JPH0598945A - 内燃機関における触媒コンバータ装置の劣化診断装置 - Google Patents
内燃機関における触媒コンバータ装置の劣化診断装置Info
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- JPH0598945A JPH0598945A JP3260833A JP26083391A JPH0598945A JP H0598945 A JPH0598945 A JP H0598945A JP 3260833 A JP3260833 A JP 3260833A JP 26083391 A JP26083391 A JP 26083391A JP H0598945 A JPH0598945 A JP H0598945A
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- fuel ratio
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】触媒コンバータ装置の良好な劣化診断精度を確
保する。 【構成】上流側の空燃比検出手段からの空燃比検出信号
に基づいて空燃比フィードバック制御手段により空燃比
フィードバック制御を行うが、劣化診断判別手段により
判別された条件で触媒コンバータ装置の劣化診断を行う
時は、制御定数切換手段により前記空燃比フィードバッ
ク制御において空燃比フィードバック補正係数の設定に
用いられる制御定数 (比例定数，積分定数) を通常時
(非診断時) の値に変えて、触媒コンバータ装置の酸素
ストレージ量に応じて比例的に設定された値に切り換
え、その時の下流側の空燃比検出手段の信号周波数の変
化に応じて診断を行う。この結果、酸素ストレージ量が
新品時から少ない触媒コンバータ装置の診断も行え、排
気エミッション特性も良好に維持できる。
保する。 【構成】上流側の空燃比検出手段からの空燃比検出信号
に基づいて空燃比フィードバック制御手段により空燃比
フィードバック制御を行うが、劣化診断判別手段により
判別された条件で触媒コンバータ装置の劣化診断を行う
時は、制御定数切換手段により前記空燃比フィードバッ
ク制御において空燃比フィードバック補正係数の設定に
用いられる制御定数 (比例定数，積分定数) を通常時
(非診断時) の値に変えて、触媒コンバータ装置の酸素
ストレージ量に応じて比例的に設定された値に切り換
え、その時の下流側の空燃比検出手段の信号周波数の変
化に応じて診断を行う。この結果、酸素ストレージ量が
新品時から少ない触媒コンバータ装置の診断も行え、排
気エミッション特性も良好に維持できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気浄化用の触媒コン
バータ装置と、その上流側及び下流側に空燃比検出手段
を備えた内燃機関において、空燃比検出信号に基づいて
触媒コンバータ装置の劣化診断を行う装置に関する。
バータ装置と、その上流側及び下流側に空燃比検出手段
を備えた内燃機関において、空燃比検出信号に基づいて
触媒コンバータ装置の劣化診断を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用内燃機関においては、空燃比セン
サによって排気中の所定成分例えば酸素の濃度を検出し
て空燃比を検出し、該空燃比検出信号に基づいて空燃比
を目標空燃比 (一般的には理論空燃比) にフィードバッ
ク制御する一方、該目標空燃比近傍に空燃比制御したと
きに最も浄化効率の高い触媒を担持した触媒コンバータ
装置によって排気中のＣＯ，ＨＣ (未燃燃料成分) ，Ｎ
ＯX 等の汚染物質を浄化することが一般化している。
サによって排気中の所定成分例えば酸素の濃度を検出し
て空燃比を検出し、該空燃比検出信号に基づいて空燃比
を目標空燃比 (一般的には理論空燃比) にフィードバッ
ク制御する一方、該目標空燃比近傍に空燃比制御したと
きに最も浄化効率の高い触媒を担持した触媒コンバータ
装置によって排気中のＣＯ，ＨＣ (未燃燃料成分) ，Ｎ
ＯX 等の汚染物質を浄化することが一般化している。
【０００３】ところで、前記触媒コンバータ装置は排気
熱等により長時間の使用で劣化し、触媒作用が低下して
くるので、該劣化を診断するようにしたものがある。該
劣化診断が行われるものでは、触媒コンバータ装置の下
流側にも空燃比センサが設けられ、触媒コンバータ装置
の酸素ストレージ量が新品時に比較して劣化が進むと減
少することを利用している。即ち、上流側の空燃比セン
サからの空燃比検出信号に基づいて空燃比フィードバッ
ク制御を行った時に、触媒コンバータ装置下流側に装着
される下流側の空燃比センサ信号の反転周期は触媒コン
バータ装置の酸素ストレージ量に比例的であるため、劣
化が進むと上流側の空燃比信号変化の周波数に対する下
流側の空燃比信号変化の周波数の比率が増大し、この比
率を基準値と比較することによって劣化診断するもので
ある (特開昭６３−４５４４９号公報等参照) 。或い
は、上流側の空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御中に該制御とは無関係に燃料供給量を増減し、その
ときの下流側の空燃比センサの信号に基づいて診断する
ものもある。
熱等により長時間の使用で劣化し、触媒作用が低下して
くるので、該劣化を診断するようにしたものがある。該
劣化診断が行われるものでは、触媒コンバータ装置の下
流側にも空燃比センサが設けられ、触媒コンバータ装置
の酸素ストレージ量が新品時に比較して劣化が進むと減
