JPH0642338A

JPH0642338A - 内燃エンジンの触媒劣化検出装置

Info

Publication number: JPH0642338A
Application number: JP4218630A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maruyama; 洋丸山; Kazutomo Sawamura; 和同澤村; Kenichi Maeda; 健一前田; Masayoshi Yamanaka; 將嘉山中
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒の劣化判定を行う際に必要となる各種セ
ンサやデバイスが異常状態にあるとき、その異常状態下
の劣化判定の誤検知を防止する内燃エンジンの触媒劣化
検出装置を提供することを目的とする。【構成】各種センサ（ステップＳ２５１）、バルブタ
イミング機構（ステップＳ２５２）、ＴＤＣパルスまた
はＣＲＫパルス（ステップＳ２５３），燃料噴射弁（ス
テップＳ２５４）、燃料供給系（ステップＳ２５５）、
及び排気還流（ＥＧＲ）装置（ステップＳ２５６）のい
ずれか１つでも異常が検出された場合は、多重故障チェ
ックの結果ＮＧ（ステップＳ２５９）としてモニタを禁
止する。また、失火（ステップＳ２５７）が検出された
ときも同様にモニタを禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスを浄化すべく
内燃エンジンの排気系に設けられた内燃エンジンの触媒
劣化検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンの排気ガスを浄化する触媒
の劣化を判定する手段として、触媒の上流および下流に
Ｏ₂センサを設け、予め設定された走行条件の中で、上
流側Ｏ₂センサの出力と下流側Ｏ₂センサの出力に応じて
吸気系への供給空燃比を調整し、吸気系供給空燃比の反
転から下流側Ｏ₂センサの出力の反転までの時間を計測
することは公知である（例えば、特開平２−３０９１５
号公報、特開平２−３３４０８号公報、特開平２−２０
７１５９号公報参照）。また触媒の劣化を判定する手段
として、上流側Ｏ₂センサと下流側Ｏ₂センサの出力を比
較する手法、例えば出力比法（特開昭６３−２３１２５
２号公報参照）、応答比法（特開平３−５７８６２号公
報参照）、位相差時間計測法（特開平２−３１０４５３
号公報参照）等が提案されている。

【０００３】これらの手法はいずれも触媒の有するＯ₂
ストレージ能力に着目し、このＯ₂ストレージ能力を定
量化することにより、触媒の劣化判定を行っている。

【０００４】また、本願出願人は、上流側Ｏ₂センサの
出力を使用せずに下流側Ｏ₂センサの出力のみを使用し
て劣化判定を行い、これによって上流側Ｏ₂センサの単
体特性や劣化による制御空燃比の理論空燃比からのずれ
の影響を受けることがなく、安定した下流側Ｏ₂センサ
の出力に基づいて正確な触媒の劣化判定を行う手法（特
願平３−２７１２０４号）を提案している。

【０００５】さらに、この改良技術として本願出願人
は、触媒のＯ₂ストレージ能力が温度によって変化する
場合がある点を考慮し、触媒の温度に対応する判定値を
例えば判別値テーブルから検索して決定し、この検索さ
れた判定値とＯ₂センサの出力とに基づき触媒の劣化を
判定する手法（特願平４−８６２８４）も提案してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来手法における触媒の劣化判定を行うに際し、これに必
要となる各種センサやデバイスが故障したり劣化したり
して異常状態にあると、正確な劣化判定ができないとい
う問題があった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、触媒の
劣化判定を行う際に必要となる各種センサやデバイスが
異常状態にあるとき、その異常状態下の劣化判定の誤検
知を防止する内燃エンジンの触媒劣化検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内燃エンジンの排気系に設けられ排気中の
有害成分を浄化する触媒手段と、該触媒手段の少なくと
も下流に設けられ排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度
検出手段とを備え、該酸素濃度検出手段の出力に基づき
前記触媒手段の劣化検出を行う内燃エンジンの触媒劣化
検出装置において、前記エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出
されたエンジンの運転状態に基づき、該エンジンの所定
の異常状態を検出する異常検出手段と、前記異常検出手
段が前記所定の異常状態を検出したときに前記触媒手段
の劣化検出を禁止する劣化検出禁止手段とを備えたもの
である。

【０００９】

【作用】本発明は上記構成により、運転状態検出手段
は、例えば各種センサやデバイスの出力によりエンジン
の運転状態を監視し、異常検出手段は該各種センサやデ
バイスの出力の異常値に基づきエンジンの所定の異常状
態を検出し、劣化検出禁止手段はその所定の異常が検出
されたときに触媒手段の劣化検出を禁止するので、前記
各種センサやデバイスが異常状態にある場合において、
触媒手段の劣化判定の誤検知が防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例に係る内燃エン
ジン及びその制御装置の全体構成図であり、例えば４気
筒のエンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が
設けられている。スロットル弁３にはスロットル弁開度
（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル
弁３の開度に応じた電気信号を出力してエンジン制御用
電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５
に供給する。

