JPH06173661A - 触媒劣化検出装置 - Google Patents
触媒劣化検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の気筒群を有する、例えばＶ型、水平対
向型等の内燃機関の集合排気通路に配置した触媒コンバ
ータの劣化検出を、各気筒群の空燃比制御タイミングを
強制的に同期させることなく行う。 【構成】 各気筒群の排気系に上流側空燃比センサ１３
Ａ、１３Ｂ、排気合流部１５ａ下流に触媒コンバータ１
６、触媒コンバータ１６下流の集合排気管１５に下流側
空燃比センサ１７をそれぞれ配置する。空燃比センサ１
３Ａ、１３Ｂ、１７は排気空燃比と連続的に一対一に対
応する信号を出力する。制御回路１０は、各気筒群の空
燃比をそれぞれの上流側空燃比センサ出力に基づいて個
別に制御すると共に、上流側空燃比センサ出力に基づい
て排気合流部における排気空燃比を推定し、この推定値
と下流側空燃比センサ出力とに基づいて触媒の劣化の有
無を判定する。各気筒の空燃比フィードバック制御位相
を強制的に同期させる操作を行わないので、一時的制御
特性の悪化や排気エミッションの過渡的悪化を生じるこ
となく正確な触媒劣化検出を行うことができる。
向型等の内燃機関の集合排気通路に配置した触媒コンバ
ータの劣化検出を、各気筒群の空燃比制御タイミングを
強制的に同期させることなく行う。 【構成】 各気筒群の排気系に上流側空燃比センサ１３
Ａ、１３Ｂ、排気合流部１５ａ下流に触媒コンバータ１
６、触媒コンバータ１６下流の集合排気管１５に下流側
空燃比センサ１７をそれぞれ配置する。空燃比センサ１
３Ａ、１３Ｂ、１７は排気空燃比と連続的に一対一に対
応する信号を出力する。制御回路１０は、各気筒群の空
燃比をそれぞれの上流側空燃比センサ出力に基づいて個
別に制御すると共に、上流側空燃比センサ出力に基づい
て排気合流部における排気空燃比を推定し、この推定値
と下流側空燃比センサ出力とに基づいて触媒の劣化の有
無を判定する。各気筒の空燃比フィードバック制御位相
を強制的に同期させる操作を行わないので、一時的制御
特性の悪化や排気エミッションの過渡的悪化を生じるこ
となく正確な触媒劣化検出を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の気筒集合を有す
る、例えばＶ型、水平対向型等の多気筒内燃機関の触媒
劣化検出装置に関する。
る、例えばＶ型、水平対向型等の多気筒内燃機関の触媒
劣化検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気系の触媒上流側に空燃比
センサ（例えば、排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側
かリーン側かで異なる出力電圧を発生するＯ2 センサ
等）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が知られている。また、上記の
上流側のＯ2 センサの出力特性のばらつきや経時変化等
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 センサシステムも考案されている（特
開昭61-286550 号公報）。
センサ（例えば、排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側
かリーン側かで異なる出力電圧を発生するＯ2 センサ
等）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が知られている。また、上記の
上流側のＯ2 センサの出力特性のばらつきや経時変化等
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 センサシステムも考案されている（特
開昭61-286550 号公報）。
【０００３】ダブルＯ2 センサシステムでは、上流側Ｏ
2 センサ出力による空燃比フィードバック制御を下流側
Ｏ2 センサ出力に基づいて補正するため、上流側Ｏ2 セ
ンサの出力特性が悪化した場合でも下流側Ｏ2 センサの
出力特性が悪化しないかぎり空燃比は理論空燃比から大
きくずれることはなく、排気エミッション特性を良好に
維持することができる。しかし、このようなダブルＯ2
センサシステムにおいても、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
下し、排気エミッションが悪化するので、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。
2 センサ出力による空燃比フィードバック制御を下流側
Ｏ2 センサ出力に基づいて補正するため、上流側Ｏ2 セ
ンサの出力特性が悪化した場合でも下流側Ｏ2 センサの
出力特性が悪化しないかぎり空燃比は理論空燃比から大
きくずれることはなく、排気エミッション特性を良好に
維持することができる。しかし、このようなダブルＯ2
センサシステムにおいても、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
下し、排気エミッションが悪化するので、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。
【０００４】例えば、触媒が劣化してくると、空燃比フ
ィードバック制御中の下流側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。また、触媒の劣化に伴い、下流側Ｏ
2 センサの出力振幅は大きくなってくる。前述の特開昭
61-286550 号公報ではこれを利用して、空燃比フィード
バック制御中の下流側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Ｏ
2 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）との比を求めて、この比により触媒
の劣化を判別したり、あるいは、下流側Ｏ2 センサ出力
の振幅の大小により触媒の劣化を判別している。
ィードバック制御中の下流側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。また、触媒の劣化に伴い、下流側Ｏ
2 センサの出力振幅は大きくなってくる。前述の特開昭
61-286550 号公報ではこれを利用して、空燃比フィード
バック制御中の下流側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Ｏ
2 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）との比を求めて、この比により触媒
の劣化を判別したり、あるいは、下流側Ｏ2 センサ出力
の振幅の大小により触媒の劣化を判別している。
【０００５】また、本願出願人は、Ｏ2 センサ自体の劣
化によるセンサ出力特性の変化があった場合にも正確に
触媒の劣化を検出する事のできる触媒劣化検出装置とし
て、上流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長ＬＶＯＭと下流側Ｏ
2 センサ出力の軌跡長ＬＶＯＳとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯ
Ｍと、上流側Ｏ2 センサ出力と所定の基準値とで囲まれ
る面積ＡＶＯＭと、下流側Ｏ2 センサ出力と所定の基準
値とで囲まれる面積ＡＶＯＳとの比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭ
とが、図１７に斜線で示すような判定領域にある時に触
媒が劣化したと判断する触媒劣化検出装置を特願平3-33
1810号において既に提案している。
化によるセンサ出力特性の変化があった場合にも正確に
触媒の劣化を検出する事のできる触媒劣化検出装置とし
て、上流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長ＬＶＯＭと下流側Ｏ
2 センサ出力の軌跡長ＬＶＯＳとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯ
Ｍと、上流側Ｏ2 センサ出力と所定の基準値とで囲まれ
る面積ＡＶＯＭと、下流側Ｏ2 センサ出力と所定の基準
値とで囲まれる面積ＡＶＯＳとの比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭ
とが、図１７に斜線で示すような判定領域にある時に触
媒が劣化したと判断する触媒劣化検出装置を特願平3-33
1810号において既に提案している。
【０００６】一方、Ｖ型、水平対向型等のように、分割
された複数のバンク（気筒集合）を有する内燃機関にも
上述のダブルＯ2 センサシステムを適用し、空燃比フィ
ードバック制御の安定を図った、いわゆる３Ｏ2 センサ
システムが考案されている。このような３Ｏ2 センサシ
ステムの例としては、特開昭64-8332 号公報に開示され
たものがある。
された複数のバンク（気筒集合）を有する内燃機関にも
上述のダブルＯ2 センサシステムを適用し、空燃比フィ
ードバック制御の安定を図った、いわゆる３Ｏ2 センサ
システムが考案されている。このような３Ｏ2 センサシ
ステムの例としては、特開昭64-8332 号公報に開示され
たものがある。
【０００７】同公報の装置は、各気筒集合毎の排気通路
にそれぞれ上流側Ｏ2 センサを設け、各気筒集合の排気
通路が合流する集合排気通路に触媒コンバータを配置す
ると共に、触媒コンバータ下流側の集合排気通路に単一
の下流側Ｏ2 センサを配置した構成とされており、各気
筒集合の空燃比はそれぞれ独立にそれぞれの気筒集合の
上流側Ｏ2 センサ出力に基づいてフィードバック制御さ
れる。また、下流側Ｏ 2 センサ出力に基づいて全部の気
筒集合の空燃比制御が補正される。
にそれぞれ上流側Ｏ2 センサを設け、各気筒集合の排気
通路が合流する集合排気通路に触媒コンバータを配置す
ると共に、触媒コンバータ下流側の集合排気通路に単一
の下流側Ｏ2 センサを配置した構成とされており、各気
筒集合の空燃比はそれぞれ独立にそれぞれの気筒集合の
上流側Ｏ2 センサ出力に基づいてフィードバック制御さ
れる。また、下流側Ｏ 2 センサ出力に基づいて全部の気
筒集合の空燃比制御が補正される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開昭
64-8332 号公報の装置では、触媒の劣化を上流側と下流
側Ｏ2 センサ出力の反転周期や振幅に基づいて判定しよ
うとした場合に判定が困難になる問題を生じる。すなわ
ち、上記公報の装置では各気筒集合の空燃比はそれぞれ
の上流側Ｏ2 センサ出力に基づいて独立にフィードバッ
ク制御されているため、各気筒集合の空燃比制御の周期
や位相、振幅は殆どの場合一致しておらず、これらの気
筒集合からの排気空燃比の変化も同期していない。この
ため、排気通路合流部では各気筒集合からの異なる空燃
比の排気が混じり合うことになり、触媒コンバータに流
入する排気の空燃比変化の中央値や、位相、振幅等はい
ずれの気筒集合の上流側Ｏ2 センサ出力とも一致しなく
なる。すなわち、各気筒集合の空燃比はフィードバック
制御により周期的にリッチ／リーンの反転を繰り返して
いるような場合でも、各気筒集合から合流部に流入する
排気の空燃比の位相や振幅のずれのため合流後の実際の
排気空燃比がリッチ／リーンのいずれかに偏ったままに
なったり、空燃比の振幅が極めて小さくなる場合が生じ
る。この様な場合には触媒が劣化しても下流側Ｏ2 セン
サ出力は反転せず、センサ出力の振幅も小さいため下流
側Ｏ2 センサ出力の反転周期や振幅に基づいて触媒の劣
化を検出することはできない。
64-8332 号公報の装置では、触媒の劣化を上流側と下流
側Ｏ2 センサ出力の反転周期や振幅に基づいて判定しよ
うとした場合に判定が困難になる問題を生じる。すなわ
ち、上記公報の装置では各気筒集合の空燃比はそれぞれ
の上流側Ｏ2 センサ出力に基づいて独立にフィードバッ
ク制御されているため、各気筒集合の空燃比制御の周期
や位相、振幅は殆どの場合一致しておらず、これらの気
筒集合からの排気空燃比の変化も同期していない。この
ため、排気通路合流部では各気筒集合からの異なる空燃
比の排気が混じり合うことになり、触媒コンバータに流
入する排気の空燃比変化の中央値や、位相、振幅等はい
ずれの気筒集合の上流側Ｏ2 センサ出力とも一致しなく
なる。すなわち、各気筒集合の空燃比はフィードバック
制御により周期的にリッチ／リーンの反転を繰り返して
いるような場合でも、各気筒集合から合流部に流入する
排気の空燃比の位相や振幅のずれのため合流後の実際の
排気空燃比がリッチ／リーンのいずれかに偏ったままに
なったり、空燃比の振幅が極めて小さくなる場合が生じ
る。この様な場合には触媒が劣化しても下流側Ｏ2 セン
サ出力は反転せず、センサ出力の振幅も小さいため下流
側Ｏ2 センサ出力の反転周期や振幅に基づいて触媒の劣
化を検出することはできない。
【０００９】また、特願平3-331810号のように上流側と
下流側のＯ2 センサ出力の軌跡長比と面積比とにより触
媒の劣化を検出する場合も、実際に触媒に流入する排気
の空燃比がいずれの上流側Ｏ2 センサ出力とも一致して
いないため正確な触媒劣化検出を行うことは出来ない。
本願出願人は、この問題を解決するため、触媒の劣化検
出を行う際に各気筒集合の独立した空燃比フィードバッ
ク制御を停止して、特定の一つの気筒集合の上流側Ｏ2
センサ出力に基づいて全部の気筒集合の空燃比を同時に
フィードバック制御することにより各気筒集合の空燃比
