持され
ている場合であって、これが劣化した状態においては到
底信頼性の高い触媒劣化検出はできないものである。
By the way, the accuracy and reliability of the catalyst deterioration detection based on the exhaust sensor output as described above is ensured only when the function of each exhaust sensor is maintained well. However, in a deteriorated state, highly reliable catalyst deterioration detection cannot be performed.

【0007】即ち、排気センサの劣化は、大きく別けて
その出力電圧の低下と応答遅れという二つの形態で表れ
る。このうち、排気センサの劣化に伴う出力電圧の低下
に関しては、図7に示すように、例えばリッチ時の出力
電圧についてみれば、排気センサが劣化していない状態
においては同図に実線図示するように高電圧値を示す
が、これが劣化した後においては同図に鎖線図示する如
く出力電圧が大きく低下するものであり、従ってこの排
気センサ出力と空燃比との関係をみた場合には、図8に
示すように、初期状態においては理論空燃比λ=1にお
いて0.45V(敷居値)の出力電圧であったものが、劣化後
においては例え実際の空燃比が理論空燃比λ=1であった
としても排気センサの出力電圧は0.3V程度となり、当然
敷居値よりも低いため空燃比をリーン状態と判定するこ
とになる。
That is, the deterioration of the exhaust sensor can be roughly classified into two forms, that is, a decrease in the output voltage and a response delay. Regarding the decrease in the output voltage due to the deterioration of the exhaust sensor, as shown in FIG. 7, for example, regarding the output voltage at the time of rich, as shown by the solid line in the figure when the exhaust sensor is not deteriorated. Shows a high voltage value, but after it deteriorates, the output voltage greatly decreases as shown by the chain line in the figure. Therefore, when looking at the relationship between this exhaust sensor output and the air-fuel ratio, As shown in, the output voltage was 0.45 V (threshold value) at the theoretical air-fuel ratio λ = 1 in the initial state, but after deterioration, the actual air-fuel ratio was theoretical air-fuel ratio λ = 1. In this case, the output voltage of the exhaust sensor is about 0.3V, which is lower than the threshold value, so the air-fuel ratio is determined to be lean.

【0008】この結果、例えば下流側排気センサに劣化
による出力電圧の低下が生じた場合には、図3に示すよ
うに、下流側排気センサが劣化していない状態(以下、
初期状態という)においては同図に破線図示するように
高電圧値を示し初期反転敷居値に対して比較的少ない出
力反転回数であったものが、その劣化後においては同図
に実線図示するように出力電圧が低下して上記初期初期
反転敷居値を頻繁に横切りその出力反転回数が多くな
る。このように下流側排気センサの出力特性が変化した
場合には、下流側排気センサの出力反転回数(Nb)と上
流側排気センサの出力反転回数(Na)との比(Nb/Na)
が初期状態よりも大きくなることから、結果的に触媒が
劣化していないにもかかわらず、これが劣化していると
誤った判断がされることになるものである。
As a result, for example, when the output voltage decreases due to deterioration of the downstream side exhaust sensor, as shown in FIG. 3, the downstream side exhaust sensor is not deteriorated (hereinafter,
In the initial state), a high voltage value is shown as shown by the broken line in the figure, and the number of output inversions is relatively small compared to the initial inversion threshold value, but after deterioration, it is shown by the solid line in the figure. Then, the output voltage decreases and the initial initial inversion threshold value is crossed frequently, and the number of output inversions increases. When the output characteristic of the downstream side exhaust sensor changes in this way, the ratio (Nb / Na) of the output reversal number (Nb) of the downstream side exhaust sensor and the output reversal number (Na) of the upstream side exhaust sensor
Is larger than that in the initial state, so that it is erroneously determined that the catalyst is deteriorated although the catalyst is not deteriorated as a result.

【0009】一方、排気センサの劣化に伴う応答遅れで
あるが、これに関しては図9に示すように、排気センサ
はその劣化が進むとこれに伴って次第に応答遅れが生
じ、例えば空燃比がリッチ側からリーン側に変化した場
合における排気センサ出力は同図に実線図示する初期状
態から破線図示する劣化時状態へ次第に移行する。この
ような応答遅れが生じると、例えば空燃比のリッチ側か
らリーン側への変化に伴って排気センサ出力が高出力側
から低出力側へ変化する場合に、該排気センサ出力の出
力が完全に変化し切らないうちに空燃比の変化が生じ、
排気センサ出力はその変化の途中において反転しなけれ
ばならず、それだけ該排気センサ出力の出力振幅が小さ
くなる。この結果、例えば下流側排気センサに劣化によ
る応答遅れが生じた場合には、図5に示すように、初期
状態においては出力振幅が大きいことから同図に破線図
示するように初期反転敷居値に対して所定の出力反転回
数を示すが、劣化後の状態においては出力振幅の減少に
よって同図に実線図示するように出力がリッチ側に偏
り、それだけ初期反転敷居値に対する出力反転回数が少
なくなり、結果的に上記出力反転回数比(Nb/Na)が小
さくなって、触媒の劣化が相当程度進んでいるにもかか
わらず触媒は劣化していないという誤った判断を生じさ
せることになるものである。
On the other hand, regarding the response delay due to deterioration of the exhaust sensor, as shown in FIG. 9, as the deterioration of the exhaust sensor progresses, a response delay gradually occurs as the deterioration progresses, and for example, the air-fuel ratio is rich. The exhaust sensor output in the case of changing from the side to the lean side gradually shifts from the initial state shown by the solid line in the figure to the deterioration state shown by the broken line. When such a response delay occurs, for example, when the exhaust sensor output changes from the high output side to the low output side due to the change of the air-fuel ratio from the rich side to the lean side, the output of the exhaust sensor output is completely reduced. A change in the air-fuel ratio occurs before it completely changes,
The exhaust sensor output must be reversed during the change, and the output amplitude of the exhaust sensor output becomes smaller accordingly. As a result, for example, when there is a response delay due to deterioration in the downstream side exhaust sensor, the output amplitude is large in the initial state as shown in FIG. On the other hand, it shows a predetermined number of output inversions, but in the state after deterioration, the output is biased toward the rich side as shown by the solid line in the figure due to the decrease of the output amplitude, and the number of output inversions with respect to the initial inversion threshold value decreases accordingly. As a result, the output reversal number ratio (Nb / Na) becomes small, which causes an erroneous determination that the catalyst has not deteriorated although the catalyst has deteriorated considerably. ..