【００１２】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１３】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１４】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及びＣＲＫセンサ１１はエンジン１の図示しな
いカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている。
エンジン回転数センサ１０はエンジン１のクランク軸の
１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス（以
下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＲＫセン
サ１１は所定のクランク角毎、例えば４５度のクランク
角度位置で信号パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」とい
う）を出力するものであり、これらの各信号パルスはＥ
ＣＵ５に供給される。

【００１５】排気管１２における触媒Ｃの上流位置に
は、排気成分濃度検出器としての上流側Ｏ₂センサＦＳ
が装着されているとともに、触媒Ｃの下流位置には下流
側Ｏ₂センサＲＳが装着され、それぞれ排気ガス中の酸
素濃度を検出してその検出値に応じた電気信号（Ｆ
Ｖ₀₂，ＲＶ₀₂）がＥＣＵに供給される。また触媒Ｃには
その温度を検出する触媒温度（ＴCAT）センサ１３が装
着され、検出された触媒温度ＴCATに対応する電気信号
はＥＣＵに供給される。

【００１６】また、エンジン１の本体には、バルブタイ
ミング切換機構１４が設けられており、この切換機構１
４は、エンジン１の吸・排気弁の開閉タイミングをエン
ジン１の運転状態に応じて低速バルブタイミングと高速
バルブタイミングとに切り換えるための機構である。バ
ルブタイミング切換機構１４の油圧は油圧センサ１５に
よって検出され、その検出信号がＥＣＵ５へ供給され
る。さらに、エンジン１の各気筒には、吸入された燃料
混合気を点火するための点火プラグ１６が設けられてい
る。

【００１７】ＥＣＵ５には更に、エンジン１が搭載され
た車両の速度を検出する車速センサ（ＶＨ）１７、大気
圧（ＰＡ）センサ１８が接続されており、これらのセン
サの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００１８】次に、排気還流（ＥＧＲ）機構２０につい
て説明する。ＥＧＲ機構２０は、エンジン１の排気ガス
の一部を吸気通路に還流させ、エンジン１から発生する
有毒ガスの１つである窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させ
る装置であり、この機構２０の排気還流路２１は、一端
２１ａが排気管１３の三元触媒１４上流側に、他端21ｂ
が吸気管２のスロットル弁３下流側に夫々連通してい
る。この排気還流路２１の途中には排気還流量を制御す
る排気還流弁２２及び容積室２１Ｃが介設されている。
そして、この排気還流弁２２はソレノイド２２ａを有す
る電磁弁であり、ソレノイド２２ａはＥＣＵ５に接続さ
れ、その弁開度がＥＣＵ５からの制御信号によってリニ
アに変化させることができるように構成されている。排
気還流弁２２には、その弁開度を検出するリフトセンサ
２３が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給
される。

【００１９】ＥＣＵ５は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号等に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥとに応
じて設定される排気還流弁２２の弁開度指令値ＬＣＭＤ
とリフトセンサ２３によって検出された排気還流弁２２
の実弁開度値ＬＡＣＴとの偏差を零にするようにソレノ
イド２２ａに制御信号を供給する。

【００２０】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。なお、ＥＣＵ５は、点火コイルの電圧等を用いて失
火検出を行う機能を有している。

【００２１】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、後述するようにフィードバック制御
領域やフィードバック制御を行わない複数の特定運転領
域（以下「オープンループ制御領域」という）の種々の
エンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエ
ンジン運転状態に応じ、次式（１）に基づき、前記ＴＤ
Ｃ信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔ
OUTを演算する。

【００２２】ＴOUT＝Ｔｉ×Ｋ₀₂×ＫLS×Ｋ₁＋Ｋ₂…（１）ここに、Ｔｉは燃料噴射弁５の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて決定される。

【００２３】Ｋ₀₂はＯ₂フィードバック補正係数（以
下、単に「補正係数」という）であり、フィードバック
制御時、排気ガス中の酸素濃度に応じて求められ、更に
オープンループ制御領域では各運転領域に応じて設定さ
れる。

【００２４】ＫLSはエンジンＥがオープンループ制御領
域のうち、リーン化領域又はフューエルカット領域、す
なわち所定の減速運転領域にあるとき値１.０未満の所
定値（例えば０.９５）に設定されるリーン化係数であ
る。

【００２５】Ｋ₁及びＫ₂は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される補正係数および補正変数であ
り、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速
特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決定さ
れる。

【００２６】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料
噴射時間ＴOUTに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆
動信号を出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給す
る。

【００２７】図２および図３はエンジン１がフィードバ
ック制御領域および複数のオープンループ制御領域のい
ずれかの運転状態にあるかを判別するとともに、判別さ
れた運転状態に応じて補正係数Ｋ₀₂を設定するプログラ
ムのフローチャートを示す。本プログラムは、ＴＤＣ信
号パルスの発生時に、これと同期して実行される。

