JPH07103039A - 触媒の劣化状態検出装置 - Google Patents
触媒の劣化状態検出装置Info
- Publication number
- JPH07103039A JPH07103039A JP5253890A JP25389093A JPH07103039A JP H07103039 A JPH07103039 A JP H07103039A JP 5253890 A JP5253890 A JP 5253890A JP 25389093 A JP25389093 A JP 25389093A JP H07103039 A JPH07103039 A JP H07103039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- catalyst
- amplitude
- cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒の劣化状態を数量的な情報として得て空
燃比制御への応用範囲を拡大し、かつ、劣化状態を直接
的に検出して信頼性の高い検出結果を得る。 【構成】 ディザ振幅λDZA 及びディザ周期ＴDZA を劣
化検出補正量β，γにより順次増大補正して、それによ
りＯ2 センサの出力電圧ＶＯＸ２から求めた偏差ΔＶＯ
Ｘ２が変動判定値χ以上となったとき、その時点の劣化
検出補正量β，γに基づいて三元触媒の劣化状態を判定
する。よって、三元触媒の劣化状態が数量的な情報とし
て得られるとともに、三元触媒を実際に飽和状態に至ら
せるため、劣化状態を直接的に判定可能である。
燃比制御への応用範囲を拡大し、かつ、劣化状態を直接
的に検出して信頼性の高い検出結果を得る。 【構成】 ディザ振幅λDZA 及びディザ周期ＴDZA を劣
化検出補正量β，γにより順次増大補正して、それによ
りＯ2 センサの出力電圧ＶＯＸ２から求めた偏差ΔＶＯ
Ｘ２が変動判定値χ以上となったとき、その時点の劣化
検出補正量β，γに基づいて三元触媒の劣化状態を判定
する。よって、三元触媒の劣化状態が数量的な情報とし
て得られるとともに、三元触媒を実際に飽和状態に至ら
せるため、劣化状態を直接的に判定可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒の劣化状態検出装
置に関するもので、特に、内燃機関の排気系に設けられ
て排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を検出する装置に
関するものである。
置に関するもので、特に、内燃機関の排気系に設けられ
て排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を検出する装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の触媒の劣化状態検出装置
として、特開昭６１−２８６５５０号公報に記載のもの
を挙げることができる。
として、特開昭６１−２８６５５０号公報に記載のもの
を挙げることができる。
【０００３】この劣化状態検出装置は、触媒の上流側に
おける排気ガス中の酸素濃度の変動が、触媒の劣化によ
る吸着能力の低下に伴って下流側で次第に明確に表れる
点に着目し、触媒の下流側に設けられた酸素濃度センサ
（以下、単に『Ｏ2 センサ』という）の出力電圧が予め
設定された所定値を越えて変動し、かつ、その変動周期
が別の所定値より短くなった場合を累積して、その累積
回数が所定回数に達したときに触媒の劣化判定を下して
いる。
おける排気ガス中の酸素濃度の変動が、触媒の劣化によ
る吸着能力の低下に伴って下流側で次第に明確に表れる
点に着目し、触媒の下流側に設けられた酸素濃度センサ
（以下、単に『Ｏ2 センサ』という）の出力電圧が予め
設定された所定値を越えて変動し、かつ、その変動周期
が別の所定値より短くなった場合を累積して、その累積
回数が所定回数に達したときに触媒の劣化判定を下して
いる。
【０００４】また、従来の別の劣化状態検出装置とし
て、特開平３−２５３７１４号公報に記載のものを挙げ
ることができる。
て、特開平３−２５３７１４号公報に記載のものを挙げ
ることができる。
【０００５】この劣化状態検出装置は、触媒の上流側と
下流側にそれぞれＯ2 センサを設けて、空燃比がリッチ
からリーンに変動したときの上流側のＯ2 センサの応答
遅れ時間と下流側のＯ2 センサの応答遅れ時間とから応
答遅れ時間差を算出し、その応答遅れ時間差に基づいて
触媒の浄化率を算出している。
下流側にそれぞれＯ2 センサを設けて、空燃比がリッチ
からリーンに変動したときの上流側のＯ2 センサの応答
遅れ時間と下流側のＯ2 センサの応答遅れ時間とから応
答遅れ時間差を算出し、その応答遅れ時間差に基づいて
触媒の浄化率を算出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の前者の劣化状態
検出装置は、上記のように触媒の劣化に伴い上流側の酸
素濃度の変動が下流側で明確に表れる点に着目し、下流
側のＯ2 センサの出力電圧の大きさと変動周期に基づい
て触媒の劣化を判定しているが、この下流側の酸素濃度
の変動と触媒の劣化との相関関係は絶対的なものではな
く、言わば間接的な判定に過ぎず、故に信頼性の高い劣
化判定を行なうことができなかった。また、検出結果と
して得られるのは触媒の劣化の有無のみであり、例え
ば、現在の触媒が有害成分の吸着能力をどの程度有して
いるのか等の数量的な情報は得られず、よって、その検
出結果を空燃比制御に応用するには自ずと限界があっ
た。
検出装置は、上記のように触媒の劣化に伴い上流側の酸
素濃度の変動が下流側で明確に表れる点に着目し、下流
側のＯ2 センサの出力電圧の大きさと変動周期に基づい
て触媒の劣化を判定しているが、この下流側の酸素濃度
の変動と触媒の劣化との相関関係は絶対的なものではな
く、言わば間接的な判定に過ぎず、故に信頼性の高い劣
化判定を行なうことができなかった。また、検出結果と
して得られるのは触媒の劣化の有無のみであり、例え
ば、現在の触媒が有害成分の吸着能力をどの程度有して
いるのか等の数量的な情報は得られず、よって、その検
出結果を空燃比制御に応用するには自ずと限界があっ
た。
【０００７】また、従来の後者の劣化状態検出装置は、
上記のように空燃比の変動に対する上流側と下流側のＯ
2 センサの応答遅れ時間の差に基づいて触媒の浄化率を
算出しており、浄化率として数量的な情報を得ることは
できるものの、この応答遅れ時間差と触媒の浄化率との
相関関係も絶対的なものではなく、信頼性の高い検出結
果を得ることができなかった。
上記のように空燃比の変動に対する上流側と下流側のＯ
2 センサの応答遅れ時間の差に基づいて触媒の浄化率を
算出しており、浄化率として数量的な情報を得ることは
できるものの、この応答遅れ時間差と触媒の浄化率との
相関関係も絶対的なものではなく、信頼性の高い検出結
果を得ることができなかった。
【０００８】更に、いずれの劣化状態検出装置において
も、触媒の下流側の空燃比がある程度乱れないと検出結
果が得られないため、その間は排気ガス中の有害成分が
増加して大気中に排出されてしまうという不具合があっ
た。
も、触媒の下流側の空燃比がある程度乱れないと検出結
果が得られないため、その間は排気ガス中の有害成分が
増加して大気中に排出されてしまうという不具合があっ
た。
【０００９】そこで、本発明は、触媒の劣化状態を数量
的な情報として得て空燃比制御への応用範囲を拡大でき
るとともに、劣化状態を直接的に検出して信頼性の高い
検出結果を得ることができ、かつ、劣化検出時における
有害成分の排出を未然に防止することができる触媒の劣
化状態検出装置の提供を課題とするものである。
的な情報として得て空燃比制御への応用範囲を拡大でき
るとともに、劣化状態を直接的に検出して信頼性の高い
検出結果を得ることができ、かつ、劣化検出時における
有害成分の排出を未然に防止することができる触媒の劣
化状態検出装置の提供を課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる触媒の劣
化状態検出装置は、図１に示すように、内燃機関の排気
経路の触媒の上流側に設けられ、触媒に導入される排気
ガスの空燃比を検出する上流側空燃比検出手段Ｍ１と、
前記排気経路の触媒の下流側に設けられ、触媒を通過し
た排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段Ｍ
２と、前記上流側空燃比検出手段Ｍ１の検出結果に基づ
いて燃料噴射弁の噴射量を制御し、前記触媒に導入され
る排気ガスの空燃比を所定空燃比を中心として所定の振
幅及び周期で連続的に変動させる空燃比制御手段Ｍ３
と、予め設定された時期に、前記空燃比制御手段Ｍ３に
て変動制御される空燃比の振幅と周期との少なくとも一
方を増大補正する増大制御手段Ｍ４と、前記増大制御手
段Ｍ４にて空燃比の振幅と周期との少なくとも一方が増
大補正されたにも拘わらず、前記下流側空燃比検出手段
Ｍ２にて検出された空燃比が変動しなかったときに、増
大制御手段Ｍ４による振幅と周期との少なくとも一方の
増大幅を増やすとともに、下流側空燃比検出手段Ｍ２に
て検出された空燃比が変動したときに、その時点の振幅
及び周期に基づいて触媒の劣化状態を判定する劣化状態
判定手段Ｍ５とを具備するものである。
化状態検出装置は、図１に示すように、内燃機関の排気
経路の触媒の上流側に設けられ、触媒に導入される排気
ガスの空燃比を検出する上流側空燃比検出手段Ｍ１と、
前記排気経路の触媒の下流側に設けられ、触媒を通過し
た排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段Ｍ
２と、前記上流側空燃比検出手段Ｍ１の検出結果に基づ
いて燃料噴射弁の噴射量を制御し、前記触媒に導入され
る排気ガスの空燃比を所定空燃比を中心として所定の振
幅及び周期で連続的に変動させる空燃比制御手段Ｍ３
と、予め設定された時期に、前記空燃比制御手段Ｍ３に
て変動制御される空燃比の振幅と周期との少なくとも一
方を増大補正する増大制御手段Ｍ４と、前記増大制御手
段Ｍ４にて空燃比の振幅と周期との少なくとも一方が増
大補正されたにも拘わらず、前記下流側空燃比検出手段
Ｍ２にて検出された空燃比が変動しなかったときに、増
大制御手段Ｍ４による振幅と周期との少なくとも一方の
増大幅を増やすとともに、下流側空燃比検出手段Ｍ２に
て検出された空燃比が変動したときに、その時点の振幅
及び周期に基づいて触媒の劣化状態を判定する劣化状態
判定手段Ｍ５とを具備するものである。
【００１１】
【作用】本発明においては、上流側空燃比検出手段Ｍ１
の検出結果に基づいて空燃比制御手段Ｍ３により燃料噴
射弁の噴射量が制御されて、触媒に導入される排気ガス
の空燃比は、有害成分を低減すべく所定空燃比付近に保
持されるとともに、触媒の浄化性能を向上すべくその所
定空燃比を中心として所定の振幅及び周期で変動されて
いる。そして、予め設定された時期に至ると、空燃比の
振幅と周期との少なくとも一方が増大制御手段Ｍ４によ
り増大補正され、それにも拘らず下流側空燃比検出手段
Ｍ２にて検出された空燃比が変動しなかったときには、
劣化状態判定手段Ｍ５により振幅と周期との少なくとも
一方の増大幅が順次増やされ、下流側空燃比検出手段Ｍ
２にて検出された空燃比が変動した時点で、振幅及び周
期に基づいて触媒の劣化状態が判定される。
の検出結果に基づいて空燃比制御手段Ｍ３により燃料噴
射弁の噴射量が制御されて、触媒に導入される排気ガス
の空燃比は、有害成分を低減すべく所定空燃比付近に保
持されるとともに、触媒の浄化性能を向上すべくその所
定空燃比を中心として所定の振幅及び周期で変動されて
いる。そして、予め設定された時期に至ると、空燃比の
振幅と周期との少なくとも一方が増大制御手段Ｍ４によ
り増大補正され、それにも拘らず下流側空燃比検出手段
Ｍ２にて検出された空燃比が変動しなかったときには、
劣化状態判定手段Ｍ５により振幅と周期との少なくとも
一方の増大幅が順次増やされ、下流側空燃比検出手段Ｍ
２にて検出された空燃比が変動した時点で、振幅及び周
期に基づいて触媒の劣化状態が判定される。
【００１２】そして、このように空燃比の振幅や周期よ
り劣化状態を判定するため数量的な情報が得られるとと
もに、触媒を実際に飽和状態にするため劣化状態を直接
的に検出可能となり、かつ、触媒の下流側の空燃比が変
動した時点で劣化検出が完了するため、排気ガス中の有
害成分はほとんど増加しない。
り劣化状態を判定するため数量的な情報が得られるとと