変化の位相や周期を強制的に同期させるようにした触媒
劣化検出方法を既に提案している（特願平3-111852
号）。
下流側のＯ2 センサ出力の軌跡長比と面積比とにより触
媒の劣化を検出する場合も、実際に触媒に流入する排気
の空燃比がいずれの上流側Ｏ2 センサ出力とも一致して
いないため正確な触媒劣化検出を行うことは出来ない。
本願出願人は、この問題を解決するため、触媒の劣化検
出を行う際に各気筒集合の独立した空燃比フィードバッ
ク制御を停止して、特定の一つの気筒集合の上流側Ｏ2
センサ出力に基づいて全部の気筒集合の空燃比を同時に
フィードバック制御することにより各気筒集合の空燃比
変化の位相や周期を強制的に同期させるようにした触媒
劣化検出方法を既に提案している（特願平3-111852
号）。
【００１０】しかし、劣化検出時に、他の気筒集合の制
御を特定の気筒集合の制御に一致するように強制的に切
り換えると、切り換えが行われた気筒集合ではその気筒
集合の空燃比の過渡的変化を直ちに検出していないこと
になるので、空燃比の過渡的変化を吸収できなくなり、
一時的に排気エミッションが悪化したり制御特性が悪化
するような場合が生じる問題がある。
御を特定の気筒集合の制御に一致するように強制的に切
り換えると、切り換えが行われた気筒集合ではその気筒
集合の空燃比の過渡的変化を直ちに検出していないこと
になるので、空燃比の過渡的変化を吸収できなくなり、
一時的に排気エミッションが悪化したり制御特性が悪化
するような場合が生じる問題がある。
【００１１】本発明の目的は、上述の問題を解決し、一
時的な排気エミッションの悪化などを伴うことなく複数
の気筒集合に分割された内燃機関の触媒の劣化判別を正
確に行うことのできる触媒劣化検出装置を提供すること
を目的としている。
時的な排気エミッションの悪化などを伴うことなく複数
の気筒集合に分割された内燃機関の触媒の劣化判別を正
確に行うことのできる触媒劣化検出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】本発明によれば，図１の
発明の構成図に示すように、多気筒内燃機関の気筒を複
数の気筒集合Ａ1 ，Ａ2 ，…，Ａi に分割し、各気筒集
合毎に排気通路Ｂ1 ，Ｂ2 ，…，Ｂi を設け、各気筒集
合の排気通路が合流する合流部下流の集合排気通路に排
気浄化触媒Ｃを設けた内燃機関の触媒劣化検出装置であ
って、前記排気合流部上流側の各々の気筒集合の排気通
路それぞれに配置された、排気空燃比と一対一に対応す
る信号を出力する上流側空燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，
Ｄi と、前記排気浄化触媒下流側の集合排気通路に配置
された、排気空燃比と一対一に対応する信号を出力する
下流側空燃比センサＥと、少なくとも前記それぞれの上
流側空燃比センサの出力に基づいて各気筒集合の空燃比
が所定の空燃比を中心に周期変動するようにそれぞれの
気筒集合の空燃比を独立にフィードバック制御するフィ
ードバック制御手段Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆi と、前記上流
側空燃比センサＤ1，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力に基づいて
前記排気合流部の排気空燃比を推定する推定手段Ｇと、
前記推定手段Ｇにより推定された前記排気合流部の空燃
比推定値と前記下流側空燃比センサ出力とに基づいて触
媒の劣化の有無を判定する判定手段Ｉとを備えた触媒劣
化検出装置が提供される。
発明の構成図に示すように、多気筒内燃機関の気筒を複
数の気筒集合Ａ1 ，Ａ2 ，…，Ａi に分割し、各気筒集
合毎に排気通路Ｂ1 ，Ｂ2 ，…，Ｂi を設け、各気筒集
合の排気通路が合流する合流部下流の集合排気通路に排
気浄化触媒Ｃを設けた内燃機関の触媒劣化検出装置であ
って、前記排気合流部上流側の各々の気筒集合の排気通
路それぞれに配置された、排気空燃比と一対一に対応す
る信号を出力する上流側空燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，
Ｄi と、前記排気浄化触媒下流側の集合排気通路に配置
された、排気空燃比と一対一に対応する信号を出力する
下流側空燃比センサＥと、少なくとも前記それぞれの上
流側空燃比センサの出力に基づいて各気筒集合の空燃比
が所定の空燃比を中心に周期変動するようにそれぞれの
気筒集合の空燃比を独立にフィードバック制御するフィ
ードバック制御手段Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆi と、前記上流
側空燃比センサＤ1，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力に基づいて
前記排気合流部の排気空燃比を推定する推定手段Ｇと、
前記推定手段Ｇにより推定された前記排気合流部の空燃
比推定値と前記下流側空燃比センサ出力とに基づいて触
媒の劣化の有無を判定する判定手段Ｉとを備えた触媒劣
化検出装置が提供される。
【００１３】
【作用】フィードバック制御手段Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆi
は各気筒集合の空燃比を独立に制御するため、上流側空
燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力は互いに一致せ
ず、また、排気合流部の空燃比はいずれの上流側空燃比
センサ出力とも一致しない。しかし、本発明では、上流
側空燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi として排気空燃比
と一対一に対応する信号を出力するセンサを使用してい
るので、それぞれの上流側空燃比センサ出力（各気筒集
合の排気空燃比）に基づいて各気筒集合からの排気が混
合した状態の排気合流部の空燃比を推定することができ
る。
は各気筒集合の空燃比を独立に制御するため、上流側空
燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力は互いに一致せ
ず、また、排気合流部の空燃比はいずれの上流側空燃比
センサ出力とも一致しない。しかし、本発明では、上流
側空燃比センサＤ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi として排気空燃比
と一対一に対応する信号を出力するセンサを使用してい
るので、それぞれの上流側空燃比センサ出力（各気筒集
合の排気空燃比）に基づいて各気筒集合からの排気が混
合した状態の排気合流部の空燃比を推定することができ
る。
【００１４】推定手段Ｇは、上流側空燃比センサの
Ｄ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力に基づいて排気合流部にお
ける混合後の排気空燃比、すなわち実際に触媒に流入す
る排気の空燃比を推定する。判定手段Ｉは上記の合流部
の排気空燃比の推定値と下流側空燃比センサＥの出力と
に基づいて触媒の劣化の有無を検出する。これにより、
複数の気筒集合を有する機関の触媒劣化が正確に検出さ
れる。
Ｄ1 ，Ｄ2 ，…，Ｄi の出力に基づいて排気合流部にお
ける混合後の排気空燃比、すなわち実際に触媒に流入す
る排気の空燃比を推定する。判定手段Ｉは上記の合流部
の排気空燃比の推定値と下流側空燃比センサＥの出力と
に基づいて触媒の劣化の有無を検出する。これにより、
複数の気筒集合を有する機関の触媒劣化が正確に検出さ
れる。
【００１５】
【実施例】図２は本発明に係る触媒劣化検出装置を適用
する内燃機関の一実施例を示す全体概略図である。図２
においては、機関本体１のシリンダはＶ字型に２つのバ
ンクに配列されたＶ型機関が示されており、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、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に供給されている。ディストリビュータ４には、
たとえばクランク角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３
０°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。
する内燃機関の一実施例を示す全体概略図である。図２
においては、機関本体１のシリンダはＶ字型に２つのバ
ンクに配列されたＶ型機関が示されており、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、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に供給されている。ディストリビュータ４には、
たとえばクランク角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３
０°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。
【００１６】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７Ａ，７Ｂ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（図示省略）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７Ａ，７Ｂ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（図示省略）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。
【００１７】右バンク（以下、Ａバンク）および左バン
ク（以下、Ｂバンク）の排気マニホールド１１Ａ，１１
Ｂより下流の排気系には、それぞれ、排気ガス中の３つ
の有毒成分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１２Ａ，１２Ｂが設けられ
ている。この触媒コンバータ（スタートキャタリスト）
１２Ａ，１２Ｂはエンジン始動時の触媒暖機を短時間で
行なえるように、小容量とされ、エンジンルームに設け
られる。
ク（以下、Ｂバンク）の排気マニホールド１１Ａ，１１
Ｂより下流の排気系には、それぞれ、排気ガス中の３つ
の有毒成分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１２Ａ，１２Ｂが設けられ
ている。この触媒コンバータ（スタートキャタリスト）
１２Ａ，１２Ｂはエンジン始動時の触媒暖機を短時間で
行なえるように、小容量とされ、エンジンルームに設け
られる。
【００１８】Ａバンクの排気マニホールド１１Ａには、
すなわち触媒コンバータ１２Ａの上流側の排気管１４Ａ
には上流側空燃比センサ１３Ａが設けられ、また、Ｂバ
ンクの排気マニホールド１１Ｂには、すなわち、触媒コ
ンバータ１２Ｂの上流側の排気管１４Ｂには上流側空燃
比センサ１３Ｂが設けられている。さらに、２つの排気
管１４Ａ，１４Ｂはその下流において合流部１５ａにお
いて合流しており、この合流部１５ａ下流の集合排気管
１５には、三元触媒を収容する触媒コンバータ（メイン
キャタリスト）１６が設けられている。この触媒コンバ
ータ１６は比較的大きいため、車体の床下に設けられ
る。
すなわち触媒コンバータ１２Ａの上流側の排気管１４Ａ
には上流側空燃比センサ１３Ａが設けられ、また、Ｂバ
ンクの排気マニホールド１１Ｂには、すなわち、触媒コ
ンバータ１２Ｂの上流側の排気管１４Ｂには上流側空燃
比センサ１３Ｂが設けられている。さらに、２つの排気
管１４Ａ，１４Ｂはその下流において合流部１５ａにお
いて合流しており、この合流部１５ａ下流の集合排気管
１５には、三元触媒を収容する触媒コンバータ（メイン
キャタリスト）１６が設けられている。この触媒コンバ
ータ１６は比較的大きいため、車体の床下に設けられ
る。
【００１９】触媒コンバータ１６の下流側の集合排気管
には下流側空燃比センサ１７が設けられている。上流側
空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂ及び下流側空燃比センサ１
７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、空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂ，１７
は、通常のＯ2 センサが空燃比が理論空燃比に対してリ
ーン側かリッチ側になっているかに応じて、異なる出力
電圧発生するのに対して、排気中の酸素成分濃度と一対
一に対応する、つまり排気空燃比と一対一に対応する出
力信号を発生する。すなわち、通常のＯ2 センサが排気
空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかの信号し
か出力しないのに対して、本実施例の空燃比センサは排
気空燃比と一対一に対応する出力信号を発生するもので
ある。
には下流側空燃比センサ１７が設けられている。上流側
空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂ及び下流側空燃比センサ１
７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、空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂ，１７