【００２８】まず、ステップ１０１においてフラグｎ₀₂
が値１に等しいか否かを判別する。該フラグｎ₀₂は上流
側Ｏ₂センサＦＳおよび下流側Ｏ₂センサＲＳが活性化状
態にあるか否かを判別するためのもので、前記ステップ
１０１の答が（Ｙｅｓ）である場合、すなわち両Ｏ₂セ
ンサＦＳ，ＲＳが活性化状態にあると判別されたときに
は、ステップ１０２で冷却水温Ｔｗが所定水温ＴＷ₀₂よ
り高いか否かを判別する。この答が（Ｙｅｓ）、すなわ
ちＴｗ＞Ｔｗ₀₂が成立し、エンジンＥが暖機を完了して
いるときには、ステップ１０３でフラグＦＬＧWOTが値
１に等しいか否かを判別する。このフラグＦＬＧWOT
は、図示しないプログラムにより、エンジンＥが供給燃
料量を増量すべき高負荷領域にあると判別されたときに
値１にセットされるものである。

【００２９】前記ステップ１０３の答が（Ｎｏ）、すな
わちエンジン１が前記高負荷領域にないときには、ステ
ップ１０４でエンジン回転数Ｎｅが高回転側の所定回転
数ＮHOPより大きいか否かを判別し、この答が（Ｎｏ）
のときには更に、ステップ１０５でエンジン回転数Ｎｅ
が低回転側の所定回転数ＮLOPより大きいか否かを判別
する。この答が（Ｙｅｓ）、すなわちＮLOP＜Ｎｅ≦ＮH
OPが成立するときには、ステップ１０６でリーン化係数
ＫLSが値１.０未満であるか否か、すなわちエンジン１
が所定の減速運転領域にあるか否かを判別する。このス
テップ１０６の答が（Ｎｏ）のときには、ステップ１０
７でエンジン１がフューエルカットの実行中であるか否
かの判別をする。この答が（Ｎｏ）のときには、エンジ
ン１がフィードバック制御領域にあると判別し、更にス
テップ１０８でエンジン運転状態が触媒Ｃのモニタを許
可する状態にあるか否かを判別する。この答が（Ｙｅ
ｓ）、すなわちモニタが許可されれば、ステップ１０９
で下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ₀₂に基づいて前
記補正係数Ｋ₀₂を制御するとともに、触媒Ｃの劣化をモ
ニタし、本プログラムを終了する。

【００３０】一方、前記ステップ１０８の答が（Ｎ
ｏ）、すなわち触媒Ｃのモニタが許可されないときに
は、ステップ１１０で前回モニタ中であるか否かを判別
する。その答が（Ｎｏ）、すなわち継続してモニタが行
われていないときには、ステップ１１１で上流側Ｏ₂セ
ンサＦＳとリーン化側Ｏ₂センサＲＳの出力ＦＶ₀₂，Ｒ
Ｖ₀₂に基づいて前記補正係数Ｋ₀₂を制御するとともに、
補正係数Ｋ₀₂の平均値ＫREFを算出して本プログラムを
終了する。

【００３１】前記ステップ１０５の答が（Ｎｏ）、すな
わちＮｅ≦ＮLOPが成立しエンジン１が低回転領域にあ
るとき、前記ステップ１０６の答が（Ｙｅｓ）、すなわ
ちエンジン１が所定の減速運転領域にあるとき、または
前記ステップ１０７の答が（Ｙｅｓ）、すなわちエンジ
ン１がフューエルカットの実行中であるときにはステッ
プ１１２に進む。このステップ１１１２では、当該ルー
プを所定時間ｔD継続したか否かを判別し、この答が
（Ｎｏ）のときには、ステップ１１３で補正係数Ｋ₀₂を
当該ループへ移行する直前の値にホールドする一方、答
が（Ｙｅｓ）のときには、ステップ１１４で補正係数Ｋ
₀₂を値１.０に設定してオープンループ制御を行い、本
プログラムを終了する。すなわち、前記ステップ１０５
〜１０７のいずれかの条件によってエンジン１がフィー
ドバック制御領域からオープンループ制御領域へ移行し
た場合、補正係数Ｋ₀₂は、該移行後所定時間ｔDが経過
するまでは該移行直前のフィードバック制御時に算出さ
れた値にホールドされる一方、所定時間tDが経過した後
は値は１.０に設定される。

【００３２】前記ステップ１０２の答が（Ｎｏ）、すな
わちエンジン１が暖機を完了していないとき、前記ステ
ップ１０３の答が（Ｙｅｓ）、すなわちエンジン１が高
負荷領域にあるとき、または前記ステップ１０４のの答
が（Ｙｅｓ）、すなわちエンジン１が高回転領域にある
ときには、前記ステップ１１４に進み、オープンループ
制御を実行して本プログラムを終了する。