もに、触媒を実際に飽和状態にするため劣化状態を直接
的に検出可能となり、かつ、触媒の下流側の空燃比が変
動した時点で劣化検出が完了するため、排気ガス中の有
害成分はほとんど増加しない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１４】図２は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概
略構成図である。
状態検出装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概
略構成図である。
【００１５】図に示すように、内燃機関１は４気筒４サ
イクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上
流よりエアクリーナ２、吸気管３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホールド６を通
過して、インテークマニホールド６内で各燃料噴射弁７
から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気と
して各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気
筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給
される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給さ
れ、前記各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド
１１及び排気管１２を通過し、排気管１２に設けられた
三元触媒１３にて有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等）を
浄化されて大気に排出される。
イクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上
流よりエアクリーナ２、吸気管３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホールド６を通
過して、インテークマニホールド６内で各燃料噴射弁７
から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気と
して各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気
筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給
される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給さ
れ、前記各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド
１１及び排気管１２を通過し、排気管１２に設けられた
三元触媒１３にて有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等）を
浄化されて大気に排出される。
【００１６】前記吸気管３には吸気温センサ２１と吸気
圧センサ２２が設けられ、吸気温センサ２１は吸入空気
の温度Ｔamを、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４
の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。前記スロッ
トルバルブ４には開度ＴＨを検出するスロットルセンサ
２３が設けられ、このスロットルセンサ２３はスロット
ル開度ＴＨに応じたアナログ信号と共に、スロットルバ
ルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイ
ドルスイッチからのオン・オフ信号を出力する。また、
内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設
けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温
Ｔhwを検出する。前記ディストリビュータ１０には内燃
機関１の回転数Ｎe を検出する回転数センサ２５が設け
られ、この回転数センサ２５は内燃機関１の２回転、即
ち、７２０°毎にパルス信号を２４回出力する。更に、
前記排気管１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関
１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな
空燃比信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三
元触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空
燃比λ=1に対してリッチかリーンかに応じた電圧ＶＯＸ
２を出力するＯ2 センサ２７が設けられている。
圧センサ２２が設けられ、吸気温センサ２１は吸入空気
の温度Ｔamを、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４
の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。前記スロッ
トルバルブ４には開度ＴＨを検出するスロットルセンサ
２３が設けられ、このスロットルセンサ２３はスロット
ル開度ＴＨに応じたアナログ信号と共に、スロットルバ
ルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイ
ドルスイッチからのオン・オフ信号を出力する。また、
内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設
けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温
Ｔhwを検出する。前記ディストリビュータ１０には内燃
機関１の回転数Ｎe を検出する回転数センサ２５が設け
られ、この回転数センサ２５は内燃機関１の２回転、即
ち、７２０°毎にパルス信号を２４回出力する。更に、
前記排気管１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関
１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな
空燃比信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三
元触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空
燃比λ=1に対してリッチかリーンかに応じた電圧ＶＯＸ
２を出力するＯ2 センサ２７が設けられている。
【００１７】内燃機関１の運転状態を制御する電子制御
装置３１は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バ
ックアップＲＡＭ３５等を中心に論理演算回路として構
成され、前記各センサの検出信号を入力する入力ポート
３６及び各アクチュエータに制御信号を出力する出力ポ
ート３７等に対しバス３８を介して接続されている。そ
して、電子制御装置３１は入力ポート３６を介して前記
各センサから吸気温Ｔam、吸気圧ＰＭ、スロットル開度
ＴＨ、冷却水温Ｔhw、回転数Ｎe 、空燃比信号、出力電
圧ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴
射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出して、出力ポート３７
を介して燃料噴射弁７及び点火回路９にそれぞれ制御信
号を出力する。以下、これらの制御の内の燃料噴射量Ｔ
ＡＵに関わる空燃比制御について説明する。
装置３１は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バ
ックアップＲＡＭ３５等を中心に論理演算回路として構
成され、前記各センサの検出信号を入力する入力ポート
３６及び各アクチュエータに制御信号を出力する出力ポ
ート３７等に対しバス３８を介して接続されている。そ
して、電子制御装置３１は入力ポート３６を介して前記
各センサから吸気温Ｔam、吸気圧ＰＭ、スロットル開度
ＴＨ、冷却水温Ｔhw、回転数Ｎe 、空燃比信号、出力電
圧ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴
射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出して、出力ポート３７
を介して燃料噴射弁７及び点火回路９にそれぞれ制御信
号を出力する。以下、これらの制御の内の燃料噴射量Ｔ
ＡＵに関わる空燃比制御について説明する。
【００１８】電子制御装置３１は空燃比制御を実行する
ために次の手法で設計されている。なお、以下の設計手
法は特開昭６４−１１０８５３号公報に開示されてい
る。
ために次の手法で設計されている。なお、以下の設計手
法は特開昭６４−１１０８５３号公報に開示されてい
る。
【００１９】制御対象のモデリング 本実施例では内燃機関１の空燃比λを制御するシステム
のモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰移
動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似して
いる。
のモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰移
動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似して
いる。
【００２０】まず、自己回帰移動平均モデルを用いた空
燃比λを制御するシステムのモデルは、
燃比λを制御するシステムのモデルは、
【００２１】
【数１】
【００２２】で近似できる。ここで、λは空燃比、ＦＡ
Ｆは空燃比補正係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプ
リング開始からの制御回数を示す変数である。さらに外
乱ｄを考慮すると制御システムのモデルは、
Ｆは空燃比補正係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプ
リング開始からの制御回数を示す変数である。さらに外
乱ｄを考慮すると制御システムのモデルは、
【００２３】
【数２】
【００２４】と近似できる。
【００２５】以上のようにして近似したモデルに対し、
ステップ応答を用いて回転同期（３６０°ＣＡ）サンプ
リングで離散化して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空
燃比λを制御する系の伝達関数Ｇを求めることは容易で
ある。
ステップ応答を用いて回転同期（３６０°ＣＡ）サンプ
リングで離散化して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空
燃比λを制御する系の伝達関数Ｇを求めることは容易で
ある。
【００２６】状態変数量Ｘの表示方法 上式（２）を状態変数量Ｘ（ｋ）＝〔Ｘ1(ｋ) 、Ｘ2
(ｋ) 、Ｘ3(ｋ) 、Ｘ4(ｋ) 〕T を用いて書き直すと、
(ｋ) 、Ｘ3(ｋ) 、Ｘ4(ｋ) 〕T を用いて書き直すと、
【００２７】
【数３】
【００２８】を得る。
【００２９】
【数４】
【００３０】となる。
【００３１】レギュレータの設計 次にレギュレータを設計すると、最適フィードバックゲ
インＫ＝〔Ｋ1 、Ｋ2、Ｋ3 、Ｋ4 〕と状態変数量ＸT
（ｋ）＝〔λ（ｋ）、ＦＡＦ（ｋ−３）、ＦＡＦ（ｋ−
２）、ＦＡＦ（ｋ−１）〕とを用いて
インＫ＝〔Ｋ1 、Ｋ2、Ｋ3 、Ｋ4 〕と状態変数量ＸT
（ｋ）＝〔λ（ｋ）、ＦＡＦ（ｋ−３）、ＦＡＦ（ｋ−
２）、ＦＡＦ（ｋ−１）〕とを用いて
【００３２】
【数５】
【００３３】となる。更に、誤差を吸収させるための積
分項Ｚ1(ｋ) を加え、
分項Ｚ1(ｋ) を加え、
【００３４】
【数６】
【００３５】として、空燃比λ、補正係数ＦＡＦを求め
ることができる。
ることができる。
【００３６】なお、積分項Ｚ1(ｋ) は目標空燃比λTGと
実際の空燃比λ（ｋ）との偏差と積分定数Ｋａとから決
まる値であって、次式により求められる。