少することを利用している。即ち、上流側の空燃比セン
サからの空燃比検出信号に基づいて空燃比フィードバッ
ク制御を行った時に、触媒コンバータ装置下流側に装着
される下流側の空燃比センサ信号の反転周期は触媒コン
バータ装置の酸素ストレージ量に比例的であるため、劣
化が進むと上流側の空燃比信号変化の周波数に対する下
流側の空燃比信号変化の周波数の比率が増大し、この比
率を基準値と比較することによって劣化診断するもので
ある (特開昭６３−４５４４９号公報等参照) 。或い
は、上流側の空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御中に該制御とは無関係に燃料供給量を増減し、その
ときの下流側の空燃比センサの信号に基づいて診断する
ものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の診断方式にあっては前者方式のように通常の
空燃比フィードバック制御時に下流側空燃比センサの信
号で診断する場合は、例えば新品時から触媒ストレージ
量の少ない触媒の診断を行う場合、上流側の空燃比セン
サの信号周波数と下流側の空燃比センサの信号周波数と
が、新品時から略同様であり、劣化によって酸素ストレ
ージ量の低下があっても、下流側空燃比センサの信号周
波数がそれ以上増大することがないため、触媒コンバー
タ装置の劣化を診断することが不可能であった。
うな従来の診断方式にあっては前者方式のように通常の
空燃比フィードバック制御時に下流側空燃比センサの信
号で診断する場合は、例えば新品時から触媒ストレージ
量の少ない触媒の診断を行う場合、上流側の空燃比セン
サの信号周波数と下流側の空燃比センサの信号周波数と
が、新品時から略同様であり、劣化によって酸素ストレ
ージ量の低下があっても、下流側空燃比センサの信号周
波数がそれ以上増大することがないため、触媒コンバー
タ装置の劣化を診断することが不可能であった。
【０００５】また、上流側の空燃比センサによる空燃比
フィードバック制御中に該制御とは無関係に燃料供給量
を増減し、そのときの下流側の空燃比センサの信号に基
づいて診断する後者の方式では、触媒の種類や使い方次
第では診断時の空燃比の目標空燃比からのずれが大きく
なって排気エミッション特性が悪化してしまうという難
点があった。
フィードバック制御中に該制御とは無関係に燃料供給量
を増減し、そのときの下流側の空燃比センサの信号に基
づいて診断する後者の方式では、触媒の種類や使い方次
第では診断時の空燃比の目標空燃比からのずれが大きく
なって排気エミッション特性が悪化してしまうという難
点があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、触媒コンバータ装置の特性に応じた空
燃比フィードバック制御を行いつつ診断を行うことによ
り、上記問題点を解決した内燃機関の触媒コンバータ装
置における劣化診断装置を提供することを目的とする。
なされたもので、触媒コンバータ装置の特性に応じた空
燃比フィードバック制御を行いつつ診断を行うことによ
り、上記問題点を解決した内燃機関の触媒コンバータ装
置における劣化診断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は図１
に示すように、機関の排気通路に触媒コンバータ装置を
備えると共に、該触媒コンバータ装置の上流側及び下流
側の排気通路に夫々排気中の酸素濃度の検出により空燃
比を検出する空燃比検出手段を備え、少なくとも前記上
流側の空燃比検出手段からの空燃比検出信号に基づいて
制御定数を用いて設定されたフィードバック補正係数に
より空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段を備える一方、機関運転条件に応じて触媒
コンバータ装置の劣化診断を行う条件を判別する劣化診
断条件判別手段と、該劣化診断条件判別手段で判別され
た劣化診断条件で前記空燃比フィードバック制御を行い
つつ、少なくとも下流側の空燃比検出手段の空燃比信号
に基づいて触媒コンバータ装置の劣化診断を行う劣化診
断手段と、を備えた内燃機関において、前記劣化診断時
には、前記空燃比フィードバック制御手段で使用される
フィードバック補正係数設定用の制御定数を前記触媒コ
ンバータ装置の酸素ストレージ量に応じた値に切り換え
る制御定数切換手段を設けた構成とした。
に示すように、機関の排気通路に触媒コンバータ装置を
備えると共に、該触媒コンバータ装置の上流側及び下流
側の排気通路に夫々排気中の酸素濃度の検出により空燃
比を検出する空燃比検出手段を備え、少なくとも前記上
流側の空燃比検出手段からの空燃比検出信号に基づいて
制御定数を用いて設定されたフィードバック補正係数に
より空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段を備える一方、機関運転条件に応じて触媒
コンバータ装置の劣化診断を行う条件を判別する劣化診
断条件判別手段と、該劣化診断条件判別手段で判別され
た劣化診断条件で前記空燃比フィードバック制御を行い
つつ、少なくとも下流側の空燃比検出手段の空燃比信号
に基づいて触媒コンバータ装置の劣化診断を行う劣化診
断手段と、を備えた内燃機関において、前記劣化診断時
には、前記空燃比フィードバック制御手段で使用される
フィードバック補正係数設定用の制御定数を前記触媒コ
ンバータ装置の酸素ストレージ量に応じた値に切り換え
る制御定数切換手段を設けた構成とした。
【０００８】
【作用】劣化診断時には、制御定数切換手段により、前
記空燃比フィードバック制御手段で使用されるフィード