【0010】これらのことからして、触媒の上・下流に
それぞれ排気センサを配置して該各排気センサ出力に基
づいて触媒の劣化検出を行うものにおいては、その検出
精度あるいは信頼性という点において、触媒劣化の検出
の基礎となる排気センサの劣化状態を正確に検出するこ
とが最も重要であると言える。
In view of these facts, in the case where the exhaust sensors are arranged on the upstream and downstream sides of the catalyst and the deterioration of the catalyst is detected based on the output of each exhaust sensor, the detection accuracy or reliability thereof is considered. It can be said that it is most important to accurately detect the deterioration state of the exhaust sensor, which is the basis for detecting the catalyst deterioration.

【0011】ところが、触媒の下流側に配置される排気
センサは、該触媒を通過した後の排気ガスの酸素濃度に
応じて所定の電圧を出力するものであることから、例え
触媒の上流側における空燃比が一定であったとしても、
該触媒の酸素吸蔵能力、即ち、その劣化状態に応じて異
なった出力電圧を発生することとなる。このため、触媒
上流側の空燃比に対する下流側排気センサの出力値のみ
からはその劣化状態を正確に判断することは極めて困難
であるとされ、事実、このような観点から下流側排気セ
ンサの劣化検出を行うための技術は未だ提案されていな
いのが現状である。
However, since the exhaust gas sensor arranged on the downstream side of the catalyst outputs a predetermined voltage according to the oxygen concentration of the exhaust gas after passing through the catalyst, for example, on the upstream side of the catalyst. Even if the air-fuel ratio is constant,
Different output voltages are generated depending on the oxygen storage capacity of the catalyst, that is, the deterioration state thereof. For this reason, it is extremely difficult to accurately determine the deterioration state from only the output value of the downstream side exhaust sensor with respect to the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst. The current situation is that no technique has been proposed for performing detection.

【0012】そこで本願発明は、その配置上、触媒の排
気浄化能力の影響を受ける排気センサそのものの劣化検
出を精度良く行い、延いてはかかる排気センサを利用し
て行なわれる触媒劣化検出の信頼性を高めんとしてなさ
れたものである。
In view of this, the present invention accurately detects the deterioration of the exhaust sensor itself which is affected by the exhaust gas purification performance of the catalyst due to its arrangement, and in turn, the reliability of the catalyst deterioration detection performed by using the exhaust sensor. It was made to improve.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項1記載の発
明では、図1Aに示すように、エンジンの排気通路3の
途中に配置された排気浄化用触媒10の下流側に配置し
た下流側排気センサ12の劣化状態を検出するエンジン
の排気センサの劣化検出装置において、上記触媒10の
上流側に空燃比制御用の上流側排気センサ11を配置す
る一方、エンジンの運転領域を検出する運転領域検出手
段Aと、エンジンへの燃料供給量を制御する燃料制御手
段Bと、上記運転領域検出手段Aにより特定の運転領域
が検出された場合に上記上流側排気センサ11の出力値
に基づくオープンループ制御により上記燃料制御手段B
をして空燃比を強制的にリッチからリーンに、あるいは
リーンからリッチに切り替える空燃比変更手段Cと、該
空燃比変更手段Cによる空燃比のオープンループ制御時
における上記下流側排気センサ12の出力値を検出する
出力値検出手段Dと、該出力値検出手段Dにより検出さ
れる上記下流側排気センサ12の出力値に基づいてその
劣化状態を判定する劣化判定手段Eとを備えたことを特
徴としている。
As a concrete means for solving such a problem in the present invention, in the invention described in claim 1, as shown in FIG. 1A, it is arranged in the middle of the exhaust passage 3 of the engine. In an engine exhaust sensor deterioration detecting device for detecting a deterioration state of a downstream side exhaust sensor 12 arranged downstream of an exhaust purification catalyst 10, an upstream side exhaust sensor 11 for air-fuel ratio control is provided upstream of the catalyst 10. On the other hand, when the operating range detecting means A for detecting the operating range of the engine, the fuel control means B for controlling the fuel supply amount to the engine, and the specific operating range are detected by the operating range detecting means A The fuel control means B is controlled by open loop control based on the output value of the upstream side exhaust sensor 11.
And forcibly changing the air-fuel ratio from rich to lean or from lean to rich, and the output of the downstream side exhaust sensor 12 during open-loop control of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio changing means C. An output value detecting means D for detecting a value and a deterioration determining means E for judging the deterioration state based on the output value of the downstream side exhaust sensor 12 detected by the output value detecting means D are provided. I am trying.

【0014】請求項2記載の発明では、図1Aに示すよ
うに、請求項1記載のエンジンの排気センサの劣化検出
装置において、上記出力値検出手段Dを理論空燃比より
もリッチ側あるいはリーン側の空燃比における上記下流
側排気センサ12の出力電圧値を検出する如くするとと
もに、上記劣化判定手段Eを上記出力電圧値が予じめ設
定した所定値F以下である場合に上記下流側排気センサ
が劣化していると判定する如く構成したことを特徴とし
ている。
According to a second aspect of the present invention, as shown in FIG. 1A, in the engine exhaust sensor deterioration detecting apparatus according to the first aspect, the output value detecting means D is set to a rich side or a lean side relative to the theoretical air-fuel ratio. The output voltage value of the downstream side exhaust sensor 12 at the air-fuel ratio is detected, and when the output voltage value of the deterioration determining means E is less than or equal to a preset predetermined value F, the downstream side exhaust sensor is detected. It is characterized in that it is configured so that it is determined that is deteriorated.

【0015】請求項3記載の発明では、図1Aに示すよ
うに、請求項1記載のエンジンの排気センサの劣化検出
装置において、上記出力値検出手段Dを上記空燃比変更
手段Cによる空燃比の強制的切り替え時において上記下
流側排気センサ12の出力電圧値が設定電圧値に達する
までの時間を検出する如くするとともに、上記劣化検出
手段Eを上記出力値検出手段Dによる検出時間が予じめ
設定した所定値F以上である場合に上記下流側排気セン
サ12が劣化していると判定する如く構成したことを特
徴としている。
According to a third aspect of the present invention, as shown in FIG. 1A, in the deterioration detecting device for an engine exhaust gas sensor according to the first aspect, the output value detecting means D is used to detect the air-fuel ratio of the air-fuel ratio changing means C. The time until the output voltage value of the downstream side exhaust sensor 12 reaches the set voltage value at the time of forced switching is detected, and the deterioration detection means E predicts the detection time by the output value detection means D. The configuration is such that it is determined that the downstream side exhaust sensor 12 is deteriorated when it is equal to or more than the set predetermined value F.