実際の空燃比λ（ｋ）との偏差と積分定数Ｋａとから決
まる値であって、次式により求められる。
【００３７】
【数７】
【００３８】図３は、前述のようにモデルを設計した空
燃比λを制御するシステムのブロック線図である。図３
において、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）をＦＡＦ（ｋ−
１）から導くためにＺ-1変換を用いて表示したが、これ
は過去の空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ−１）をＲＡＭ３４
に記憶しておき、次の制御タイミングで読み出して用い
ている。
燃比λを制御するシステムのブロック線図である。図３
において、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）をＦＡＦ（ｋ−
１）から導くためにＺ-1変換を用いて表示したが、これ
は過去の空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ−１）をＲＡＭ３４
に記憶しておき、次の制御タイミングで読み出して用い
ている。
【００３９】また、図３において一点鎖線でかこまれた
ブロックＰ１が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィ
ードバック制御している状態において状態変数量Ｘ
（ｋ）を定める部分、ブロックＰ２が積分項Ｚ1(ｋ) を
求める部分（累積部）、およびブロックＰ３がブロック
Ｐ１で定められた状態変数量Ｘ（ｋ）とブロックＰ２で
求められた積分項Ｚ1(ｋ) とから今回の空燃比補正係数
ＦＡＦ（ｋ）を演算する部分である。
ブロックＰ１が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィ
ードバック制御している状態において状態変数量Ｘ
（ｋ）を定める部分、ブロックＰ２が積分項Ｚ1(ｋ) を
求める部分（累積部）、およびブロックＰ３がブロック
Ｐ１で定められた状態変数量Ｘ（ｋ）とブロックＰ２で
求められた積分項Ｚ1(ｋ) とから今回の空燃比補正係数
ＦＡＦ（ｋ）を演算する部分である。
【００４０】最適フィードバックゲインＫ及び積分定
数Ｋａの決定 最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａは、例え
ば、次式で示される評価関数Ｊを最小とすることで設定
できる。
数Ｋａの決定 最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａは、例え
ば、次式で示される評価関数Ｊを最小とすることで設定
できる。
【００４１】
【数８】
【００４２】ここで、評価関数Ｊとは空燃比補正係数Ｆ
ＡＦ（ｋ）の動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標
空燃比λTGとの偏差を最小にしようと意図したものであ
り、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）に対する制約の重み付
けは、重みのパラメータＱ、Ｒの値によって変更するこ
とができる。したがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を
種々換えて最適な制御特性が得られるまでシュミレーシ
ョンを繰り返し、最適フィードバックゲインＫ及び積分
定数Ｋａを定めればよい。
ＡＦ（ｋ）の動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標
空燃比λTGとの偏差を最小にしようと意図したものであ
り、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）に対する制約の重み付
けは、重みのパラメータＱ、Ｒの値によって変更するこ
とができる。したがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を
種々換えて最適な制御特性が得られるまでシュミレーシ
ョンを繰り返し、最適フィードバックゲインＫ及び積分
定数Ｋａを定めればよい。
【００４３】さらに、最適フィードバックゲインＫ及び
積分定数Ｋａはモデル定数ａ、ｂに依存している。よっ
て、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ変
動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証す
るためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最適
フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを設計する必
要がある。よって、シュミレーションはモデル定数ａ、
ｂの現実に生じ得る変動を加味して行ない、安定性を満
足する最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを
定める。
積分定数Ｋａはモデル定数ａ、ｂに依存している。よっ
て、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ変
動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証す
るためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最適
フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを設計する必
要がある。よって、シュミレーションはモデル定数ａ、
ｂの現実に生じ得る変動を加味して行ない、安定性を満
足する最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを
定める。
【００４４】以上、制御対象のモデリング、状態変
数量の表示方法、レギュレータの設計、最適フィー
ドバックゲイン及び積分定数の決定について説明した
が、これらは予め決定されており、電子制御装置３１で
はその結果即ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて
制御を行う。
数量の表示方法、レギュレータの設計、最適フィー
ドバックゲイン及び積分定数の決定について説明した
が、これらは予め決定されており、電子制御装置３１で
はその結果即ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて
制御を行う。
【００４５】《燃料噴射量ＴＡＵの算出処理》次に、上
記のように構成された本実施例の内燃機関の空燃比制御
装置の動作を説明する。
記のように構成された本実施例の内燃機関の空燃比制御
装置の動作を説明する。
【００４６】図４は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
状態検出装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【００４７】この燃料噴射量算出ルーチンは内燃機関１
の回転に同期して３６０°ＣＡ毎に実行される。まず、
ＣＰＵ３２はステップＳ１０１で吸気圧ＰＭ、回転数Ｎ
e 等に基づいて基本燃料噴射量ＴP を算出し、続くステ
ップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が成立し
ているか否かを判定する。ここで、周知のようにフィー
ドバック条件とは、冷却水温Ｔhwが所定値以上で、かつ
高回転・高負荷ではないときに成立する。ステップＳ１
０２で空燃比λのフィードバック条件が成立していると
きには、ステップＳ１０３で目標空燃比λTGを設定し
（詳細は後述する）、ステップＳ１０４で空燃比λを目
標空燃比λTGとすべく空燃比補正係数ＦＡＦを設定した
後に、ステップＳ１０５に移行する。即ち、ステップＳ
１０４では目標空燃比λTGとＡ／Ｆセンサ２６で検出さ
れた空燃比λ(K) に応じて、前記した（６）、（７）の
式により空燃比補正係数ＦＡＦが算出される。また、前
記ステップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が
成立していないときには、ステップＳ１０６で空燃比補
正係数ＦＡＦを１に設定して、ステップＳ１０５に移行
する。
の回転に同期して３６０°ＣＡ毎に実行される。まず、
ＣＰＵ３２はステップＳ１０１で吸気圧ＰＭ、回転数Ｎ
e 等に基づいて基本燃料噴射量ＴP を算出し、続くステ
ップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が成立し
ているか否かを判定する。ここで、周知のようにフィー
ドバック条件とは、冷却水温Ｔhwが所定値以上で、かつ
高回転・高負荷ではないときに成立する。ステップＳ１
０２で空燃比λのフィードバック条件が成立していると
きには、ステップＳ１０３で目標空燃比λTGを設定し
（詳細は後述する）、ステップＳ１０４で空燃比λを目
標空燃比λTGとすべく空燃比補正係数ＦＡＦを設定した
後に、ステップＳ１０５に移行する。即ち、ステップＳ
１０４では目標空燃比λTGとＡ／Ｆセンサ２６で検出さ
れた空燃比λ(K) に応じて、前記した（６）、（７）の
式により空燃比補正係数ＦＡＦが算出される。また、前
記ステップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が
成立していないときには、ステップＳ１０６で空燃比補
正係数ＦＡＦを１に設定して、ステップＳ１０５に移行
する。
【００４８】その後、ＣＰＵ３２はステップＳ１０５で
次式に従って基本燃料噴射量ＴP 、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ及び他の補正係数ＦＡＬＬから燃料噴射量ＴＡＵを設
定する。
次式に従って基本燃料噴射量ＴP 、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ及び他の補正係数ＦＡＬＬから燃料噴射量ＴＡＵを設
定する。
【００４９】ＴＡＵ＝ＴP ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ そして、このようにして設定された燃料噴射量ＴＡＵに
基づく制御信号が燃料噴射弁７に出力されて開弁時間、
つまり実際の燃料噴射量が制御され、その結果、混合気
が目標空燃比λTGに調整される。
基づく制御信号が燃料噴射弁７に出力されて開弁時間、
つまり実際の燃料噴射量が制御され、その結果、混合気
が目標空燃比λTGに調整される。
【００５０】《目標空燃比λTGの設定処理》次に、前記
した目標空燃比λTGの設定処理（図４のステップＳ１０
３の処理）について詳述する。この目標空燃比λTGの設
定処理では、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いて目標空燃比λTGの中央値λTGC を設定する中央値設
定処理と、その中央値λTGC を中心として目標空燃比λ
TGを小振幅・短周期で変動させる周知のディザ制御処理
とが行われ、以下、これらの処理を順を追って説明す
る。
した目標空燃比λTGの設定処理（図４のステップＳ１０
３の処理）について詳述する。この目標空燃比λTGの設
定処理では、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いて目標空燃比λTGの中央値λTGC を設定する中央値設
定処理と、その中央値λTGC を中心として目標空燃比λ
TGを小振幅・短周期で変動させる周知のディザ制御処理
とが行われ、以下、これらの処理を順を追って説明す
る。
【００５１】〈中央値λTGC の設定処理〉図５は本発明
の一実施例である触媒の劣化状態検出装置のＣＰＵが実
行する中央値設定ルーチンを示すフローチャート、図６
は本発明の一実施例である触媒の劣化状態検出装置のＯ
2 センサの出力電圧に対する中央値及び目標空燃比の設
定状態を示すタイムチャート、図７は本発明の一実施例
である触媒の劣化状態検出装置の三元触媒の劣化状態よ
りスキップ量を算出するためのＲＯＭに格納されたマッ
プを示す説明図、図８は本発明の一実施例である触媒の
劣化状態検出装置のＣＰＵが実行するディザ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の一実施例である触媒の劣化状態検出装置のＣＰＵが実