バック補正係数設定用の制御定数を通常時とは異なり、
触媒コンバータ装置の酸素ストレージ量に見合って設定
された値に切り換えて空燃比フィードバック制御が行わ
れるため、触媒コンバータ装置の劣化による下流側空燃
比センサの空燃比信号の変化を得ることができ、酸素ス
トレージ量が元々少ないような触媒コンバータ装置でも
排気エミッション特性を損なうことなく劣化診断を行う
ことができ、空燃比の目標空燃比からのずれを小さく保
たれるので排気エミッション特性も良好に維持できる。
記空燃比フィードバック制御手段で使用されるフィード
バック補正係数設定用の制御定数を通常時とは異なり、
触媒コンバータ装置の酸素ストレージ量に見合って設定
された値に切り換えて空燃比フィードバック制御が行わ
れるため、触媒コンバータ装置の劣化による下流側空燃
比センサの空燃比信号の変化を得ることができ、酸素ス
トレージ量が元々少ないような触媒コンバータ装置でも
排気エミッション特性を損なうことなく劣化診断を行う
ことができ、空燃比の目標空燃比からのずれを小さく保
たれるので排気エミッション特性も良好に維持できる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。一実施例の構成を示す図１において、内燃機関
11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフロ
ーメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量
Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド
部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
明する。一実施例の構成を示す図１において、内燃機関
11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフロ
ーメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量
Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド
部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
【００１０】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
る。
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
る。
【００１１】一方、排気通路18にはマニホールド集合部
に排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の
空燃比を検出する空燃比検出手段としての第１の空燃比
センサ19が設けられ、その下流側の排気管に排気中のＣ
Ｏ，ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する触媒コ
ンバータ装置 (三元触媒) 20が設けられ、更に該触媒コ
ンバータ装置20の下流側にも第１空燃比センサ19と同一
の機能を持つ空燃比検出手段としての第２の空燃比セン
サ21が設けられる。
に排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の
空燃比を検出する空燃比検出手段としての第１の空燃比
センサ19が設けられ、その下流側の排気管に排気中のＣ
Ｏ，ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する触媒コ
ンバータ装置 (三元触媒) 20が設けられ、更に該触媒コ
ンバータ装置20の下流側にも第１空燃比センサ19と同一
の機能を持つ空燃比検出手段としての第２の空燃比セン
サ21が設けられる。
【００１２】また、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ 22 が内蔵されおり、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転数Ｎを検出し、更
に、図示しないトランスミッションの出力軸に車速セン
サ23を装着して車速を検出する。
は、クランク角センサ 22 が内蔵されおり、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転数Ｎを検出し、更
に、図示しないトランスミッションの出力軸に車速セン
サ23を装着して車速を検出する。
【００１３】そして、前記コントロールユニット16は、
前記各種センサ類からの検出信号に基づいて運転状態に
応じた燃料噴射量を制御して空燃比制御を行う一方、後
述するようにして触媒コンバータ装置21の劣化診断を行
い、該触媒コンバータ装置21が劣化していると判定され
た場合には、警告灯24を点灯するようになっている。次
に、コントロールユニット16による各種制御ルーチンを
図示のフローチャートに従って説明する。
前記各種センサ類からの検出信号に基づいて運転状態に
応じた燃料噴射量を制御して空燃比制御を行う一方、後
述するようにして触媒コンバータ装置21の劣化診断を行
い、該触媒コンバータ装置21が劣化していると判定され
た場合には、警告灯24を点灯するようになっている。次
に、コントロールユニット16による各種制御ルーチンを
図示のフローチャートに従って説明する。
【００１４】図３は燃料噴射量設定ルーチンを示し、こ