は、通常のＯ2 センサが空燃比が理論空燃比に対してリ
ーン側かリッチ側になっているかに応じて、異なる出力
電圧発生するのに対して、排気中の酸素成分濃度と一対
一に対応する、つまり排気空燃比と一対一に対応する出
力信号を発生する。すなわち、通常のＯ2 センサが排気
空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかの信号し
か出力しないのに対して、本実施例の空燃比センサは排
気空燃比と一対一に対応する出力信号を発生するもので
ある。
【００２０】この種の空燃比センサとしては、いくつか
のタイプがある。図１８は一般的な空燃比センサの構造
を模式的に示している。空燃比センサ２１０は、白金電
極２１１、２１２の間にジルコニア等の固体電解質２１
３を配置し、陰極（排気側電極）２１２面上に排気ガス
中の酸素分子の陰極への到達を制限するセラミックコー
ティング層よりなる拡散律速層２１４を設けた構造とな
っている。図１８の空燃比センサにおいて、或る一定温
度以上で両電極２１１、２１２間に電圧を印加すると陰
極２１２側で酸素分子がイオン化され、イオン化した酸
素分子が固体電解質２１３内を陽極２１１に向かって移
動して陽極２１１で再び酸素分子になる酸素ポンプ作用
を生じる。この酸素ポンプ作用により、電極２１１、２
１２間には単位時間に移動した酸素分子の量に比例する
電流が流れる。しかし、拡散律速層２１４により陰極へ
の酸素分子の到達が制限されるため、この出力電流は或
る一定値で飽和し、電圧を上げても電流は増加しなくな
る。また、この飽和電流の値は排気中の酸素濃度に略比
例する。従って、印加電圧を適当に設定することによ
り、酸素濃度と略比例する出力電流を得ることができ
る。本実施例では、この出力電流は電圧信号に変換さ
れ、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。
排気中の酸素濃度と空燃比とは一対一の相関があるの
で、上記出力電圧は排気空燃比と一対一の相関を持ち、
上記出力電流により排気空燃比を知ることができる。図
１９は通常のＯ2 センサの出力特性（点線）と本実施例
の空燃比センサの出力特性（実線）の比較を示してい
る。通常のＯ2 センサ出力（点線）は理論空燃比近傍を
境にして出力電圧が急変し、実質的には空燃比が理論空
燃比に対してリッチ側にあるかリーン側にあるかのみの
判定しかできないのに対して、空燃比センサ出力電圧
（実線）は空燃比に対して略直線的に変化し、広い空燃
比範囲で空燃比に比例した出力が得られる。なお、以下
の説明では通常のＯ2 センサの出力特性（点線）を「Ｚ
特性」と称して本実施例の空燃比センサ出力特性（実
線）と区別する。
のタイプがある。図１８は一般的な空燃比センサの構造
を模式的に示している。空燃比センサ２１０は、白金電
極２１１、２１２の間にジルコニア等の固体電解質２１
３を配置し、陰極（排気側電極）２１２面上に排気ガス
中の酸素分子の陰極への到達を制限するセラミックコー
ティング層よりなる拡散律速層２１４を設けた構造とな
っている。図１８の空燃比センサにおいて、或る一定温
度以上で両電極２１１、２１２間に電圧を印加すると陰
極２１２側で酸素分子がイオン化され、イオン化した酸
素分子が固体電解質２１３内を陽極２１１に向かって移
動して陽極２１１で再び酸素分子になる酸素ポンプ作用
を生じる。この酸素ポンプ作用により、電極２１１、２
１２間には単位時間に移動した酸素分子の量に比例する
電流が流れる。しかし、拡散律速層２１４により陰極へ
の酸素分子の到達が制限されるため、この出力電流は或
る一定値で飽和し、電圧を上げても電流は増加しなくな
る。また、この飽和電流の値は排気中の酸素濃度に略比
例する。従って、印加電圧を適当に設定することによ
り、酸素濃度と略比例する出力電流を得ることができ
る。本実施例では、この出力電流は電圧信号に変換さ
れ、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。
排気中の酸素濃度と空燃比とは一対一の相関があるの
で、上記出力電圧は排気空燃比と一対一の相関を持ち、
上記出力電流により排気空燃比を知ることができる。図
１９は通常のＯ2 センサの出力特性（点線）と本実施例
の空燃比センサの出力特性（実線）の比較を示してい
る。通常のＯ2 センサ出力（点線）は理論空燃比近傍を
境にして出力電圧が急変し、実質的には空燃比が理論空
燃比に対してリッチ側にあるかリーン側にあるかのみの
判定しかできないのに対して、空燃比センサ出力電圧
（実線）は空燃比に対して略直線的に変化し、広い空燃
比範囲で空燃比に比例した出力が得られる。なお、以下
の説明では通常のＯ2 センサの出力特性（点線）を「Ｚ
特性」と称して本実施例の空燃比センサ出力特性（実
線）と区別する。
【００２１】図２の制御回路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の他に、Ｒ
ＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０
６、クロック発生回路１０７等が設けられている。ま
た、吸気通路２のスロットル弁１８には、スロットル弁
１８が全閉か否かを検出するためのアイドルスイッチ１
９が設けられており、この出力信号は制御回路１０の入
出力インターフェイス１０２に供給される。
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の他に、Ｒ
ＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０
６、クロック発生回路１０７等が設けられている。ま
た、吸気通路２のスロットル弁１８には、スロットル弁
１８が全閉か否かを検出するためのアイドルスイッチ１
９が設けられており、この出力信号は制御回路１０の入
出力インターフェイス１０２に供給される。
【００２２】さらに、２０Ａ，２０Ｂ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
を排気マニホールド１１Ａ，１１Ｂに供給してＨＣ、Ｃ
Ｏのエミッションを低減するためのものである。また、
制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８Ａ、フリ
ップフロップ１０９Ａ、および駆動回路１１０ＡはＡバ
ンクの燃料噴射弁７Ａを制御するためのものであり、ダ
ウンカウンタ１０８Ｂ、フリップフロップ１０９Ｂ、お
よび駆動回路１１０ＢはＢバンクの燃料噴射弁７Ｂを制
御するものである。すなわち、後述のルーチンにおい
て、燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）が演算されると、
燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）がダウンカウンタ１０
８Ａ（１０８Ｂ）にプリセットされると共にフリップフ
ロップ１０９Ａ（１０９Ｂ）もセットされる。この結
果、駆動回路１１０Ａ（１１０Ｂ）が燃料噴射弁７Ａ
（７Ｂ）の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０
８Ａ（１０８Ｂ）がクロック信号（図示せず）を計数し
て最後にそのキャリアウト端子が“１”レベルとなった
ときに、フリップフロップ１０９Ａ（１０９Ｂ）がセッ
トされて駆動回路１１０Ａ（１１０Ｂ）は燃料噴射弁７
Ａ（７Ｂ）の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射
量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）だけ燃料噴射弁７Ａ（７Ｂ）は
付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）に
応じた量の燃料が機関本体１の各Ａ，Ｂバンクの燃料室
に送り込まれることになる。
吸気弁であって、減速時あるいはアイドル時に２次空気
を排気マニホールド１１Ａ，１１Ｂに供給してＨＣ、Ｃ
Ｏのエミッションを低減するためのものである。また、
制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８Ａ、フリ
ップフロップ１０９Ａ、および駆動回路１１０ＡはＡバ
ンクの燃料噴射弁７Ａを制御するためのものであり、ダ
ウンカウンタ１０８Ｂ、フリップフロップ１０９Ｂ、お
よび駆動回路１１０ＢはＢバンクの燃料噴射弁７Ｂを制
御するものである。すなわち、後述のルーチンにおい
て、燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）が演算されると、
燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）がダウンカウンタ１０
８Ａ（１０８Ｂ）にプリセットされると共にフリップフ
ロップ１０９Ａ（１０９Ｂ）もセットされる。この結
果、駆動回路１１０Ａ（１１０Ｂ）が燃料噴射弁７Ａ
（７Ｂ）の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０
８Ａ（１０８Ｂ）がクロック信号（図示せず）を計数し
て最後にそのキャリアウト端子が“１”レベルとなった
ときに、フリップフロップ１０９Ａ（１０９Ｂ）がセッ
トされて駆動回路１１０Ａ（１１０Ｂ）は燃料噴射弁７
Ａ（７Ｂ）の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射
量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）だけ燃料噴射弁７Ａ（７Ｂ）は
付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵＡ（ＴＡＵＢ）に
応じた量の燃料が機関本体１の各Ａ，Ｂバンクの燃料室
に送り込まれることになる。
【００２３】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、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、クロック発生回路１０７からの割込信号を受信
した時、等である。エアフローメータ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷ、空燃比センサ１３
Ａ、１３Ｂ、１７の出力Ｖ1A，Ｖ1B，Ｖ2 は所定時間毎
に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲ
ＡＭ１０５の所定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ１
０５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Ｎe はクランク角セ
ンサ６の３０度毎に割込みによって演算されてＲＡＭ１
０５の所定領域に格納される。
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、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、クロック発生回路１０７からの割込信号を受信
した時、等である。エアフローメータ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷ、空燃比センサ１３
Ａ、１３Ｂ、１７の出力Ｖ1A，Ｖ1B，Ｖ2 は所定時間毎
に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲ
ＡＭ１０５の所定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ１
０５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Ｎe はクランク角セ
ンサ６の３０度毎に割込みによって演算されてＲＡＭ１
０５の所定領域に格納される。
【００２４】次に、制御回路１０により実行される
（１）上流側空燃比センサ出力に基づく第一の空燃比フ
ィードバック制御、（２）下流側空燃比センサ出力に基
づく第二の空燃比フィードバック制御について説明す
る。
（１）上流側空燃比センサ出力に基づく第一の空燃比フ
ィードバック制御、（２）下流側空燃比センサ出力に基
づく第二の空燃比フィードバック制御について説明す
る。
【００２５】（１）第一の空燃比フィードバック制御 前述のように、本実施例では機関１の両方のバンクの空
燃比は上流側空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力に基づ
いて、それぞれ互いに独立してフィードバック制御され
ている。図３及び図４、図５は上流側空燃比センサ１３
Ａ，１３Ｂの出力Ｖ1A，Ｖ1BにもとづいてＡバンク用、
Ｂバンク用空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢを演算す
る第一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４ms毎に実行される。
燃比は上流側空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力に基づ
いて、それぞれ互いに独立してフィードバック制御され
ている。図３及び図４、図５は上流側空燃比センサ１３
Ａ，１３Ｂの出力Ｖ1A，Ｖ1BにもとづいてＡバンク用、
Ｂバンク用空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢを演算す