行する中央値設定ルーチンを示すフローチャート、図６
は本発明の一実施例である触媒の劣化状態検出装置のＯ
2 センサの出力電圧に対する中央値及び目標空燃比の設
定状態を示すタイムチャート、図７は本発明の一実施例
である触媒の劣化状態検出装置の三元触媒の劣化状態よ
りスキップ量を算出するためのＲＯＭに格納されたマッ
プを示す説明図、図８は本発明の一実施例である触媒の
劣化状態検出装置のＣＰＵが実行するディザ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【００５２】前記ステップＳ１０３で目標空燃比λTGの
設定ルーチンがコールされると、まず、図５の中央値設
定ルーチンが実行される。ＣＰＵ３２はステップＳ２０
１でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が理論空燃比λ
=1のときの値である０．４５Ｖより高いか低いか（リッ
チかリーンか）を判定し、リーン側のときにはステップ
Ｓ２０２で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリーン側であった
か否かを判定する。前回もリーン側であるとき、つまり
空燃比λがリーン側に維持されているときには、ステッ
プＳ２０３で中央値λTGC ←λTGC −λIRとしてリッチ
側に補正し、ステップＳ２０４で空燃比λの極性として
リーンをＲＡＭ３４に記憶する。このリッチ積分量λIR
はごく小さな値として設定されているため、図６に示す
ように、中央値λTGC はリッチ側で漸減する。
設定ルーチンがコールされると、まず、図５の中央値設
定ルーチンが実行される。ＣＰＵ３２はステップＳ２０
１でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が理論空燃比λ
=1のときの値である０．４５Ｖより高いか低いか（リッ
チかリーンか）を判定し、リーン側のときにはステップ
Ｓ２０２で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリーン側であった
か否かを判定する。前回もリーン側であるとき、つまり
空燃比λがリーン側に維持されているときには、ステッ
プＳ２０３で中央値λTGC ←λTGC −λIRとしてリッチ
側に補正し、ステップＳ２０４で空燃比λの極性として
リーンをＲＡＭ３４に記憶する。このリッチ積分量λIR
はごく小さな値として設定されているため、図６に示す
ように、中央値λTGC はリッチ側で漸減する。
【００５３】また、ステップＳ２０２で出力電圧ＶＯＸ
２が前回はリッチ側であったとき、つまり空燃比λがリ
ッチ側からリーン側に反転したときには、ステップＳ２
０５で予めＲＯＭ３３に格納された図７のマップに基づ
いて、後述する劣化状態検出処理によって得られた三元
触媒１３の劣化状態からリッチスキップ量λSKR を算出
する。ここで、図から明らかなように、三元触媒１３の
劣化が大であるほどリッチスキップ量λSKR として小さ
な値が設定される。その後、ステップＳ２０６で中央値
λTGC ←λTGC −λIR−λSKR としてリッチ側に補正
し、ステップＳ２０４でリーンをＲＡＭ３４に記憶す
る。このリッチスキップ量λSKR は前記リッチ積分量λ
IRに比較して十分に大きな値のため、図６に示すよう
に、中央値λTGC はリーン側からリッチ側にスキップ的
に激減する。
２が前回はリッチ側であったとき、つまり空燃比λがリ
ッチ側からリーン側に反転したときには、ステップＳ２
０５で予めＲＯＭ３３に格納された図７のマップに基づ
いて、後述する劣化状態検出処理によって得られた三元
触媒１３の劣化状態からリッチスキップ量λSKR を算出
する。ここで、図から明らかなように、三元触媒１３の
劣化が大であるほどリッチスキップ量λSKR として小さ
な値が設定される。その後、ステップＳ２０６で中央値
λTGC ←λTGC −λIR−λSKR としてリッチ側に補正
し、ステップＳ２０４でリーンをＲＡＭ３４に記憶す
る。このリッチスキップ量λSKR は前記リッチ積分量λ
IRに比較して十分に大きな値のため、図６に示すよう
に、中央値λTGC はリーン側からリッチ側にスキップ的
に激減する。
【００５４】一方、前記ステップＳ２０１でＯ2 センサ
２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側であるときには、ス
テップＳ２０７で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリッチ側で
あったか否かを判定する。そして、前回もリッチ側であ
るときにはステップＳ２０８で中央値λTGC ←λTGC ＋
λIL（λILはリーン積分量）として、中央値λTGC をリ
ーン側で漸増させ、また、前回はリーン側であったとき
にはステップＳ２０９で図７のマップに基づいて三元触
媒１３の劣化状態からリーンスキップ量λSKLを算出し
て、ステップＳ２１０でλTGC ←λTGC ＋λIL＋λSKL
とし、中央値λTGC をリッチ側からリーン側にスキップ
的に激増させる。なお、前記したリッチスキップ量λSK
R の場合と同様に、三元触媒１３の劣化が大であるほど
リーンスキップ量λSKL として小さな値が設定される。
そして、ステップＳ２０８とステップＳ２１０のいずれ
の場合でも前記ステップＳ２０４で空燃比λの極性とし
てリッチをＲＡＭ３４に記憶する。
２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側であるときには、ス
テップＳ２０７で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリッチ側で
あったか否かを判定する。そして、前回もリッチ側であ
るときにはステップＳ２０８で中央値λTGC ←λTGC ＋
λIL（λILはリーン積分量）として、中央値λTGC をリ
ーン側で漸増させ、また、前回はリーン側であったとき
にはステップＳ２０９で図７のマップに基づいて三元触
媒１３の劣化状態からリーンスキップ量λSKLを算出し
て、ステップＳ２１０でλTGC ←λTGC ＋λIL＋λSKL
とし、中央値λTGC をリッチ側からリーン側にスキップ
的に激増させる。なお、前記したリッチスキップ量λSK
R の場合と同様に、三元触媒１３の劣化が大であるほど
リーンスキップ量λSKL として小さな値が設定される。
そして、ステップＳ２０８とステップＳ２１０のいずれ
の場合でも前記ステップＳ２０４で空燃比λの極性とし
てリッチをＲＡＭ３４に記憶する。
【００５５】このようにＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯ
Ｘ２に基づいて、三元触媒１３の下流側の排気ガスの空
燃比λがリーン側またはリッチ側に維持されているとき
には、ステップＳ２０３またはステップＳ２０８で中央
値λTGC がリッチ積分量λIRやリーン積分量λILにて空
燃比λの変動方向の反対側に漸次増大される。また、空
燃比λがリーン側とリッチ側との間で反転したときに
は、ステップＳ２０６またはステップＳ２１０で中央値
λTGC がリッチスキップ量λSKR やリーンスキップ量λ
SKL にて理論空燃比λ=1を横切って反転方向の反対側に
スキップ的に大きく補正される。
Ｘ２に基づいて、三元触媒１３の下流側の排気ガスの空
燃比λがリーン側またはリッチ側に維持されているとき
には、ステップＳ２０３またはステップＳ２０８で中央
値λTGC がリッチ積分量λIRやリーン積分量λILにて空
燃比λの変動方向の反対側に漸次増大される。また、空
燃比λがリーン側とリッチ側との間で反転したときに
は、ステップＳ２０６またはステップＳ２１０で中央値
λTGC がリッチスキップ量λSKR やリーンスキップ量λ
SKL にて理論空燃比λ=1を横切って反転方向の反対側に
スキップ的に大きく補正される。
【００５６】〈ディザ制御処理〉次いで、ＣＰＵ３２は
図８のディザ制御ルーチンを実行し、ステップＳ３０１
でディザ振幅λDZA を設定し、ステップＳ３０２で同様
にディザ周期ＴDZA を設定する。周知のように、これら
のディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA は、回転数セン
サ２５にて検出された機関回転数Ｎe や吸気圧センサ２
２にて検出された吸気圧ＰＭに応じて設定される。更
に、ステップＳ３０３で後述する振幅・周期増大制御処
理を実行し、ステップＳ３０４でディザ周期カウンタＣ
ＤＺＡがディザ周期ＴDZA 以上か否かを判定する。ディ
ザ周期カウンタＣＤＺＡがディザ周期ＴDZA 未満のとき
にはステップＳ３０５でディザ周期カウンタＣＤＺＡを
「＋１」インクリメントした後、ステップＳ３０６で前
記のように中央値設定ルーチンで設定された中央値λTG
C にディザ振幅λDZA を加算した値を目標空燃比λTGと
して設定する。即ち、後述するようにディザ振幅λDZA
の極性は正と負に交互に切り換えられるが、ディザ振幅
λDZA の極性が正であるときには目標空燃比λTGが中央
値λTGC よりディザ振幅λDZA だけリッチ側に、ディザ
振幅λDZA の極性が負であるときには目標空燃比λTGが
中央値λTGC よりディザ振幅λDZA だけリーン側に設定
される。更に、ＣＰＵ３２はステップＳ３０７で後述す
る劣化状態判定処理を実行した後、一旦このルーチンを
終了する。
図８のディザ制御ルーチンを実行し、ステップＳ３０１
でディザ振幅λDZA を設定し、ステップＳ３０２で同様
にディザ周期ＴDZA を設定する。周知のように、これら
のディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA は、回転数セン
サ２５にて検出された機関回転数Ｎe や吸気圧センサ２
２にて検出された吸気圧ＰＭに応じて設定される。更
に、ステップＳ３０３で後述する振幅・周期増大制御処
理を実行し、ステップＳ３０４でディザ周期カウンタＣ
ＤＺＡがディザ周期ＴDZA 以上か否かを判定する。ディ
ザ周期カウンタＣＤＺＡがディザ周期ＴDZA 未満のとき
にはステップＳ３０５でディザ周期カウンタＣＤＺＡを
「＋１」インクリメントした後、ステップＳ３０６で前
記のように中央値設定ルーチンで設定された中央値λTG
C にディザ振幅λDZA を加算した値を目標空燃比λTGと
して設定する。即ち、後述するようにディザ振幅λDZA
の極性は正と負に交互に切り換えられるが、ディザ振幅
λDZA の極性が正であるときには目標空燃比λTGが中央
値λTGC よりディザ振幅λDZA だけリッチ側に、ディザ
振幅λDZA の極性が負であるときには目標空燃比λTGが
中央値λTGC よりディザ振幅λDZA だけリーン側に設定
される。更に、ＣＰＵ３２はステップＳ３０７で後述す
る劣化状態判定処理を実行した後、一旦このルーチンを
終了する。
【００５７】一方、前記ステップＳ３０４でディザ周期
カウンタＣＤＺＡがディザ周期ＴDZA 以上になると、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ３０８でディザ周期カウンタＣＤ
ＺＡを「０」にクリアした後、ステップＳ３０９で制御
方向判別フラグＸＤＺＡが「０」にクリアされているか
否かを判定する。このフラグＸＤＺＡはディザ制御の方
向を表すもので、「１」は今現在の目標空燃比λTGが中
央値λTGC に対してリッチ側に設定されていることを、
「０」は逆にリーン側に設定されていることを表す。
カウンタＣＤＺＡがディザ周期ＴDZA 以上になると、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ３０８でディザ周期カウンタＣＤ
ＺＡを「０」にクリアした後、ステップＳ３０９で制御
方向判別フラグＸＤＺＡが「０」にクリアされているか
否かを判定する。このフラグＸＤＺＡはディザ制御の方
向を表すもので、「１」は今現在の目標空燃比λTGが中
央値λTGC に対してリッチ側に設定されていることを、
「０」は逆にリーン側に設定されていることを表す。
【００５８】したがって、ステップＳ３０９で制御方向
判別フラグＸＤＺＡが「０」にクリアされているときに
は、目標空燃比λTGがリーン側に設定されていると見做
し、ステップＳ３１０で制御方向判別フラグＸＤＺＡを
「１」にセットし、ステップＳ３１１でディザ振幅λDZ
A を負の極性に反転させる。その結果、続くステップＳ
３０６では中央値λTGC からディザ振幅λDZA を減算す
ることになり、目標空燃比λTGはリッチ側に設定し直さ
