JPH06212956A - 触媒コンバータの効率を車内で監視する装置および方法 - Google Patents
触媒コンバータの効率を車内で監視する装置および方法Info
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- JPH06212956A JPH06212956A JP5267436A JP26743693A JPH06212956A JP H06212956 A JPH06212956 A JP H06212956A JP 5267436 A JP5267436 A JP 5267436A JP 26743693 A JP26743693 A JP 26743693A JP H06212956 A JPH06212956 A JP H06212956A
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
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- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば、自動車の内燃機関からの排気ガスを
処理する触媒コンバータ効率を監視する装置および方法
を提供する。 【構成】 触媒コンバータ１２４の上流側および下流側
に配置された排気ガス酸素センサ１２８および１３０を
有する二段閉ループ燃料制御装置においては、テスト期
間にわたる燃制御装置の通常の運転の間に下流側センサ
がリッチ状態からリーン状態にかつ／またはその逆に切
換わる回数が上流側センサが切換わる回数と比較され
る。触媒コンバータの効率値は切換え回数の比を計算す
ることにより決定される。下流側ＥＧＯセンサの切換え
回数が速度および負荷に依存する影響は回数比の計算の
正規化作用により減少させることができる。この効率値
は触媒コンバータの最低の許容可能な効率に相当するよ
うに予め定められた記憶された値と比較される。効率値
が最低の許容可能なレベルよりも低い触媒コンバータ効
率を示すときに故障信号を発生させることができる。
処理する触媒コンバータ効率を監視する装置および方法
を提供する。 【構成】 触媒コンバータ１２４の上流側および下流側
に配置された排気ガス酸素センサ１２８および１３０を
有する二段閉ループ燃料制御装置においては、テスト期
間にわたる燃制御装置の通常の運転の間に下流側センサ
がリッチ状態からリーン状態にかつ／またはその逆に切
換わる回数が上流側センサが切換わる回数と比較され
る。触媒コンバータの効率値は切換え回数の比を計算す
ることにより決定される。下流側ＥＧＯセンサの切換え
回数が速度および負荷に依存する影響は回数比の計算の
正規化作用により減少させることができる。この効率値
は触媒コンバータの最低の許容可能な効率に相当するよ
うに予め定められた記憶された値と比較される。効率値
が最低の許容可能なレベルよりも低い触媒コンバータ効
率を示すときに故障信号を発生させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関からの排気ガス
を処理する触媒コンバータの効率の監視に関する。特
に、本発明は、触媒コンバータの上流側および下流側に
配置された排気ガス酸素（ＥＧＯ）センサを備え、触媒
コンバータの効率を車内で定期的に監視する内燃機関の
空燃比閉ループ燃料制御に関する。
を処理する触媒コンバータの効率の監視に関する。特
に、本発明は、触媒コンバータの上流側および下流側に
配置された排気ガス酸素（ＥＧＯ）センサを備え、触媒
コンバータの効率を車内で定期的に監視する内燃機関の
空燃比閉ループ燃料制御に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】機関の排気ガスを処理する
触媒コンバータの効率または効力が機関に供給された空
気と燃料の比により大いに影響されることは知られてい
る。触媒変換効率（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃｏｎｖｅｒ
ｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、化学量論的な比
において酸化および還元変換の両方に対して高い。空気
／燃料の化学量論的な比は、完全燃焼により燃料が完全
に消費される空気と燃料との比として定義される。空気
／燃料混合物の空燃比ＬＡＭＢＤＡは、（ａ）ある時点
で機関に実際に供給される空気の重量による量を燃料の
重量による量で割った値と、（ｂ）化学量論的な空燃比
との比である。閉ループ燃料制御装置は、空燃比を変換
窓（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）として知ら
れている化学量論的な比のまわりの狭い範囲内に保つた
めに使用されることが知られている。空燃比を変換窓内
に維持するために触媒コンバータの前後にそれぞれ１個
づつ配置されたＥＧＯセンサを使用する閉ループ燃料制
御装置が知られている。
触媒コンバータの効率または効力が機関に供給された空
気と燃料の比により大いに影響されることは知られてい
る。触媒変換効率（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃｏｎｖｅｒ
ｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、化学量論的な比
において酸化および還元変換の両方に対して高い。空気
／燃料の化学量論的な比は、完全燃焼により燃料が完全
に消費される空気と燃料との比として定義される。空気
／燃料混合物の空燃比ＬＡＭＢＤＡは、（ａ）ある時点
で機関に実際に供給される空気の重量による量を燃料の
重量による量で割った値と、（ｂ）化学量論的な空燃比
との比である。閉ループ燃料制御装置は、空燃比を変換
窓（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）として知ら
れている化学量論的な比のまわりの狭い範囲内に保つた
めに使用されることが知られている。空燃比を変換窓内
に維持するために触媒コンバータの前後にそれぞれ１個
づつ配置されたＥＧＯセンサを使用する閉ループ燃料制
御装置が知られている。
【０００３】また、触媒変換の効率または効力が触媒コ
ンバータの酸素貯蔵能力（ｏｘｙｇｅｎ ｓｔｏｒａｇ
ｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）により影響を受けることが
知られている。適正に作用する触媒コンバータは排気ガ
スの流れ内の酸素濃度の変動を低下させる。「車内での
分析を使用する触媒の性能の検出」と題するＳＡＥ論文
ＮＯ．９０００６２に提案された触媒コンバータの効率
を試験するシステムは、排気ガスの酸素含有量を検出す
るために触媒コンバータの上流側および下流側にそれぞ
れ１個づつ配置された２個の排気ガス酸素（ＥＧＯ）セ
ンサを使用している。このシステムは、燃料制御装置の
動揺によりひき起こされた所定の割合または回数に化学
量論の両側に振れる空燃比の形態のテスト信号を使用し
ている。上流側のＥＧＯセンサと下流側のＥＧＯセンサ
の間で応答パターンの変化を比較することにより、触媒
コンバータの効力に関する量定を行うことができる。
ンバータの酸素貯蔵能力（ｏｘｙｇｅｎ ｓｔｏｒａｇ
ｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）により影響を受けることが
知られている。適正に作用する触媒コンバータは排気ガ
スの流れ内の酸素濃度の変動を低下させる。「車内での
分析を使用する触媒の性能の検出」と題するＳＡＥ論文
ＮＯ．９０００６２に提案された触媒コンバータの効率
を試験するシステムは、排気ガスの酸素含有量を検出す
るために触媒コンバータの上流側および下流側にそれぞ
れ１個づつ配置された２個の排気ガス酸素（ＥＧＯ）セ
ンサを使用している。このシステムは、燃料制御装置の
動揺によりひき起こされた所定の割合または回数に化学
量論の両側に振れる空燃比の形態のテスト信号を使用し
ている。上流側のＥＧＯセンサと下流側のＥＧＯセンサ
の間で応答パターンの変化を比較することにより、触媒
コンバータの効力に関する量定を行うことができる。
【０００４】特に車内に組み込まれたシステムにおい
て、触媒コンバータの効率を正確にかつ確実に量定する
方法が必要であり、好ましくは、機関の総合的な燃料制
御システムに組み込むのに好適な方法が必要である。
て、触媒コンバータの効率を正確にかつ確実に量定する
方法が必要であり、好ましくは、機関の総合的な燃料制
御システムに組み込むのに好適な方法が必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、排気ガ
ス（典型的には内燃機関から直接に送られる）を処理す
る触媒コンバータの効率を車内で監視する方法が提供さ
れる。触媒コンバータの効率は、炭化水素（ＨＣ）の処
理効率に関するコンバータの特性、特に、触媒コンバー
タの酸素貯蔵能力を測定することにより量定される。本
発明の方法は、有利なことには、内燃機関に供給される
空気および燃料の混合物の空燃比を制御し、機関からの
排気ガスを処理し、そして排気ガスを処理する触媒コン
バータの効率の車内での監視を行うためのものである。
ス（典型的には内燃機関から直接に送られる）を処理す
る触媒コンバータの効率を車内で監視する方法が提供さ
れる。触媒コンバータの効率は、炭化水素（ＨＣ）の処
理効率に関するコンバータの特性、特に、触媒コンバー
タの酸素貯蔵能力を測定することにより量定される。本
発明の方法は、有利なことには、内燃機関に供給される
空気および燃料の混合物の空燃比を制御し、機関からの
排気ガスを処理し、そして排気ガスを処理する触媒コン