【0016】請求項4記載の発明では、図1Aに示すよ
うに、請求項1,2または3記載のエンジンの排気セン
サの劣化検出装置において、上記下流側排気センサ12
は、その出力値が上記上流側排気センサ11の出力値と
ともに、上記触媒10の劣化状態を判定する触媒劣化判
定手段Gに判定要素として入力されるものであることを
特徴としている。
In the invention according to claim 4, as shown in FIG. 1A, in the deterioration detecting device for an exhaust sensor of an engine according to claim 1, 2 or 3, the downstream side exhaust sensor 12
Is characterized in that the output value thereof is input, together with the output value of the upstream side exhaust sensor 11, to the catalyst deterioration determination means G for determining the deterioration state of the catalyst 10 as a determination element.

【0017】[0017]

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。即ち、請求項1記
載の発明では、特定運転領域においてオープンループ制
御により空燃比をリッチからリーンに、あるいはリーン
からリッチに強制的に変更させ、この場合における下流
側排気センサの出力値を検出し、この出力値に基づいて
該下流側排気センサの劣化状態が検出されるものであ
る。
With each of the inventions of the present application, the following effects can be obtained by adopting such a configuration. That is, in the invention according to claim 1, the air-fuel ratio is forcibly changed from rich to lean or from lean to rich by open loop control in the specific operation region, and the output value of the downstream side exhaust sensor in this case is detected. The deterioration state of the downstream side exhaust sensor is detected based on this output value.

【0018】この場合、特に請求項2記載の発明では、
上記下流側排気センサの出力値を、理論空燃比よりもリ
ッチ側あるいはリーン側、即ち、空燃比に対する出力電
圧値の変化の少ない領域においてその出力電圧値として
検出し、これと予じめ設定した所定値(例えば、劣化の
ない初期状態における同一空燃比に対する出力電圧値よ
りも所定量だけ低い値)とを比較し、該出力値が所定値
以下である場合に排気センサの劣化として検出するもの
であるため、触媒劣化の程度によって触媒下流の空燃比
に多少のバラツキがあったとしても、これによる影響を
可及的に排除した状態で該排気センサの劣化状態を的確
に判断することができるものである。
In this case, particularly in the invention described in claim 2,
The output value of the downstream side exhaust sensor is detected as its output voltage value in the rich side or lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, that is, in the region where the change of the output voltage value with respect to the air-fuel ratio is small, and this is preset. A predetermined value (for example, a value lower than the output voltage value for the same air-fuel ratio in the initial state without deterioration by a predetermined amount), and if the output value is less than or equal to the predetermined value, it is detected as deterioration of the exhaust sensor. Therefore, even if there is some variation in the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst due to the degree of catalyst deterioration, the deterioration state of the exhaust sensor can be accurately determined in a state in which the influence of this variation is eliminated as much as possible. It is a thing.

【0019】また、請求項3記載の発明では、空燃比を
リッチ状態とリーン状態の間で切り替えた場合における
下流側排気センサの電圧値が設定電圧値に達するまでの
時間、即ち、空燃比の変化に対する下流側排気センサの
応答遅れ時間を上記下流側排気センサの出力値として検
出し、これが所定値(例えば、劣化していない初期状態
において空燃比の切り替え後、その出力電圧値が上記設
定電圧値に達する時間より所定量だけ長い時間)以上で
ある場合に該下流側排気センサは劣化していると判断す
るものである。そして、この場合は、下流側排気センサ
の応答遅れ時間を一定電圧値を基準として検出している
ことから、下流側排気センサに出力電圧の低下という劣
化現象がない以上、一定の空燃比に対して一定の出力電
圧値が示され、従って、該応答遅れ時間は触媒の劣化状
態にはほとんど影響されることがない。
According to the third aspect of the invention, the time until the voltage value of the downstream side exhaust sensor reaches the set voltage value when the air-fuel ratio is switched between the rich state and the lean state, that is, the air-fuel ratio The response delay time of the downstream side exhaust sensor to the change is detected as the output value of the downstream side exhaust sensor, and this is a predetermined value (for example, after switching the air-fuel ratio in the initial state without deterioration, the output voltage value is the set voltage. If it is longer than the time to reach the value by a predetermined amount), it is judged that the downstream side exhaust sensor is deteriorated. In this case, since the response delay time of the downstream side exhaust sensor is detected with reference to a constant voltage value, the downstream side exhaust sensor does not have a deterioration phenomenon such as a decrease in output voltage. Shows a constant output voltage value, and therefore the response delay time is hardly influenced by the deterioration state of the catalyst.

【0020】一方、請求項4記載の発明のように、上記
下流側排気センサの出力値によって触媒の劣化を検出す
る場合には、該下流側排気センサそのものの劣化状態が
的確に把握されていることから、その劣化状態に応じて
上記触媒の劣化検出を補正することで該触媒の劣化状態
をより正確に検出することができるものである。
On the other hand, when the deterioration of the catalyst is detected by the output value of the downstream side exhaust sensor as in the invention of claim 4, the deterioration state of the downstream side exhaust sensor itself is accurately grasped. Therefore, the deterioration state of the catalyst can be detected more accurately by correcting the deterioration detection of the catalyst according to the deterioration state.