れる。また、ステップＳ３０９で制御方向判別フラグＸ
ＤＺＡが「１」にセットされているときには、目標空燃
比λTGがリッチ側に設定されていると見做し、ステップ
Ｓ３１２で制御方向判別フラグＸＤＺＡを「０」にクリ
アしてステップＳ３０６に移行する。よって、ステップ
Ｓ３０６では中央値λTGC にディザ振幅λDZA を加算す
ることになり、目標空燃比λTGはリーン側に設定し直さ
れる。そして、ＣＰＵ３２はステップＳ３０７で劣化状
態判定処理を実行し、このルーチンを終了する。
判別フラグＸＤＺＡが「０」にクリアされているときに
は、目標空燃比λTGがリーン側に設定されていると見做
し、ステップＳ３１０で制御方向判別フラグＸＤＺＡを
「１」にセットし、ステップＳ３１１でディザ振幅λDZ
A を負の極性に反転させる。その結果、続くステップＳ
３０６では中央値λTGC からディザ振幅λDZA を減算す
ることになり、目標空燃比λTGはリッチ側に設定し直さ
れる。また、ステップＳ３０９で制御方向判別フラグＸ
ＤＺＡが「１」にセットされているときには、目標空燃
比λTGがリッチ側に設定されていると見做し、ステップ
Ｓ３１２で制御方向判別フラグＸＤＺＡを「０」にクリ
アしてステップＳ３０６に移行する。よって、ステップ
Ｓ３０６では中央値λTGC にディザ振幅λDZA を加算す
ることになり、目標空燃比λTGはリーン側に設定し直さ
れる。そして、ＣＰＵ３２はステップＳ３０７で劣化状
態判定処理を実行し、このルーチンを終了する。
【００５９】このようにディザ周期ＴDZA が経過する毎
に、目標空燃比λTGは図６に示すように中央値λTGC を
中心としてディザ振幅λDZA だけリッチ側とリーン側に
交互に設定され、その目標空燃比λTGが図４のステップ
Ｓ１０４で空燃比補正係数ＦＡＦの算出に用いられて、
燃料噴射量ＴＡＵが制御される。その結果、三元触媒１
３に導入される排気ガスの空燃比λは小振幅・短周期で
連続的に変動される。
に、目標空燃比λTGは図６に示すように中央値λTGC を
中心としてディザ振幅λDZA だけリッチ側とリーン側に
交互に設定され、その目標空燃比λTGが図４のステップ
Ｓ１０４で空燃比補正係数ＦＡＦの算出に用いられて、
燃料噴射量ＴＡＵが制御される。その結果、三元触媒１
３に導入される排気ガスの空燃比λは小振幅・短周期で
連続的に変動される。
【００６０】以上のように、空燃比λの実質的な制御は
中央値設定ルーチンにより行われており、積分量λIR,
λILやスキップ量λSKR,λSKL にて中央値λTGC を三元
触媒１３の下流側の空燃比λの乱れと反対方向に補正し
て、下流側の空燃比λを理論空燃比λ=1に収束させてい
る。特に本実施例では一般的な積分量λIR, λILによる
補正に加えて、空燃比λの反転時にスキップ量λSKR,λ
SKL によるスキップ的な補正を実施しているため、空燃
比λの乱れがより迅速に抑制され、平常時（後述する三
元触媒１３の劣化検出以外のとき）のＯ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２は、図６に示すように常に理論空燃比
λ=1に対応する０．４５Ｖ付近に保持される。
中央値設定ルーチンにより行われており、積分量λIR,
λILやスキップ量λSKR,λSKL にて中央値λTGC を三元
触媒１３の下流側の空燃比λの乱れと反対方向に補正し
て、下流側の空燃比λを理論空燃比λ=1に収束させてい
る。特に本実施例では一般的な積分量λIR, λILによる
補正に加えて、空燃比λの反転時にスキップ量λSKR,λ
SKL によるスキップ的な補正を実施しているため、空燃
比λの乱れがより迅速に抑制され、平常時（後述する三
元触媒１３の劣化検出以外のとき）のＯ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２は、図６に示すように常に理論空燃比
λ=1に対応する０．４５Ｖ付近に保持される。
【００６１】なお、目標空燃比λTGはディザ制御ルーチ
ンで変動操作されているが、図から明らかなようにスキ
ップ量λSKR,λSKL による補正周期に比較してディザ周
期ＴDZA は非常に短いため、空燃比λがリッチ側に変動
したときのＣＯやＨＣ、及びリーン側に変動したときの
ＮＯX の発生量はごく僅かである。よって、三元触媒１
３は飽和状態に至らず、下流側の空燃比λにディザ制御
の影響は及ばない。
ンで変動操作されているが、図から明らかなようにスキ
ップ量λSKR,λSKL による補正周期に比較してディザ周
期ＴDZA は非常に短いため、空燃比λがリッチ側に変動
したときのＣＯやＨＣ、及びリーン側に変動したときの
ＮＯX の発生量はごく僅かである。よって、三元触媒１
３は飽和状態に至らず、下流側の空燃比λにディザ制御
の影響は及ばない。
【００６２】また、ディザ制御ルーチンでの目標空燃比
λTGの変動操作により、前記したように三元触媒１３に
導入される排気ガスの空燃比λは小振幅・短周期で連続
的に変動される。そして、周知の三元触媒１３の特性と
して、このように空燃比λを変動させるとＣＯ、ＨＣ、
ＮＯX の各有害成分に対する浄化率は僅かに低下するも
のの触媒ウィンドウが拡大することが確認されており、
このディザ制御によりトータルとしての三元触媒１３の
浄化性能が向上される。
λTGの変動操作により、前記したように三元触媒１３に
導入される排気ガスの空燃比λは小振幅・短周期で連続
的に変動される。そして、周知の三元触媒１３の特性と
して、このように空燃比λを変動させるとＣＯ、ＨＣ、
ＮＯX の各有害成分に対する浄化率は僅かに低下するも
のの触媒ウィンドウが拡大することが確認されており、
このディザ制御によりトータルとしての三元触媒１３の
浄化性能が向上される。
【００６３】《三元触媒の劣化状態検出処理》次に、前
記したステップＳ３０３で実行される振幅・周期増大制
御処理、及びステップＳ３０７で実行される劣化状態判
定処理を説明する。
記したステップＳ３０３で実行される振幅・周期増大制
御処理、及びステップＳ３０７で実行される劣化状態判
定処理を説明する。
【００６４】図９は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置のＣＰＵが実行する振幅・周期増大制御ル
ーチンを示すフローチャート、図１０は本発明の一実施
例である触媒の劣化状態検出装置のＣＰＵが実行する劣
化状態判定ルーチンを示すフローチャート、図１１は本
発明の一実施例である触媒の劣化状態検出装置の触媒劣
化検出時におけるディザ周期及びディザ振幅の制御状態
を示すタイムチャート、図１２は本発明の一実施例であ
る触媒の劣化状態検出装置の劣化検出補正量より三元触
媒の劣化状態を判定するためのマップを示す説明図であ
る。
状態検出装置のＣＰＵが実行する振幅・周期増大制御ル
ーチンを示すフローチャート、図１０は本発明の一実施
例である触媒の劣化状態検出装置のＣＰＵが実行する劣
化状態判定ルーチンを示すフローチャート、図１１は本
発明の一実施例である触媒の劣化状態検出装置の触媒劣
化検出時におけるディザ周期及びディザ振幅の制御状態
を示すタイムチャート、図１２は本発明の一実施例であ
る触媒の劣化状態検出装置の劣化検出補正量より三元触
媒の劣化状態を判定するためのマップを示す説明図であ
る。
【００６５】ここで、ＣＰＵ３２は図示しないルーチン
で、車両の走行距離が２０００ｋｍ増加する度に劣化検
出実行フラグＸＣＡＳを「１」にセットしており、今、
仮に走行距離がこれらのタイミングに該当せず、劣化検
出実行フラグＸＣＡＳが「０」にクリアされているもの
として説明する。
で、車両の走行距離が２０００ｋｍ増加する度に劣化検
出実行フラグＸＣＡＳを「１」にセットしており、今、
仮に走行距離がこれらのタイミングに該当せず、劣化検
出実行フラグＸＣＡＳが「０」にクリアされているもの
として説明する。
【００６６】前記ステップＳ３０３で振幅・周期増大制
御ルーチンがコールされると、ＣＰＵ３２は図９のステ
ップＳ４０１で劣化検出実行フラグＸＣＡＳが「１」に
セットされているか否かを判定する。劣化検出実行フラ
グＸＣＡＳはクリアされているため、ＣＰＵ３２は一旦
このルーチンを終了する。
御ルーチンがコールされると、ＣＰＵ３２は図９のステ
ップＳ４０１で劣化検出実行フラグＸＣＡＳが「１」に
セットされているか否かを判定する。劣化検出実行フラ
グＸＣＡＳはクリアされているため、ＣＰＵ３２は一旦
このルーチンを終了する。
【００６７】また、前記ステップＳ３０７で劣化状態判
定ルーチンがコールされると、ＣＰＵ３２は図１０のス
テップＳ５０１で振幅・周期増大完了フラグフラグＸＣ
ＡＴが「１」にセットされているか否かを判定する。こ
の振幅・周期増大完了フラグＸＣＡＴは、振幅・周期増
大制御ルーチンでディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA
を増大補正されたときにセットされるものであり、この
場合には増大補正されていないため、ＣＰＵ３２はステ
ップＳ５０１で否定判断してルーチンを終了する。
定ルーチンがコールされると、ＣＰＵ３２は図１０のス
テップＳ５０１で振幅・周期増大完了フラグフラグＸＣ
ＡＴが「１」にセットされているか否かを判定する。こ
の振幅・周期増大完了フラグＸＣＡＴは、振幅・周期増
大制御ルーチンでディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA
を増大補正されたときにセットされるものであり、この
場合には増大補正されていないため、ＣＰＵ３２はステ
ップＳ５０１で否定判断してルーチンを終了する。
【００６８】一方、車両の走行距離が２０００ｋｍ毎の
タイミングに至って劣化検出実行フラグＸＣＡＳが
「１」にセットされると、ＣＰＵ３２はステップＳ４０
１からステップＳ４０２に移行して内燃機関１が定常運
転状態であるか否かを判定し、次いで、ステップＳ４０
３でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定され
たリッチ側許容値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲内
に収束しているか否かを判定する。なお、ステップＳ４
０２での運転状態の判定は機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ
等に基づいて行なわれ、これらの検出値がほぼ一定のと
きには定常運転とされる。ＣＰＵ３２はステップＳ４０
２で内燃機関１が定常運転状態にないと判定したとき、
或いはステップＳ４０３で出力電圧ＶＯＸ２が収束して
いないと判定したときには、三元触媒１３の劣化検出を
実行するには適さないとしてステップＳ４０４に移行
し、待機時間カウンタＣＯＸ２と前記した振幅・周期増
大完了フラグフラグＸＣＡＴを「０」にクリアした後、
このルーチンを終了する。
タイミングに至って劣化検出実行フラグＸＣＡＳが
「１」にセットされると、ＣＰＵ３２はステップＳ４０
１からステップＳ４０２に移行して内燃機関１が定常運
転状態であるか否かを判定し、次いで、ステップＳ４０
３でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定され
たリッチ側許容値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲内
に収束しているか否かを判定する。なお、ステップＳ４
０２での運転状態の判定は機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ
等に基づいて行なわれ、これらの検出値がほぼ一定のと
きには定常運転とされる。ＣＰＵ３２はステップＳ４０
２で内燃機関１が定常運転状態にないと判定したとき、
或いはステップＳ４０３で出力電圧ＶＯＸ２が収束して
いないと判定したときには、三元触媒１３の劣化検出を
実行するには適さないとしてステップＳ４０４に移行
し、待機時間カウンタＣＯＸ２と前記した振幅・周期増
大完了フラグフラグＸＣＡＴを「０」にクリアした後、
このルーチンを終了する。
【００６９】また、ステップＳ４０２で内燃機関１が定
常運転状態にあると判定し、かつ、ステップＳ４０３で
出力電圧ＶＯＸ２が収束していると判定したときには、
ステップＳ４０５で待機時間カウンタＣＯＸ２を「＋
１」インクリメントし、ステップＳ４０６でその待機時
間カウンタＣＯＸ２が予め設定された待機時間α以上で
あるか否かを判定する。待機時間カウンタＣＯＸ２が待
機時間α以上となると、ステップＳ４０７で、前記のよ