【００３３】前記ステップ１０１の答が（Ｎｏ）、すな
わち両Ｏ₂センサＦＳ，ＲＳが不活性状態にあると判別
されたとき、および前記ステップ１１０の答が（Ｙｅ
ｓ）、すなわち今回初めてモニタが不許可になったとき
には、ステップ１１５に進み、エンジン１がアイドル領
域にあるか否かを判別する。この判別は、例えばエンジ
ン回転数Ｎｅが所定回転数以下で且つスロットル弁開度
θTHが所定開度以下であるか否かを判別することにより
行われる。このステップ１１５の答が（Ｙｅｓ）、すな
わちエンジン１がアイドル領域にあるときには、ステッ
プ１１６で補正係数Ｋ₀₂をアイドル領域用の平均値ＫRE
F0に設定し、オープンループ制御を実行して本プログラ
ムを終了する。

【００３４】前記ステップ１１５の答が（Ｎｏ）、すな
わちエンジン１がアイドル領域以外の運転領域（以下
「オフアイドル領域」という）にあるときには、ステッ
プ１１７に進み、補正係数Ｋ₀₂をオフアイドル領域用の
平均値ＫREF1に設定する。

【００３５】次に、触媒の劣化について説明する。

【００３６】前述のように、図２のフローチャートにお
いて、ステップ１０８で触媒Ｃのモニタ許可がなされな
いときには、上流側Ｏ₂センサＦＳの出力電圧ＦＶ₀₂と
下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ₀₂とに基づき、フ
ィードバック制御が行われる。一方、前記ステップ１０
８で触媒Ｃのモニタが許可されると、ステップ１０９で
触媒Ｃのモニタモードが実行される。以下、その内容を
図４〜図８のフローチャートを参照して詳述する。

【００３７】この触媒Ｃの劣化モニタを行う場合のフィ
ードバック制御は下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ
₀₂のみに基づいて行われる。そして補正係数Ｋ₀₂を理論
空燃比に対してリッチ側からリーン側にスキップさせる
ためのスペシャルＰ項ＰLSPが発生してから、Ｏ₂濃度の
リッチ→リーンの反転が確認されるまでの時間ＴＬが検
出されるとともに、補正係数Ｋ₀₂を理論空燃比に対して
リーン側からリッチ側にスキップさせるためのスペシャ
ルＰ項ＰRSPが発生してから、Ｏ₂濃度のリーン→リッチ
の反転が確認されるまでの時間ＴＲが検出され、これら
時間ＴＬ，ＴＲに基づいて触媒Ｃの劣化が判定される。

【００３８】図４のフローチャートに基づいて触媒劣化
モニタの概略構成を説明する。

【００３９】図４において、最初にステップ２０１で触
媒の劣化検出のために前提条件が成立しているか否かが
判別され、その答が（Ｎｏ）の場合には、ステップ２０
２において、ＮTL(ＴＬ計測回数、すなわち前記時間Ｔ
Ｌが計測された合計回数)、ｎTR（ＴＲ計測回数、すな
わち前記時間ＴＲが計測された合計回数）、ＴＬSUM
（ＴＬ合計値、すなわち複数回計測されたＴＬの合計時
間）、ＴＲSUM（ＴＲ合計値、すなわち複数回計測され
たＴＲの合計時間）がゼロにセットされる。続いてステ
ップ２０３で前述の通常のフィードバック制御が行われ
る。なお、触媒Ｃの劣化モニタ実行中に前提条件を外れ
た場合には、フィードバック制御の初期値としてＫREF
が用いられる。

【００４０】前記ステップ２０１の答が（Ｙｅｓ）のと
き、すなわち触媒Ｃの劣化モニタの前提条件が成立して
いるときには、ステップ２０４で前記ＴＲ計測回数ｎTR
が所定値以上であるかが判別される。ステップ２０４の
答が(Ｙｅｓ)の場合には、触媒Ｃの劣化判定のためのデ
ータが準備されたとして、ステップ２０５の劣化判定処
理Ｂが実行され、ステップ２０６でモニタを終了して通
常のフィードバック制御に復帰する。この場合にも、フ
ィードバック制御の初期値としてＫREFが用いられる。