のルーチンは所定周期（例えば10ms）毎に行われる。ス
テップ（図ではＳと記す）１では、エアフローメータ13
によって検出された吸入空気流量Ｑとクランク角センサ
22からの信号に基づいて算出した機関回転数Ｎとに基づ
き、単位回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃料噴
射量ＴP を次式によって演算する。
のルーチンは所定周期（例えば10ms）毎に行われる。ス
テップ（図ではＳと記す）１では、エアフローメータ13
によって検出された吸入空気流量Ｑとクランク角センサ
22からの信号に基づいて算出した機関回転数Ｎとに基づ
き、単位回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃料噴
射量ＴP を次式によって演算する。
【００１５】ＴP ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ （Ｋは定数） ステップ２では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。ステップ３では、後述する空燃比フィードバック補
正係数設定ルーチンにより設定された空燃比フィードバ
ック補正係数αを入力する。
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。ステップ３では、後述する空燃比フィードバック補
正係数設定ルーチンにより設定された空燃比フィードバ
ック補正係数αを入力する。
【００１６】ステップ４では、バッテリ電圧値に基づい
て電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ５では、最終的な燃料噴射量（燃
料供給量）ＴI を次式に従って演算する。
て電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ５では、最終的な燃料噴射量（燃
料供給量）ＴI を次式に従って演算する。
【００１７】ＴI ＝ＴP ×ＣＯＥＦ×α＋ＴS ステップ６では、演算された燃料噴射弁ＴI を出力用レ
ジスタにセットする。これにより、予め定められた機関
回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料
噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射
弁15に与えられて燃料噴射が行われる。
ジスタにセットする。これにより、予め定められた機関
回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料
噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射
弁15に与えられて燃料噴射が行われる。
【００１８】次に、空燃比フィードバック補正係数αの
設定及び触媒コンバータ装置の劣化診断ルーチンを図４
及び図５に従って説明する。このルーチンは機関回転に
同期して実行される。ステップ11では、空燃比検出に基
づく空燃比フィードバック制御中であるか否かを判定
し、フィードバック制御を行っていない時にはステップ
12へ進んで空燃比フィードバック補正係数αを所定値
(例えば１又は前回フィードバック制御終了時の値) に
固定して空燃比フィードバック制御を中止する。
設定及び触媒コンバータ装置の劣化診断ルーチンを図４
及び図５に従って説明する。このルーチンは機関回転に
同期して実行される。ステップ11では、空燃比検出に基
づく空燃比フィードバック制御中であるか否かを判定
し、フィードバック制御を行っていない時にはステップ
12へ進んで空燃比フィードバック補正係数αを所定値
(例えば１又は前回フィードバック制御終了時の値) に
固定して空燃比フィードバック制御を中止する。
【００１９】ステップ11で、空燃比フィードバック制御
中と判定された時には、ステップ13へ進んで、触媒コン
バータ装置20の劣化診断を行う条件が整っているか否か
を判定する。図６は、前記診断条件判別のサブルーチン
(ステップ131 〜136 ) を示し、機関冷却水温度ＴW ，
車速ＶＳＰ，機関回転数Ｎ，基本燃料噴射量ＴP が、夫
々の設定範囲内にあることの全ての条件が満たされてい
る時、つまり、定常運転状態で触媒コンバータ装置の触
媒が活性化されている時に診断条件が成立して診断が行
われ、それ以外の時は診断条件が不成立で診断が行われ
ない。この図６に示した診断条件判別ルーチンが劣化診
断条件判別手段を構成する。
中と判定された時には、ステップ13へ進んで、触媒コン
バータ装置20の劣化診断を行う条件が整っているか否か
を判定する。図６は、前記診断条件判別のサブルーチン
(ステップ131 〜136 ) を示し、機関冷却水温度ＴW ，
車速ＶＳＰ，機関回転数Ｎ，基本燃料噴射量ＴP が、夫
々の設定範囲内にあることの全ての条件が満たされてい
る時、つまり、定常運転状態で触媒コンバータ装置の触
媒が活性化されている時に診断条件が成立して診断が行
われ、それ以外の時は診断条件が不成立で診断が行われ
ない。この図６に示した診断条件判別ルーチンが劣化診
断条件判別手段を構成する。
【００２０】そして、診断条件が不成立の場合は、ステ
ップ14で前記第１空燃比センサ19の検出がリッチとなっ
ているか否かを判定する。ステップ14でリッチと判定さ
れた場合には、ステップ15へ進み前回もステップ14でリ
ッチと判定されたか否かを判定する。そして、前回はリ
ッチでないつまりリーンと判定された場合は、リーンか
らリッチに反転したことになり、ステップ16で燃料噴射