うにステップＳ３０１で設定されたディザ振幅λDZA に
劣化検出補正量βを加算するとともに、ステップＳ３０
２で設定されたディザ周期ＴDZA に劣化検出補正量γを
加算し、ステップＳ４０８で振幅・周期増大完了フラグ
フラグＸＣＡＴを「１」にセットして、このルーチンを
終了する。なお、後述するように、ステップＳ４０７の
劣化検出補正量β，γは所定値Δβ，Δγが順次加算さ
れて増大されるが、この時点では予め設定された初期値
が用いられる。
常運転状態にあると判定し、かつ、ステップＳ４０３で
出力電圧ＶＯＸ２が収束していると判定したときには、
ステップＳ４０５で待機時間カウンタＣＯＸ２を「＋
１」インクリメントし、ステップＳ４０６でその待機時
間カウンタＣＯＸ２が予め設定された待機時間α以上で
あるか否かを判定する。待機時間カウンタＣＯＸ２が待
機時間α以上となると、ステップＳ４０７で、前記のよ
うにステップＳ３０１で設定されたディザ振幅λDZA に
劣化検出補正量βを加算するとともに、ステップＳ３０
２で設定されたディザ周期ＴDZA に劣化検出補正量γを
加算し、ステップＳ４０８で振幅・周期増大完了フラグ
フラグＸＣＡＴを「１」にセットして、このルーチンを
終了する。なお、後述するように、ステップＳ４０７の
劣化検出補正量β，γは所定値Δβ，Δγが順次加算さ
れて増大されるが、この時点では予め設定された初期値
が用いられる。
【００７０】そして、このようにして増大補正されたデ
ィザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZAが図８のディザ制御
ルーチンで用いられるため、図１１に示すように、目標
空燃比λTGは平常時に比較してより大きな振幅及び周期
でリッチ側とリーン側に設定され、三元触媒１３に導入
される排気ガスの空燃比λはより大きく変動する。な
お、この図ではディザ制御による目標空燃比λTGの制御
状態を明確に表示すべく、前記した中央値設定ルーチン
で順次補正される中央値λTGC を一定と仮定した上で示
している。
ィザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZAが図８のディザ制御
ルーチンで用いられるため、図１１に示すように、目標
空燃比λTGは平常時に比較してより大きな振幅及び周期
でリッチ側とリーン側に設定され、三元触媒１３に導入
される排気ガスの空燃比λはより大きく変動する。な
お、この図ではディザ制御による目標空燃比λTGの制御
状態を明確に表示すべく、前記した中央値設定ルーチン
で順次補正される中央値λTGC を一定と仮定した上で示
している。
【００７１】また、前記のように振幅・周期増大完了フ
ラグフラグＸＣＡＴがセットされることから、ＣＰＵ３
２はステップＳ５０１からステップＳ５０２に移行して
継続時間カウンタＣＣＡＴが予め設定された継続時間ε
以上であるか否かを判定する。継続時間カウンタＣＣＡ
Ｔが継続時間ε未満のときには、ステップＳ５０３で継
続時間カウンタＣＣＡＴを「＋１」インクリメントし、
ステップＳ５０４でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２
をサンプリングして、その最大値ＶＯＸ２maxと最小値
ＶＯＸ２min を適宜更新する。
ラグフラグＸＣＡＴがセットされることから、ＣＰＵ３
２はステップＳ５０１からステップＳ５０２に移行して
継続時間カウンタＣＣＡＴが予め設定された継続時間ε
以上であるか否かを判定する。継続時間カウンタＣＣＡ
Ｔが継続時間ε未満のときには、ステップＳ５０３で継
続時間カウンタＣＣＡＴを「＋１」インクリメントし、
ステップＳ５０４でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２
をサンプリングして、その最大値ＶＯＸ２maxと最小値
ＶＯＸ２min を適宜更新する。
【００７２】前記ステップＳ５０２で継続時間カウンタ
ＣＣＡＴが継続時間ε以上になると、ステップＳ５０５
で最大値ＶＯＸ２max から最小値ＶＯＸ２min を減算し
て偏差ΔＶＯＸ２を算出する。つまり、この偏差ΔＶＯ
Ｘ２は、継続時間εの間における三元触媒１３の下流側
の空燃比λの変動状態を表す。次いで、ステップＳ５０
６で偏差ΔＶＯＸ２が変動判定値χ以上か否かを判定
し、変動判定値χ未満のときには、上記した空燃比λの
変動により未だ三元触媒１３が飽和状態に至っていない
と見做してステップＳ５０７に移行する。次いで、ステ
ップＳ５０７で前記した劣化検出補正量βに所定値Δβ
を加算するとともに、劣化検出補正量γに所定値Δγを
加算し、ステップＳ５０８で継続時間カウンタＣＣＡＴ
を「０」にクリアして、このルーチンを終了する。
ＣＣＡＴが継続時間ε以上になると、ステップＳ５０５
で最大値ＶＯＸ２max から最小値ＶＯＸ２min を減算し
て偏差ΔＶＯＸ２を算出する。つまり、この偏差ΔＶＯ
Ｘ２は、継続時間εの間における三元触媒１３の下流側
の空燃比λの変動状態を表す。次いで、ステップＳ５０
６で偏差ΔＶＯＸ２が変動判定値χ以上か否かを判定
し、変動判定値χ未満のときには、上記した空燃比λの
変動により未だ三元触媒１３が飽和状態に至っていない
と見做してステップＳ５０７に移行する。次いで、ステ
ップＳ５０７で前記した劣化検出補正量βに所定値Δβ
を加算するとともに、劣化検出補正量γに所定値Δγを
加算し、ステップＳ５０８で継続時間カウンタＣＣＡＴ
を「０」にクリアして、このルーチンを終了する。
【００７３】そして、再び図９の振幅・周期増大制御ル
ーチンがコールされたときには、ディザ制御ルーチンで
設定されたディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA が、ス
テップＳ４０７で新たに設定された劣化検出補正量β，
γによって更に大きく増大補正されるため、三元触媒１
３に導入される排気ガスの空燃比λの変動状態も更に大
きくなる。
ーチンがコールされたときには、ディザ制御ルーチンで
設定されたディザ振幅λDZA とディザ周期ＴDZA が、ス
テップＳ４０７で新たに設定された劣化検出補正量β，
γによって更に大きく増大補正されるため、三元触媒１
３に導入される排気ガスの空燃比λの変動状態も更に大
きくなる。
【００７４】このように、継続時間εが経過する毎に空
燃比λの変動状態が順次大きくされ、それに伴い三元触
媒１３への有害成分の吸着量も増大し、ステップＳ５０
６で偏差ΔＶＯＸ２が変動判定値χ以上となると、ＣＰ
Ｕ３２は空燃比λの変動により三元触媒１３が飽和状態
に至ったと見做してステップＳ５０９に移行し、図１２
のマップに従ってその時点の劣化検出補正量β，γより
三元触媒１３の劣化状態を判定してＲＡＭ３４に記憶す
る。
燃比λの変動状態が順次大きくされ、それに伴い三元触
媒１３への有害成分の吸着量も増大し、ステップＳ５０
６で偏差ΔＶＯＸ２が変動判定値χ以上となると、ＣＰ
Ｕ３２は空燃比λの変動により三元触媒１３が飽和状態
に至ったと見做してステップＳ５０９に移行し、図１２
のマップに従ってその時点の劣化検出補正量β，γより
三元触媒１３の劣化状態を判定してＲＡＭ３４に記憶す
る。
【００７５】即ち、劣化検出補正量β，γが小さい時点
で三元触媒１３が早期に飽和するほど、その劣化状態が
大であることを意味するため、図１２に示すように、Ｃ
ＰＵ３２は飽和時の劣化検出補正量β，γが小さいほど
劣化状態が大であると判定する。ここで、本実施例では
劣化状態をパーセンテージとして数量的に決定してお
り、劣化状態が大であるほど大きな値に定めている。
で三元触媒１３が早期に飽和するほど、その劣化状態が
大であることを意味するため、図１２に示すように、Ｃ
ＰＵ３２は飽和時の劣化検出補正量β，γが小さいほど
劣化状態が大であると判定する。ここで、本実施例では
劣化状態をパーセンテージとして数量的に決定してお
り、劣化状態が大であるほど大きな値に定めている。
【００７６】その後、ＣＰＵ３２はステップＳ５１０で
劣化検出補正量β，γを初期値に戻すとともに、待機時
間カウンタＣＯＸ２、振幅・周期増大完了フラグフラグ
ＸＣＡＴ及び劣化検出実行フラグＸＣＡＳをそれぞれ
「０」にクリアし、ステップＳ５０８で継続時間カウン
タＣＣＡＴを「０」にクリアして、このルーチンを終了
する。したがって、再び平常時の小振幅・短周期のディ
ザ制御が再開され、次に劣化検出処理が実行されるのは
車両が２０００ｋｍ走行した後となる。
劣化検出補正量β，γを初期値に戻すとともに、待機時
間カウンタＣＯＸ２、振幅・周期増大完了フラグフラグ
ＸＣＡＴ及び劣化検出実行フラグＸＣＡＳをそれぞれ
「０」にクリアし、ステップＳ５０８で継続時間カウン
タＣＣＡＴを「０」にクリアして、このルーチンを終了
する。したがって、再び平常時の小振幅・短周期のディ
ザ制御が再開され、次に劣化検出処理が実行されるのは
車両が２０００ｋｍ走行した後となる。
【００７７】そして、このようにして得られた三元触媒
１３の劣化状態が、前記中央値設定ルーチンのステップ
Ｓ２０５及びステップＳ２０９でスキップ量λSKR,λSK
L の算出に用いられる。
１３の劣化状態が、前記中央値設定ルーチンのステップ
Ｓ２０５及びステップＳ２０９でスキップ量λSKR,λSK
L の算出に用いられる。
【００７８】以上の説明から明らかなように、本実施例
の空燃比制御装置が実行する劣化状態検出処理では、三
元触媒１３の劣化状態が数量的な情報であるパーセンテ
ージとして得られるため、前記した中央値設定ルーチン
ではその値に基づいてスキップ量λSKR,λSKL を算出す
ることが可能となる。換言すれば、三元触媒１３の劣化
状態として数量的な情報を得られると空燃比制御への応
用範囲は拡大するが、このスキップ量λSKR,λSKL の算
出処理は拡大した応用範囲の一例であると言うことがで
きる。
の空燃比制御装置が実行する劣化状態検出処理では、三
元触媒１３の劣化状態が数量的な情報であるパーセンテ
ージとして得られるため、前記した中央値設定ルーチン
ではその値に基づいてスキップ量λSKR,λSKL を算出す
ることが可能となる。換言すれば、三元触媒１３の劣化
状態として数量的な情報を得られると空燃比制御への応
用範囲は拡大するが、このスキップ量λSKR,λSKL の算
出処理は拡大した応用範囲の一例であると言うことがで
きる。
【００７９】また、ディザ制御の振幅λDZA と周期ＴDZ
A を増大させることで三元触媒１３を実際に飽和状態に
至らせているため、その三元触媒１３の劣化状態を直接
的に判定していることになり、極めて信頼性の高い判定
結果が得られる。
A を増大させることで三元触媒１３を実際に飽和状態に
至らせているため、その三元触媒１３の劣化状態を直接
的に判定していることになり、極めて信頼性の高い判定
結果が得られる。
【００８０】更に、偏差ΔＶＯＸ２が変動判定値χ以上
となった時点、つまり三元触媒１３の下流側の空燃比λ
が僅かに変動した時点で劣化検出処理が完了するため、
排気ガス中の有害成分はほとんど増加しない。
となった時点、つまり三元触媒１３の下流側の空燃比λ
が僅かに変動した時点で劣化検出処理が完了するため、
排気ガス中の有害成分はほとんど増加しない。
【００８１】加えて、前記のように中央値設定ルーチン
では一般的な積分量λIR, λILによる補正のみならず、
空燃比λの反転時にスキップ量λSKR,λSKL により中央
値λTGC をスキップ的に補正しているため、平常時の三
元触媒１３の下流側の空燃比λは常に理論空燃比λ=1付
近に保持され、三元触媒の劣化判定時には、他の外乱に
影響されることなく劣化状態を判定可能となる。また、
空燃比λが理論空燃比λ=1付近に保持されている状態で
はＯ2 センサ２７の感度が良好なため、僅かな空燃比λ
の乱れをも確実に検出できる。よって、これらの要因も
前記した劣化状態の判定精度を向上させるために役立っ
ている。
では一般的な積分量λIR, λILによる補正のみならず、
空燃比λの反転時にスキップ量λSKR,λSKL により中央
値λTGC をスキップ的に補正しているため、平常時の三
元触媒１３の下流側の空燃比λは常に理論空燃比λ=1付
近に保持され、三元触媒の劣化判定時には、他の外乱に
影響されることなく劣化状態を判定可能となる。また、
空燃比λが理論空燃比λ=1付近に保持されている状態で
はＯ2 センサ２７の感度が良好なため、僅かな空燃比λ
の乱れをも確実に検出できる。よって、これらの要因も
前記した劣化状態の判定精度を向上させるために役立っ
ている。
【００８２】そして、本実施例では、上流側空燃比検出