【００４１】前記ステップ２０４の答が（Ｎｏ）の場合
には、触媒Ｃの劣化判定のためのデータが準備されてい
ないとして、以下のステップ２０７〜２１３が実行され
る。すなわち、先ずステップ２０７でモニタが許可され
てから最初のスペシャルＰ項ＰLSP,ＰRSPが発生したか
が判別される。モニタが未だスタートしていない場合に
は答が（Ｎｏ）となり、ステップ２０８でモニタスター
ト処理が実行される。一方、前記ステップ２０７の答が
（Ｙｅｓ）であって既に最初のスペシャルＰ項ＰLSP,Ｐ
RSPが発生していれば、ステップ２０９で下流側Ｏ₂セン
サＲＳの出力電圧ＲＶ₀₂が反転したかが判別される。ス
テップ２０９の答が（Ｙｅｓ）であれば、ステップ２１
０でＲＶ₀₂反転時の処理、すなわちＴＬ計測回数ｎTLあ
るいはＴＲ計測回数ｎTRのインクリメント、リーンディ
レイタイマｔLD（ＲＶ₀₂が反転してからスペシャルＰ項
ＰRSPを発生させるまでの時間を計測）あるいはリッチ
ディレイタイマｔRD（ＲＶ₀₂が反転してからスペシャル
Ｐ項ＰLSPを発生させるまでの時間を計測）のスター
ト、およびスペシャルＰ項ＰLSP,ＰRSPの発生が実行さ
れる。

【００４２】一方、前記ステップ２０９の答が（Ｎｏ）
の場合には、ステップ２１４で劣化判定処理Ａが開始さ
れ、続くステップ２１５で触媒Ｃの正常を確認し、その
答が（Ｙｅｓ）、即ち触媒Ｃの正常が確認されると、前
記ステップ２０６に移行してモニタを終了する。一方、
前記ステップ２１５の答が（Ｎｏ）で正常が確認できな
ければ、ステップ２１１に移行する。

【００４３】ステップ２１１ではモニタが許可されてか
ら一度でも下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶ₀₂が反
転したか否かが判別される。前記ステップ２１１の答が
（Ｎｏ）の場合、すなわちモニタが許可されてから最初
の反転が行われる前であれば、ステップ２１２でスター
ト後の反転待ち処理が行われる一方、ステップ２１１の
答が（Ｙｅｓ）の場合、すなわちスタート後に１回以上
の反転を経た後であれば、ステップ２１３でＲＶ₀₂反転
待ち処理が実行される。これらステップ２１２，２１３
では、いずれも補正係数Ｋ₀₂に対してスペシャルＩ項Ｉ
RSPの加算あるいはスペシャルＩ項ＩRSPの減数が行われ
る。しかしながら、ステップ２１３で前記時間ＴＬ，Ｔ
Ｒの計測が行われるのに対し、ステップ２１２ではその
計測が行われない。これは、スタート後の反転待ちの継
続時間が、モニタが許可されるタイミングにより左右さ
れるため、前記時間ＴＬ，ＴＲを計測しても無意味であ
るためである。

【００４４】図５は前記図４のフローチャートのステッ
プ２０１のモニタ前条件を示すもので、先ずステップ３
００でモニタ開始のために、後述する多重故障チェック
を行った後、エンジン１の運転状態が確認される（ステ
ップ３０１）。すなわち、吸気温センサ８の出力Ｔａが
６０℃〜１００℃の範囲にあるか、冷却水温センサ９の
出力Ｔｗが６０℃〜１００℃の範囲にあるか、エンジン
回転数センサ１０の出力Ｎｅが２８００ｒｐｍ〜３２０
０ｒｐｍの範囲にあるか、吸気管内絶対圧力センサ７の
出力Ｐｂが−３５０ｍｍＨｇ〜−２５０ｍｍＨｇの範囲
にあるか、車速センサ１１の出力Ｖｈが３２ｋｍ／ｈ〜
８０ｋｍ／ｈの範囲にあるか、触媒温度センサ１３の出
力ＴCATが３５０℃〜８００℃の範囲にあるかがチェッ
クされる。続いてステップ３０２で車速が一定状態にあ
るか、すなわち車速センサ１１の出力Ｖｈの変動が０．
８ｋｍ／ｓｅｃ以下の状態が所定時間（例えば２秒）継
続したかが判別される。次にステップ３０３でモニタが
許可される前の所定時間（例えば１０秒）間フィードバ
ック制御が行なわれていたかが判別される。更にステッ
プ３０４で所定時間（例えば２秒）経過したかが判別さ
れる。

【００４５】而して、上記ステップ３０１〜３０４の答
が全て（Ｙｅｓ）の場合に、ステップ３０５でモニタが
許可されて図４のフローチャートのステップ２０４に移
行し、いずれかの答が（Ｎｏ）の場合に、ステップ３０
６でモニタが不許可とされて図４のフローチャートのス
テップ２０２に移行する。

【００４６】次に、前記モニタ前条件で実行される本発
明の特徴部分を成す多重故障チェック処理について図６
を用いて説明する。

【００４７】図６において、先ずステップ２５１で各種
センサが異常か否かを判別する。すなわち、上流側Ｏ2
センサＦＳ、下流側Ｏ₂センサＲＳ、ＰＢＡセンサ７、
θTHセンサ４、ＴＡセンサ８、ＴＷセンサ９、ＴCATセ
ンサ１３、ＶＨセンサ１７、またはＰＡセンサ１８が異
常か否かを判別する。