バータの効率の車内での監視を行うためのものである。
【０００６】排気ガスは、排気ガスの酸素含有量レベル
に相当する値を有する第１ＥＧＯ信号を発生させるため
に第１ＥＧＯセンサ装置にさらされながら、機関から上
流側の排気ガス導管を通して触媒コンバータに送られ
る。排気ガスは、下流側の排気ガスの酸素含有量レベル
に相当する値を有する第２ＥＧＯ信号を発生させるため
に第２ＥＧＯセンサ装置にさらされながら、触媒コンバ
ータから第２排気ガス導管を通して下流側に送られる。
に相当する値を有する第１ＥＧＯ信号を発生させるため
に第１ＥＧＯセンサ装置にさらされながら、機関から上
流側の排気ガス導管を通して触媒コンバータに送られ
る。排気ガスは、下流側の排気ガスの酸素含有量レベル
に相当する値を有する第２ＥＧＯ信号を発生させるため
に第２ＥＧＯセンサ装置にさらされながら、触媒コンバ
ータから第２排気ガス導管を通して下流側に送られる。
【０００７】燃料制御装置は、燃料が燃料流量制御信号
に応じて機関に供給される際の空燃比を制御するために
作動する。代表的には、好ましい実施例では、制御信号
は、当業者によく知られている技術に従って、少なくと
も部分的に第１および第２のＥＧＯセンサ信号に基づい
ている。従って、例えば、好ましい一実施例において
は、燃料制御装置の燃料流量制御信号は、第１ＥＧＯセ
ンサ信号に基づいて発生せしめられて、空燃比を、ほぼ
化学量論的な空燃比に相当する平均の空燃比のまわりの
ある範囲を規定する変換窓限界（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｗｉｎｄｏｗｌｉｍｉｔ）内に維持する。この平均の
空燃比の値は、前記の既知の技術に従って、第２ＥＧＯ
信号、すなわち、下流側ＥＧＯ信号に基づいて調節さ
れ、すなわち「トリム」される。すなわち、両方のＥＧ
Ｏセンサはリミットサイクル型制御ループにおいて動作
する。一次ＥＧＯセンサ、すなわち上流側ＥＧＯセンサ
の場合には、内部で計算された等価比（ｅｑｕｉｖａｌ
ｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ）が、燃料の流量を制御して所望
の空燃比を得るために、一次ＥＧＯセンサの状態に応じ
て、前後に循環せしめられる。この循環（ｃｙｃｌｉｎ
ｇ）に応じて、一次ＥＧＯセンサがそのリッチ（ｒｉｃ
ｈ）状態とリーン（ｌｅａｎ）状態との間で連続して切
り換わる。この切換え率ないし速度（ｓｗｉｔｃｈ ｒ
ａｔｅ）は、例えば、機関の速度および機関の負荷によ
り変化する。一次ＥＧＯセンサが制御する動作点（ｏｐ
ｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）は、大気中への放出物低
減のために最も有利な空燃比に機関を維持するために、
下流側ＥＧＯセンサの状態に応じて前後に循環せしめら
れる。その結果、下流側センサもまた、そのリッチ状態
とリーン状態との間で頻繁に切り換わる。下流側ＥＧＯ
センサが循環する頻度ないし回数は触媒の酸素貯蔵能力
の目安であるが、機関が運転される速度および負荷によ
る影響を受ける。
に応じて機関に供給される際の空燃比を制御するために
作動する。代表的には、好ましい実施例では、制御信号
は、当業者によく知られている技術に従って、少なくと
も部分的に第１および第２のＥＧＯセンサ信号に基づい
ている。従って、例えば、好ましい一実施例において
は、燃料制御装置の燃料流量制御信号は、第１ＥＧＯセ
ンサ信号に基づいて発生せしめられて、空燃比を、ほぼ
化学量論的な空燃比に相当する平均の空燃比のまわりの
ある範囲を規定する変換窓限界（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｗｉｎｄｏｗｌｉｍｉｔ）内に維持する。この平均の
空燃比の値は、前記の既知の技術に従って、第２ＥＧＯ
信号、すなわち、下流側ＥＧＯ信号に基づいて調節さ
れ、すなわち「トリム」される。すなわち、両方のＥＧ
Ｏセンサはリミットサイクル型制御ループにおいて動作
する。一次ＥＧＯセンサ、すなわち上流側ＥＧＯセンサ
の場合には、内部で計算された等価比（ｅｑｕｉｖａｌ
ｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ）が、燃料の流量を制御して所望
の空燃比を得るために、一次ＥＧＯセンサの状態に応じ
て、前後に循環せしめられる。この循環（ｃｙｃｌｉｎ
ｇ）に応じて、一次ＥＧＯセンサがそのリッチ（ｒｉｃ
ｈ）状態とリーン（ｌｅａｎ）状態との間で連続して切
り換わる。この切換え率ないし速度（ｓｗｉｔｃｈ ｒ
ａｔｅ）は、例えば、機関の速度および機関の負荷によ
り変化する。一次ＥＧＯセンサが制御する動作点（ｏｐ
ｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）は、大気中への放出物低
減のために最も有利な空燃比に機関を維持するために、
下流側ＥＧＯセンサの状態に応じて前後に循環せしめら
れる。その結果、下流側センサもまた、そのリッチ状態
とリーン状態との間で頻繁に切り換わる。下流側ＥＧＯ
センサが循環する頻度ないし回数は触媒の酸素貯蔵能力
の目安であるが、機関が運転される速度および負荷によ
る影響を受ける。
【０００８】新しい触媒の場合には、一次ＥＧＯセンサ
の切換え頻度ないし回数（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）は、典型的には下流側ＥＧＯセンサの切
換え回数の１０倍の範囲内にある。触媒が劣化するにつ
れて、下流側ＥＧＯセンサの切換え回数が増大し、一
方、一次ＥＧＯセンサの切換え回数は触媒コンバータの
劣化による直接の影響を実質的に受けない。その結果、
触媒コンバータが劣化するにつれて、二つの回数の比も
また変化する。検出することが所望される劣化レベルに
おいて、二つの回数の比は所定の装置について（例え
ば、機関、燃料制御装置、触媒コンバータ等を備えた所
定の自動車の伝動機構に対して）ある特性値を有する。
回数比がこの特性値に達すると、監視装置は触媒コンバ
ータが故障したと判定する。二段ループアプローチにお
いては、下流側ＥＧＯ切換え回数が速度および負荷に依
存する影響は、回数比計算の正規化作用により減少せし
められる。その結果、触媒コンバータの監視は機関の広
い運転範囲にわたって信頼性がある。
の切換え頻度ないし回数（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）は、典型的には下流側ＥＧＯセンサの切
換え回数の１０倍の範囲内にある。触媒が劣化するにつ
れて、下流側ＥＧＯセンサの切換え回数が増大し、一
方、一次ＥＧＯセンサの切換え回数は触媒コンバータの
劣化による直接の影響を実質的に受けない。その結果、
触媒コンバータが劣化するにつれて、二つの回数の比も
また変化する。検出することが所望される劣化レベルに
おいて、二つの回数の比は所定の装置について（例え
ば、機関、燃料制御装置、触媒コンバータ等を備えた所
定の自動車の伝動機構に対して）ある特性値を有する。
回数比がこの特性値に達すると、監視装置は触媒コンバ
ータが故障したと判定する。二段ループアプローチにお
いては、下流側ＥＧＯ切換え回数が速度および負荷に依
存する影響は、回数比計算の正規化作用により減少せし
められる。その結果、触媒コンバータの監視は機関の広
い運転範囲にわたって信頼性がある。
【０００９】このように、触媒コンバータの効率値は、
第２ＥＧＯセンサ装置の切換え回数と対比した第１ＥＧ
Ｏセンサ装置の切換え回数の比に基づいて、量定され
る。その後、この効率値は、触媒コンバータの最低の許
容可能な効率に相当する所定の記憶値と比較される。効
率値と記憶された値との比較により、触媒コンバータの
効率が最低の許容可能なレベル以下であることが示され
た場合には、触媒コンバータ故障信号を発生させるか、
またはその他の措置をとることができる。
第２ＥＧＯセンサ装置の切換え回数と対比した第１ＥＧ
Ｏセンサ装置の切換え回数の比に基づいて、量定され
る。その後、この効率値は、触媒コンバータの最低の許
容可能な効率に相当する所定の記憶値と比較される。効
率値と記憶された値との比較により、触媒コンバータの
効率が最低の許容可能なレベル以下であることが示され
た場合には、触媒コンバータ故障信号を発生させるか、
またはその他の措置をとることができる。
【００１０】明確には本発明の好ましい実施例が触媒コ
ンバータ、特に三方触媒型触媒コンバータの効率を車内
で監視するために使用される場合に、重要な利点が得ら
れる。以下にさらに詳細に記載するこのような好ましい
実施例は、触媒コンバータを車内で定期的に監視する二
段ＥＧＯ閉ループ燃料制御装置を提供する。種々の好ま
しい実施例の付加的な特徴および利点は以下の開示内容
および詳細な説明からさらに良く理解されよう。
ンバータ、特に三方触媒型触媒コンバータの効率を車内
で監視するために使用される場合に、重要な利点が得ら
れる。以下にさらに詳細に記載するこのような好ましい
実施例は、触媒コンバータを車内で定期的に監視する二
段ＥＧＯ閉ループ燃料制御装置を提供する。種々の好ま
しい実施例の付加的な特徴および利点は以下の開示内容
および詳細な説明からさらに良く理解されよう。
【００１１】
【実施例】本発明の種々の好ましい実施例を、添付図面
に参照して以下に説明する。当業者は、上記の開示内容
から、内燃機関からの排気ガスを処理する触媒コンバー
タの効率を車内で定期的に監視し、または調査分析する
装置、方法およびシステムに本発明を実施し得るとを理
解するであろう。この明細書では、「効率」または「効
力」という用語を互換状に用いて、排気ガスを処理する
触媒コンバータの効果の任意の好適な評価をあらわして
いる。従って、上記の触媒コンバータの効率値は比率、