手段Ｍ１としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、下流側空燃
比検出手段Ｍ２としてＯ2 センサ２７が、空燃比制御手
段Ｍ３としてステップＳ２０１乃至ステップＳ２１０、
ステップＳ３０１、ステップＳ３０２、ステップＳ３０
４乃至ステップＳ３１２の処理を実行するときのＣＰＵ
３２が、増大制御手段Ｍ４としてステップＳ４０１乃至
ステップＳ４０８の処理を実行するときのＣＰＵ３２
が、劣化状態判定手段Ｍ５としてステップＳ５０１乃至
ステップＳ５１０の処理を実行するときのＣＰＵ３２が
それぞれ機能する。
手段Ｍ１としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、下流側空燃
比検出手段Ｍ２としてＯ2 センサ２７が、空燃比制御手
段Ｍ３としてステップＳ２０１乃至ステップＳ２１０、
ステップＳ３０１、ステップＳ３０２、ステップＳ３０
４乃至ステップＳ３１２の処理を実行するときのＣＰＵ
３２が、増大制御手段Ｍ４としてステップＳ４０１乃至
ステップＳ４０８の処理を実行するときのＣＰＵ３２
が、劣化状態判定手段Ｍ５としてステップＳ５０１乃至
ステップＳ５１０の処理を実行するときのＣＰＵ３２が
それぞれ機能する。
【００８３】このように上記実施例の触媒の劣化状態検
出装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒１３の上
流側に設けられ、三元触媒１３に導入される排気ガスの
空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、前記排気管１
２の三元触媒１３の下流側に設けられ、三元触媒１３を
通過した排気ガスの空燃比λを検出するＯ2 センサ２７
と、前記Ｏ2 センサ２７及びＡ／Ｆセンサ２６の検出結
果に基づいて燃料噴射弁７の噴射量を制御し、前記三元
触媒１３に導入される排気ガスの空燃比λをディザ振幅
λDZA 及びディザ周期ＴDZA に基づいて連続的に変動さ
せるとともに、車両が２０００ｋｍ走行する毎に前記デ
ィザ振幅λDZA 及びディザ周期ＴDZA を劣化検出補正量
β，γにより増大補正して、このときのＯ2 センサ２７
の出力電圧ＶＯＸ２の変動が小さいときには、前記劣化
検出補正量β，γを順次増やし、出力電圧ＶＯＸ２の変
動が大きくなると、その時点の劣化検出補正量β，γに
基づいて三元触媒１３の劣化状態を判定するＣＰＵ３２
とを具備している。
出装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒１３の上
流側に設けられ、三元触媒１３に導入される排気ガスの
空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、前記排気管１
２の三元触媒１３の下流側に設けられ、三元触媒１３を
通過した排気ガスの空燃比λを検出するＯ2 センサ２７
と、前記Ｏ2 センサ２７及びＡ／Ｆセンサ２６の検出結
果に基づいて燃料噴射弁７の噴射量を制御し、前記三元
触媒１３に導入される排気ガスの空燃比λをディザ振幅
λDZA 及びディザ周期ＴDZA に基づいて連続的に変動さ
せるとともに、車両が２０００ｋｍ走行する毎に前記デ
ィザ振幅λDZA 及びディザ周期ＴDZA を劣化検出補正量
β，γにより増大補正して、このときのＯ2 センサ２７
の出力電圧ＶＯＸ２の変動が小さいときには、前記劣化
検出補正量β，γを順次増やし、出力電圧ＶＯＸ２の変
動が大きくなると、その時点の劣化検出補正量β，γに
基づいて三元触媒１３の劣化状態を判定するＣＰＵ３２
とを具備している。
【００８４】したがって、三元触媒１３の劣化状態が数
量的な情報であるパーセンテージとして得られるため、
空燃比制御への応用範囲を大幅に拡大することができ
る。また、三元触媒１３を実際に飽和状態に至らせて劣
化状態を判定するため、極めて信頼性の高い検出結果を
得ることができる。更に、三元触媒１３の下流側の空燃
比λが僅かに変動した時点で劣化検出処理が完了するた
め、有害成分の排出を未然に防止することができる。
量的な情報であるパーセンテージとして得られるため、
空燃比制御への応用範囲を大幅に拡大することができ
る。また、三元触媒１３を実際に飽和状態に至らせて劣
化状態を判定するため、極めて信頼性の高い検出結果を
得ることができる。更に、三元触媒１３の下流側の空燃
比λが僅かに変動した時点で劣化検出処理が完了するた
め、有害成分の排出を未然に防止することができる。
【００８５】ところで、上記実施例では、車両の走行距
離が２０００ｋｍ増加する度に三元触媒１３の劣化状態
を検出したが、その実行タイミングは必ずしも走行距離
を目安とする必要はなく、例えば、走行時間を目安とし
て、所定時間が経過する毎に劣化状態を検出するように
してもよい。
離が２０００ｋｍ増加する度に三元触媒１３の劣化状態
を検出したが、その実行タイミングは必ずしも走行距離
を目安とする必要はなく、例えば、走行時間を目安とし
て、所定時間が経過する毎に劣化状態を検出するように
してもよい。
【００８６】また、上記実施例では、劣化状態の検出に
際して振幅・周期増大制御ルーチンでディザ振幅λDZA
とディザ周期ＴDZA を共に増大補正したが、本発明を実
施する場合には、これに限定されるものではなく、いず
れか一方のみを増大させた場合でも、それに応じて三元
触媒１３への有害成分の吸着量が増加するため、同様に
劣化状態を判定することができる。
際して振幅・周期増大制御ルーチンでディザ振幅λDZA
とディザ周期ＴDZA を共に増大補正したが、本発明を実
施する場合には、これに限定されるものではなく、いず
れか一方のみを増大させた場合でも、それに応じて三元
触媒１３への有害成分の吸着量が増加するため、同様に
劣化状態を判定することができる。
【００８７】
【発明の効果】以上のように、本発明の触媒の劣化状態
検出装置によれば、触媒に導入される排気ガスの空燃比
の変動時の振幅や周期が順次増大補正されて、それによ
り触媒の下流側の空燃比が変動すると、その時点の振幅
や周期に基づいて触媒の劣化状態が判定される。そし
て、このように空燃比の振幅や周期より劣化状態を判定
するため数量的な情報が得られて、空燃比制御への応用
範囲を大幅に拡大することができ、また、触媒を実際に
飽和状態に至らせて劣化状態を判定するため、極めて信
頼性の高い検出結果を得ることができ、更に、触媒の下
流側の空燃比が変動した時点で劣化検出が完了するた
め、有害成分の排出を未然に防止することができる。
検出装置によれば、触媒に導入される排気ガスの空燃比
の変動時の振幅や周期が順次増大補正されて、それによ
り触媒の下流側の空燃比が変動すると、その時点の振幅
や周期に基づいて触媒の劣化状態が判定される。そし
て、このように空燃比の振幅や周期より劣化状態を判定
するため数量的な情報が得られて、空燃比制御への応用
範囲を大幅に拡大することができ、また、触媒を実際に
飽和状態に至らせて劣化状態を判定するため、極めて信
頼性の高い検出結果を得ることができ、更に、触媒の下
流側の空燃比が変動した時点で劣化検出が完了するた
め、有害成分の排出を未然に防止することができる。
【図１】図１は本発明の一実施例の内容を概念的に示し
たクレーム対応図である。
たクレーム対応図である。
【図２】図２は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概略構
成図である。
検出装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概略構
成図である。
【図３】図３は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置における空燃比制御システムの原理を説明する
ためのブロック図である。
検出装置における空燃比制御システムの原理を説明する
ためのブロック図である。
【図４】図４は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチンを
示すフローチャートである。
検出装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチンを
示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置のＣＰＵが実行する中央値設定ルーチンを示す
フローチャートである。
検出装置のＣＰＵが実行する中央値設定ルーチンを示す
フローチャートである。
【図６】図６は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置のＯ2 センサの出力電圧に対する中央値及び目
標空燃比の設定状態を示すタイムチャートである。
検出装置のＯ2 センサの出力電圧に対する中央値及び目
標空燃比の設定状態を示すタイムチャートである。
【図７】図７は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置の三元触媒の劣化状態よりスキップ量を算出す
るためのＲＯＭに格納されたマップを示す説明図であ
る。
検出装置の三元触媒の劣化状態よりスキップ量を算出す
るためのＲＯＭに格納されたマップを示す説明図であ
る。
【図８】図８は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置のＣＰＵが実行するディザ制御ルーチンを示す
フローチャートである。
検出装置のＣＰＵが実行するディザ制御ルーチンを示す
フローチャートである。
【図９】図９は本発明の一実施例である触媒の劣化状態
検出装置のＣＰＵが実行する振幅・周期増大制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
検出装置のＣＰＵが実行する振幅・周期増大制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置のＣＰＵが実行する劣化状態判定ルーチン
を示すフローチャートである。
状態検出装置のＣＰＵが実行する劣化状態判定ルーチン
を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置の触媒劣化検出時におけるディザ周期及び
ディザ振幅の制御状態を示すタイムチャートである。
状態検出装置の触媒劣化検出時におけるディザ周期及び
ディザ振幅の制御状態を示すタイムチャートである。
【図１２】図１２は本発明の一実施例である触媒の劣化
状態検出装置の劣化検出補正量より三元触媒の劣化状態
を判定するためのマップを示す説明図である。
状態検出装置の劣化検出補正量より三元触媒の劣化状態
を判定するためのマップを示す説明図である。
Ｍ１ 上流側空燃比検出手段 Ｍ２ 下流側空燃比検出手段 Ｍ３ 空燃比制御手段 Ｍ４ 増大制御手段 Ｍ５ 劣化状態判定手段 １ 内燃機関 ７ 燃料噴射弁 １３ 三元触媒 ２６ Ａ／Ｆセンサ ２７ Ｏ2 センサ ３２ ＣＰＵ
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気経路の触媒の上流側に設
けられ、触媒に導入される排気ガスの空燃比を検出する
上流側空燃比検出手段と、 前記排気経路の触媒の下流側に設けられ、触媒を通過し
た排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段
と、 前記上流側空燃比検出手段の検出結果に基づいて燃料噴
射弁の噴射量を制御し、前記触媒に導入される排気ガス
の空燃比を所定空燃比を中心として所定の振幅及び周期
で連続的に変動させる空燃比制御手段と、 予め設定された時期に、前記空燃比制御手段にて変動制
御される空燃比の振幅と周期との少なくとも一方を増大
補正する増大制御手段と、 前記増大制御手段にて空燃比の振幅と周期との少なくと
も一方が増大補正されたにも拘わらず、前記下流側空燃
比検出手段にて検出された空燃比が変動しなかったとき
に、増大制御手段による振幅と周期との少なくとも一方
の増大幅を増やすとともに、下流側空燃比検出手段にて
検出された空燃比が変動したときに、その時点の振幅及
び周期に基づいて触媒の劣化状態を判定する劣化状態判
定手段とを具備することを特徴とする触媒の劣化状態検
出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253890A JPH07103039A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 触媒の劣化状態検出装置 |