る第一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４ms毎に実行される。
【００２６】図３においてステップ３０１では、上流側
空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂによる空燃比のフィードバ
ック制御実行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ＯＴＰ増量中、上流側空燃比センサ１３Ａ、１３
Ｂの出力信号が一度も変化していない時、燃料カット
中、等はいずれもフィードバック制御条件が不成立であ
り、その他の場合がフィードバック制御条件成立であ
る。フィードバック制御条件が不成立のときには、ステ
ップ３１２に進み空燃比フィードバック制御フラグＸＭ
ＦＢを“０”にしてステップ３１３でルーチンを終了す
る。
空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂによる空燃比のフィードバ
ック制御実行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ＯＴＰ増量中、上流側空燃比センサ１３Ａ、１３
Ｂの出力信号が一度も変化していない時、燃料カット
中、等はいずれもフィードバック制御条件が不成立であ
り、その他の場合がフィードバック制御条件成立であ
る。フィードバック制御条件が不成立のときには、ステ
ップ３１２に進み空燃比フィードバック制御フラグＸＭ
ＦＢを“０”にしてステップ３１３でルーチンを終了す
る。
【００２７】ステップ３０１でフィードバック制御条件
が成立している場合には、ステップ３０２でフラグＸw
をリセット（＝“０”）してステップ３０３に進む、フ
ラグＸw はこれからフィードバック制御を行う気筒バン
クを示すフラグでＸw ＝“０”はＡバンクを、Ｘw ＝
“１”はＢバンクを意味する。ステップ３０３〜３０６
ではフラグＸw の値に応じてＲＡＭ１０５のアドレスセ
ットが行われる。すなわちＸw ＝“０”であればＡバン
ク用にＲＡＭ１０５のアドレスがセットされ、ステップ
３０７で実行するサブルーチンのパラメータはＡバンク
用のものが使用される（この場合、以下のサブルーチン
の説明中パラメータの添字“ｉ”は“Ａ”を意味するも
のとする。）同様にＸw ＝“１”の場合にはＢバンク用
にＲＡＭ１０５のアドレスセットが行われる。この場合
以下のサブルーチンの説明中パラメータの添字“ｉ”は
“Ｂ”を意味するものとする。）次いでステップ３０７
では空燃比補正係数ＦＡＦｉ（この場合、Ｘw ＝“０”
であるのでＦＡＦｉはＦＡＦＡ、すなわちＡバンク用の
空燃比補正係数を意味する）演算サブルーチン（後述）
が実行され、次いでステップ３０９ではＸw が１か否か
が判定され、Ｘw ≠１の場合はステップ３１０でＸw を
セット（＝“１”）してステップ３０３に戻る。またＸ
w ＝“１”の場合にはステップ３１１で空燃比フィード
バック制御が行われていることを示すために空燃比フィ
ードバック制御フラグＸＭＦＢを“１”にセットした後
ステップ３１３でルーチンを終了する。すなわち、本ル
ーチンが実行されるとまずＡバンクの空燃比補正係数Ｆ
ＡＦＡが演算され、続いてＢバンクの空燃比補正係数Ｆ
ＡＦＢが演算される。
が成立している場合には、ステップ３０２でフラグＸw
をリセット（＝“０”）してステップ３０３に進む、フ
ラグＸw はこれからフィードバック制御を行う気筒バン
クを示すフラグでＸw ＝“０”はＡバンクを、Ｘw ＝
“１”はＢバンクを意味する。ステップ３０３〜３０６
ではフラグＸw の値に応じてＲＡＭ１０５のアドレスセ
ットが行われる。すなわちＸw ＝“０”であればＡバン
ク用にＲＡＭ１０５のアドレスがセットされ、ステップ
３０７で実行するサブルーチンのパラメータはＡバンク
用のものが使用される（この場合、以下のサブルーチン
の説明中パラメータの添字“ｉ”は“Ａ”を意味するも
のとする。）同様にＸw ＝“１”の場合にはＢバンク用
にＲＡＭ１０５のアドレスセットが行われる。この場合
以下のサブルーチンの説明中パラメータの添字“ｉ”は
“Ｂ”を意味するものとする。）次いでステップ３０７
では空燃比補正係数ＦＡＦｉ（この場合、Ｘw ＝“０”
であるのでＦＡＦｉはＦＡＦＡ、すなわちＡバンク用の
空燃比補正係数を意味する）演算サブルーチン（後述）
が実行され、次いでステップ３０９ではＸw が１か否か
が判定され、Ｘw ≠１の場合はステップ３１０でＸw を
セット（＝“１”）してステップ３０３に戻る。またＸ
w ＝“１”の場合にはステップ３１１で空燃比フィード
バック制御が行われていることを示すために空燃比フィ
ードバック制御フラグＸＭＦＢを“１”にセットした後
ステップ３１３でルーチンを終了する。すなわち、本ル
ーチンが実行されるとまずＡバンクの空燃比補正係数Ｆ
ＡＦＡが演算され、続いてＢバンクの空燃比補正係数Ｆ
ＡＦＢが演算される。
【００２８】次に、図４、図５に図３のステップ３０７
の空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢ演算サブルーチン
を示す。なお、以下の説明中ｉで示す文字はフラグＸw
の値に応じてＡ又はＢを表すものとする。ステップ４０
１では、上流側空燃比センサ１３ｉの出力Ｖ1iをＡ／Ｄ
変換して取込み、ステップ４０２にてＶ1iが比較電圧Ｖ
R1以上か否かを判別する。ここで、比較電圧ＶR1は理論
空燃比に相当する出力電圧である。つまり、ステップ４
０２では空燃比がリッチかリーンかを判別する。リーン
（Ｖ1i≧ＶR1）であれば、ステップ４０３にてディレイ
カウンタＣＤＬＹｉが正か否かを判別し、ＣＤＬＹｉ＞
０であればステップ４０４にてＣＤＬＹｉを０とし、ス
テップ４０５に進む。ステップ４０５では、ディレイカ
ウンタＣＤＬＹｉを１減算し、ステップ４０６，４０７
にてディレイカウンタＣＤＬＹｉを最小値ＴＤＬでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹｉが最小
値ＴＤＬに到達したときにはステップ４０８にて空燃比
フラグＦ１ｉを“０”（リーン）とする。なお、最小値
ＴＤＬは上流側空燃比センサ１３ｉ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（Ｖ1i＜ＶR1）であれば、
ステップ４０９にてディレイカウンタＣＤＬＹｉが負か
否かを判別し、ＣＤＬＹｉ＞０であればステップ４１０
にてＣＤＬＹｉを０とし、ステップ４１１に進む。ステ
ップ４１１ではディレイカウンタＣＤＬＹｉを１加算
し、ステップ４１２，４１３にてディレイカウンタＣＤ
ＬＹｉを最大値ＴＤＲでガードする。この場合、ディレ
イカウンタＣＤＬＹｉが最大値ＴＤＲに到達したときは
ステップ４１４にて空燃比フラグＦ１ｉを“１”（リッ
チ）とする。なお、最大値ＴＤＲは上流側空燃比センサ
１３ｉ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。
の空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢ演算サブルーチン
を示す。なお、以下の説明中ｉで示す文字はフラグＸw
の値に応じてＡ又はＢを表すものとする。ステップ４０
１では、上流側空燃比センサ１３ｉの出力Ｖ1iをＡ／Ｄ
変換して取込み、ステップ４０２にてＶ1iが比較電圧Ｖ
R1以上か否かを判別する。ここで、比較電圧ＶR1は理論
空燃比に相当する出力電圧である。つまり、ステップ４
０２では空燃比がリッチかリーンかを判別する。リーン
（Ｖ1i≧ＶR1）であれば、ステップ４０３にてディレイ
カウンタＣＤＬＹｉが正か否かを判別し、ＣＤＬＹｉ＞
０であればステップ４０４にてＣＤＬＹｉを０とし、ス
テップ４０５に進む。ステップ４０５では、ディレイカ
ウンタＣＤＬＹｉを１減算し、ステップ４０６，４０７
にてディレイカウンタＣＤＬＹｉを最小値ＴＤＬでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹｉが最小
値ＴＤＬに到達したときにはステップ４０８にて空燃比
フラグＦ１ｉを“０”（リーン）とする。なお、最小値
ＴＤＬは上流側空燃比センサ１３ｉ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（Ｖ1i＜ＶR1）であれば、
ステップ４０９にてディレイカウンタＣＤＬＹｉが負か
否かを判別し、ＣＤＬＹｉ＞０であればステップ４１０
にてＣＤＬＹｉを０とし、ステップ４１１に進む。ステ
ップ４１１ではディレイカウンタＣＤＬＹｉを１加算
し、ステップ４１２，４１３にてディレイカウンタＣＤ
ＬＹｉを最大値ＴＤＲでガードする。この場合、ディレ
イカウンタＣＤＬＹｉが最大値ＴＤＲに到達したときは
ステップ４１４にて空燃比フラグＦ１ｉを“１”（リッ
チ）とする。なお、最大値ＴＤＲは上流側空燃比センサ
１３ｉ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。
【００２９】次いで、図５に進み、ステップ４１５で
は、空燃比フラグＦ１ｉの符号が反転したか否かを判別
する、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４１６に
て、空燃比フラグＦ１ｉ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４１７に
てリッチスキップ量ＲＳＲをＲＡＭ１０５より読出し、
ＦＡＦｉ←ＦＡＦＡ＋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４
１８にてリーンスキップ量ＲＳＬをＲＡＭ１０５より読
出し、ＦＡＦｉ←ＦＡＦｉ−ＲＳＬとスキップ的に減少
させる。つまり、スキップ処理を行う。ここでスキップ
量ＲＳＲは後述のルーチン（図７，８）で算出され、ス
キップ量ＲＳＬは、例えばＲＳＬ＝１０％−ＲＳＲによ
り算出される。
は、空燃比フラグＦ１ｉの符号が反転したか否かを判別
する、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４１６に
て、空燃比フラグＦ１ｉ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４１７に
てリッチスキップ量ＲＳＲをＲＡＭ１０５より読出し、
ＦＡＦｉ←ＦＡＦＡ＋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４
１８にてリーンスキップ量ＲＳＬをＲＡＭ１０５より読
出し、ＦＡＦｉ←ＦＡＦｉ−ＲＳＬとスキップ的に減少
させる。つまり、スキップ処理を行う。ここでスキップ
量ＲＳＲは後述のルーチン（図７，８）で算出され、ス
キップ量ＲＳＬは、例えばＲＳＬ＝１０％−ＲＳＲによ
り算出される。
【００３０】ステップ４１５にて空燃比フラグＦ１ｉの
符号が反転していなければ、ステップ４１９，４２０，
４２１にて積分処理を行う。つまり、ステップ４１９に
て、Ｆ１ｉ＝“０”か否かを判別し、Ｆ１ｉ＝“０”
（リーン）であればステップ４２０にてＦＡＦｉ←ＦＡ
Ｆｉ＋ＫＩＲとし、他方、Ｆ１ｉ＝“１”（リッチ）で
あればステップ４２１にてＦＡＦｉ←ＦＡＦｉ−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、つま
り、ＫＩＲ（ＫＩＬ）＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）である。従っ
て、ステップ４２０はリーン状態（Ｆ１ｉ＝“０”）で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ４２１はリッチ
状態（Ｆ１ｉ＝“１”）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。
符号が反転していなければ、ステップ４１９，４２０，
４２１にて積分処理を行う。つまり、ステップ４１９に
て、Ｆ１ｉ＝“０”か否かを判別し、Ｆ１ｉ＝“０”
（リーン）であればステップ４２０にてＦＡＦｉ←ＦＡ
Ｆｉ＋ＫＩＲとし、他方、Ｆ１ｉ＝“１”（リッチ）で
あればステップ４２１にてＦＡＦｉ←ＦＡＦｉ−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、つま
り、ＫＩＲ（ＫＩＬ）＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）である。従っ
て、ステップ４２０はリーン状態（Ｆ１ｉ＝“０”）で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ４２１はリッチ
状態（Ｆ１ｉ＝“１”）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。
【００３１】次に、ステップ４２２では、ステップ４１
７，４１８，４２０，４２１にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦｉ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ＦＡＦｉ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。
７，４１８，４２０，４２１にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦｉ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ＦＡＦｉ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。