量を減少補正する方向の比例定数ＰR を機関回転数Ｎ，
負荷 (前記基本燃料噴射量ＴP 等) 等に応じて予めこれ
ら運転状態に応じて割り付けたマップから検索した後、
ステップ17で第１の気筒群用の空燃比フィードバック補
正係数α1 を現在値から前記比例定数ＰR を引いた値で
更新設定する。
ップ14で前記第１空燃比センサ19の検出がリッチとなっ
ているか否かを判定する。ステップ14でリッチと判定さ
れた場合には、ステップ15へ進み前回もステップ14でリ
ッチと判定されたか否かを判定する。そして、前回はリ
ッチでないつまりリーンと判定された場合は、リーンか
らリッチに反転したことになり、ステップ16で燃料噴射
量を減少補正する方向の比例定数ＰR を機関回転数Ｎ，
負荷 (前記基本燃料噴射量ＴP 等) 等に応じて予めこれ
ら運転状態に応じて割り付けたマップから検索した後、
ステップ17で第１の気筒群用の空燃比フィードバック補
正係数α1 を現在値から前記比例定数ＰR を引いた値で
更新設定する。
【００２１】ステップ15で、ステップ14での判定が継続
してリッチであると判定された時には、ステップ18へ進
んで燃料噴射量減少方向の積分定数ＩR を演算し、ステ
ップ19で空燃比フィードバック補正係数αを現在値から
前記積分定数ＩR を引いた値で更新設定する。また、ス
テップ14での空燃比の判定結果がリーンである場合は、
ステップ20へ進んでステップ14での前回の判定結果もリ
ーンであったか否かを判定する。前回はリーンでない、
つまりリッチであった場合は空燃比がリッチからリーン
へ反転した場合であり、ステップ21で燃料噴射量増大方
向の比例定数ＰL を前記比例定数ＰR 同様のマップから
検索し、ステップ22で空燃比フィードバックα1 を現在
値に前記比例定数ＰL を加算した値で更新する。
してリッチであると判定された時には、ステップ18へ進
んで燃料噴射量減少方向の積分定数ＩR を演算し、ステ
ップ19で空燃比フィードバック補正係数αを現在値から
前記積分定数ＩR を引いた値で更新設定する。また、ス
テップ14での空燃比の判定結果がリーンである場合は、
ステップ20へ進んでステップ14での前回の判定結果もリ
ーンであったか否かを判定する。前回はリーンでない、
つまりリッチであった場合は空燃比がリッチからリーン
へ反転した場合であり、ステップ21で燃料噴射量増大方
向の比例定数ＰL を前記比例定数ＰR 同様のマップから
検索し、ステップ22で空燃比フィードバックα1 を現在
値に前記比例定数ＰL を加算した値で更新する。
【００２２】また、ステップ20でステップ14での判定が
継続してリッチでない、つまり継続してリーンであると
判定された時には、ステップ23へ進んで燃料噴射量増大
方向の積分定数ＩL を演算し、ステップ24で空燃比フィ
ードバック補正係数α1 を現在値に前記積分定数ＩL を
加算した値で更新設定する。一方、ステップ13で触媒コ
ンバータ装置20の診断条件が成立した場合は、ステップ
25以降へ進む。ステップ25〜35ではステップ14〜24と同
様の第１空燃比センサ19の検出結果に応じた空燃比フィ
ードバック制御がなされるが、空燃比の反転時に与えら
れる比例定数ＰRD, ＰLD及び非反転時に与えられる積分
定数ＩRD, Ｉ LDは夫々前記非診断時における比例定数Ｐ
R,ＰL 及び積分定数ＩR,ＩL とは異なる値に設定されて
いる。具体的には、酸素ストレージ量が新品時から少な
い触媒コンバータ装置の劣化診断を行う場合は、劣化に
よる酸素ストレージ量の減少によって触媒コンバータ装
置20下流側の第２空燃比センサ21の空燃比検出信号の周
期を減少させるように比例定数ＰRD, ＰLD及び積分定数
ＩRD, ＩLDの値を通常時の値ＰR,ＰL 及びＩR,ＩL に対
して十分小さい値に設定する。即ち、触媒コンバータ装
置は元々の酸素ストレージ量が少ないと、排気中の酸素
濃度変化を吸収しにくくなり、通常の値ＰR,ＰL 及びＩ
R,ＩL による燃料噴射量の増減変化程度では、触媒コン
バータ装置20下流側の空燃比は上流側と同一周波数で変
化してしまう。そこで、十分小さい値の比例定数ＰRD,
ＰLD及び積分定数ＩRD, ＩLDを用いることで触媒コンバ
ータ装置20の劣化前は触媒コンバータ装置20上流側の空
燃比変化周波数ｆF に対する下流側の空燃比変化周波数
ｆR の比率ｆR ／ｆF が小さく、劣化による酸素ストレ
ージ量の減少で下流側の空燃比変化周波数ｆR が相対的
に大きくなって前記比率ｆR ／ｆF が大きくなるように
劣化の有無に応じて変化することにより劣化診断を行え
るようにする。図７に示すように、前記上流側空燃比の
変化に追従して下流側空燃比が追従しはじめる (ｆR ／
ｆF ＝１となる) 比例定数Ｐの値は触媒コンバータ装置
の酸素ストレージ量が大きい程大きくなるので、使用す
る触媒コンバータ装置の新品時の酸素ストレージ量に比
例的に比例定数ＰRD, ＰLD及び積分定数ＩRD, ＩLDを設
定すればよい。尚、これら比例定数ＰRD, ＰLD及び積分
定数ＩRD, ＩLDを設定するステップ17, 19, 22,24の機
能が制御定数切換手段を構成する。
継続してリッチでない、つまり継続してリーンであると
判定された時には、ステップ23へ進んで燃料噴射量増大
方向の積分定数ＩL を演算し、ステップ24で空燃比フィ
ードバック補正係数α1 を現在値に前記積分定数ＩL を
加算した値で更新設定する。一方、ステップ13で触媒コ
ンバータ装置20の診断条件が成立した場合は、ステップ
25以降へ進む。ステップ25〜35ではステップ14〜24と同