| US08/318,599 US5622047A (en) | 1992-07-03 | 1994-10-05 | Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253890A JPH07103039A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 触媒の劣化状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103039A true JPH07103039A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17257539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5253890A Pending JPH07103039A (ja) | 1992-07-03 | 1993-10-12 | 触媒の劣化状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103039A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7168237B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-01-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Deterioration diagnosing device and diagnosing method for exhaust gas purification catalyst |
| JP2007056755A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
| US7325393B2 (en) | 2004-02-27 | 2008-02-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Deterioration diagnosing device and diagnosing method for exhaust gas purification catalyst |
| US8074441B2 (en) | 2005-05-16 | 2011-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for determining catalyst degradation |
| EP3029292A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3029290A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis system and catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3029291A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| DE102017204029A1 (de) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungs-Diagnosesystem |
| DE102017204007A1 (de) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungsdiagnosesystem |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP5253890A patent/JPH07103039A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7325393B2 (en) | 2004-02-27 | 2008-02-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Deterioration diagnosing device and diagnosing method for exhaust gas purification catalyst |
| US7168237B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-01-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Deterioration diagnosing device and diagnosing method for exhaust gas purification catalyst |
| US8074441B2 (en) | 2005-05-16 | 2011-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for determining catalyst degradation |
| JP2007056755A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
| US10196958B2 (en) | 2014-12-03 | 2019-02-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3029292A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3029290A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis system and catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3029291A1 (en) | 2014-12-03 | 2016-06-08 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3441586A1 (en) | 2014-12-03 | 2019-02-13 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| US9891139B2 (en) | 2014-12-03 | 2018-02-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis system and catalyst deterioration diagnosis method |
| US9939348B2 (en) | 2014-12-03 | 2018-04-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| EP3441585A1 (en) | 2014-12-03 | 2019-02-13 | NGK Insulators, Ltd. | Catalyst deterioration diagnosis method |
| DE102017204007A1 (de) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungsdiagnosesystem |
| US10125657B2 (en) | 2016-03-28 | 2018-11-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for diagnosing degradation of catalyst and catalyst degradation diagnosis system |
| US10125656B2 (en) | 2016-03-28 | 2018-11-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for diagnosing degradation of catalyst and catalyst degradation diagnosis system |
| DE102017204029A1 (de) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungs-Diagnosesystem |
| DE102017204029B4 (de) | 2016-03-28 | 2022-12-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungs-Diagnosesystem |
| DE102017204007B4 (de) | 2016-03-28 | 2022-12-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum Diagnostizieren einer Schädigung eines Katalysators und Katalysatorschädigungs-Diagnosesystem |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3449011B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH03249357A (ja) | 内燃機関の触媒劣化判定装置 | |
| JP3625163B2 (ja) | 排気浄化用触媒の劣化検出装置 | |
| JPH04365947A (ja) | エンジン用空燃比制御装置 | |
| US5491975A (en) | Air-fuel ratio control system for internal combustion engine | |
| JP3412290B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒劣化検査装置 | |
| JPH1054226A (ja) | 内燃機関の触媒劣化判別装置 | |
| JP2000345895A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3039162B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH07103039A (ja) | 触媒の劣化状態検出装置 | |
| JP3282217B2 (ja) | 触媒の飽和吸着量検出装置 | |
| JP3195034B2 (ja) | エンジンの排気センサの劣化検出装置 | |
| US6530214B2 (en) | Air-fuel ratio control apparatus having sub-feedback control | |
| JP2518247B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2666530B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3460354B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2001304018A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH08121223A (ja) | 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 | |
| JP3161049B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| US4811557A (en) | Double air-fuel ratio sensor system having improved exhaust emission characteristics | |
| JPS61190142A (ja) | 内燃機関の学習制御装置 | |
| JP3846906B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH06200809A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH077563Y2 (ja) | 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 | |
| JPH0533632A (ja) | 三元触媒の劣化判定方法 |