【0021】[0021]

【発明の効果】従って、本願各発明のエンジンの排気セ
ンサの劣化検出装置によれば、排気センサが、触媒の下
流側にあって該触媒の浄化性能(即ち、劣化状態)の影響
を受ける構成となっている場合においても、該触媒の浄
化性能の如何にかかわらず該排気センサの劣化状態を正
確に且つ容易に検出することができるものであり、特に
該排気センサを触媒の劣化検出に使用する場合において
は、例えば該排気センサの劣化状態に対応して適宜の補
正を行うことで、例え該下流側排気センサが劣化してい
る場合であっても、劣化前と同様に精度の良い触媒劣化
の検出が可能ならしめられるものであり、延いてはエン
ジンの排気エミッションを長期に亘って良好に維持し得
るという効果が得られるものである。
Therefore, according to the deterioration detecting device for the exhaust gas sensor of the engine of each invention of the present application, the exhaust gas sensor is located on the downstream side of the catalyst and is affected by the purification performance (that is, the deterioration state) of the catalyst. Even if the above condition is satisfied, the deterioration state of the exhaust sensor can be accurately and easily detected regardless of the purification performance of the catalyst. Particularly, the exhaust sensor is used for detecting deterioration of the catalyst. In this case, for example, even if the downstream side exhaust sensor is deteriorated, by performing an appropriate correction in accordance with the deterioration state of the exhaust sensor, the catalyst having the same accuracy as before the deterioration is obtained. If the deterioration can be detected, it is possible to obtain the effect that the exhaust emission of the engine can be favorably maintained for a long period of time.

【0022】[0022]

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明のエンジンの排気センサの劣化検出装置を具体的に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An engine exhaust gas sensor deterioration detection system according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0023】第1実施例 図1Bには本願発明の第1実施例にかかる排気センサの
劣化検出装置を備えた自動車用エンジン1の吸・排気系
システムが示されており、同図において符号2は吸気通
路、3は排気通路である。上記吸気通路2には、スロッ
トルバルブ4とエアフローメータ5とインジェクタ−6
及び吸気温センサ7が設けられている。一方、上記排気
通路3には、排気浄化用触媒10が設けられるととも
に、該触媒10の上流側には上流側排気センサ11が、
下流側には下流側排気センサ12がそれぞれ配置されて
いる。この各排気センサ11,12は、それぞれ排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する例えばジルコニア固体電解質
ラムダセンサで構成されるものであって、図8に示すよ
うに空燃比に対応して所定の電圧を発生するものであ
る。そして、この各排気センサ11,12のうち、上流
側排気センサ11はエンジン1の空燃比制御と上記触媒
10の劣化検出制御とに使用されるが、下流側排気セン
サ12は触媒10の劣化検出のみに使用されるものであ
る。
First Embodiment FIG. 1B shows an intake / exhaust system of an automobile engine 1 equipped with an exhaust sensor deterioration detecting device according to a first embodiment of the present invention. Is an intake passage, and 3 is an exhaust passage. The intake passage 2 includes a throttle valve 4, an air flow meter 5, and an injector-6.
And an intake air temperature sensor 7 are provided. On the other hand, an exhaust gas purification catalyst 10 is provided in the exhaust passage 3, and an upstream side exhaust sensor 11 is provided on the upstream side of the catalyst 10.
Downstream exhaust sensors 12 are arranged on the downstream side. Each of the exhaust sensors 11 and 12 is composed of, for example, a zirconia solid electrolyte lambda sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and as shown in FIG. It occurs. Of these exhaust sensors 11, 12, the upstream exhaust sensor 11 is used for the air-fuel ratio control of the engine 1 and the deterioration detection control of the catalyst 10, while the downstream exhaust sensor 12 detects the deterioration of the catalyst 10. It is used only for.

【0024】上記エアフローメータ5と吸気温センサ7
と各排気センサ11,12及び別設置の車速センサ9の
検出信号はそれぞれ後述のコントロールユニット15に
入力される。このコントロールユニット15において
は、上記各入力信号に基づき、後述するように燃料供給
制御と空燃比制御と触媒10の劣化判定制御及び各排気
センサの劣化判定制御をそれぞれ行うようになってい
る。
The air flow meter 5 and the intake air temperature sensor 7
The detection signals of the exhaust sensors 11 and 12 and the separately installed vehicle speed sensor 9 are input to a control unit 15 described later. The control unit 15 is configured to perform fuel supply control, air-fuel ratio control, deterioration determination control of the catalyst 10, and deterioration determination control of each exhaust sensor on the basis of the input signals, as will be described later.

【0025】以下、このコントロールユニット15によ
る上記各制御を、図2、図3及び図8を参照して説明す
ると、図2のフロ−チャ−トにおいて、先ず最初に空燃
比制御のメインルーチンを実行する(ステップS1)。
尚、この空燃比制御は、従来公知の制御であって、上記
上流側排気センサ11によって検出される空燃比に応じ
て上記インジェクタ−6からの燃料供給量を制御するも
のであり、その詳細説明は省略する。
The above-mentioned respective controls by the control unit 15 will be described below with reference to FIGS. 2, 3 and 8. First, in the flow chart of FIG. 2, the main routine of the air-fuel ratio control will be explained. Execute (step S1).
The air-fuel ratio control is a conventionally known control and controls the fuel supply amount from the injector 6 according to the air-fuel ratio detected by the upstream side exhaust sensor 11, and its detailed description will be given. Is omitted.

【0026】次に、触媒10の劣化検出制御に移行し、
先ずステップS2において触媒劣化検出条件を判断す
る。例えば、現在の運転状態がフィードバック制御領域
であること、車速が所定車速の範囲内であること、車速
の変化が所定値以下である場合に初めて触媒劣化検出条
件が成立したと判断する。これは、フィードバック制御
領域であっても加速時等の空燃比が大きく変化するよう
な運転状態下では精度の良い検出が期待できないため、
空燃比が大きく変化することのない特定運転領域におい
て触媒劣化検出制御を行う趣旨である。
Next, the control shifts to the deterioration detection control of the catalyst 10,
First, in step S2, the catalyst deterioration detection condition is determined. For example, it is determined that the catalyst deterioration detection condition is satisfied only when the current operating state is in the feedback control region, the vehicle speed is within the predetermined vehicle speed range, and the change in the vehicle speed is less than or equal to the predetermined value. This is because accurate detection cannot be expected under operating conditions where the air-fuel ratio changes greatly during acceleration, even in the feedback control region.
The purpose is to carry out catalyst deterioration detection control in a specific operation region where the air-fuel ratio does not change significantly.