様の第１空燃比センサ19の検出結果に応じた空燃比フィ
ードバック制御がなされるが、空燃比の反転時に与えら
れる比例定数ＰRD, ＰLD及び非反転時に与えられる積分
定数ＩRD, Ｉ LDは夫々前記非診断時における比例定数Ｐ
R,ＰL 及び積分定数ＩR,ＩL とは異なる値に設定されて
いる。具体的には、酸素ストレージ量が新品時から少な
い触媒コンバータ装置の劣化診断を行う場合は、劣化に
よる酸素ストレージ量の減少によって触媒コンバータ装
置20下流側の第２空燃比センサ21の空燃比検出信号の周
期を減少させるように比例定数ＰRD, ＰLD及び積分定数
ＩRD, ＩLDの値を通常時の値ＰR,ＰL 及びＩR,ＩL に対
して十分小さい値に設定する。即ち、触媒コンバータ装
置は元々の酸素ストレージ量が少ないと、排気中の酸素
濃度変化を吸収しにくくなり、通常の値ＰR,ＰL 及びＩ
R,ＩL による燃料噴射量の増減変化程度では、触媒コン
バータ装置20下流側の空燃比は上流側と同一周波数で変
化してしまう。そこで、十分小さい値の比例定数ＰRD,
ＰLD及び積分定数ＩRD, ＩLDを用いることで触媒コンバ
ータ装置20の劣化前は触媒コンバータ装置20上流側の空
燃比変化周波数ｆF に対する下流側の空燃比変化周波数
ｆR の比率ｆR ／ｆF が小さく、劣化による酸素ストレ
ージ量の減少で下流側の空燃比変化周波数ｆR が相対的
に大きくなって前記比率ｆR ／ｆF が大きくなるように
劣化の有無に応じて変化することにより劣化診断を行え
るようにする。図７に示すように、前記上流側空燃比の
変化に追従して下流側空燃比が追従しはじめる (ｆR ／
ｆF ＝１となる) 比例定数Ｐの値は触媒コンバータ装置
の酸素ストレージ量が大きい程大きくなるので、使用す
る触媒コンバータ装置の新品時の酸素ストレージ量に比
例的に比例定数ＰRD, ＰLD及び積分定数ＩRD, ＩLDを設
定すればよい。尚、これら比例定数ＰRD, ＰLD及び積分
定数ＩRD, ＩLDを設定するステップ17, 19, 22,24の機
能が制御定数切換手段を構成する。
【００２３】図８は、触媒コンバータ装置の劣化診断ル
ーチンを示す。ステップ45では、前記触媒コンバータ装
置の劣化診断条件が成立しているか否かを判定する。前
記診断条件の成立時は非成立時にステップ46で０にリセ
ットされたカウンタＣの値をステップ47でインクリメン
トする。
ーチンを示す。ステップ45では、前記触媒コンバータ装
置の劣化診断条件が成立しているか否かを判定する。前
記診断条件の成立時は非成立時にステップ46で０にリセ
ットされたカウンタＣの値をステップ47でインクリメン
トする。
【００２４】ステップ48では、前記カウント値Ｃが所定
値Ｃ0 を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場
合には、ステップ49へ進んで劣化診断を行う。これは前
記カウント値Ｃが所定値Ｃ0 に達するのに要した期間内
での上流側の第１空燃比センサ19の反転回数ｎF と下流
側の第２空燃比センサ21の反転回数ｎ R とを計測してお
き、ｎR ／ｎF (＝ｆR ／ｆF ) を所定値ｎ0 と比較す
ることによって行われる。簡易的には、所定の定常運転
条件で触媒コンバータ装置下流側の第２空燃比センサ21
の信号の周波数のみを基準値と比較して診断するように
してもよい。
値Ｃ0 を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場
合には、ステップ49へ進んで劣化診断を行う。これは前
記カウント値Ｃが所定値Ｃ0 に達するのに要した期間内
での上流側の第１空燃比センサ19の反転回数ｎF と下流
側の第２空燃比センサ21の反転回数ｎ R とを計測してお
き、ｎR ／ｎF (＝ｆR ／ｆF ) を所定値ｎ0 と比較す
ることによって行われる。簡易的には、所定の定常運転
条件で触媒コンバータ装置下流側の第２空燃比センサ21
の信号の周波数のみを基準値と比較して診断するように
してもよい。
【００２５】そして、ｎR ／ｎF ＞ｎ0 と判定された時
には、触媒コンバータ装置20の劣化により第２空燃比セ
ンサ21の反転周波数ｆR が相対的に増大する結果である
と判断して、ステップ50で触媒コンバータ装置が劣化で
あることを示すフラグＦＣＡＴＮＧを１にセットする。
また、ステップ49の判定がｎR ／ｎF ≦ｎ0 の場合は、
ステップ51でフラグＦＣＡＴＮＧを０にリセットする。
このルーチンが劣化診断手段を構成する。
には、触媒コンバータ装置20の劣化により第２空燃比セ
ンサ21の反転周波数ｆR が相対的に増大する結果である
と判断して、ステップ50で触媒コンバータ装置が劣化で
あることを示すフラグＦＣＡＴＮＧを１にセットする。
また、ステップ49の判定がｎR ／ｎF ≦ｎ0 の場合は、
ステップ51でフラグＦＣＡＴＮＧを０にリセットする。
このルーチンが劣化診断手段を構成する。
【００２６】図９は、前記診断結果に基づいて警告を発
するルーチンを示し、ステップ71で前記フラグＦＣＡＴ
ＮＧの値を判定し、１であるときはステップ72で前記警
告灯23を点灯し、０であるときは点灯しない (ステップ
73) 。かかる構成において、触媒コンバータ装置20の劣
化診断時は、空燃比フィードバック補正係数αの設定に
使用される制御定数である比例定数Ｐ, 積分定数Ｉを通
常時の値とは異なり触媒コンバータ装置20の酸素ストレ
ージ量に応じて設定された値を使用するようにしたた
め、酸素ストレージ量が元々少ない触媒コンバータ装置
に対しても劣化による酸素ストレージ量の減少による空