【００３２】ガードされたＦＡＦｉはＲＡＭ１０５に格
納され、サブルーチンは終了する。前述のようにこのサ
ブルーチンは、フラグＸw の値に応じてＡバンクとＢバ
ンクとについて交互に実行されるため、ＦＡＦＡとＦＡ
ＦＢとが個別に計算され、各バンクの空燃比は互いに独
立に制御される。図６は図４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って、たとえばＡバ
ンクについて示している。上流側空燃比センサ１３Ａの
出力Ｖ1Aにより図６（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ＣＤＬＹＡは、図６（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態
でカウントアップされ、リーン状態でカウントダウンさ
れる。この結果、図６（Ｃ）に示すごとく、遅延処理さ
れた空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１Ａ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ｔ
5 , ｔ6 , ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲの短い期
間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹが最大値Ｔ
ＤＲ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６
（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦＡが得られる。
納され、サブルーチンは終了する。前述のようにこのサ
ブルーチンは、フラグＸw の値に応じてＡバンクとＢバ
ンクとについて交互に実行されるため、ＦＡＦＡとＦＡ
ＦＢとが個別に計算され、各バンクの空燃比は互いに独
立に制御される。図６は図４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って、たとえばＡバ
ンクについて示している。上流側空燃比センサ１３Ａの
出力Ｖ1Aにより図６（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ＣＤＬＹＡは、図６（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態
でカウントアップされ、リーン状態でカウントダウンさ
れる。この結果、図６（Ｃ）に示すごとく、遅延処理さ
れた空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１Ａ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ｔ
5 , ｔ6 , ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲの短い期
間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹが最大値Ｔ
ＤＲ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６
（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦＡが得られる。
【００３３】（２）第二の空燃比フィードバック制御 次に、下流側空燃比センサ１７による第二の空燃比フィ
ードバック制御について説明する。第二の空燃比フィー
ドバック制御としては、第一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Ｋ
ＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、もしくは上流
側空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力Ｖ 1A ,Ｖ1Bの比較
電圧ＶR1を可変にするシステムと、第二の空燃比補正係
数ＦＡＦ２を導入するシステムとがある。
ードバック制御について説明する。第二の空燃比フィー
ドバック制御としては、第一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Ｋ
ＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、もしくは上流
側空燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力Ｖ 1A ,Ｖ1Bの比較
電圧ＶR1を可変にするシステムと、第二の空燃比補正係
数ＦＡＦ２を導入するシステムとがある。
【００３４】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側空燃比センサ１７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、遅延時間は非
常に微妙な空燃比の調整が可能であり、また、スキップ
量は、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。
比較電圧を下流側空燃比センサ１７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、遅延時間は非
常に微妙な空燃比の調整が可能であり、また、スキップ
量は、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場合のダブル空燃比センサ
システムについて説明する。リッチスキップ量ＲＳＲを
大きくすると、Ａ，Ｂ両バンクの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Ａ，Ｂ両バンクの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、
Ａ，Ｂ両バンクの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Ａ，Ｂ両バ
ンクの制御空燃比をリーン側に移行できる。したがっ
て、下流側空燃比センサ１７の出力Ｖ2 に応じてリッチ
スキップ量ＲＳＲまたはリーンスキップ両ＲＳＬを補正
することにより空燃比が制御できる。
てのスキップ量を可変にした場合のダブル空燃比センサ
システムについて説明する。リッチスキップ量ＲＳＲを
大きくすると、Ａ，Ｂ両バンクの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Ａ，Ｂ両バンクの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、
Ａ，Ｂ両バンクの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Ａ，Ｂ両バ
ンクの制御空燃比をリーン側に移行できる。したがっ
て、下流側空燃比センサ１７の出力Ｖ2 に応じてリッチ
スキップ量ＲＳＲまたはリーンスキップ両ＲＳＬを補正
することにより空燃比が制御できる。
【００３６】図７、図８は下流側空燃比センサ１７の出
力Ｖ2 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７０１〜７０６では、下流側空燃比センサ
１７によるフィードバック制御条件が成立しているか否
かを判別する。たとえば、上流側空燃比センサ１３によ
るフィードバック制御条件の不成立（ステップ７０１で
ＸＭＦＢ≠“１”）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７０２）、ス
ロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１”）のとき（ステッ
プ７０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ１
９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７０４）、軽負荷のと
き（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1 ）（ステップ７０５）、下流側空燃
比センサ１７が活性化していないとき（ステップ７０
６）、等がフィードバック制御条件が不成立であり、そ
の他の場合がフィードバック制御条件成立である。フィ
ードバック制御条件不成立であれば、ステップ７１９に
進み、空燃比フィードバックフラグＸＳＦＢをリセット
し（“０”）、フィードバック制御条件成立であればス
テップ７０８に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをセットする（“１”）。
力Ｖ2 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７０１〜７０６では、下流側空燃比センサ
１７によるフィードバック制御条件が成立しているか否
かを判別する。たとえば、上流側空燃比センサ１３によ
るフィードバック制御条件の不成立（ステップ７０１で
ＸＭＦＢ≠“１”）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７０２）、ス
ロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１”）のとき（ステッ
プ７０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ１
９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７０４）、軽負荷のと
き（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1 ）（ステップ７０５）、下流側空燃
比センサ１７が活性化していないとき（ステップ７０
６）、等がフィードバック制御条件が不成立であり、そ
の他の場合がフィードバック制御条件成立である。フィ
ードバック制御条件不成立であれば、ステップ７１９に
進み、空燃比フィードバックフラグＸＳＦＢをリセット
し（“０”）、フィードバック制御条件成立であればス
テップ７０８に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをセットする（“１”）。
【００３７】次に、図８、ステップ７０９〜７１８のフ
ローについて説明する。ステップ７０９は、下流側空燃
比センサ１７の出力Ｖ2 をＡ／Ｄ変換して取り込み、ス
テップ７１０にてＶ2 が比較電圧ＶR2以上か否かを判別
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１６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空燃比センサ１３
の出力の比較電圧ＶR1より低く設定されているが、この
設定は任意でもよい。この結果、Ｖ2 ≧ＶR2（リーン）
であればステップ７１１、７１２，７１３に進み、Ｖ2
＜ＶR2（リッチ）であればステップ７１４，７１５，７
１６に進む。すなわち、ステップ７１１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７１２，７１３では、ＲＳＲを最大値ＭＡＸ
（＝７．５％）にてガードし、他方、ステップ７１４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７１５，７１６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。
ローについて説明する。ステップ７０９は、下流側空燃
比センサ１７の出力Ｖ2 をＡ／Ｄ変換して取り込み、ス
テップ７１０にてＶ2 が比較電圧ＶR2以上か否かを判別
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１６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空燃比センサ１３
の出力の比較電圧ＶR1より低く設定されているが、この
設定は任意でもよい。この結果、Ｖ2 ≧ＶR2（リーン）
であればステップ７１１、７１２，７１３に進み、Ｖ2
＜ＶR2（リッチ）であればステップ７１４，７１５，７
１６に進む。すなわち、ステップ７１１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７１２，７１３では、ＲＳＲを最大値ＭＡＸ
（＝７．５％）にてガードし、他方、ステップ７１４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７１５，７１６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。
【００３８】ステップ７１７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７１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納し、ステップ７２０（図７）に進みルーチン
を終了する。
ＳＬを、 ＲＳＬ←１０％−ＲＳＲ とする。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とする。ステ