【００４８】ここで、これら各センサの異常とは次によ
うなものをいう。上流側Ｏ2センサＦＳでは、この出力
電圧値に基づいて判断される断線／短絡及び劣化であ
り、さらにＯ₂センサＦＳには、冷間時等におけるセン
サ活性化に要する時間を短縮するはためにヒータが設け
られている場合があるが、このようなヒータ付きの場合
はその断線／短絡をも含む。下流側Ｏ₂センサＲＳで
は、チェッカーサーキット、つまり所定の電圧を印加し
て測定した内部インピーダンスが所定範囲を逸脱してい
る場合であり、ヒータ付きの場合はその断線／短絡をも
含む。また、ＰＢＡセンサ７、θTHセンサ４、ＴＡセン
サ８、ＴＷセンサ９、ＴCATセンサ１３、ＶＨセンサ１
７、及びＰＡセンサ１８では、同様に出力電圧値に基づ
いて判断される断線／短絡である。このステップＳ２５
１の答が否定（ＮＯ）、即ちこれら各センサ全てに異常
がないと判別された場合はステップＳ２５２へ進む。

【００４９】ステップＳ２５２では、バルブタイミング
切換機構１４に異常があるか否かを判別する。この切換
機構１４の異常は、その切換えがＥＣＵの指令通りに行
われない場合、あるいは切換機構駆動用の油圧が使用レ
ベルに満たない場合などである。このステップＳ２５２
の答が否定（ＮＯ）、即ちバルブタイミング機構に異常
がないと判別された場合は、ステップＳ２５３へ進む。

【００５０】ステップＳ２５３では、ＴＤＣパルスまた
はＣＲＫパルスに異常があるか否かを判別し、その答が
否定（ＮＯ）、即ちＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスに異
常がない場合は、ステップＳ２５４へ進む。

【００５１】ステップＳ２５４では、燃料噴射弁５に異
常があるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、即ち
燃料噴射弁５に詰まりや異物噛み等による異常がない場
合はステップＳ２５５へ進み、燃料ポンプや燃料供給パ
イプ等の燃料供給系に異常があるか否かを判別する。そ
の答が否定（ＮＯ）、即ち、燃料供給系に燃料供給量の
制御可能範囲からの逸脱等の異常がない場合は、ステッ
プ２５６へ進む。

【００５２】ステップＳ２５６では、排気還流機構２０
に異常があるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、
即ちＥＧＲ機構２０に異常がない場合はステップＳ２５
７へ進む。

【００５３】ステップＳ２５７では、失火が検出された
か否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、即ち各点火プ
ラグ１６において、点火が正常に行われている場合は、
ステップＳ２５８へ進んで多重故障チェックの結果ＯＫ
と判断する。

【００５４】すなわち、これらステップＳ２５１〜２５
８の答が全て否定（ＮＯ）、即ち上記の各種センサやデ
ィバイスに異常がないと判断された場合は多重故障チェ
ックの結果ＯＫと判断して、前記ステップＳ３００の答
が肯定（ＹＥＳ）となり、続くステップＳ３０１へ進む
ことになる。

【００５５】一方、これらステップＳ２５１〜２５８の
答のいずれか１つでも肯定（ＹＥＳ）、即ち上記の各種
センサやディバイスのうちいずれか１つでも異常状態に
ある場合は、ステップＳ２５９へ進み、多重故障チェッ
クの結果ＮＧと判断して、前記ステップＳ３００の答が
否定（ＮＯ）となり、前記ステップＳ３０６でモニタ不
許可となる。

【００５６】次に、前記図４のフローチャートのステッ
プ２０８のモニタスタート処理を説明する。下流側Ｏ₂
センサＲＳの検出したＯ₂濃度がリ−ン状態である場合
には、補正係数Ｋo₂の直前値にスペシャルＰ項ＰRSPを
加算する比例制御が行われ、これにより空燃比をリッチ
側にステップ状に増加させる。下流側Ｏ₂センサＲＳの
検出したＯ₂濃度がリッチ状態である場合には、補正係
数Ｋo₂の直前値からスペシャルＰ項ＰLSPを減算する比
例制御が行われ、これにより空燃比をリーン側にステッ
プ状に減少させる。

【００５７】前記図４のフローチャートのステップ２１
２のスタート後の反転待ち処理は、次のようにして行
う。この処理は前述のモニタスタート処理の後に引き続
いて実行されるものである。下流側Ｏ₂センサＲＳの検
出したＯ₂濃度がリ−ン状態であるときには、補正係数
Ｋo₂の直前値にスペシャルＩ項ＩRSPを加算する積分制
御が行われ、これにより空燃比をリッチ側に段階的に増
加させる。一方、下流側Ｏ₂センサＲＳの検出したＯ₂濃
度がリッチ状態であるときには、補正係数Ｋo₂の直前値
からスペシャルＩ項ＩLSPを減算する積分制御が行わ
れ、これにより空燃比をリーン側に段階的に減少させ
る。