燃比信号の変化に基づいて劣化診断を行うことができ、
また、酸素ストレージ量に見合った制御定数に設定する
ことで診断時でも空燃比が大きくずれることを防止でき
排気エミッション特性も良好に維持できる。
するルーチンを示し、ステップ71で前記フラグＦＣＡＴ
ＮＧの値を判定し、１であるときはステップ72で前記警
告灯23を点灯し、０であるときは点灯しない (ステップ
73) 。かかる構成において、触媒コンバータ装置20の劣
化診断時は、空燃比フィードバック補正係数αの設定に
使用される制御定数である比例定数Ｐ, 積分定数Ｉを通
常時の値とは異なり触媒コンバータ装置20の酸素ストレ
ージ量に応じて設定された値を使用するようにしたた
め、酸素ストレージ量が元々少ない触媒コンバータ装置
に対しても劣化による酸素ストレージ量の減少による空
燃比信号の変化に基づいて劣化診断を行うことができ、
また、酸素ストレージ量に見合った制御定数に設定する
ことで診断時でも空燃比が大きくずれることを防止でき
排気エミッション特性も良好に維持できる。
【００２７】尚、本実施例では劣化診断時以外の通常時
の空燃比フィードバック制御を、上流側の第１空燃比セ
ンサ19のみによって行う簡易的な方式を示したが、通常
触媒コンバータ装置の下流側にも空燃比センサを設ける
ものにおいては、該下流側の空燃比センサの空燃比検出
信号に基づいて空燃比補正を補助的に行っている。した
がって、本発明においても、第１空燃比センサ19と第２
空燃比センサ21の双方の検出値に基づいて前記同様の演
算によって夫々設定される２つの空燃比フィードバック
補正係数を組み合わせたり、或いは上流側の第１空燃比
センサ19により設定される空燃比フィードバック補正係
数の制御定数( 比例分や積分分) や、第１空燃比センサ
19の出力電圧の比較電圧や遅延時間を補正すること等に
よって第１空燃比センサ19の出力特性のばらつきを第２
空燃比センサ21によって補償して高精度な空燃比フィー
ドバック制御を行うようにしてもよいことは勿論であ
る。
の空燃比フィードバック制御を、上流側の第１空燃比セ
ンサ19のみによって行う簡易的な方式を示したが、通常
触媒コンバータ装置の下流側にも空燃比センサを設ける
ものにおいては、該下流側の空燃比センサの空燃比検出
信号に基づいて空燃比補正を補助的に行っている。した
がって、本発明においても、第１空燃比センサ19と第２
空燃比センサ21の双方の検出値に基づいて前記同様の演
算によって夫々設定される２つの空燃比フィードバック
補正係数を組み合わせたり、或いは上流側の第１空燃比
センサ19により設定される空燃比フィードバック補正係
数の制御定数( 比例分や積分分) や、第１空燃比センサ
19の出力電圧の比較電圧や遅延時間を補正すること等に
よって第１空燃比センサ19の出力特性のばらつきを第２
空燃比センサ21によって補償して高精度な空燃比フィー
ドバック制御を行うようにしてもよいことは勿論であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、触媒コン
バータ装置の劣化診断時には触媒コンバータ装置の酸素
ストレージ量に応じた制御定数を用いて空燃比フィード
バック制御を行いつつ、少なくとも下流側の空燃比検出
手段の検出信号に基づいて触媒コンバータ装置の劣化診
断を行う構成としたため、酸素ストレージ量が元々少な
い触媒コンバータ装置に対しても劣化診断を行うことが
でき、また、診断時の空燃比のずれを小さく保持できる
ため、排気エミッション特性も良好に維持できる。
バータ装置の劣化診断時には触媒コンバータ装置の酸素
ストレージ量に応じた制御定数を用いて空燃比フィード
バック制御を行いつつ、少なくとも下流側の空燃比検出
手段の検出信号に基づいて触媒コンバータ装置の劣化診
断を行う構成としたため、酸素ストレージ量が元々少な
い触媒コンバータ装置に対しても劣化診断を行うことが
でき、また、診断時の空燃比のずれを小さく保持できる
ため、排気エミッション特性も良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る触媒コンバータ装置の劣化診断
装置の構成，機能を示すブロック図
装置の構成，機能を示すブロック図
【図２】 同上劣化診断装置の一実施例のシステム構成
図
図
【図３】 同上実施例の燃料噴射量制御ルーチンを示す
フローチャート
フローチャート
【図４】 同じく空燃比フィードバック補正係数設定及
び劣化診断ルーチンの前段を示すフローチャート
び劣化診断ルーチンの前段を示すフローチャート
【図５】 同じく空燃比フィードバック補正係数設定及
び劣化診断ルーチンの後段を示すフローチャート
び劣化診断ルーチンの後段を示すフローチャート
【図６】 同じく診断条件判別ルーチンを示すフローチ
ャート
ャート
【図７】 比例定数をパラメータとしたときの各種状態
量を示す線図
量を示す線図
【図８】 前記実施例の劣化診断ルーチンを示すフロー
チャート
チャート
【図９】 前記実施例の劣化警告ルーチンを示すフロー
チャート
チャート
11 内燃機関 15 燃料噴射弁 16 コントロールユニット 18 排気通路 19 第１空燃比センサ 20 触媒コンバータ装置 21 第２空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項１】機関の排気通路に触媒コンバータ装置を備
えると共に、該触媒コンバータ装置の上流側及び下流側
の排気通路に夫々排気中の酸素濃度の検出により空燃比
を検出する空燃比検出手段を備え、少なくとも前記上流
側の空燃比検出手段からの空燃比検出信号に基づいて制