分数、百分率等として量定し、記憶し、または表示する
ことができる。「定期的な」という用語は、運転休止期
間後に運転が再開始される都度に一回以上のように、
「時折」または「間欠的な」を意味する。これに関し
て、機関が実質的に定常な状態で運転されている間にテ
ストまたはテスト期間を開始すると言うことは、機関が
好ましくは通常の速度および負荷状態で二段ＥＧＯセン
サ閉ループ運転状態にあるときにテストを開始すること
を意味し、計画されたテスト期間全体の間に機関がこの
ような状態に保たれるか、または定常な状態に保たれて
いることを必ずしも意味しない。典型的には、２０秒の
テスト期間が使用され、その間に上流側のＥＧＯセンサ
が（リッチからリーンに、そして／またはその逆に）切
り換わる回数がカウントされ、記憶される。同様に、下
流側のＥＧＯセンサの切換え回数がカウントされ、記憶
される。触媒コンバータの効率値はこれらの二つの回数
の比であり、またはこの比に基づいて別の方法で量定さ
れる。このような触媒コンバータの監視が燃料制御装置
の通常の作動モードの中断を要せず、連続的にすら行う
ことができることは有利である。
に参照して以下に説明する。当業者は、上記の開示内容
から、内燃機関からの排気ガスを処理する触媒コンバー
タの効率を車内で定期的に監視し、または調査分析する
装置、方法およびシステムに本発明を実施し得るとを理
解するであろう。この明細書では、「効率」または「効
力」という用語を互換状に用いて、排気ガスを処理する
触媒コンバータの効果の任意の好適な評価をあらわして
いる。従って、上記の触媒コンバータの効率値は比率、
分数、百分率等として量定し、記憶し、または表示する
ことができる。「定期的な」という用語は、運転休止期
間後に運転が再開始される都度に一回以上のように、
「時折」または「間欠的な」を意味する。これに関し
て、機関が実質的に定常な状態で運転されている間にテ
ストまたはテスト期間を開始すると言うことは、機関が
好ましくは通常の速度および負荷状態で二段ＥＧＯセン
サ閉ループ運転状態にあるときにテストを開始すること
を意味し、計画されたテスト期間全体の間に機関がこの
ような状態に保たれるか、または定常な状態に保たれて
いることを必ずしも意味しない。典型的には、２０秒の
テスト期間が使用され、その間に上流側のＥＧＯセンサ
が（リッチからリーンに、そして／またはその逆に）切
り換わる回数がカウントされ、記憶される。同様に、下
流側のＥＧＯセンサの切換え回数がカウントされ、記憶
される。触媒コンバータの効率値はこれらの二つの回数
の比であり、またはこの比に基づいて別の方法で量定さ
れる。このような触媒コンバータの監視が燃料制御装置
の通常の作動モードの中断を要せず、連続的にすら行う
ことができることは有利である。
【００１２】前述したように、触媒コンバータの監視は
上流側のＥＧＯセンサおよび下流側のＥＧＯセンサの両
方を使用した二段ＥＧＯセンサ閉ループ燃料制御装置を
備えた実施例において有利に実行される。多数のこのよ
うな燃料制御装置が当業者によく知られており、本発明
の開示内容および説明を参照すれば、前述の触媒コンバ
ータの車内監視を行うように容易に適応させることがで
きる。好適な二段ＥＧＯ燃料制御装置が、エー・ワイ・
ゴップ氏により１９９１年７月２８日に出願された米国
特許出願第７２４，３９４号明細書に開示されており、
その出願の開示を参考のために本部に組み入れる。ゴッ
プ氏の制御装置においては、単一のＰＩコントローラが
使用され、その出力は少なくとも上流側および下流側の
切換え型ＥＧＯセンサの両方からの出力信号を含む入力
信号に基づいている。上流側のＥＧＯセンサ信号は、リ
アルタイム微分器として作用する高域ろ波器を通して処
理される。このようにして処理された上流側のＥＧＯセ
ンサ信号はリッチな空燃比とリーンな空燃比との間でリ
ミットサイクルパターンで常に前後にシフトし、ＥＧＯ
１センサからのリーン信号は制御装置により機関にさら
にリッチな空気／燃料を送らせ、そして最終的に得られ
たリッチ信号は、空気／燃料のフィードバックを化学量
論のリーン側に送る。下流側のＥＧＯセンサ信号は、上
流側のＥＧＯセンサ信号がリーンとリッチとの間の切換
えを行うために使用される切換え点を変更することによ
り上流側の閉ループ制御を調節するために使用される。
上流側のＥＧＯセンサおよび下流側のＥＧＯセンサの両
方を使用した二段ＥＧＯセンサ閉ループ燃料制御装置を
備えた実施例において有利に実行される。多数のこのよ
うな燃料制御装置が当業者によく知られており、本発明
の開示内容および説明を参照すれば、前述の触媒コンバ
ータの車内監視を行うように容易に適応させることがで
きる。好適な二段ＥＧＯ燃料制御装置が、エー・ワイ・
ゴップ氏により１９９１年７月２８日に出願された米国
特許出願第７２４，３９４号明細書に開示されており、
その出願の開示を参考のために本部に組み入れる。ゴッ
プ氏の制御装置においては、単一のＰＩコントローラが
使用され、その出力は少なくとも上流側および下流側の
切換え型ＥＧＯセンサの両方からの出力信号を含む入力
信号に基づいている。上流側のＥＧＯセンサ信号は、リ
アルタイム微分器として作用する高域ろ波器を通して処
理される。このようにして処理された上流側のＥＧＯセ
ンサ信号はリッチな空燃比とリーンな空燃比との間でリ
ミットサイクルパターンで常に前後にシフトし、ＥＧＯ
１センサからのリーン信号は制御装置により機関にさら
にリッチな空気／燃料を送らせ、そして最終的に得られ
たリッチ信号は、空気／燃料のフィードバックを化学量
論のリーン側に送る。下流側のＥＧＯセンサ信号は、上
流側のＥＧＯセンサ信号がリーンとリッチとの間の切換
えを行うために使用される切換え点を変更することによ
り上流側の閉ループ制御を調節するために使用される。
【００１３】限定するものではなく、例示の目的のため
に、以下に開示しかつ論述する好ましい実施例は、エー
・ワイ・ゴップ氏の特許出願の如き教示に従った二段Ｅ
ＧＯ燃料制御装置、方法およびシステムに、本発明の触
媒コンバータの車内監視の特徴を組み込んだ内燃機関用
の二段ＥＧＯ燃料制御装置、方法およびシステムを提供
する。このような好ましい実施例においては、以下に詳
細に説明するように、内燃機関が触媒コンバータと、２
個のＥＧＯセンサとを備えている。ＥＧＯセンサの一方
は触媒コンバータの上流側に配置され、他方は該コンバ
ータの下流側に配置されている。この燃料制御装置は、
上流側ＥＧＯセンサの出力信号から第１信号を発生する
第１比較器を含む。このような第１信号は一定の絶対値
（例えば、「１」）を有するが、その符号は上流側ＥＧ
Ｏセンサの出力信号の関数として変化する。第２比較
器、またはこれに代えてリミット装置（ｌｉｍｉｔｉｎ
ｇｍｅａｎｓ）は、下流側ＥＧＯセンサ信号の関数とし
ての第２信号を発生する。第２信号もまた、下流側のＥ
ＧＯセンサの出力信号の関数として符号が変化する一定
の絶対値を有している。第１信号に応答する高域ろ波器
を備えた修正装置が第３信号を発生する。基準化された
（ｓｃａｌｅｄ）第２信号を第３信号と組み合わせる装
置が第４信号を発生し、そして第４信号に応答するＰＩ
コントローラを使用する制御装置が空燃比修正信号を発
生する。この制御装置はさらに、ある期間中、例えば、
ＥＧＯセンサの一方または両方が動作温度に到達してい
ない初期の機関運転の間にＥＧＯセンサの出力信号と無
関係に空気および燃料の混合物の開ループ制御装置を提
供することが好ましい。
に、以下に開示しかつ論述する好ましい実施例は、エー
・ワイ・ゴップ氏の特許出願の如き教示に従った二段Ｅ
ＧＯ燃料制御装置、方法およびシステムに、本発明の触
媒コンバータの車内監視の特徴を組み込んだ内燃機関用
の二段ＥＧＯ燃料制御装置、方法およびシステムを提供
する。このような好ましい実施例においては、以下に詳
細に説明するように、内燃機関が触媒コンバータと、２
個のＥＧＯセンサとを備えている。ＥＧＯセンサの一方
は触媒コンバータの上流側に配置され、他方は該コンバ
ータの下流側に配置されている。この燃料制御装置は、
上流側ＥＧＯセンサの出力信号から第１信号を発生する
第１比較器を含む。このような第１信号は一定の絶対値
（例えば、「１」）を有するが、その符号は上流側ＥＧ
Ｏセンサの出力信号の関数として変化する。第２比較
器、またはこれに代えてリミット装置（ｌｉｍｉｔｉｎ
ｇｍｅａｎｓ）は、下流側ＥＧＯセンサ信号の関数とし
ての第２信号を発生する。第２信号もまた、下流側のＥ
ＧＯセンサの出力信号の関数として符号が変化する一定
の絶対値を有している。第１信号に応答する高域ろ波器
を備えた修正装置が第３信号を発生する。基準化された
（ｓｃａｌｅｄ）第２信号を第３信号と組み合わせる装
置が第４信号を発生し、そして第４信号に応答するＰＩ
コントローラを使用する制御装置が空燃比修正信号を発
生する。この制御装置はさらに、ある期間中、例えば、
ＥＧＯセンサの一方または両方が動作温度に到達してい
ない初期の機関運転の間にＥＧＯセンサの出力信号と無
関係に空気および燃料の混合物の開ループ制御装置を提
供することが好ましい。
【００１４】図１を参照すると、内燃機関１０２に供給
された空燃比を制御するマイクロコンピュータ１００を
示してある。マイクロコンピュータ１００は中央処理装
置（ＣＰＵ）１０４と、機関主制御ルーチンおよびその
他のルーチン、例えば、燃料流量ルーチンおよび校正定
数、参照用テーブル等を記憶するための読出し専用記憶
装置（ＲＯＭ）１０６と、ランダム・アクセス記憶装置
（ＲＡＭ）１０８と、慣用の入出力（Ｉ／Ｏ）インタフ
ェース１１０とを備えている。インタフェース１１０は
種々のアナログ入力信号を変換するアナログ・ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器、ディジタル入力、種々のディジタ