【0027】そして、触媒劣化検出条件が成立した場合
には、所定の触媒劣化検出ルーチンを実行する(ステッ
プS3)。尚、この触媒劣化検出制御も従来公知は制御
であって、図11を参照して「従来技術」の項において既
に説明したように、所定の反転敷居値(初期反転敷居値)
に対する上流側排気センサ11の出力反転回数(Nb)と
下流側排気センサ12の出力反転回数(Na)との比(Nb
/Na)に基づき、該比(Nb/Na)が所定値より大きい場
合には触媒10は劣化していると判定するものである。
Then, when the catalyst deterioration detection condition is satisfied, a predetermined catalyst deterioration detection routine is executed (step S3). Note that this catalyst deterioration detection control is also a conventionally known control, and as described above in the section “Prior Art” with reference to FIG. 11, a predetermined reversal threshold value (initial reversal threshold value).
The ratio (Nb) of the output reversal number (Nb) of the upstream side exhaust sensor 11 to the output reversal number (Na) of the downstream side exhaust sensor 12 with respect to
/ Na), it is determined that the catalyst 10 has deteriorated when the ratio (Nb / Na) is larger than a predetermined value.

【0028】ところで、このように触媒劣化検出を上流
側排気センサ11と下流側排気センサ12の出力値に基
づいて行っている以上、該各排気センサ11,12が劣
化していない初期状態である場合には何等問題なく信頼
性の高い触媒劣化判定が可能となるが、該各排気センサ
11,12そのものが劣化している場合にはその触媒劣
化検出に誤差が生じて信頼性の低いものになるというこ
とは既述の通りである。このため、この実施例のものに
おいては、上記の触媒劣化検出制御に引き続いて本願発
明の要旨である後述の下流側排気センサ12の劣化検出
制御を実行し、その劣化状態に応じて上記触媒劣化検出
制御の基礎となる出力反転回数の計測基準である反転敷
居値を適宜に補正することで、該該触媒劣化検出の精度
を高め信頼性の高いものとしている。
By the way, as described above, the catalyst deterioration is detected based on the output values of the upstream side exhaust sensor 11 and the downstream side exhaust sensor 12, so that the exhaust sensors 11 and 12 are in the initial state where they are not deteriorated. In this case, it is possible to determine the catalyst deterioration with high reliability without any problem. However, when the exhaust sensors 11 and 12 themselves are deteriorated, an error occurs in the catalyst deterioration detection and the reliability becomes low. That is as described above. For this reason, in this embodiment, subsequent to the above-mentioned catalyst deterioration detection control, deterioration detection control of the downstream side exhaust sensor 12 which will be described later, which is the gist of the present invention, is executed, and the catalyst deterioration is performed according to the deterioration state. By appropriately correcting the reversal threshold value, which is the measurement reference of the number of output reversals that is the basis of the detection control, the accuracy of the catalyst deterioration detection is improved and the reliability is high.

【0029】即ち、図2のフロ−チャ−トにおいて、先
ず排気センサ劣化検出条件を判断し(ステップS4)、条
件成立時には、ステップS5において、オープンループ
にてリッチ空燃比制御を行う。そして、この場合におけ
る下流側排気センサ12の出力値Edをサンプリングす
る(ステップS6)とともに、初期状態における下流側排
気センサ12の出力値Esとこのサンプル値Edとの差、
即ち下流側排気センサ12の出力低下値Em(=Es−E
d)を求める(ステップS7)。然る後、この下流側排気セ
ンサ12の出力低下値Emに対応した反転敷居値の補正
量(即ち、補正反転敷居値)をマップ(図示省略)から求め
(ステップS8)、さらに、図3に示すように、反転敷居
値を初期反転敷居値から所定量だけリーン側に移行した
補正反転敷居値に変更する。
That is, in the flow chart of FIG. 2, first, the exhaust sensor deterioration detection condition is judged (step S4), and when the condition is satisfied, the rich air-fuel ratio control is performed in open loop in step S5. Then, the output value Ed of the downstream side exhaust sensor 12 in this case is sampled (step S6), and the difference between the output value Es of the downstream side exhaust sensor 12 in the initial state and this sample value Ed,
That is, the output reduction value Em of the downstream side exhaust sensor 12 (= Es-E
d) is obtained (step S7). After that, the correction amount of the reversal threshold value (that is, the correction reversal threshold value) corresponding to the output reduction value Em of the downstream side exhaust sensor 12 is obtained from a map (not shown).
(Step S8) Further, as shown in FIG. 3, the inverted threshold value is changed to the corrected inverted threshold value obtained by shifting the initial inverted threshold value to the lean side by a predetermined amount.

【0030】このように、反転敷居値をリーン側に移行
させると、下流側排気センサ12の劣化に伴う出力低下
により触媒劣化検出の精度が低下するのを防止すること
ができるものである。即ち、下流側排気センサ12が劣
化していない初期状態においては、図3に破線図示する
如く高い電圧値を示し、従って、初期反転敷居値に対す
る出力反転回数も適正回数となっている。しかし、下流
側排気センサ12の劣化によってその出力電圧が低下し
て同図に実線図示するような状態となると、反転敷居値
を初期反転敷居値のまま維持していたのでは下流側排気
センサ12の出力反転回数が大きく増加することにな
る。このことは、触媒劣化検出の基準となる上記出力反
転回数比(Nb/Na)が劣化前の初期状態時よりも大きく
なることであり、従って、この出力反転回数比(Nb/N
a)を使用して上述の触媒劣化検出制御が実行されると、
触媒10は劣化していないにもかかわらずこれが劣化し
ていると誤って判定されることになるものである。この
場合、上記反転敷居値をリーン側に移行補正することに
より、下流側排気センサ12の出力低下にかかわらず初
期状態と同様の出力反転回数が計測され、該下流側排気
センサ12が初期状態であると同様の信頼性の高い触媒
劣化検出が可能となるものである。
As described above, by shifting the reversal threshold value to the lean side, it is possible to prevent the accuracy of the catalyst deterioration detection from being lowered due to the output reduction due to the deterioration of the downstream side exhaust sensor 12. That is, in the initial state where the downstream side exhaust sensor 12 is not deteriorated, a high voltage value is shown as shown by the broken line in FIG. 3, and therefore the number of output inversions with respect to the initial inversion threshold value is also an appropriate number. However, when the output voltage of the downstream side exhaust sensor 12 deteriorates and becomes a state shown by the solid line in the figure, the inversion threshold value is maintained at the initial inversion threshold value. Therefore, the number of output reversals will be greatly increased. This means that the output reversal number ratio (Nb / Na), which is the reference for detecting the catalyst deterioration, becomes larger than that in the initial state before the deterioration, and accordingly, the output reversal number ratio (Nb / N).
When the catalyst deterioration detection control described above is executed using a),
Although the catalyst 10 is not deteriorated, it is erroneously determined that it is deteriorated. In this case, by correcting the reversal threshold value toward the lean side, the same number of output reversals as in the initial state is measured regardless of the output reduction of the downstream side exhaust sensor 12, and the downstream side exhaust sensor 12 is in the initial state. If so, it is possible to detect the catalyst deterioration with high reliability.