御定数を用いて設定されたフィードバック補正係数によ
り空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバッ
ク制御手段を備える一方、機関運転条件に応じて触媒コ
ンバータ装置の劣化診断を行う条件を判別する劣化診断
条件判別手段と、該劣化診断条件判別手段で判別された
劣化診断条件で前記空燃比フィードバック制御を行いつ
つ、少なくとも下流側の空燃比検出手段の空燃比信号に
基づいて触媒コンバータ装置の劣化診断を行う劣化診断
手段と、を備えた内燃機関において、前記劣化診断時に
は、前記空燃比フィードバック制御手段で使用されるフ
ィードバック補正係数設定用の制御定数を前記触媒コン
バータ装置の酸素ストレージ量に応じた値に切り換える
制御定数切換手段を設けたことを特徴とする内燃機関に
おける触媒コンバータ装置の劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260833A JP2737482B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 内燃機関における触媒コンバータ装置の劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260833A JP2737482B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 内燃機関における触媒コンバータ装置の劣化診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598945A true JPH0598945A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2737482B2 JP2737482B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17353394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3260833A Expired - Lifetime JP2737482B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 内燃機関における触媒コンバータ装置の劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737482B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US7021044B2 (en) | 1993-04-26 | 2006-04-04 | Hitachi, Ltd. | System for diagnosing deterioration of catalyst |
| JP2015121143A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04303148A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-27 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JPH06509151A (ja) * | 1991-07-22 | 1994-10-13 | フォード モーター カンパニー | 触媒コンバータ効率監視 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3260833A patent/JP2737482B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04303148A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-27 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JPH06509151A (ja) * | 1991-07-22 | 1994-10-13 | フォード モーター カンパニー | 触媒コンバータ効率監視 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7021044B2 (en) | 1993-04-26 | 2006-04-04 | Hitachi, Ltd. | System for diagnosing deterioration of catalyst |
| US7114326B2 (en) | 1993-04-26 | 2006-10-03 | Hitachi, Ltd. | System for diagnosing deterioration of catalyst |
| US7424801B2 (en) | 1993-04-26 | 2008-09-16 | Hitachi, Ltd. | System for diagnosing deterioration of catalyst |
| 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 |
| JP2015121143A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737482B2 (ja) | 1998-04-08 |
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