ル出力を変換するデイジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器およびディジタル出力を含む。
された空燃比を制御するマイクロコンピュータ１００を
示してある。マイクロコンピュータ１００は中央処理装
置（ＣＰＵ）１０４と、機関主制御ルーチンおよびその
他のルーチン、例えば、燃料流量ルーチンおよび校正定
数、参照用テーブル等を記憶するための読出し専用記憶
装置（ＲＯＭ）１０６と、ランダム・アクセス記憶装置
（ＲＡＭ）１０８と、慣用の入出力（Ｉ／Ｏ）インタフ
ェース１１０とを備えている。インタフェース１１０は
種々のアナログ入力信号を変換するアナログ・ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器、ディジタル入力、種々のディジタ
ル出力を変換するデイジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器およびディジタル出力を含む。
【００１５】また、マイクロコンピュータ１００は、そ
の他の慣用の要素、例えば、種々のクロック信号を発生
するクロック発振器および装置、カウンタ、励振器およ
び同様な装置を含む。マイクロコンピュータ１００は、
操作者の行動および機関１０２の種々の運転状態および
パラメータに応じて噴射器駆動装置１１２を作動させる
ことにより、空燃比を制御する。マイクロコンピュータ
１００は入力パラメータを取り出し、そして一定の標本
抽出間隔デルタＴ（ΔＴ）、例えば２０マイクロ秒で制
御信号の計算を行う。マイクロコンピュータ１００が可
変の標本抽出率で動作するように設計されていれば、二
つの連続した標本抽出の間に時間測定を行い、そして測
定された標本抽出時間デルタＴを割り当てることができ
るタイマを設けるべきである。
の他の慣用の要素、例えば、種々のクロック信号を発生
するクロック発振器および装置、カウンタ、励振器およ
び同様な装置を含む。マイクロコンピュータ１００は、
操作者の行動および機関１０２の種々の運転状態および
パラメータに応じて噴射器駆動装置１１２を作動させる
ことにより、空燃比を制御する。マイクロコンピュータ
１００は入力パラメータを取り出し、そして一定の標本
抽出間隔デルタＴ（ΔＴ）、例えば２０マイクロ秒で制
御信号の計算を行う。マイクロコンピュータ１００が可
変の標本抽出率で動作するように設計されていれば、二
つの連続した標本抽出の間に時間測定を行い、そして測
定された標本抽出時間デルタＴを割り当てることができ
るタイマを設けるべきである。
【００１６】この特定の例においては、機関１０２は、
燃料レール１２１に結合された燃料噴射器１１４，１１
６，１１８および１２０を有する慣用の四気筒ガソリン
エンジンとして示してある。各々の燃料噴射器は、噴射
器駆動装置１１２からのそれぞれの信号により電子的に
作動せしめられる。また、噴射器１１４，１１６，１１
８および１２０の各々は、それぞれの燃焼シリンダに慣
用の態様で結合されている。燃焼シリンダからの排気ガ
スは排気マニホルド１２２中に送出され、排気ガスから
ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ汚染物質を除去する三方触媒コ
ンバータ１２４および排気管１２６を経て排出される。
触媒１２４の上流側の排気マニホルド１２２内には、機
関１０２の上流側の排気ガス中の酸素の濃度を検出する
第１ＥＧＯセンサ１２８（ＥＧＯ１）が設けられてい
る。触媒１２４の下流側の排気管１２６内には、触媒１
２４通過後の排気ガス中の酸素の濃度を検出する第２Ｅ
ＧＯセンサ１３０（ＥＧＯ２）が設けられている。ＥＧ
Ｏセンサ１２８および１３０の両方が出力電圧信号を発
生する。これらの信号はＩ／Ｏインタフェース１１０の
アナログ・ディジタル変換器に伝送される。当業者に
は、加熱されるＥＧＯ（ＨＥＧＯ）センサ等を含む種々
の好適な別の切換え型センサが知られ、そして明らかで
あろう。この点については、ハムバーグ氏の米国特許第
５，０７７，９７０号明細書に記載の、具体例として好
適なＥＧＯセンサの論述を参考のために本文に包含す
る。
燃料レール１２１に結合された燃料噴射器１１４，１１
６，１１８および１２０を有する慣用の四気筒ガソリン
エンジンとして示してある。各々の燃料噴射器は、噴射
器駆動装置１１２からのそれぞれの信号により電子的に
作動せしめられる。また、噴射器１１４，１１６，１１
８および１２０の各々は、それぞれの燃焼シリンダに慣
用の態様で結合されている。燃焼シリンダからの排気ガ
スは排気マニホルド１２２中に送出され、排気ガスから
ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ汚染物質を除去する三方触媒コ
ンバータ１２４および排気管１２６を経て排出される。
触媒１２４の上流側の排気マニホルド１２２内には、機
関１０２の上流側の排気ガス中の酸素の濃度を検出する
第１ＥＧＯセンサ１２８（ＥＧＯ１）が設けられてい
る。触媒１２４の下流側の排気管１２６内には、触媒１
２４通過後の排気ガス中の酸素の濃度を検出する第２Ｅ
ＧＯセンサ１３０（ＥＧＯ２）が設けられている。ＥＧ
Ｏセンサ１２８および１３０の両方が出力電圧信号を発
生する。これらの信号はＩ／Ｏインタフェース１１０の
アナログ・ディジタル変換器に伝送される。当業者に
は、加熱されるＥＧＯ（ＨＥＧＯ）センサ等を含む種々
の好適な別の切換え型センサが知られ、そして明らかで
あろう。この点については、ハムバーグ氏の米国特許第
５，０７７，９７０号明細書に記載の、具体例として好
適なＥＧＯセンサの論述を参考のために本文に包含す
る。
【００１７】空気取入口１３２が、空気をスロットルプ
レート１３６を越えて燃焼シリンダ中に導く吸気マニホ
ルド１３４と結合して示してある。絞り位置センサ１３
８が、絞り位置信号ＴＰを供給するためにスロットルプ
レート１３６に結合されている。また、吸気マニホルド
１３４には、機関の中に吸い込まれる空気流の質量に相
当する質量風量信号ＭＡＦを供給する質量風量センサ
（ｍａｓｓ ａｉｒｆｌｏｗ ｓｅｎｓｏｒ）１４０、
および吸い込まれる空気の温度を示す信号ＴＡを供給す
る温度センサ１４２が結合されている。機関１０２のシ
リンダブロックには、機関の冷却水の温度を示す信号Ｔ
Ｗを供給する冷却水温度センサ１４４が結合されてい
る。クランク角位置センサ１４６が、クランク位置を示
すクランク角位置信号ＣＡを供給するために機関１０２
のクランク軸に結合されている。
レート１３６を越えて燃焼シリンダ中に導く吸気マニホ
ルド１３４と結合して示してある。絞り位置センサ１３
８が、絞り位置信号ＴＰを供給するためにスロットルプ
レート１３６に結合されている。また、吸気マニホルド
１３４には、機関の中に吸い込まれる空気流の質量に相
当する質量風量信号ＭＡＦを供給する質量風量センサ
（ｍａｓｓ ａｉｒｆｌｏｗ ｓｅｎｓｏｒ）１４０、
および吸い込まれる空気の温度を示す信号ＴＡを供給す
る温度センサ１４２が結合されている。機関１０２のシ
リンダブロックには、機関の冷却水の温度を示す信号Ｔ
Ｗを供給する冷却水温度センサ１４４が結合されてい
る。クランク角位置センサ１４６が、クランク位置を示
すクランク角位置信号ＣＡを供給するために機関１０２
のクランク軸に結合されている。
【００１８】機関の負荷を既知の技術により示すため
に、質量風量センサ１４０のかわりに、マニホルド圧力
センサＭＡＰを使用することができる。機関の運転に必
要なその他の慣用の構成部分、例えば、スパーク送出装
置は図１に示していない。また、本発明をその他の型式
の機関、例えば、４以外のシリンダ数を有する機関、ロ
ータリエンジン等に有利に使用することができることは
明確に理解されよう。
に、質量風量センサ１４０のかわりに、マニホルド圧力
センサＭＡＰを使用することができる。機関の運転に必
要なその他の慣用の構成部分、例えば、スパーク送出装
置は図１に示していない。また、本発明をその他の型式
の機関、例えば、４以外のシリンダ数を有する機関、ロ
ータリエンジン等に有利に使用することができることは
明確に理解されよう。
【００１９】さて、空燃比を制御する二段ＥＧＯセンサ
閉ループ燃料制御装置の作動を、図２に示した制御ブロ
ック線図および化学量論的な空燃比に対する空燃比ＬＡ
ＭＢＤＥＲの関数としてのＥＧＯセンサ出力電圧ＶＥＧ
Ｏを示す図３の関連したグラフを特に参照して、説明す
る。
閉ループ燃料制御装置の作動を、図２に示した制御ブロ
ック線図および化学量論的な空燃比に対する空燃比ＬＡ
ＭＢＤＥＲの関数としてのＥＧＯセンサ出力電圧ＶＥＧ
Ｏを示す図３の関連したグラフを特に参照して、説明す
る。
【００２０】上流側のＥＧＯ１センサ１２８および下流
側のＥＧＯ２センサ１３０からの出力電圧ＶＥＧＯ１お
よびＶＥＧＯ２は、それぞれＩ／Ｏ装置１１０のＡ／Ｄ
コンバータを通して、それぞれの比較器２００および２
０２に送られる。各々の比較器２００，２０２には、図
３に示したような化学量論的な比におけるＥＧＯ出力電
圧ＶＲＥＦに相当する基準信号ＲＥＦ１およびＲＥＦ２
のそれぞれが供給される。各々の比較器２００および２
０２は、出力信号ＣＯＭＰ１およびＣＯＭＰ２をそれぞ
れ発生する。信号ＣＯＭＰ１およびＣＯＭＰ２は一定の
絶対値を有しているが、それらの符号は対応したＥＧＯ
出力電圧信号ＶＥＧＯ１およびＶＥＧＯ２のそれぞれが
化学量論的な比のどちらの側にあるかにより変化する。
側のＥＧＯ２センサ１３０からの出力電圧ＶＥＧＯ１お
よびＶＥＧＯ２は、それぞれＩ／Ｏ装置１１０のＡ／Ｄ
コンバータを通して、それぞれの比較器２００および２
０２に送られる。各々の比較器２００，２０２には、図
３に示したような化学量論的な比におけるＥＧＯ出力電
圧ＶＲＥＦに相当する基準信号ＲＥＦ１およびＲＥＦ２
のそれぞれが供給される。各々の比較器２００および２