【0031】ここで、このように下流側酸素センサ12
の劣化状態を検出すべくその出力低下値Emを求めるに
際して、空燃比をオープンループにてリッチ制御するの
は、次のような理由による。即ち、下流側酸素センサ1
2の特定空燃比に対する初期出力値Esは容易に求めら
れるが、これが触媒10の下流側に配置された状態での
上記特定空燃比に対する出力値(サンプル値)Edは該触
媒10の酸素吸蔵作用の影響を受けることから該触媒1
0の劣化状態に応じて種々変化することとなり、これを
特定することは困難である。このため、この実施例にお
いては、図8に示すように、空燃比の変化に対する出力
電圧の変化が少なく、しかも元々酸素の残存量が少ない
ことから触媒10の酸素吸蔵能力の影響(即ち、該触媒
10の劣化程度の影響)をあまり受けないリッチ側に空
燃比を設定し、このリッチ空燃比における下流側酸素セ
ンサ12の初期出力値Esと劣化後の出力値Edとを計測
しこれらから出力低下値Emを算出するようにしたもの
であり、これによって上記触媒10の劣化の影響を排除
した状態での下流側酸素センサ12の劣化検出が可能と
なるものである。
Here, in this way, the downstream oxygen sensor 12
The reason why the air-fuel ratio is richly controlled by the open loop when the output reduction value Em is to be detected in order to detect the deterioration state of is due to the following reasons. That is, the downstream oxygen sensor 1
Although the initial output value Es for the specific air-fuel ratio of 2 is easily obtained, the output value (sample value) Ed for the specific air-fuel ratio in the state of being arranged on the downstream side of the catalyst 10 is the oxygen storage action of the catalyst 10. From the influence of the catalyst 1
Various changes occur depending on the deterioration state of 0, and it is difficult to specify this. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the change in the output voltage with respect to the change in the air-fuel ratio is small, and the residual amount of oxygen is originally small, so that the effect of the oxygen storage capacity of the catalyst 10 (that is, The air-fuel ratio is set to a rich side that is not significantly affected by the deterioration degree of the catalyst 10), and the initial output value Es of the downstream side oxygen sensor 12 and the output value Ed after deterioration at this rich air-fuel ratio are measured and output from these. The decrease value Em is calculated so that the deterioration of the downstream oxygen sensor 12 can be detected while the influence of the deterioration of the catalyst 10 is eliminated.

【0032】そして、このように下流側排気センサ12
の劣化状態を正確に検出し、これに基づいて上記反転敷
居値を適宜に補正することで、該下流側排気センサ12
の劣化にもかかわらず、より精度の高い触媒劣化検出が
可能となるものである。
Then, in this way, the downstream side exhaust sensor 12
Of the downstream side exhaust sensor 12 by accurately detecting the deterioration state of the exhaust gas and correcting the reverse threshold value appropriately based on the detected deterioration state.
It is possible to detect the catalyst deterioration with higher accuracy despite the deterioration.

【0033】第2実施例 図4には本願発明の第2実施例にかかるエンジンの排気
センサの劣化検出装置の制御フロ−チャ−トが示されて
いる。この実施例のものは、上記第1実施例のものが下
流側排気センサ12の劣化形態のうち、出力電圧の低下
という劣化形態を対象としていたのに対して、応答遅れ
という劣化形態を対象としたものである。そして、この
下流側排気センサ12の応答遅れによる出力振幅の減少
に起因する出力反転回数の減少(図5参照)、延いては劣
化した触媒10を劣化していないものと誤判定すること
を未然に回避せんとするものである。
Second Embodiment FIG. 4 shows a control flow chart of an engine exhaust sensor deterioration detecting device according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the deterioration form of the output voltage decrease is targeted in the deterioration form of the downstream side exhaust sensor 12 in the first embodiment, whereas the deterioration form of response delay is targeted. It was done. Then, the number of output inversions decreases due to the decrease in output amplitude due to the response delay of the downstream side exhaust sensor 12 (see FIG. 5), and thus it is possible to erroneously determine that the deteriorated catalyst 10 is not deteriorated. It is something to avoid.

【0034】以下、これを図4のフロ−チャ−トに基づ
いて説明すると、先ず上流側排気センサ11と下流側排
気センサ12の出力値に基づいて空燃比制御を行い(ス
テップS21)、さらに触媒劣化検出条件の成立時には
上記下流側排気センサ12の出力反転回数(Nb)と上流
側排気センサ11の出力反転回数(Na)との比(Nb/N
a)の値に基づいて触媒10の劣化状態を判定する(ステ
ップS22及びステップS23)ことは上記第1実施例
の場合と同様である。
This will be described below with reference to the flow chart of FIG. 4. First, air-fuel ratio control is performed based on the output values of the upstream side exhaust sensor 11 and the downstream side exhaust sensor 12 (step S21), and further. When the catalyst deterioration detection condition is satisfied, the ratio (Nb / N) of the number of output reversals (Nb) of the downstream side exhaust sensor 12 and the number of output reversals (Na) of the upstream side exhaust sensor 11 is performed.
Determining the deterioration state of the catalyst 10 based on the value of a) (steps S22 and S23) is the same as in the case of the first embodiment.