ップ７１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納し、ステップ７２０（図７）に進みルーチン
を終了する。
【００３９】図９は、図３から図５，図７，図８により
計算された空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢを用いて
各バンクの燃料噴射量ＴＡＵＡ，ＴＡＵＢを演算するル
ーチンであって、所定クランク角毎、例えば３６０℃Ａ
毎に実行される。ステップ９０１では、ＲＡＭ１０５よ
り吸入空気量データＱおよび回転速度データＮe を読出
して基本噴射量ＴＡＵＰをＴＡＵＰ←α・Ｑ／Ｎe （α
は定数）により演算する。なお、基本噴射量ＴＡＵＰ
は、理論空燃比を得るための燃料噴射量、αは定数であ
る。ステップ９０２では、Ａバンク用最終噴射量ＴＡＵ
Ａを、ＴＡＵＡ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦＡ・β＋γ（β，γ
は他の運転状態パラメータで定まる補正量）により演算
する。次いで、ステップ９０３にて、噴射量ＴＡＵＡを
Ａバンク用ダウンカウンタ１０８Ａにセットすると共に
フリップフロップ１０９Ａをセットして燃料噴射を開始
させる。同様に、ステップ９０４では、Ｂバンク用最終
噴射量ＴＡＵＢを、ＴＡＵＢ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦＢ・β
＋γにより演算する。次いで、ステップ９０５にて、噴
射量ＴＡＵＢをＢバンク用ダウンカウンタ１０８Ｂにセ
ットすると共にフリップフロップ１０９Ｂをセットして
燃料噴射を開始させる。そして、ステップ９０６にてこ
のルーチンは終了する。
計算された空燃比補正係数ＦＡＦＡ，ＦＡＦＢを用いて
各バンクの燃料噴射量ＴＡＵＡ，ＴＡＵＢを演算するル
ーチンであって、所定クランク角毎、例えば３６０℃Ａ
毎に実行される。ステップ９０１では、ＲＡＭ１０５よ
り吸入空気量データＱおよび回転速度データＮe を読出
して基本噴射量ＴＡＵＰをＴＡＵＰ←α・Ｑ／Ｎe （α
は定数）により演算する。なお、基本噴射量ＴＡＵＰ
は、理論空燃比を得るための燃料噴射量、αは定数であ
る。ステップ９０２では、Ａバンク用最終噴射量ＴＡＵ
Ａを、ＴＡＵＡ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦＡ・β＋γ（β，γ
は他の運転状態パラメータで定まる補正量）により演算
する。次いで、ステップ９０３にて、噴射量ＴＡＵＡを
Ａバンク用ダウンカウンタ１０８Ａにセットすると共に
フリップフロップ１０９Ａをセットして燃料噴射を開始
させる。同様に、ステップ９０４では、Ｂバンク用最終
噴射量ＴＡＵＢを、ＴＡＵＢ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦＢ・β
＋γにより演算する。次いで、ステップ９０５にて、噴
射量ＴＡＵＢをＢバンク用ダウンカウンタ１０８Ｂにセ
ットすると共にフリップフロップ１０９Ｂをセットして
燃料噴射を開始させる。そして、ステップ９０６にてこ
のルーチンは終了する。
【００４０】なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵＡもし
くはＴＡＵＢに相当する時間が経過すると、ダウンカウ
ンタ１０８Ａもしくは１０８Ｂのキャリアウト信号によ
ってフリップフロップ１０９Ａもしくは１０９Ｂがリセ
ットされて燃料噴射は終了する。次に、本実施例の、上
流側及び下流側空燃比センサの出力に基づく触媒劣化検
出について説明する。
くはＴＡＵＢに相当する時間が経過すると、ダウンカウ
ンタ１０８Ａもしくは１０８Ｂのキャリアウト信号によ
ってフリップフロップ１０９Ａもしくは１０９Ｂがリセ
ットされて燃料噴射は終了する。次に、本実施例の、上
流側及び下流側空燃比センサの出力に基づく触媒劣化検
出について説明する。
【００４１】本実施例では、後述するように上流側空燃
比センサ１３Ａ、１３Ｂの出力に基づいて排気管集合部
１５ａの空燃比、すなわち触媒コンバータ１６に実際に
流入する排気空燃比を推定し、この推定値と下流側空燃
比センサ１７の出力とに基づいて特願平3-331810号と同
様な面積比、空燃比を用いて触媒の劣化を検出してい
る。
比センサ１３Ａ、１３Ｂの出力に基づいて排気管集合部
１５ａの空燃比、すなわち触媒コンバータ１６に実際に
流入する排気空燃比を推定し、この推定値と下流側空燃
比センサ１７の出力とに基づいて特願平3-331810号と同
様な面積比、空燃比を用いて触媒の劣化を検出してい
る。
【００４２】本実施例では排気管集合部１５ａの空燃比
を次の方法で推定している。すなわち、排気管集合部１
５ａでは、ＡバンクとＢバンクからの排気が混合してい
るのであるから、排気管集合部１５ａにおける排気空燃
比はＡバンクの排気空燃比とＢバンクの排気空燃比との
算術平均になっているものと考えられる。本実施例では
上流側空燃比センサ１３Ａ、１３Ｂは空燃比に比例する
出力電圧を発生するので、上流側空燃比センサ１３Ａの
出力と１３Ｂの出力との平均値（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２は排
気管集合部１５ａにおける排気空燃比に相当する空燃比
センサの出力電圧値になる。図１０はＡバンクの上流側
空燃比センサ１３Ａ出力Ｖ1A（図１０（Ａ））とＢバン
クの上流側空燃比センサ１３Ｂ出力Ｖ1B（図１０
（Ｂ））及びこれらの平均値Ｖ1M＝（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２
（図１０（Ｃ））を示している。各バンクの空燃比はそ
れぞれの上流側空燃比センサ出力と比例しているため平
均値Ｖ1M（以下、Ｖ1Mを上流側空燃比センサの合成出力
という）は各バンクの空燃比フィードバック制御が同期
している場合（図１０、区間Ｉ）、同期していない場合
（図１０、区間II）にかかわらず各バンクの空燃比の平
均値を示す。この場合、触媒が劣化していると触媒出口
側の排気空燃比は触媒に流入する排気の空燃比と一致す
るため触媒劣化時の下流側空燃比センサ１７出力Ｖ2 は
上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと一致する（図１０
（Ｄ）参照）。
を次の方法で推定している。すなわち、排気管集合部１
５ａでは、ＡバンクとＢバンクからの排気が混合してい
るのであるから、排気管集合部１５ａにおける排気空燃
比はＡバンクの排気空燃比とＢバンクの排気空燃比との
算術平均になっているものと考えられる。本実施例では
上流側空燃比センサ１３Ａ、１３Ｂは空燃比に比例する
出力電圧を発生するので、上流側空燃比センサ１３Ａの
出力と１３Ｂの出力との平均値（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２は排
気管集合部１５ａにおける排気空燃比に相当する空燃比
センサの出力電圧値になる。図１０はＡバンクの上流側
空燃比センサ１３Ａ出力Ｖ1A（図１０（Ａ））とＢバン
クの上流側空燃比センサ１３Ｂ出力Ｖ1B（図１０
（Ｂ））及びこれらの平均値Ｖ1M＝（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２
（図１０（Ｃ））を示している。各バンクの空燃比はそ
れぞれの上流側空燃比センサ出力と比例しているため平
均値Ｖ1M（以下、Ｖ1Mを上流側空燃比センサの合成出力
という）は各バンクの空燃比フィードバック制御が同期
している場合（図１０、区間Ｉ）、同期していない場合
（図１０、区間II）にかかわらず各バンクの空燃比の平
均値を示す。この場合、触媒が劣化していると触媒出口
側の排気空燃比は触媒に流入する排気の空燃比と一致す
るため触媒劣化時の下流側空燃比センサ１７出力Ｖ2 は
上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと一致する（図１０
（Ｄ）参照）。
【００４３】これに対して、図１１は通常のＺ出力特性
を有するＯ2 センサを使用した場合の各バンクの触媒上
流側と下流側のＯ2 センサ出力（実線）と実際の排気空
燃比（点線）を示している。前述のように、通常のＺ出
力特性を有するＯ2 センサの出力は理論空燃比近傍で急
変し、出力と実際の空燃比とは比例しないので各バンク
の空燃比フィードバック制御が完全に同期している場合
（図１１、区間Ｉ）を除いて合成出力Ｖ1Mは実際の合流
部排気空燃比とは一致しない（図１１、区間II）。すな
わちＡバンクとＢバンクの空燃比フィードバック制御の
位相や振幅がずれていると（図１１（Ａ）、１１
（Ｂ））合流部での空燃比の変動周期と振幅は合成出力
Ｖ1Mとは一致しなくなる（図１１（Ｃ））。また、触媒
が劣化した場合、図１１（Ｃ）に示すように合流部での
排気空燃比が理論空燃比を横切らずにリッチ側またはリ
ーン側で振れていると、通常のＺ出力特性を有する下流
側Ｏ2 センサでは出力は図１１（Ｄ）に示すようにリッ
チ側またはリーン側出力を示したまま変動しなくなる。
この様な場合、特願平3-331810号と同様な面積比、空燃
比を用いて触媒の劣化を検出していると、上流側Ｏ2 セ
ンサの合成出力Ｖ1Mと下流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長比
は実際より小さくなり、逆に面積比は実際より大幅に大
きくなってしまい、劣化した触媒が正常と誤判定される
場合が生じる（図１７、Ａ点及びＡ′点参照）。本実施
例では、上流側と下流側の空燃比センサに実際の空燃比
と比例する電圧信号を出力する空燃比センサを使用する
ことにより、上記の誤判定を防止して正確な触媒劣化検
出を行っている。
を有するＯ2 センサを使用した場合の各バンクの触媒上
流側と下流側のＯ2 センサ出力（実線）と実際の排気空
燃比（点線）を示している。前述のように、通常のＺ出
力特性を有するＯ2 センサの出力は理論空燃比近傍で急
変し、出力と実際の空燃比とは比例しないので各バンク
の空燃比フィードバック制御が完全に同期している場合
（図１１、区間Ｉ）を除いて合成出力Ｖ1Mは実際の合流
部排気空燃比とは一致しない（図１１、区間II）。すな
わちＡバンクとＢバンクの空燃比フィードバック制御の
位相や振幅がずれていると（図１１（Ａ）、１１
（Ｂ））合流部での空燃比の変動周期と振幅は合成出力
Ｖ1Mとは一致しなくなる（図１１（Ｃ））。また、触媒
が劣化した場合、図１１（Ｃ）に示すように合流部での
排気空燃比が理論空燃比を横切らずにリッチ側またはリ
ーン側で振れていると、通常のＺ出力特性を有する下流
側Ｏ2 センサでは出力は図１１（Ｄ）に示すようにリッ
チ側またはリーン側出力を示したまま変動しなくなる。
この様な場合、特願平3-331810号と同様な面積比、空燃
比を用いて触媒の劣化を検出していると、上流側Ｏ2 セ
ンサの合成出力Ｖ1Mと下流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長比
は実際より小さくなり、逆に面積比は実際より大幅に大
きくなってしまい、劣化した触媒が正常と誤判定される
場合が生じる（図１７、Ａ点及びＡ′点参照）。本実施
例では、上流側と下流側の空燃比センサに実際の空燃比
と比例する電圧信号を出力する空燃比センサを使用する
ことにより、上記の誤判定を防止して正確な触媒劣化検
出を行っている。
【００４４】また、各バンクのフィードバック制御位相
のずれ等により、上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mが
理論空燃比近傍で殆ど変動しなくなったような場合に
は、触媒の劣化の有無にかかわらず下流側空燃比センサ
の出力も殆ど変化しないため、空燃比センサ出力の面積
比、軌跡長比は共にゼロに近くなり、触媒劣化の判定が
困難になる（図１７、Ｃ点）。そこで、本実施例では上
流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mが有意な触媒劣化検出
をできる程度に変動している場合（例えば出力Ｖ 1Mの変
動幅が空燃比で１５以上と１４以下の領域にまたがって
いる場合）にのみ触媒劣化検出を行うようにしている。
のずれ等により、上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mが
理論空燃比近傍で殆ど変動しなくなったような場合に
は、触媒の劣化の有無にかかわらず下流側空燃比センサ
の出力も殆ど変化しないため、空燃比センサ出力の面積
比、軌跡長比は共にゼロに近くなり、触媒劣化の判定が
困難になる（図１７、Ｃ点）。そこで、本実施例では上
流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mが有意な触媒劣化検出
をできる程度に変動している場合（例えば出力Ｖ 1Mの変
動幅が空燃比で１５以上と１４以下の領域にまたがって
いる場合）にのみ触媒劣化検出を行うようにしている。
【００４５】図１２は上述の上流側空燃比センサの合成
出力Ｖ1Mの変動幅の判定動作を示すフローチャートの一
実施例を示す。本ルーチンは制御回路１０により一定時
間毎（例えば４ms毎）に実行される。図１２においてル
ーチンがスタートすると、ステップ１２０１では上流側
空燃比センサ１３Ａ、１３Ｂの出力Ｖ1A、Ｖ1BがＡ／Ｄ
変換して取り込まれ、これらの出力Ｖ1A、Ｖ1Bから合成
出力Ｖ1Mが、Ｖ1M＝（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２として計算さ
れ、制御回路１０のＲＡＭ１０５に格納される。次いで
ステップ１２０２では上記により算出した合成出力Ｖ1M