０２は、出力信号ＣＯＭＰ１およびＣＯＭＰ２をそれぞ
れ発生する。信号ＣＯＭＰ１およびＣＯＭＰ２は一定の
絶対値を有しているが、それらの符号は対応したＥＧＯ
出力電圧信号ＶＥＧＯ１およびＶＥＧＯ２のそれぞれが
化学量論的な比のどちらの側にあるかにより変化する。
【００２１】比較器２００の出力ＣＯＭＰ１は、修正ブ
ロック２０４により変更される。修正ブロック２０４
は、好ましくは高域ろ波器である。このろ波器は、本実
施例では１次の高域ろ波器として提供されているが、よ
り高位の高域ろ波器であってもよい。リアルタイム微分
器として制御分野にも知られている１次高域ろ波器は、
次の微分方程式により記述することができる。
ロック２０４により変更される。修正ブロック２０４
は、好ましくは高域ろ波器である。このろ波器は、本実
施例では１次の高域ろ波器として提供されているが、よ
り高位の高域ろ波器であってもよい。リアルタイム微分
器として制御分野にも知られている１次高域ろ波器は、
次の微分方程式により記述することができる。
【数１】 式中、ＤＩＦ＝１次高域ろ波器の出力信号 Ｔｄ＝制御装置の校正可能なパラメータであるろ波器の
時定数 ｄ（・・・）／ｄｔ＝それぞれの信号の１次導関数を示
す記号 ディジタルマイクロコンピュータの計算に好適な微分方
程式は（方程式１）から導かれ、そしてその最も簡単な
形態は次式で表される。
時定数 ｄ（・・・）／ｄｔ＝それぞれの信号の１次導関数を示
す記号 ディジタルマイクロコンピュータの計算に好適な微分方
程式は（方程式１）から導かれ、そしてその最も簡単な
形態は次式で表される。
【数２】 式中、デルタＴは上記のマイクロコンピュータの標本抽
出間隔、ｉおよびｉ−１は計算または測定の今回の結果
および前回の結果を示す。
出間隔、ｉおよびｉ−１は計算または測定の今回の結果
および前回の結果を示す。
【００２２】第２比較器２０２の出力ＣＯＭＰ２は、比
較器２０２の出力信号がＫ×ＣＯＭＰ２と等しくなるよ
うに、一定の利得Ｋを有する利得ブロック２０６と接続
されている。通常の動作モードの間、両方の比較器２０
０および２０２の出力信号は、合計ブロック２０８によ
り付加的なバイアス信号ＢＩＡＳと一緒に合計される。
このバイアス信号ＢＩＡＳは、校正の目的のために提供
され、事実上、所望されれば、基準信号ＲＥＦ２を変更
する作用をする。合計ブロックの出力信号ＳＵＭは次の
通りに計算される。
較器２０２の出力信号がＫ×ＣＯＭＰ２と等しくなるよ
うに、一定の利得Ｋを有する利得ブロック２０６と接続
されている。通常の動作モードの間、両方の比較器２０
０および２０２の出力信号は、合計ブロック２０８によ
り付加的なバイアス信号ＢＩＡＳと一緒に合計される。
このバイアス信号ＢＩＡＳは、校正の目的のために提供
され、事実上、所望されれば、基準信号ＲＥＦ２を変更
する作用をする。合計ブロックの出力信号ＳＵＭは次の
通りに計算される。
【数３】 ＳＵＭ信号はコントローラブロック２１０に送られる。
コントローラブロック２１０は、好ましくは、次の微分
方程式で記述される計算を行う比例および積分（ＰＩ）
コントローラである。
コントローラブロック２１０は、好ましくは、次の微分
方程式で記述される計算を行う比例および積分（ＰＩ）
コントローラである。
【数４】 式中、ＬＡＭＣＯＲはＰＩコントローラの出力信号であ
り、空燃比修正量を表す。ＨおよびＧは制御システムの
校正可能なパラメータであるＰＩコントローラのジャン
プバック（ｊｕｍｐｂａｃｋ）およびランプ（ｒａｍ
ｐ）である。
り、空燃比修正量を表す。ＨおよびＧは制御システムの
校正可能なパラメータであるＰＩコントローラのジャン
プバック（ｊｕｍｐｂａｃｋ）およびランプ（ｒａｍ
ｐ）である。
【００２３】ディジタルマイクロコンピュータの計算の
ために好適な微分方程式は（方程式３）から導かれ、そ
してその最も簡単な形態は次式で表される。
ために好適な微分方程式は（方程式３）から導かれ、そ
してその最も簡単な形態は次式で表される。
【数５】 当業者は微分方程式の形態での微分方程式（方程式１）
および（方程式３）の提示を別の形態で行うことができ
ることを理解するであろう。制御システムの校正可能な
パラメータＨ，Ｇ，ＫおよびＴｄは、速度／負荷表２１
４の関数として変更することができる。また、この説明
はマイクロコンピュータの理解と関連しているが、制御
システムは、アナログ装置によっても実現することがで
きる。
および（方程式３）の提示を別の形態で行うことができ
ることを理解するであろう。制御システムの校正可能な
パラメータＨ，Ｇ，ＫおよびＴｄは、速度／負荷表２１
４の関数として変更することができる。また、この説明
はマイクロコンピュータの理解と関連しているが、制御
システムは、アナログ装置によっても実現することがで
きる。
【００２４】燃料計算ブロック２１２は、ＰＩコントロ
ーラ２１０からの空燃比修正量信号ＬＡＭＣＯＲを使用
して、噴射器駆動装置１１２への制御信号である燃料の
流量ＦＰＷを慣用の態様で次のように計算する。
ーラ２１０からの空燃比修正量信号ＬＡＭＣＯＲを使用
して、噴射器駆動装置１１２への制御信号である燃料の
流量ＦＰＷを慣用の態様で次のように計算する。
【数６】 式中、ＦＢはＲＯＭ１０６から取り出された、または燃
料計算ブロック２１２に記憶された機関負荷／速度表の
関数としての基本開ループ燃料流量、ＦＣＯＲは例えば
機関の暖機温度、蓄電池の電圧等に基づくか、または好
ましくは、参照用テーブルからの燃料修正量、そしてＬ
ＡＭＣＯＲは上段で定義してある。
料計算ブロック２１２に記憶された機関負荷／速度表の
関数としての基本開ループ燃料流量、ＦＣＯＲは例えば
機関の暖機温度、蓄電池の電圧等に基づくか、または好
ましくは、参照用テーブルからの燃料修正量、そしてＬ
ＡＭＣＯＲは上段で定義してある。
【００２５】さて、燃料の流量を制御する場合のマイク
ロコンピュータ１００の動作を、特に図４に示した流れ
図を参照して説明する。当業者には、図４に例示した燃
料制御サブルーチンが典型的には、例えば、スパーク制
御サブルーチン、ＥＧＲサブルーチン等と共に、機関の
制御過程において次々に反復して実行される一連のサブ
ルーチンの一つであることが認識されよう。
ロコンピュータ１００の動作を、特に図４に示した流れ
図を参照して説明する。当業者には、図４に例示した燃
料制御サブルーチンが典型的には、例えば、スパーク制
御サブルーチン、ＥＧＲサブルーチン等と共に、機関の
制御過程において次々に反復して実行される一連のサブ
ルーチンの一つであることが認識されよう。
【００２６】ステップ４００において、各々の標本抽出
間隔の開始時に、機関のパラメータが取り出される。そ
の後、機関の速度および負荷が、クランク位置信号ＣＡ
および質量風量信号ＭＡＦから慣用の方法で計算され
る。ステップ４０２の間、基本開ループ燃料噴射量ＦＢ
が、ＲＯＭ１０６記憶装置からの速度／負荷表の探索お
よび補間により決定される。ステップ４０４において、
燃料修正量ＦＣＯＲが入力、例えば、吸気温度ＴＡおよ
び冷却水温度ＴＷ，蓄電池の電圧等に基づいて計算され
る。
間隔の開始時に、機関のパラメータが取り出される。そ
の後、機関の速度および負荷が、クランク位置信号ＣＡ
および質量風量信号ＭＡＦから慣用の方法で計算され
る。ステップ４０２の間、基本開ループ燃料噴射量ＦＢ
が、ＲＯＭ１０６記憶装置からの速度／負荷表の探索お
よび補間により決定される。ステップ４０４において、
燃料修正量ＦＣＯＲが入力、例えば、吸気温度ＴＡおよ
び冷却水温度ＴＷ，蓄電池の電圧等に基づいて計算され
る。
【００２７】ステップ４０６は、閉ループ運転を開始す
るために上流側のＥＧＯセンサ１２８が十分に暖機され
ているかどうか、そして／またはその他の条件が満たさ
れているかどうかをチェックする。これらの条件は予め
選択された限度に到達する冷却水の温度ＴＷ、吸気温度
ＴＡ，観察されたＥＧＯセンサの切換え、開始後の経過
時間等を含むことができるが、これらに限定されるもの
ではない。また、ある運転状態、例えば、スロットルを
広く開いた状態での運転状態または長引いたアイドリン
グ運転は、閉ループ状態が別の方法で得られた後ですら
も、開ループ制御を必要とするかもしれない。この機関
は上流側開ループ制御および下流側開ループ制御の両方
において運転することができ、すなわち、上流側のＥＧ
Ｏセンサおよび下流側のＥＧＯセンサの両方からの信号
が無視される。この状態は、代表的には、例えば、冷寒
時始動の間および／またはＥＧＯセンサが十分に加熱さ
れていないときに常に起こる。もしも制御システムが上
流側開ループ制御状態にあれば、この明細書に記載した
好ましい実施例においては、制御システムもまた常に下
流側開ループ制御状態にある。ある状態においては、制
御システムは上流側閉ループを有し（すなわち、制御シ
ステムが上流側ＥＧＯセンサ信号を受信しかつ使用す
る）、下流側は開ループになっている。これは、当業者
がよく理解しているように、例えば、上流側のＥＧＯセ
ンサが十分に加熱されているが、下流側のＥＧＯセンサ
がまだ十分に加熱されていないときに、そして／または
ある全力加速状態の間に起きることがある。しかしなが
ら、通常のルーチン状態では、制御システムは上流側閉
ループおよび下流側閉ループを使用する。
るために上流側のＥＧＯセンサ１２８が十分に暖機され
ているかどうか、そして／またはその他の条件が満たさ
れているかどうかをチェックする。これらの条件は予め
選択された限度に到達する冷却水の温度ＴＷ、吸気温度
ＴＡ，観察されたＥＧＯセンサの切換え、開始後の経過
時間等を含むことができるが、これらに限定されるもの
ではない。また、ある運転状態、例えば、スロットルを
広く開いた状態での運転状態または長引いたアイドリン
グ運転は、閉ループ状態が別の方法で得られた後ですら
も、開ループ制御を必要とするかもしれない。この機関