【0035】次に、下流側排気センサ12の劣化検出制
御に移行し、ステップS24において排気センサ劣化検
出条件が成立したと判断された場合には、先ずステップ
S25において空燃比のオープンループ制御を実行し、
空燃比をリッチとリーンの間で切り替える。このように
オープンループ制御にて空燃比を切り替えると、図6に
示すように出力電圧が上昇するリーン→リッチ切り替え
時の特性図と、出力電圧が下降するリッチ→リーン切り
替え時の特性図とが得られる。ここで、下流側排気セン
サ12が劣化していない初期状態においては同図に実線
図示する如き変化を示し、またこれが劣化している状態
においては同図に破線図示する如き変化を示す。そし
て、この場合、劣化状態においては初期状態に比して、
空燃比の切り替え後、出力電圧値が所定の敷居値(例え
ば、0.45V)に達するまでにそれぞれ時間(a:リーン
→リッチ切り替え時)及び時間(b:リッチ→リーン切り替
え時)のズレ(即ち、応答遅れ)が生じる。
Next, the process proceeds to the deterioration detection control of the downstream side exhaust sensor 12, and if it is determined in step S24 that the exhaust sensor deterioration detection condition is satisfied, first, in step S25, the open-loop control of the air-fuel ratio is executed. Then
Switch air-fuel ratio between rich and lean. When the air-fuel ratio is switched by the open loop control in this way, as shown in FIG. 6, a characteristic diagram when the output voltage rises from lean to rich and a characteristic diagram when the output voltage drops from rich to lean are displayed. can get. Here, in the initial state where the downstream side exhaust sensor 12 is not deteriorated, the change shown by the solid line in the figure is shown, and when it is deteriorated, the change shown by the broken line is shown in the figure. In this case, in the deteriorated state, compared to the initial state,
After switching the air-fuel ratio, the time (a: during lean → rich switching) and the time (b: during rich → lean switching) shift until the output voltage value reaches a predetermined threshold value (for example, 0.45 V) ( That is, a response delay) occurs.

【0036】従って、この下流側排気センサ12の出力
値を基礎として触媒10の劣化検出を行うには、この下
流側排気センサ12の応答遅れ(即ち、劣化状態)を定量
的に把握しこれを触媒劣化検出に加味してやる必要があ
る。
Therefore, in order to detect the deterioration of the catalyst 10 on the basis of the output value of the downstream side exhaust sensor 12, the response delay (that is, the deterioration state) of the downstream side exhaust sensor 12 is quantitatively grasped and is determined. It is necessary to take this into consideration when detecting catalyst deterioration.

【0037】そこで、この実施例においては、上記フロ
−チャ−トのステップS26において、下流側排気セン
サ12の各応答遅れ時間(a)、(b)を計測し、さらにステ
ップS27においてこの各応答遅れ時間に基づいてリッ
チからリーン側あるいはリーンからリッチ側へのトータ
ル的に応答遅れの偏り値M(=b−a)を求める。さらに、
この偏り値Mと予じめ設定した所定偏り値M0とを比較
し(ステップS28)、M0<Mである場合に下流側排気
センサ12は劣化していると判断する。そして、この場
合には、マップより上記偏り値Mに対応した反転敷居値
の補正値を求めるとともに(ステップS29)、図5に示
すように初期反転敷居値をこの補正反転敷居値に変更す
るものである(ステップS30)。
Therefore, in this embodiment, the response delay times (a) and (b) of the downstream side exhaust sensor 12 are measured in step S26 of the flow chart, and further, these responses are received in step S27. Based on the delay time, the bias value M (= b−a) of the response delay is obtained from the rich side to the lean side or from the lean side to the rich side. further,
The bias value M is compared with the predetermined bias value M 0 set in advance (step S28), and if M 0 <M, it is determined that the downstream side exhaust sensor 12 is deteriorated. Then, in this case, a correction value of the inversion threshold value corresponding to the bias value M is obtained from the map (step S29), and the initial inversion threshold value is changed to this correction inversion threshold value as shown in FIG. (Step S30).

【0038】このように下流側排気センサ12の劣化に
よる応答遅れに対応して下流側排気センサ12の反転敷
居値をリーン側に補正することにより、例え下流側排気
センサ12の出力振幅が劣化によって減少したとして
も、劣化が生じていない初期状態と同様の出力反転回数
が得られ、この結果、下流側排気センサ12と上流側排
気センサ11の出力反転回数比を基準に判断される触媒
10の劣化検出の精度が良好に保たれるものである。
Thus, by correcting the reverse threshold value of the downstream side exhaust sensor 12 to the lean side in response to the response delay due to the deterioration of the downstream side exhaust sensor 12, even if the output amplitude of the downstream side exhaust sensor 12 deteriorates. Even if it decreases, the same number of output reversals as in the initial state without deterioration is obtained, and as a result, the catalyst 10 judged based on the ratio of the number of output reversals of the downstream side exhaust sensor 12 and the upstream side exhaust sensor 11 is used as a reference. The accuracy of deterioration detection is kept good.

【0039】ここで、この実施例のように下流側排気セ
ンサ12の劣化による応答遅れを、初期状態の出力値と
劣化後の出力値とから直接的に検出するようにした場合
には、上記応答遅れそのものが空燃比の変化にほとんど
影響を受けないものであることから、例え下流側排気セ
ンサ12の上流側にその劣化状態に応じて酸素吸蔵能力
が変化する触媒10が存在していたとしても、該触媒1
0の劣化状態の影響を受けることなく、下流側排気セン
サ12の劣化状態をより正確に検出することができるも
のである。
Here, in the case where the response delay due to the deterioration of the downstream side exhaust sensor 12 is directly detected from the output value in the initial state and the output value after deterioration as in this embodiment, the above is applied. Since the response delay itself is hardly affected by the change in the air-fuel ratio, it is assumed that the catalyst 10 whose oxygen storage capacity changes depending on the deterioration state exists upstream of the downstream side exhaust sensor 12. Also, the catalyst 1
The deterioration state of the downstream side exhaust sensor 12 can be detected more accurately without being affected by the deterioration state of 0.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1A】本願発明のクレーム対応図である。FIG. 1A is a diagram corresponding to a claim of the present invention.

【図1B】本願発明の第1実施例にかかる排気センサの
劣化検出装置を備えたエンジンのシステム図である。
FIG. 1B is a system diagram of an engine including an exhaust sensor deterioration detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1Bに示した排気センサの劣化検出装置にお
ける制御フロ−チャ−ト図である。
FIG. 2 is a control flow chart of the deterioration detecting device for the exhaust sensor shown in FIG. 1B.