【００５８】前記図４のフローチャートのステップ２１
３の下流側Ｏ₂センサ反転待ち処理は、次のようにして
行う。この処理は下流側Ｏ₂センサＲＳの出力電圧ＲＶo
₂の反転を前程として実行されるものである。まず、リ
ッチディレイタイマｔRDがカウントダウン中であるかタ
イムアップ後であるかが判別される。リッチディレイタ
イマｔRDは減算カウンタから構成され、下流側Ｏ₂セン
サＲＳの出力電圧ＲＶo₂が理論空燃比に対してリーンか
らリッチに反転した瞬間にカウントダウンを開始し、所
定の時間が経過するとタイムアップしてカウント値がゼ
ロとなるものである。該リッチディレイタイマｔRDがカ
ウントダウン中であるときには、前述補正係数Ｋo₂の直
前値にスペシャルＩ項ＩRSPを加算する積分制御が行わ
れ、これにより空燃比をリッチ側に段階的に増加させ
る。

【００５９】一方、今回初めてリッチディレイタイマｔ
RDのカウント値がゼロになったときには、ＴＬの計測を
開始するとともに、補正係数Ｋo₂からスペシャルＰ項Ｐ
LSPを減算する比例制御を行って空燃比をリーン側にス
テップ状に減少させる。また、リッチディレイタイマｔ
RDのカウント値が継続的にゼロである場合にＴＬの計測
中である場合、補正係数Ｋo₂からスペシャルＩ項ＩLSP
を減算する積分制御を行って空燃比をリーン側に段階的
に減少させる。

【００６０】該リーンディレイタイマｔLDがカウントダ
ウン中である場合には、補正係数Ｋo₂の直前値からスペ
シャルＩ項ＩLSPを減算する積分制御が行われ、これに
より空燃比をリーン側に段階的に減少させる。

【００６１】さらに、今回初めて該リーンディレイタイ
マｔLDのカウント値がゼロになったときには、ＴＲの計
測を開始するとともに、補正係数Ｋo₂にスペシャルＰ項
ＰRSPを加算する比例制御を行って空燃比をリッチ側に
ステップ状に増加させる。また、リーンディレイタイマ
ｔLDのカウント値が継続的にゼロであるときのＴＲの計
測中には、補正係数Ｋo₂にスペシャルＩ項ＩRSPを加算
する積分制御を行って空燃比をリッチ側に段階的に増加
させる。

【００６２】前記図４のフローチャートのステップ２１
０の下流側Ｏ₂センサ反転時処理は次のように行う。こ
の処理は下流側Ｏ₂センサＲＳの反転後に実行されるも
のである。まず、前回ＴＬの計測中であるときには、Ｔ
Ｌの計測を中止し、ＴＬ合計値ＴＬSUMに今回計測した
ＴＬを加算するとともに、ＴＬ計測数ｎTLをインクリメ
ントする。

【００６３】一方、前回ＴＲの計測中であるときに前回
ＴＲの計測中であるときには、ＴＲの計測を中止し、Ｔ
Ｒ合計値ＴＲSUMに今回計測したＴＲを加算するととも
に、ＴＲ計測数ｎTRをインクリメントする。

【００６４】そして、ｎTRが１であって、且つｎTLが０
である場合には、ＴＲSUMをゼロにセットする。これ
は、ＴＬ→ＴＲの順で計測を行うために、若しもＴＲが
最初に計測された場合にそのＴＲをキャンセルするため
である。

【００６５】続いて、出力電圧ＲＶo₂が基準電圧ＶREF
を下回っているとき、リーンディレイタイマtLDのカウ
ントダウンを開始するとともに、補正係数Ｋo₂の直前値
からスペシャルＩ項ＩLSPを減算する積分制御が行わ
れ、これにより空燃比をリーン側に段階的に減少させ
る。

【００６６】一方、出力電圧ＲＶo₂が基準電圧ＶREF以
上であるとき、リッチディレイタイマtRDのカウントダ
ウンを開始するとともに、補正係数Ｋo₂の直前値からス
ペシャルＩ項ＩRSPを加算する積分制御が行われ、これ
により空燃比をリッチ側に段階的に増加させる。

【００６７】図７は図４のステップ２１４のサブルーチ
ンを示すもので、まずステップ４０１でスペシャルＰ項
が発生してから次の反転が無いまま限界時間ｔSTRGが経
過したか否かが判別される。ここで前記限界時間ｔSTRG
と比較される時間Ｔとして、ＴＬとＴＲの平均値（ＴＬ
＋ＴＲ）／２が用いられる。そして、この平均値（ＴＬ
＋ＴＲ）／２が限界時間ｔSTRGよりも長い場合には、触
媒ＣのＯ₂ストレージ能力が大であるとされ、前述の劣
化判定処理装置Ｂを実行することなくステップ４０２で
触媒Ｃが良品であると判定される。