が所定値Ｖ0Lより大きいか否かが判定される。ここで、
所定値Ｖ0Lは、例えば空燃比１５．０に相当する空燃比
センサ出力電圧である。ステップ１２０２でＶ1M＞Ｖ0L
であった場合にはステップ１２０３でフラグＸＬをセッ
ト（＝“１”）してステップ１２０６でルーチンを終了
する。ステップ１２０２でＶ1M≦Ｖ0Lであった場合はス
テップ１２０４に進み、合成出力Ｖ 1Mが所定値Ｖ0Rより
小さいか否かが判定される。ここで、所定値Ｖ0Rは、例
えば空燃比１４．０に相当する空燃比センサ出力電圧で
ある。ステップ１２０４でＶ 1M＞Ｖ0Rであった場合には
ステップ１２０５でフラグＸＲをセット（＝“１”）し
てステップ１２０６でルーチンを終了する。また、ステ
ップ１２０４でＶ1M≦Ｖ0Rであった場合は、フラグＸ
Ｌ、ＸＲのセットは行わずにステップ１２０６でルーチ
ンを終了する。すなわち、本ルーチンでは排気合流部の
空燃比が１５．０より大きい場合及び１４．０より小さ
い場合にのみフラグＸＬ、ＸＲのセットを行う。後述の
ように、触媒の劣化検出はフラグＸＬ、ＸＲが両方とも
セットされている場合、すなわち排気合流部の空燃比変
動幅が有意な触媒劣化検出を行うのに十分な程大きい場
合にのみ行い、誤判定を防止するようになっている。
出力Ｖ1Mの変動幅の判定動作を示すフローチャートの一
実施例を示す。本ルーチンは制御回路１０により一定時
間毎（例えば４ms毎）に実行される。図１２においてル
ーチンがスタートすると、ステップ１２０１では上流側
空燃比センサ１３Ａ、１３Ｂの出力Ｖ1A、Ｖ1BがＡ／Ｄ
変換して取り込まれ、これらの出力Ｖ1A、Ｖ1Bから合成
出力Ｖ1Mが、Ｖ1M＝（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２として計算さ
れ、制御回路１０のＲＡＭ１０５に格納される。次いで
ステップ１２０２では上記により算出した合成出力Ｖ1M
が所定値Ｖ0Lより大きいか否かが判定される。ここで、
所定値Ｖ0Lは、例えば空燃比１５．０に相当する空燃比
センサ出力電圧である。ステップ１２０２でＶ1M＞Ｖ0L
であった場合にはステップ１２０３でフラグＸＬをセッ
ト（＝“１”）してステップ１２０６でルーチンを終了
する。ステップ１２０２でＶ1M≦Ｖ0Lであった場合はス
テップ１２０４に進み、合成出力Ｖ 1Mが所定値Ｖ0Rより
小さいか否かが判定される。ここで、所定値Ｖ0Rは、例
えば空燃比１４．０に相当する空燃比センサ出力電圧で
ある。ステップ１２０４でＶ 1M＞Ｖ0Rであった場合には
ステップ１２０５でフラグＸＲをセット（＝“１”）し
てステップ１２０６でルーチンを終了する。また、ステ
ップ１２０４でＶ1M≦Ｖ0Rであった場合は、フラグＸ
Ｌ、ＸＲのセットは行わずにステップ１２０６でルーチ
ンを終了する。すなわち、本ルーチンでは排気合流部の
空燃比が１５．０より大きい場合及び１４．０より小さ
い場合にのみフラグＸＬ、ＸＲのセットを行う。後述の
ように、触媒の劣化検出はフラグＸＬ、ＸＲが両方とも
セットされている場合、すなわち排気合流部の空燃比変
動幅が有意な触媒劣化検出を行うのに十分な程大きい場
合にのみ行い、誤判定を防止するようになっている。
【００４６】次に図１３、図１４に触媒劣化検出動作の
フローチャートの一実施例を示す。本ルーチンは制御回
路１０により一定時間毎（例えば６５ms毎）に実行され
る。本ルーチンでは、ルーチン実行毎に上流側空燃比セ
ンサの合成出力Ｖ1Mと下流側空燃比センサ１７の出力Ｖ
2 について軌跡長と面積を仮に計算して変数ＬＶＭＴ、
ＡＶＭＴ、ＬＶＳＴ、ＡＶＳＴにそれぞれ格納する。更
に、所定時間内に合成出力Ｖ1Mが空燃比１４以下及び１
５以上の領域にまたがって変動している場合には仮計算
した軌跡長ＬＶＭＴ、ＬＶＳＴと面積ＡＶＭＴ、ＡＶＳ
Ｔとを積算し、その積算値に基づいて面積比と軌跡長比
とを求め、図１７の判定マップから触媒の劣化の有無を
判断する。
フローチャートの一実施例を示す。本ルーチンは制御回
路１０により一定時間毎（例えば６５ms毎）に実行され
る。本ルーチンでは、ルーチン実行毎に上流側空燃比セ
ンサの合成出力Ｖ1Mと下流側空燃比センサ１７の出力Ｖ
2 について軌跡長と面積を仮に計算して変数ＬＶＭＴ、
ＡＶＭＴ、ＬＶＳＴ、ＡＶＳＴにそれぞれ格納する。更
に、所定時間内に合成出力Ｖ1Mが空燃比１４以下及び１
５以上の領域にまたがって変動している場合には仮計算
した軌跡長ＬＶＭＴ、ＬＶＳＴと面積ＡＶＭＴ、ＡＶＳ
Ｔとを積算し、その積算値に基づいて面積比と軌跡長比
とを求め、図１７の判定マップから触媒の劣化の有無を
判断する。
【００４７】すなわち、図１３でルーチンがスタートす
ると、ステップ１３０１では触媒劣化検出条件が成立し
ているか否かが判断される。触媒劣化検出条件は、例え
ば、上流側空燃比センサ出力による空燃比フィードバッ
ク制御が実行中であること（ＸＭＦＢ＝“１”）、下流
側空燃比センサ出力による空燃比フィードバック制御が
実行中であること（フラグＸＳＦＢ＝“１”）等であ
る。これらの条件のいずれかが成立していない場合には
ステップ１３０２以下のステップを実行することなく図
１４ステップ１３２３に進みルーチンを終了する。
ると、ステップ１３０１では触媒劣化検出条件が成立し
ているか否かが判断される。触媒劣化検出条件は、例え
ば、上流側空燃比センサ出力による空燃比フィードバッ
ク制御が実行中であること（ＸＭＦＢ＝“１”）、下流
側空燃比センサ出力による空燃比フィードバック制御が
実行中であること（フラグＸＳＦＢ＝“１”）等であ
る。これらの条件のいずれかが成立していない場合には
ステップ１３０２以下のステップを実行することなく図
１４ステップ１３２３に進みルーチンを終了する。
【００４８】ステップ１３０１で触媒劣化検出条件が成
立していた場合にはステップ１３０２から１３０４を実
行し、軌跡長と面積の仮計算を行う。すなわち、ステッ
プ１３０２では上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと上
流側空燃比センサの比較電圧ＶR1とを用いて合成出力Ｖ
1Mの軌跡の長さと軌跡と比較電圧とで囲まれる面積、Ｌ
ＶＭＴとＡＶＭＴとを近似的に以下の式を用いて演算す
る。
立していた場合にはステップ１３０２から１３０４を実
行し、軌跡長と面積の仮計算を行う。すなわち、ステッ
プ１３０２では上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと上
流側空燃比センサの比較電圧ＶR1とを用いて合成出力Ｖ
1Mの軌跡の長さと軌跡と比較電圧とで囲まれる面積、Ｌ
ＶＭＴとＡＶＭＴとを近似的に以下の式を用いて演算す
る。
【００４９】 ＬＶＭＴ←ＬＶＭＴ＋｜Ｖ1M−Ｖ1Mn-1 ｜ ＡＶＭＴ←ＡＶＭＴ＋｜Ｖ1M−ＶR1｜ ここで、Ｖ1Mn-1 は前回ルーチン実行時計算した上流側
空燃比センサの合成出力の値である（図１５参照） 次いで、ステップ１３０３では、上記と同様に下流側空
燃比センサの出力Ｖ2と下流側空燃比センサの比較電圧
ＶR2とを用いて下流側空燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡の長
さと軌跡と比較電圧とで囲まれる面積、ＬＶＳＴとＡＶ
ＳＴとを近似的に以下の式を用いて演算する。
空燃比センサの合成出力の値である（図１５参照） 次いで、ステップ１３０３では、上記と同様に下流側空
燃比センサの出力Ｖ2と下流側空燃比センサの比較電圧
ＶR2とを用いて下流側空燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡の長
さと軌跡と比較電圧とで囲まれる面積、ＬＶＳＴとＡＶ
ＳＴとを近似的に以下の式を用いて演算する。
【００５０】 ＬＶＳＴ←ＬＶＳＴ＋｜Ｖ2 −Ｖ2n-1｜ ＡＶＳＴ←ＡＶＳＴ＋｜Ｖ2 −ＶR2｜ ここで、Ｖ2n-1は上記と同様に前回ルーチン実行時計算
した下流側空燃比センサの出力の値である（図１５参
照） また、ステップ１３０４では次回のルーチン実行に備え
てＶ1Mn-1 とＶ2n-1の値の更新を行う。
した下流側空燃比センサの出力の値である（図１５参
照） また、ステップ１３０４では次回のルーチン実行に備え
てＶ1Mn-1 とＶ2n-1の値の更新を行う。
【００５１】続いてステップ１３０５から１３０７では
所定時間内（例えば１秒程度の時間）に上流側空燃比セ
ンサの合成出力が有意な触媒劣化検出をできるほどに変
動したか否かを判断し、変動している場合にのみステッ
プ１３０２、１３０３で仮計算したＬＶＭＴ、ＬＶＭＴ
とＡＶＭＴ、ＡＶＳＴとを積算して積算値ＬＶＭ、ＬＶ
Ｓ、ＡＶＭ、ＡＶＳを求める。また、合成出力Ｖ1Mが所
定の変動をしていない場合にはステップ１３０２、１３
０３で仮計算したＬＶＭＴ、ＬＶＭＴとＡＶＭＴ、ＡＶ
ＳＴは触媒劣化検出に使用しないこととしてゼロクリア
する。
所定時間内（例えば１秒程度の時間）に上流側空燃比セ
ンサの合成出力が有意な触媒劣化検出をできるほどに変
動したか否かを判断し、変動している場合にのみステッ
プ１３０２、１３０３で仮計算したＬＶＭＴ、ＬＶＭＴ
とＡＶＭＴ、ＡＶＳＴとを積算して積算値ＬＶＭ、ＬＶ
Ｓ、ＡＶＭ、ＡＶＳを求める。また、合成出力Ｖ1Mが所
定の変動をしていない場合にはステップ１３０２、１３
０３で仮計算したＬＶＭＴ、ＬＶＭＴとＡＶＭＴ、ＡＶ
ＳＴは触媒劣化検出に使用しないこととしてゼロクリア
する。
【００５２】すなわち、ステップ１３０５ではカウンタ
Ｃの値をプラス１カウントアップし、ステップ１３０６
ではカウンタＣの値が所定値Ｃ0 以上か否かを判定する
（ここで所定値Ｃ0 は略１秒に相当するルーチン実行回
数である）。カウンタＣの値が所定値Ｃ0 未満の場合に
は図１４ステップ１３２３に進み、そのままルーチンを
終了する。また、ステップ１３０６でカウンタＣの値が
所定値Ｃ0 以上である場合にはステップ１３０６でカウ
ンタＣをゼロリセットしてステップ１３０８に進み、前
述のフラグＸＬ、ＸＲがセット（＝“１”）されている
か否かを判定する。フラグＸＬ、ＸＲのいずれかがセッ
トされていない場合は所定時間（約１秒）の間に合成出
力Ｖ1Mが所定範囲以上（空燃比で１４以下と１５以上に
相当する範囲）の変動をしていないことを意味するので
ステップ１３１１に進み、ステップ１３０２、１３０３
で求めた軌跡長と面積の仮計算値をクリアしてルーチン
を終了する。
Ｃの値をプラス１カウントアップし、ステップ１３０６
ではカウンタＣの値が所定値Ｃ0 以上か否かを判定する
（ここで所定値Ｃ0 は略１秒に相当するルーチン実行回
数である）。カウンタＣの値が所定値Ｃ0 未満の場合に
は図１４ステップ１３２３に進み、そのままルーチンを
終了する。また、ステップ１３０６でカウンタＣの値が
所定値Ｃ0 以上である場合にはステップ１３０６でカウ
ンタＣをゼロリセットしてステップ１３０８に進み、前
述のフラグＸＬ、ＸＲがセット（＝“１”）されている
か否かを判定する。フラグＸＬ、ＸＲのいずれかがセッ
トされていない場合は所定時間（約１秒）の間に合成出
力Ｖ1Mが所定範囲以上（空燃比で１４以下と１５以上に
相当する範囲）の変動をしていないことを意味するので
ステップ１３１１に進み、ステップ１３０２、１３０３
で求めた軌跡長と面積の仮計算値をクリアしてルーチン
を終了する。
【００５３】ステップ１３０８でフラグＸＬ、ＸＲの両
方がセットされていた場合にはステップ１３０９、１３
１０が実行され、ステップ１３０２、１３０３で求めた
軌跡長と面積の仮計算値ＬＶＭＴ、ＬＶＭＴとＡＶＭ
Ｔ、ＡＶＳＴとを積算して軌跡長と面積の積算値ＬＶ
Ｍ、ＬＶＳ、ＡＶＭ、ＡＶＳを求める演算を行う。本実
施例では、前述の特願平3-331810号の触媒劣化検出方法
により、上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと下流側空
燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡長と面積ＬＶＭ、ＬＶＳ、Ａ
ＶＭ、ＡＶＳを用いて図１７により判定を行う。図１６
は上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1M（触媒に流入する
排気の空燃比）（図１６（Ａ））と、それに対する、触
媒が正常な場合と触媒が劣化した場合の下流側空燃比セ
ンサ出力Ｖ2 （図１６（Ｂ）（Ｃ））示している。図１
６(B) に示すように触媒が劣化していない場合は、下流
側下流側空燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡長ＬＶＳは比較的
小さいが、Ｖ2 と比較電圧とで囲まれる面積ＡＶＳは比
較的大きくなる。
方がセットされていた場合にはステップ１３０９、１３
１０が実行され、ステップ１３０２、１３０３で求めた
軌跡長と面積の仮計算値ＬＶＭＴ、ＬＶＭＴとＡＶＭ
Ｔ、ＡＶＳＴとを積算して軌跡長と面積の積算値ＬＶ
Ｍ、ＬＶＳ、ＡＶＭ、ＡＶＳを求める演算を行う。本実
施例では、前述の特願平3-331810号の触媒劣化検出方法
により、上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと下流側空
燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡長と面積ＬＶＭ、ＬＶＳ、Ａ
ＶＭ、ＡＶＳを用いて図１７により判定を行う。図１６
は上流側空燃比センサの合成出力Ｖ1M（触媒に流入する
排気の空燃比）（図１６（Ａ））と、それに対する、触
媒が正常な場合と触媒が劣化した場合の下流側空燃比セ
ンサ出力Ｖ2 （図１６（Ｂ）（Ｃ））示している。図１
６(B) に示すように触媒が劣化していない場合は、下流