は上流側開ループ制御および下流側開ループ制御の両方
において運転することができ、すなわち、上流側のＥＧ
Ｏセンサおよび下流側のＥＧＯセンサの両方からの信号
が無視される。この状態は、代表的には、例えば、冷寒
時始動の間および／またはＥＧＯセンサが十分に加熱さ
れていないときに常に起こる。もしも制御システムが上
流側開ループ制御状態にあれば、この明細書に記載した
好ましい実施例においては、制御システムもまた常に下
流側開ループ制御状態にある。ある状態においては、制
御システムは上流側閉ループを有し（すなわち、制御シ
ステムが上流側ＥＧＯセンサ信号を受信しかつ使用す
る）、下流側は開ループになっている。これは、当業者
がよく理解しているように、例えば、上流側のＥＧＯセ
ンサが十分に加熱されているが、下流側のＥＧＯセンサ
がまだ十分に加熱されていないときに、そして／または
ある全力加速状態の間に起きることがある。しかしなが
ら、通常のルーチン状態では、制御システムは上流側閉
ループおよび下流側閉ループを使用する。
【００２８】もしも閉ループ制御が要求されれば、ステ
ップ４０８が空燃比修正量ＬＡＭＣＯＲ、すなわち、空
燃比閉ループ修正量を表すＰＩコントローラ２１０の出
力信号を計算する。閉ループ制御が要求されなければ、
ステップ４１０において、ＬＡＭＣＯＲ＝１と設定され
る。リミットサイクルの回数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
は、主として制御装置の上流部分のパラメータにより決
定される。しかしながら、下流側のＥＧＯセンサは、上
流側ＥＧＯセンサ信号に対するリッチ／リーン切換え点
をシフトするバイアスを与える。下流側センサＥＧＯ２
の出力はその基準電圧ＲＥＦ２のまわりに集中する（す
なわち、基準電圧の一方の側から他方の側に切り換わ
る）。ステップ４１０およびステップ４０８の両方から
の論理流れはステップ４１２に進み、ステップ４１２は
前記の燃料の主な流れの方程式に基づいた最終の燃料の
流れＦＰＷを計算する。
ップ４０８が空燃比修正量ＬＡＭＣＯＲ、すなわち、空
燃比閉ループ修正量を表すＰＩコントローラ２１０の出
力信号を計算する。閉ループ制御が要求されなければ、
ステップ４１０において、ＬＡＭＣＯＲ＝１と設定され
る。リミットサイクルの回数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
は、主として制御装置の上流部分のパラメータにより決
定される。しかしながら、下流側のＥＧＯセンサは、上
流側ＥＧＯセンサ信号に対するリッチ／リーン切換え点
をシフトするバイアスを与える。下流側センサＥＧＯ２
の出力はその基準電圧ＲＥＦ２のまわりに集中する（す
なわち、基準電圧の一方の側から他方の側に切り換わ
る）。ステップ４１０およびステップ４０８の両方から
の論理流れはステップ４１２に進み、ステップ４１２は
前記の燃料の主な流れの方程式に基づいた最終の燃料の
流れＦＰＷを計算する。
【数７】 そして、ステップ４１４において計算結果に応じて燃料
噴射器を作動させる。ステップ４１６は、システムを燃
料流量計算ルーチンから主ルーチンにもどす。
噴射器を作動させる。ステップ４１６は、システムを燃
料流量計算ルーチンから主ルーチンにもどす。
【００２９】さて、ステップ４０８における空燃比修正
量ＬＡＭＣＯＲの計算を、図５に示した流れ図を特に参
照して説明する。ステップ５０４，５０６および５０８
は第１比較器２００を表わし、その出力ＣＯＭＰ１を計
算する。ＣＯＭＰ１の値は、次の標本抽出間隔に使用す
るために、ステップ５１０において、ＲＡＭ１０８に記
憶される。ステップ５１２は高域ろ波器２０４を表わす
（方程式１）に直接に関係した計算を行う。その後、ス
テップ５１４は、下流側閉ループ運転を開始するために
下流側のＥＧＯセンサ１３０が十分に暖機されかつその
他の必要条件も満たされているかどうかをチェックす
る。これらの条件は前述した上流側閉ループ運転（ステ
ップ４０６参照）のための条件と類似している。必要条
件が満たされていれば、ステップ５１６，５１８および
５２０が第２比較器２０２の出力信号ＣＯＭＰ２を計算
する。
量ＬＡＭＣＯＲの計算を、図５に示した流れ図を特に参
照して説明する。ステップ５０４，５０６および５０８
は第１比較器２００を表わし、その出力ＣＯＭＰ１を計
算する。ＣＯＭＰ１の値は、次の標本抽出間隔に使用す
るために、ステップ５１０において、ＲＡＭ１０８に記
憶される。ステップ５１２は高域ろ波器２０４を表わす
（方程式１）に直接に関係した計算を行う。その後、ス
テップ５１４は、下流側閉ループ運転を開始するために
下流側のＥＧＯセンサ１３０が十分に暖機されかつその
他の必要条件も満たされているかどうかをチェックす
る。これらの条件は前述した上流側閉ループ運転（ステ
ップ４０６参照）のための条件と類似している。必要条
件が満たされていれば、ステップ５１６，５１８および
５２０が第２比較器２０２の出力信号ＣＯＭＰ２を計算
する。
【００３０】ステップ５２２は合計ブロック２０８を表
わし、（方程式２）を計算する。ステップ５２２からの
出力値ＳＵＭは、次の標本抽出間隔に使用するために、
ステップ５２４においてＲＡＭ１０８に記憶される。ス
テップ５２６はＰＩコントローラ２１０を記述する（方
程式３）に直接に関係した計算を行う。ステップ５３０
は、このルーチンを燃料流量計算ステップ４１２にもど
す。ステップ５１４における条件が満たされなければ、
ステップ５２８がＣＯＭＰ２をゼロと等しく、そしてＤ
ＩＦをＣＯＭＰ１と等しく設定して、第２閉ループ運転
および高域ろ波器を使用禁止する。その後、ステップ５
２８はステップ５２２に進む。従って、１段ＥＧＯセン
サ閉ループ燃料制御から二段ＥＧＯセンサ閉ループ燃料
制御に自動的に切り換えられる。
わし、（方程式２）を計算する。ステップ５２２からの
出力値ＳＵＭは、次の標本抽出間隔に使用するために、
ステップ５２４においてＲＡＭ１０８に記憶される。ス
テップ５２６はＰＩコントローラ２１０を記述する（方
程式３）に直接に関係した計算を行う。ステップ５３０
は、このルーチンを燃料流量計算ステップ４１２にもど
す。ステップ５１４における条件が満たされなければ、
ステップ５２８がＣＯＭＰ２をゼロと等しく、そしてＤ
ＩＦをＣＯＭＰ１と等しく設定して、第２閉ループ運転
および高域ろ波器を使用禁止する。その後、ステップ５
２８はステップ５２２に進む。従って、１段ＥＧＯセン
サ閉ループ燃料制御から二段ＥＧＯセンサ閉ループ燃料
制御に自動的に切り換えられる。
【００３１】本発明の別の実施例においては、第２比較
器２０２の代わりにリミットブロックを使用することが
できる。図６に示したリミッタの電圧特性は基準電圧の
付近に１の利得を有し、そしてその上限および下限は基
準電圧に関して対称に設定され、ＥＧＯセンサ出力信号
ＶＥＧＯの最低電圧Ｖｍｉｎおよび最高電圧Ｖｍａｘを
超えて延びない。この実施例のための空燃比修正量ＬＡ
ＭＣＯＲの計算は主実施例に類似している。この場合、
図５のステップ５１６，５１８および５２０は、主実施
例におけるＣＯＭＰ２の値に相当するリミッタの値ＬＩ
Ｍの計算に置き換えられる。下流側閉ループ制御のため
の条件が満たされなければ、ＬＩＭがゼロと等しく、そ
してＤＩＦがＣＯＭＰ１と等しく設定される。そのとき
に、合計ブロックが出力値ＳＵＭを計算する。
器２０２の代わりにリミットブロックを使用することが
できる。図６に示したリミッタの電圧特性は基準電圧の
付近に１の利得を有し、そしてその上限および下限は基
準電圧に関して対称に設定され、ＥＧＯセンサ出力信号
ＶＥＧＯの最低電圧Ｖｍｉｎおよび最高電圧Ｖｍａｘを
超えて延びない。この実施例のための空燃比修正量ＬＡ
ＭＣＯＲの計算は主実施例に類似している。この場合、
図５のステップ５１６，５１８および５２０は、主実施
例におけるＣＯＭＰ２の値に相当するリミッタの値ＬＩ
Ｍの計算に置き換えられる。下流側閉ループ制御のため
の条件が満たされなければ、ＬＩＭがゼロと等しく、そ
してＤＩＦがＣＯＭＰ１と等しく設定される。そのとき
に、合計ブロックが出力値ＳＵＭを計算する。
【数８】 この方程式は主実施例のステップ５２２の（方程式２）
に相当するものと理解すべきである。
に相当するものと理解すべきである。
【００３２】特に、異なる速度および負荷における機関
の異なる運転状態の間には、制御システムの校正可能な
パラメータが最適な制御のための再調節を必要とするこ
とは理解されよう。これらのパラメータはＰＩコントロ
ーラ２１０のジャンプバックＨおよびランプＧ、高域ろ
波器２０４の時定数Ｔｄ、利得ブロック２０６の利得Ｋ
および合計ブロック２０８へのバイアス信号ＢＩＡＳを
含む。前記パラメータのすべてまたは任意の組合わせを
再校正するために、入力として機関の速度および負荷を
含むいくつかの関数または表（例えば、図２の表２１
４）を図５および図７に示した流れ図に包含することが
できる。また、制御システムを高周波ＥＧＯセンサの切
換え作用から保護するために、ある措置、例えば、緩動
装置（ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ）または低域ろ波器を使用
することができることは理解されよう。このような変更
は、当業者により、本発明の開示内容を考慮して本発明
の種々の実施例に容易に実施することができる。
の異なる運転状態の間には、制御システムの校正可能な
パラメータが最適な制御のための再調節を必要とするこ
とは理解されよう。これらのパラメータはＰＩコントロ
ーラ２１０のジャンプバックＨおよびランプＧ、高域ろ
波器２０４の時定数Ｔｄ、利得ブロック２０６の利得Ｋ
および合計ブロック２０８へのバイアス信号ＢＩＡＳを
含む。前記パラメータのすべてまたは任意の組合わせを
再校正するために、入力として機関の速度および負荷を