【００６８】上記劣化判定処理Ａで触媒Ｃが良品である
と判定できる理由は以下の通りである。すなわち、触媒
Ｃの劣化の程度が小さくてＯ₂ストレージ能力が高い
程、下流側Ｏ₂センサＲＳの出力信号のみを使用してフ
ィードバック制御を行ったときに下流側Ｏ₂センサＲＳ
の反転周期が延びる。したがって、下流側Ｏ₂センサＲ
Ｓが反転するまでの時間ＴＬ，ＴＲの平均値が限界時間
ｔSTRGよりも大きければ、触媒Ｃが良品であると判定す
ることができる。また、触媒Ｃが良品であって前記反転
周期が長くなると、ドライバビリティの悪化や排気ガス
中の有害物質の増加が起きることが知られている。した
がって、触媒Ｃが良品である場合にはモニタモードを即
座に中止し通常のフィードバック制御を切り換えること
により、前記不都合を回避することができる。

【００６９】図８は、前記図４のフローチャートのステ
ップ２０５の劣化判定処理Ｂを示すもので、このフロー
はＴＲ計測数ｎTRが所定回数を越えたときに実行される
ものである。まず、ステップ５０１では、触媒温度セン
サ１３により検出された触媒温度に対応する判定値ＴCH
KGを判定値テーブルによって検索する。ここで、判定値
テーブルは、触媒の温度特性に応じて作成され、触媒温
度ＴCATO（例えば３５０℃）〜ＴCAT1（例えば６００
℃）の範囲で右上がりの傾斜を持つものである。次に、
ステップ５０２でＴＬ合計値をＴＬ計測数で割った値
（ＴＬSUM／ｎTL）とＴＲ合計値をＴＲ計測数で割った
値（ＴＲSUM／ｎTR）との平均値を演算して時間ＴCHKを
求める。

【００７０】続いて、ステップ５０３で前記時間ＴCHK
が、前記ステップ５０１で検索された判定値ＴCHKGより
も大きいか否かを判別し、その答が（Ｙｅｓ）であると
きには、触媒ＣのＯ₂ストレージ能力が基準を上回って
いるとし、ステップ５０４で排気ガス浄化システムが正
常であると判定する。一方、前記ステップ５０３の答が
（Ｎｏ）であるときには、触媒ＣのＯ₂ストレージ能力
が基準を下回っているとし、ステップ５０５で排気ガス
浄化システムが異常であると判定する。

【００７１】このように前記判定テーブルを用いること
で、触媒の温度特性に対応して劣化判定値を補正でき、
どの触媒温度で劣化モニタしても誤判定を防止できる。

【００７２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、この運転状態検出手段により検出されたエンジンの
運転状態に基づき、該エンジンの所定の異常状態を検出
する異常検出手段と、該異常検出手段が前記所定の異常
状態を検出したときに触媒手段の劣化検出を禁止する劣
化検出禁止手段とを備えたので、前記各種センサやデバ
イスが異常状態にあるとき、触媒手段の劣化検出が禁止
され、触媒手段の劣化判定の誤検知が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る燃料供給装置の全体の構
成図である。

【図２】補正係数を設定するプログラムのフローチャー
トである。

【図３】補正係数を設定するプログラムの続きフローチ
ャートである。

【図４】触媒劣化モニタの概略構成を説明するためのフ
ローチャートである。

【図５】図４中のモニタ前条件の処理を示すフローチャ
ートである。

【図６】図５中の多重故障チェックの処理を示すフロー
チャートである。

【図７】図４中の劣化判定処理Ａを示すフローチャート
である。

【図８】図４中の劣化判定処理Ｂを示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１エンジンＣ触媒ＦＳ上流側Ｏ₂センサＲＳ下流側Ｏ₂センサ５ｂＣＰＵ（運転状態検出手段、異常検出手段、劣化
検出禁止手段）

フロントページの続き (72)発明者山中將嘉埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気系に設けられ排気中
の有害成分を浄化する触媒手段と、該触媒手段の少なく
とも下流に設けられ排気中の酸素濃度を検出する酸素濃
度検出手段とを備え、該酸素濃度検出手段の出力に基づ
き前記触媒手段の劣化検出を行う内燃エンジンの触媒劣
化検出装置において、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、前記運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転
状態に基づき、該エンジンの所定の異常状態を検出する
異常検出手段と、前記異常検出手段が前記所定の異常状態を検出したとき
に前記触媒手段の劣化検出を禁止する劣化検出禁止手段
とを備えたことを特徴とする内燃エンジンの触媒劣化検
出装置。