【図3】図2の制御における排気センサ出力の反転敷居
値補正制御の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of reverse threshold value correction control of an exhaust sensor output in the control of FIG. 2.

【図4】本願発明の第2実施例にかかる排気センサの劣
化検出装置における制御フロ−チャ−ト図である。
FIG. 4 is a control flow chart of a deterioration detecting device for an exhaust sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の制御における反転敷居値補正制御の説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of reverse threshold value correction control in the control of FIG.

【図6】排気センサの応答遅れ時間の検出説明図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating detection of a response delay time of an exhaust sensor.

【図7】排気センサの劣化による出力低下状態の説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a state in which the output is reduced due to deterioration of the exhaust sensor.

【図8】排気センサの劣化に伴う空燃比に対する出力変
化説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an output change with respect to an air-fuel ratio due to deterioration of an exhaust sensor.

【図9】排気センサの劣化に伴う応答遅れ状態説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a response delay state due to deterioration of the exhaust sensor.

【図10】三元触媒の酸素吸蔵能力とHC浄化率との相
関図である。
FIG. 10 is a correlation diagram between the oxygen storage capacity of the three-way catalyst and the HC purification rate.

【図11】HC浄化率と触媒の上・下流側に配置した排
気センサの反転回数比との相関図である。
FIG. 11 is a correlation diagram between the HC purification rate and the reversal frequency ratio of the exhaust sensors arranged on the upstream and downstream sides of the catalyst.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はエンジン、2は吸気通路、3は排気通路、4はスロ
ットルバルブ、5はエアフローメータ、6はインジェク
タ−、10は排気浄化用触媒、11は上流側排気セン
サ、12は下流側排気センサ、15はコントロールユニ
ットである。
1 is an engine, 2 is an intake passage, 3 is an exhaust passage, 4 is a throttle valve, 5 is an air flow meter, 6 is an injector, 10 is an exhaust purification catalyst, 11 is an upstream exhaust sensor, 12 is a downstream exhaust sensor, Reference numeral 15 is a control unit.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 368 H 7536−3G Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F02D 45/00 368 H 7536-3G

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気通路の途中に配置された
排気浄化用触媒の下流側に配置した下流側排気センサの
劣化状態を検出するエンジンの排気センサの劣化検出装
置であって、 上記触媒の上流側に空燃比制御用の上流側排気センサを
配置する一方、エンジンの運転領域を検出する運転領域
検出手段と、エンジンへの燃料供給量を制御する燃料制
御手段と、上記運転領域検出手段により特定の運転領域
が検出された場合に上記上流側排気センサの出力値に基
づくオープンループ制御により上記燃料制御手段をして
空燃比を強制的にリッチからリーンに、あるいはリーン
からリッチに切り替える空燃比変更手段と、該空燃比変
更手段による空燃比のオープンループ制御時における上
記下流側排気センサの出力値を検出する出力値検出手段
と、該出力値検出手段により検出される上記下流側排気
センサの出力値に基づいてその劣化状態を判定する劣化
判定手段とを備えたことを特徴とするエンジンの排気セ
ンサの劣化検出装置。
1. A deterioration detecting device for an exhaust sensor of an engine, which detects a deterioration state of a downstream side exhaust sensor arranged on a downstream side of an exhaust gas purifying catalyst arranged midway in an exhaust passage of the engine. While arranging an upstream side exhaust sensor for air-fuel ratio control on the upstream side, an operating area detecting means for detecting an operating area of the engine, a fuel control means for controlling a fuel supply amount to the engine, and the operating area detecting means. The air-fuel ratio forcibly switching the air-fuel ratio from rich to lean or from lean to rich by the fuel control means by the open loop control based on the output value of the upstream side exhaust sensor when a specific operating region is detected. Changing means, and an output value detecting means for detecting an output value of the downstream side exhaust sensor during open-loop control of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio changing means, Deterioration detecting device for an exhaust sensor of the engine, characterized in that a degradation determiner means the deteriorated state based on the output value of the downstream exhaust sensor that is detected by the output value detecting means.
【請求項2】 請求項1において、上記出力値検出手段
は理論空燃比よりもリッチ側あるいはリーン側の空燃比
における上記下流側排気センサの出力電圧値を検出する
如くされ、さらに上記劣化判定手段は上記出力電圧値が
予じめ設定した所定値以下である場合に上記下流側排気
センサが劣化していると判定する如く構成されているこ
とを特徴とするエンジンの排気センサの劣化検出装置。
2. The output value detection means according to claim 1, wherein the output voltage value of the downstream side exhaust sensor at an air-fuel ratio richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is detected, and the deterioration determination means is further provided. Is configured to determine that the downstream side exhaust sensor is deteriorated when the output voltage value is equal to or less than a preset predetermined value.
【請求項3】 請求項1において、上記出力値検出手段
は上記空燃比変更手段による空燃比の強制的切り替え時
において上記下流側排気センサの出力電圧値が設定電圧
値に達するまでの時間を検出する如くされ、さらに上記
劣化検出手段は上記出力値検出手段による検出時間が予
じめ設定した所定値以上である場合に上記下流側排気セ
ンサが劣化していると判定する如く構成されていること
を特徴とするエンジンの排気センサの劣化検出装置。
3. The output value detecting means according to claim 1, wherein when the air-fuel ratio changing means forcibly switches the air-fuel ratio, the output value detecting means detects a time until the output voltage value of the downstream side exhaust sensor reaches a set voltage value. Further, the deterioration detecting means is configured to judge that the downstream side exhaust sensor is deteriorated when the detection time by the output value detecting means is equal to or more than a predetermined preset value. A device for detecting deterioration of an exhaust sensor of an engine, characterized by:
【請求項4】 請求項1,2または3において、上記下
流側排気センサは、その出力値が上記上流側排気センサ
の出力値とともに、上記触媒の劣化状態を判定する触媒
劣化判定手段に判定要素として入力されるものであるこ
とを特徴とするエンジンの排気センサの劣化検出装置。
4. The catalyst deterioration determining means according to claim 1, 2 or 3, wherein the output value of the downstream side exhaust sensor is the same as the output value of the upstream side exhaust sensor, and the catalyst deterioration determining means determines the deterioration state of the catalyst. A deterioration detecting device for an exhaust sensor of an engine, characterized by being input as.
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