含むいくつかの関数または表（例えば、図２の表２１
４）を図５および図７に示した流れ図に包含することが
できる。また、制御システムを高周波ＥＧＯセンサの切
換え作用から保護するために、ある措置、例えば、緩動
装置（ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ）または低域ろ波器を使用
することができることは理解されよう。このような変更
は、当業者により、本発明の開示内容を考慮して本発明
の種々の実施例に容易に実施することができる。
【００３３】さて、機関への燃料の流量の制御を続行し
ながら触媒コンバータを定期的に監視するシステムの動
作を、図２および図７を参照して説明する。テスト間隔
は、代表的には、機関の実質的に定常状態の運転の間に
始まり、そして約２０分におよぶ。効果的なテストが完
了するまでに多数の試みが必要になるかもしれない。あ
る所定の連続運転期間の間に一つまたは多数の効果的な
テストを行うことができる。「定期的な」という用語
は、例えば、運転休止期間後に機関の運転が再開される
都度１回（またはさらにたびたび）のように「時折」ま
たは「間欠的に」を意味するために使用される。これに
関して、機関の実質的に定常状態の運転の間にテスト期
間を開始すると言うことは、機関が二段閉ループ運転状
態にあるときにテスト期間を開始することを意味し、す
べての機関の運転パラメータが一定であることを必ずし
も意味せず、また機関が計画されたテスト期間全体の間
に定常状態に保たれることを必ずしも意味しない。
ながら触媒コンバータを定期的に監視するシステムの動
作を、図２および図７を参照して説明する。テスト間隔
は、代表的には、機関の実質的に定常状態の運転の間に
始まり、そして約２０分におよぶ。効果的なテストが完
了するまでに多数の試みが必要になるかもしれない。あ
る所定の連続運転期間の間に一つまたは多数の効果的な
テストを行うことができる。「定期的な」という用語
は、例えば、運転休止期間後に機関の運転が再開される
都度１回（またはさらにたびたび）のように「時折」ま
たは「間欠的に」を意味するために使用される。これに
関して、機関の実質的に定常状態の運転の間にテスト期
間を開始すると言うことは、機関が二段閉ループ運転状
態にあるときにテスト期間を開始することを意味し、す
べての機関の運転パラメータが一定であることを必ずし
も意味せず、また機関が計画されたテスト期間全体の間
に定常状態に保たれることを必ずしも意味しない。
【００３４】先ず、図２を参照すると、上流側および下
流側のＥＧＯセンサ各々からの信号ＶＥＧＯ１およびＶ
ＥＧＯ２は、好ましくは、対応した信号ＣＯＭＰ１およ
びＣＯＭＰ２にそれぞれ処理された後に、切換え（ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ）カウンタ３０２および３０４によりそ
れぞれ処理される。本発明の開示内容の助けにより、既
知の燃料制御システムに好適な切換え検出およびカウン
タ装置ならびに以下に記載する関連した決定ブロック装
置を組み込むことは、まさに当業者の能力の範囲内にあ
る。この切換え検出およびカウンタ装置は、例えば、マ
イクロプロセッサ１００内に１個またはそれ以上のレジ
スタを備えることができる。切換えカウンタ３０２は上
流側のＥＧＯセンサ１２８からの信号がリッチからリー
ンに切り換わり、そして／またはテスト期間の間にリー
ンからリッチに切り換わる回数を計算する。カウンタ３
０４は、同様に、下流側のＥＧＯセンサ１３０からの信
号が切り換わるテスト期間の間の回数を計算する。各々
のカウンタからのカウントは、決定ブロック３０６に送
られる。決定ブロック３０６は、二つのカウントの比に
基づいた触媒コンバータの効率値を量定する。その後、
決定ブロック３０６は、得られた触媒コンバータの効率
値を触媒コンバータの最低の許容可能な効率に相当する
ように予め定められた記憶値と比較する。この記憶値は
当業者により経験に基づいて容易に予め定めることがで
き、特定の機関および排気装置の特性により左右され
る。代表的には、例えば、良好な機能を発揮する触媒コ
ンバータにおいては、上流側のＥＧＯセンサは下流側の
各ＥＧＯセンサが切り換わる回数の１０倍切り換わるこ
とができる。触媒コンバータが劣化するにつれて、前記
の比は１：１により近くなる。従って、記憶値は触媒コ
ンバータの最低の性能レベル、例えば、４５％の効率に
相当するように選択される。
流側のＥＧＯセンサ各々からの信号ＶＥＧＯ１およびＶ
ＥＧＯ２は、好ましくは、対応した信号ＣＯＭＰ１およ
びＣＯＭＰ２にそれぞれ処理された後に、切換え（ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ）カウンタ３０２および３０４によりそ
れぞれ処理される。本発明の開示内容の助けにより、既
知の燃料制御システムに好適な切換え検出およびカウン
タ装置ならびに以下に記載する関連した決定ブロック装
置を組み込むことは、まさに当業者の能力の範囲内にあ
る。この切換え検出およびカウンタ装置は、例えば、マ
イクロプロセッサ１００内に１個またはそれ以上のレジ
スタを備えることができる。切換えカウンタ３０２は上
流側のＥＧＯセンサ１２８からの信号がリッチからリー
ンに切り換わり、そして／またはテスト期間の間にリー
ンからリッチに切り換わる回数を計算する。カウンタ３
０４は、同様に、下流側のＥＧＯセンサ１３０からの信
号が切り換わるテスト期間の間の回数を計算する。各々
のカウンタからのカウントは、決定ブロック３０６に送
られる。決定ブロック３０６は、二つのカウントの比に
基づいた触媒コンバータの効率値を量定する。その後、
決定ブロック３０６は、得られた触媒コンバータの効率
値を触媒コンバータの最低の許容可能な効率に相当する
ように予め定められた記憶値と比較する。この記憶値は
当業者により経験に基づいて容易に予め定めることがで
き、特定の機関および排気装置の特性により左右され
る。代表的には、例えば、良好な機能を発揮する触媒コ
ンバータにおいては、上流側のＥＧＯセンサは下流側の
各ＥＧＯセンサが切り換わる回数の１０倍切り換わるこ
とができる。触媒コンバータが劣化するにつれて、前記
の比は１：１により近くなる。従って、記憶値は触媒コ
ンバータの最低の性能レベル、例えば、４５％の効率に
相当するように選択される。
【００３５】もしも量定された効率値が容認できない程
度に低い触媒コンバータの効率を示せば、決定ブロック
は故障信号（ｆａｉｌｕｒｅ ｓｉｇｎａｌ）を発生す
るか、またはその他の適切な動作を開始する。故障信号
が車両運転者に光および／または音の警報をトリガでき
るようにすることは随意である。また、テスト結果が触
媒コンバータの許容可能な性能を指示するときにパス信
号を発生できるようにすることも随意である。
度に低い触媒コンバータの効率を示せば、決定ブロック
は故障信号（ｆａｉｌｕｒｅ ｓｉｇｎａｌ）を発生す
るか、またはその他の適切な動作を開始する。故障信号
が車両運転者に光および／または音の警報をトリガでき
るようにすることは随意である。また、テスト結果が触
媒コンバータの許容可能な性能を指示するときにパス信
号を発生できるようにすることも随意である。
【００３６】さて、図７の論理流れ図を参照すると、触
媒コンバータの監視プロセスステップが、二段閉ループ
条件が満たされているかどうかをステップ７０２で決定
することを含むことが理解されよう。条件が満たされな
ければ、ステップ７０４においてテストが中止され、そ
して論理流れは機関主制御ルーチンにもどる。監視サブ
ルーチンは、典型的には、次のサイクルの過程で再び開
始される。この論理流れは、次に、触媒コンバータのテ
ストが必要であるかどうかを決定するための決定ブロッ
ク７０６を含む。例えば、運転休止期間後の始動以降に
機関の現在の運転中にテストが首尾よく完了していなけ
れば、テストが必要であるかもしれない。テストが必要
でなければ、テストは前述したように中止される。テス
トが必要であれば、ステップ７０８において定常状態の
条件が確認される。それに加えて、ステップ７０８は付
加的な前提条件が満たされているかどうかをチェックす
ることができる。適用できる政府の法規が車両および機
関の速度および負荷条件、上流側および下流側のＥＧＯ
センサの暖機等を規定するかもしれない。すべてのこの
ような条件が満たされれば、論理流れはステップ７１０
に進む。適用できる法規はテストが指定された時間間
隔、例えば、２０秒以内で完了することを要求するかも
しれない。そのために、マイクロコンピュータ１００が
テスト開始以降の経過時間を監視するタイマを備えるこ
とが好ましい。このタイマはステップ７１０において更
新される。ステップ７１２は予定したテスト時間が終了
したかどうかをチェックする。テスト時間が終了してい
なければ、カウントブロック７１４が上流側ＥＧＯセン
サ信号の切換えのカウントを開始するかまたは継続し、
そして計算ブロックへのカウントを更新する。カウント
ブロック７１６は、同様に、下流側ＥＧＯセンサ信号の
切換えのカウントを開始し、そして／または継続し、計
算ブロック７１８へのカウントを更新する。テスト時間
が終了すれば、計算ブロック７１８は触媒コンバータの
効率値を計算し、その値を触媒コンバータの最低の容認
可能な効率に相当するように予め定められた記憶値と比
較する。テストが完了するかまたは中止されたときに、
カウンタはゼロにリセットされる。もしもブロック７１
８により要求されれば、ブロック７２０は前述したよう
に故障信号を開始する。
媒コンバータの監視プロセスステップが、二段閉ループ
条件が満たされているかどうかをステップ７０２で決定
することを含むことが理解されよう。条件が満たされな
ければ、ステップ７０４においてテストが中止され、そ
して論理流れは機関主制御ルーチンにもどる。監視サブ