側下流側空燃比センサ出力Ｖ2 の軌跡長ＬＶＳは比較的
小さいが、Ｖ2 と比較電圧とで囲まれる面積ＡＶＳは比
較的大きくなる。
【００５４】一方、図１６(C) に示すように触媒が劣化
した場合は軌跡長ＬＶＳは比較的大きくなるのに対し
て、面積ＡＶＳは比較的小さくなる。このため、上流側
空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと下流側空燃比センサ出力
Ｖ2 との軌跡長比ＬＶＳ／ＬＶＭ及び面積比ＡＶＳ／Ａ
ＶＭとに基づいて、図１７の判定図から触媒の劣化を精
度良く判定することができる。
した場合は軌跡長ＬＶＳは比較的大きくなるのに対し
て、面積ＡＶＳは比較的小さくなる。このため、上流側
空燃比センサの合成出力Ｖ1Mと下流側空燃比センサ出力
Ｖ2 との軌跡長比ＬＶＳ／ＬＶＭ及び面積比ＡＶＳ／Ａ
ＶＭとに基づいて、図１７の判定図から触媒の劣化を精
度良く判定することができる。
【００５５】図１４ステップ１３１２から１３２３は上
記の触媒劣化検出動作を示している。すなわち、ステッ
プ１３１２ではカウンタＣＴ1 の＋1 カウントアップが
行われ、ステップ１３１３では、ＣＴ1 が所定の判定時
間Ｔ1 を越えたか否かが判定される（ここでカウンタＣ
Ｔ1 は２０秒に相当するルーチンの実行回数である。す
なわち、本実施例では、上流側空燃比センサの合成出力
Ｖ1Mの変動幅が前述の所定範囲を越えた時間の累積が２
０秒に達する毎に触媒劣化の有無を判定する。）。ステ
ップ１３１２でＣＴ1 ＞Ｔ1 である場合にはステップ１
３１４で軌跡長比ＬＶＳ／ＬＶＭ及び面積比ＡＶＳ／Ａ
ＶＭを演算し、ステップ１３１５でこの軌跡長比と面積
比とに基づいて図１７のマップから触媒劣化の有無を判
定する。
記の触媒劣化検出動作を示している。すなわち、ステッ
プ１３１２ではカウンタＣＴ1 の＋1 カウントアップが
行われ、ステップ１３１３では、ＣＴ1 が所定の判定時
間Ｔ1 を越えたか否かが判定される（ここでカウンタＣ
Ｔ1 は２０秒に相当するルーチンの実行回数である。す
なわち、本実施例では、上流側空燃比センサの合成出力
Ｖ1Mの変動幅が前述の所定範囲を越えた時間の累積が２
０秒に達する毎に触媒劣化の有無を判定する。）。ステ
ップ１３１２でＣＴ1 ＞Ｔ1 である場合にはステップ１
３１４で軌跡長比ＬＶＳ／ＬＶＭ及び面積比ＡＶＳ／Ａ
ＶＭを演算し、ステップ１３１５でこの軌跡長比と面積
比とに基づいて図１７のマップから触媒劣化の有無を判
定する。
【００５６】ステップ１３１５で触媒劣化と判定された
場合にはステップ１３１６に進み、アラームフラグＡＬ
Ｍをセット（＝“１”）するとともに、ステップ１３１
８で触媒劣化アラームを付勢して触媒の劣化を運転者に
報知する。、また触媒が劣化していないと判定された場
合にはステップ１３１９でアラームフラグＡＬＭのリセ
ット（＝“０”）が行われ、ステップ１３２０で触媒劣
化アラームの消勢が行われる。また、これらの動作終了
後ステップ１３２１では次回の修理、点検に備えてアラ
ームフラグＡＬＭがバックアップラムＲＡＭ１０６に格
納される。
場合にはステップ１３１６に進み、アラームフラグＡＬ
Ｍをセット（＝“１”）するとともに、ステップ１３１
８で触媒劣化アラームを付勢して触媒の劣化を運転者に
報知する。、また触媒が劣化していないと判定された場
合にはステップ１３１９でアラームフラグＡＬＭのリセ
ット（＝“０”）が行われ、ステップ１３２０で触媒劣
化アラームの消勢が行われる。また、これらの動作終了
後ステップ１３２１では次回の修理、点検に備えてアラ
ームフラグＡＬＭがバックアップラムＲＡＭ１０６に格
納される。
【００５７】また、ステップ１３２１、１３２３では、
次回の触媒劣化検出動作に備えて、パラメータＬＶＭ、
ＡＶＭ、ＬＶＳ、ＡＶＳ等がクリアされる。なお、上述
の実施例では、本発明を二つの気筒集合を有する内燃機
関に適用した場合についてのみ説明したが、本発明は三
つ以上の気筒集合を有する内燃機関にも同様に適用可能
である。また、上述の実施例では、空燃比センサとして
空燃比に略比例する出力特性を有するタイプのものを使
用した場合についてのみ説明しているが、本発明はこの
タイプの空燃比センサに限定されるわけではなく、空燃
比と一対一に対応する出力を発生するものであれば、他
のタイプの空燃比センサも使用することができる。ただ
し、この場合には上記図１２から１４に於いて各空燃比
センサの出力を直接触媒劣化検出に使用するのではな
く、制御回路１０で空燃比センサ出力を実際の空燃比に
変換し、実際の空燃比を使用して図１２から１４のルー
チンを実行する。
次回の触媒劣化検出動作に備えて、パラメータＬＶＭ、
ＡＶＭ、ＬＶＳ、ＡＶＳ等がクリアされる。なお、上述
の実施例では、本発明を二つの気筒集合を有する内燃機
関に適用した場合についてのみ説明したが、本発明は三
つ以上の気筒集合を有する内燃機関にも同様に適用可能
である。また、上述の実施例では、空燃比センサとして
空燃比に略比例する出力特性を有するタイプのものを使
用した場合についてのみ説明しているが、本発明はこの
タイプの空燃比センサに限定されるわけではなく、空燃
比と一対一に対応する出力を発生するものであれば、他
のタイプの空燃比センサも使用することができる。ただ
し、この場合には上記図１２から１４に於いて各空燃比
センサの出力を直接触媒劣化検出に使用するのではな
く、制御回路１０で空燃比センサ出力を実際の空燃比に
変換し、実際の空燃比を使用して図１２から１４のルー
チンを実行する。
【００５８】なお、本実施例では排気合流部（触媒上流
部）の排気空燃比の推定を、同時にに計測した上流側空
燃比センサ１３Ａ、１３Ｂ出力Ｖ1AとＶ1Bとを用いて、
これらのの算術平均（（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２として行って
いるが、例えば各空燃比センサの位置から排気合流部ま
での排気管長さによる排気到達時間の差を考慮してＶ 1A
とＶ1Bの計測時期に差を設けたものを用いて合流部の排
気空燃比を推定するようにしてもよい。
部）の排気空燃比の推定を、同時にに計測した上流側空
燃比センサ１３Ａ、１３Ｂ出力Ｖ1AとＶ1Bとを用いて、
これらのの算術平均（（Ｖ1A＋Ｖ1B）／２として行って
いるが、例えば各空燃比センサの位置から排気合流部ま
での排気管長さによる排気到達時間の差を考慮してＶ 1A
とＶ1Bの計測時期に差を設けたものを用いて合流部の排
気空燃比を推定するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の気筒集合を有する多気筒機関の、排気合流部の空
燃比を推定し、この推定値を使用して触媒の劣化の有無
を判定するようにしたことにより、各気筒の空燃比フィ
ードバック制御位相を強制的に同期させることによる一
時的制御特性の悪化や排気エミッションの過渡的悪化を
生じることなく正確な触媒劣化検出が行うことができる
効果がある。
複数の気筒集合を有する多気筒機関の、排気合流部の空
燃比を推定し、この推定値を使用して触媒の劣化の有無
を判定するようにしたことにより、各気筒の空燃比フィ
ードバック制御位相を強制的に同期させることによる一
時的制御特性の悪化や排気エミッションの過渡的悪化を
生じることなく正確な触媒劣化検出が行うことができる
効果がある。
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る触媒劣化検出装置を適用する内燃
機関の一実施例を示す全体概略図である。
機関の一実施例を示す全体概略図である。
【図３】図２の制御回路の空燃比フィードバック制御動
作を説明するフローチャートである。
作を説明するフローチャートである。
【図４】図２の制御回路の空燃比フィードバック制御動
作を説明するフローチャートの一部である。
作を説明するフローチャートの一部である。
【図５】図２の制御回路の空燃比フィードバック制御動
作を説明するフローチャートの一部である。
作を説明するフローチャートの一部である。
【図６】図４から図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。
足説明するタイミング図である。
【図７】図２の制御回路の空燃比フィードバック制御動
作を説明するフローチャートの一部である。
作を説明するフローチャートの一部である。
【図８】図２の制御回路の空燃比フィードバック制御動
作を説明するフローチャートの一部である。
作を説明するフローチャートの一部である。
【図９】図２の制御回路の燃料噴射量制御動作を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１０】各バンクの上流側空燃比センサ出力とこれら
の合成出力との関係を示す図である。
の合成出力との関係を示す図である。
【図１１】通常のＺ出力特性を有するＯ2 センサを使用
した場合の図１０と同様な図である。
した場合の図１０と同様な図である。
【図１２】図２の制御回路の上流側空燃比センサの合成
出力Ｖ1Mの変動幅の判定動作を示すフローチャートであ
る。
出力Ｖ1Mの変動幅の判定動作を示すフローチャートであ
る。
【図１３】図２の制御回路の触媒劣化検出動作を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図１４】図２の制御回路の触媒劣化検出動作を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図１５】空燃比センサ出力の軌跡長と面積の定義を示
す図である。
す図である。
【図１６】触媒劣化による下流側空燃比センサ出力の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図１７】上流側と下流側空燃比センサ出力の軌跡長比
と面積比とに基づく触媒劣化判定用マップを示す図であ
る。
と面積比とに基づく触媒劣化判定用マップを示す図であ
る。
【図１８】一般的な空燃比センサの構造を模式的に示す
図である。
図である。
【図１９】通常のＯ2 センサの出力特性と本実施例の空
燃比センサの出力特性の比較を示す図である。
燃比センサの出力特性の比較を示す図である。
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 ７Ａ，７Ｂ…燃料噴射弁 １０…制御回路 １３Ａ，１３Ｂ…上流側空燃比センサ １６…触媒コンバータ １７…下流側空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 多気筒内燃機関の気筒を複数の気筒集合
に分割し、各気筒集合毎に排気通路を設け、各気筒集合
の排気通路が合流する合流部下流の集合排気通路に排気
浄化触媒を設けた内燃機関の触媒劣化検出装置であっ
て、 前記排気合流部上流側の各々の気筒集合の排気通路それ
ぞれに配置された、排気空燃比と一対一に対応する信号
を出力する上流側空燃比センサと、 前記排気浄化触媒下流側の集合排気通路に配置された、
排気空燃比と一対一に対応する信号を出力する下流側空
燃比センサと、 少なくとも前記それぞれの上流側空燃比センサの出力に
基づいて各気筒集合の空燃比が所定の空燃比を中心に周
期変動するようにそれぞれの気筒集合の空燃比を独立に
フィードバック制御するフィードバック制御手段と、 前記上流側空燃比センサ出力に基づいて前記排気合流部
の排気空燃比を推定する推定手段と、 前記推定手段により推定された前記排気合流部の空燃比
推定値と前記下流側空燃比センサ出力とに基づいて触媒
の劣化の有無を判定する判定手段とを備えた触媒劣化検
出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4329406A JP2624107B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 触媒劣化検出装置 |
| US08/149,805 US5377484A (en) | 1992-12-09 | 1993-11-10 | Device for detecting deterioration of a catalytic converter for an engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4329406A JP2624107B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 触媒劣化検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173661A true JPH06173661A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2624107B2 JP2624107B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=18221068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4329406A Expired - Lifetime JP2624107B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 触媒劣化検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5377484A (ja) |
| JP (1) | JP2624107B2 (ja) |
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