ルーチンは、典型的には、次のサイクルの過程で再び開
始される。この論理流れは、次に、触媒コンバータのテ
ストが必要であるかどうかを決定するための決定ブロッ
ク７０６を含む。例えば、運転休止期間後の始動以降に
機関の現在の運転中にテストが首尾よく完了していなけ
れば、テストが必要であるかもしれない。テストが必要
でなければ、テストは前述したように中止される。テス
トが必要であれば、ステップ７０８において定常状態の
条件が確認される。それに加えて、ステップ７０８は付
加的な前提条件が満たされているかどうかをチェックす
ることができる。適用できる政府の法規が車両および機
関の速度および負荷条件、上流側および下流側のＥＧＯ
センサの暖機等を規定するかもしれない。すべてのこの
ような条件が満たされれば、論理流れはステップ７１０
に進む。適用できる法規はテストが指定された時間間
隔、例えば、２０秒以内で完了することを要求するかも
しれない。そのために、マイクロコンピュータ１００が
テスト開始以降の経過時間を監視するタイマを備えるこ
とが好ましい。このタイマはステップ７１０において更
新される。ステップ７１２は予定したテスト時間が終了
したかどうかをチェックする。テスト時間が終了してい
なければ、カウントブロック７１４が上流側ＥＧＯセン
サ信号の切換えのカウントを開始するかまたは継続し、
そして計算ブロックへのカウントを更新する。カウント
ブロック７１６は、同様に、下流側ＥＧＯセンサ信号の
切換えのカウントを開始し、そして／または継続し、計
算ブロック７１８へのカウントを更新する。テスト時間
が終了すれば、計算ブロック７１８は触媒コンバータの
効率値を計算し、その値を触媒コンバータの最低の容認
可能な効率に相当するように予め定められた記憶値と比
較する。テストが完了するかまたは中止されたときに、
カウンタはゼロにリセットされる。もしもブロック７１
８により要求されれば、ブロック７２０は前述したよう
に故障信号を開始する。
【００３７】当業者が前記の好ましい実施例の説明を読
めば本発明の精神および範囲内でのさらに別の変更およ
び変型を思いつくであろう。特許請求の範囲はこのよう
な変更および変型のすべてを包含するように意図されて
いる。
めば本発明の精神および範囲内でのさらに別の変更およ
び変型を思いつくであろう。特許請求の範囲はこのよう
な変更および変型のすべてを包含するように意図されて
いる。
【図１】機関からの排気ガスを処理し、かつ本発明の好
ましい一実施例による、排気ガスの処理中に触媒コンバ
ータの効率を定期的に監視するために、機関に供給され
る空気および燃料の混合物の空燃比を制御する装置と共
に自動車の内燃機関を示した略図。
ましい一実施例による、排気ガスの処理中に触媒コンバ
ータの効率を定期的に監視するために、機関に供給され
る空気および燃料の混合物の空燃比を制御する装置と共
に自動車の内燃機関を示した略図。
【図２】図１の実施例の燃料制御、排気処理および監視
システムの制御ブロック線図。
システムの制御ブロック線図。
【図３】空燃比ＬＡＭＢＤＡＲの関数としてのＥＧＯセ
ンサの電圧出力を示したグラフ。
ンサの電圧出力を示したグラフ。
【図４】図１および図２の装置の通常の運転の間の燃料
の流量を計算する場合に実行されるプロセスステップを
例示した流れ図。
の流量を計算する場合に実行されるプロセスステップを
例示した流れ図。
【図５】図１および図２の好ましい実施例において空燃
比修正量ＬＡＭＣＯＲを計算する場合に実行されるプロ
セスステップを例示した流れ図。
比修正量ＬＡＭＣＯＲを計算する場合に実行されるプロ
セスステップを例示した流れ図。
【図６】本発明の一実施例により使用されるリミッタの
電圧出力を示したグラフ。
電圧出力を示したグラフ。
【図７】図１および図２の実施例により触媒コンバータ
の監視を行うためのプロセスステップを例示した流れ
図。
の監視を行うためのプロセスステップを例示した流れ
図。
１００ マイクロコンピュータ １０２ 内燃機関 １１２ 噴射器駆動装置 １２２ 排気マニホルド １２４ 触媒コンバータ １２６ 排気管 １２８ 第１ＥＧＯセンサ １３０ 第２ＥＧＯセンサ ２００ 比較器 ２０２ 比較器 ２０４ 高域ろ波器 ２０６ 利得ブロック ２０８ 合計ブロック ２１０ コントローラブロック ２１２ 燃料計算ブロック ＣＯＭＰ１ 比較器２００の出力信号 ＣＯＭＰ２ 比較器２０２の出力信号 ２１４ 速度／負荷表 ３０２ 上流側切換えカウンタ ３０４ 下流側切換えカウンタ ３０６ 決定ブロック
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関からの排気ガスを処理する触媒
コンバータの効率を監視する装置にして、 触媒コンバータと、 機関からの上流側排気ガスを触媒コンバータに送る第１
排気ガス導管装置と、 上流側排気ガスの酸素含有量レベルに相当する第１ＥＧ
Ｏ信号を発生するために上流側排気ガスにさらされる切
換え型第１ＥＧＯセンサ装置と、 触媒コンバータからの下流側排気ガスを送る第２排気ガ
ス導管装置と、 下流側排気ガスの酸素含有量レベルに相当する第２ＥＧ
Ｏ信号を発生するために第２排気ガス導管装置内の下流
側排気ガスにさらされる切換え型第２ＥＧＯセンサ装置
と、 燃料が燃料流量制御信号に応じて機関に供給される際の
空燃比を制御する燃料制御装置と、 第１ＥＧＯセンサ装置と第２ＥＧＯセンサ装置の切換え
回数の比に基づいた触媒コンバータの効率値を決定し、
この効率値を触媒コンバータの最低許容可能効率に相当
する所定の記憶値と比較し、触媒コンバータの効率値が
最低許容可能効率よりも低い触媒コンバータの効率を指
示するときに触媒コンバータ故障信号を発する比較装置
とを備える装置。 - 【請求項２】 内燃機関に供給される空気と燃料の混合
物の空燃比を制御し、機関からの排気ガスを処理し、そ
して排気ガスを処理している触媒コンバータの効率を定
期的に監視する装置にして、 触媒コンバータと、 機関からの上流側排気ガスを触媒コンバータに送る第１
排気ガス導管装置であって、上流側排気ガスの酸素含有
量レベルに相当する値を有する第１ＥＧＯ信号を発生す
るために上流側排気ガスにさらされる第１ＥＧＯセンサ
装置を備えた第１排気ガス導管装置と、 触媒コンバータからの下流側排気ガスを送る第２排気ガ
ス導管装置であって、下流側排気ガスの酸素含有量レベ
ルに相当する値を有する第２ＥＧＯ信号を発生するため
に下流側排気ガスにさらされる第２ＥＧＯセンサ装置を
備えた第２排気ガス導管装置と、 燃料が機関に供給される際の空燃比を制御するために第
１ＥＧＯ信号および第２ＥＧＯ信号に少なくとも部分的
に基づいた燃料流量制御信号を発生する燃料制御装置
と、 第１ＥＧＯセンサ装置と第２ＥＧＯセンサ装置の切換え
回数の比に基づいた触媒コンバータの効率値を決定し、
この効率値を触媒コンバータの最低許容可能効率に相当
する所定の記憶された値と比較し、触媒コンバータの効
率値が最低許容可能効率よりも低い触媒コンバータ効率
を指示するときに触媒コンバータ故障信号を発する比較
装置とを備える装置。 - 【請求項３】 内燃機関からの排気ガスを処理する触媒
コンバータの効率を監視する方法にして、 （Ａ）機関からの排気ガスの酸素含有量レベルに相当す
る第１ＥＧＯ信号を発生させるために排気ガスを切換え
型第１ＥＧＯセンサ装置にさらすと共に、排気ガスを第
１排気ガス導管装置を通して触媒コンバータに送り、 （Ｂ）触媒コンバータからの排気ガスの酸素含有量レベ
ルに相当する第２ＥＧＯ信号を発生させるために排気ガ
スを切換え型第２ＥＧＯセンサ装置にさらすと共に、排
気ガスを第２排気ガス導管装置を通して送り、 （Ｃ）燃料が燃料流量制御信号に応じて機関に供給され
る際の空燃比を制御する燃料制御装置を作動させ、 （Ｄ）第１ＥＧＯセンサと第２ＥＧＯセンサの切換え回
数の比に基づいた触媒コンバータの効率値を決定し、こ
の効率値を触媒コンバータの最低許容可能効率に相当す
る所定の記憶された値と比較することを含む方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、さら
に、触媒コンバータの効率値が最低許容可能効率よりも
低い触媒コンバータ効率を指示するときに故障信号を発
することを含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US983069 | 1992-11-25 | ||
| US07/983,069 US5289678A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Apparatus and method of on-board catalytic converter efficiency monitoring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212956A true JPH06212956A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=25529778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5267436A Pending JPH06212956A (ja) | 1992-11-25 | 1993-10-26 | 触媒コンバータの効率を車内で監視する装置および方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5289678A (ja) |
| JP (1) | JPH06212956A (ja) |
| DE (1) | DE4339299C2 (ja) |
Cited By (1)
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