JPH07189663A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排気を浄化する排気浄化触媒の劣化を診断する
劣化診断を行うか回避するかを正しく判断し、排気浄化
触媒の劣化を正確に診断可能とする。 【構成】空燃比フィードバック制御を行わなくてもよい
運転条件で、三元触媒24が高温となる運転条件であれば
（Ｓ25）、制御条件が燃料を増量する制御条件に入って
いるか否かを判断し（Ｓ26）、燃料の供給を増量する制
御条件に移行した変化をカウントするか否かを判別し
（Ｓ28）、当該燃料の供給を増量する制御条件に移行し
た回数をカウントする（Ｓ29）。同様に、当該燃料の供
給を停止する制御条件に移行した回数をカウントし（Ｓ
34）、三元触媒24が高温でかつリーン雰囲気中にさらさ
れる場合を判定し、三元触媒24の劣化診断を回避するよ
うにフラグをたてる（Ｓ39）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の制御装置に関
し、詳しくは、排気を浄化する排気浄化触媒の劣化を診
断する劣化診断を行うか回避するかを判断する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境汚染の見地から、内燃機関か
ら排出される排気中に含まれる有害成分（ＣＯ，ＨＣ，
ＮＯ_X 等）の低減が強く要求されている。そのため、排
気通路の途中に排気浄化触媒を介装し、該排気浄化触媒
の触媒反応により前記有害成分を酸化還元（浄化）し
て、大気中へ有害成分が排出するのを抑制するようにし
ている。しかし、かかる排気浄化触媒触媒コンバータに
おいては、前記触媒反応による反応熱が高温となること
から、触媒成分がシンタリングされたり、触媒担体が加
熱化して溶損したり、或いは燃料・オイル中の不純物等
により触媒成分が被毒されたりする場合があるため、初
期の有害成分の浄化率を維持できなくなる（劣化する）
場合があった。かかる劣化した状態で、そのまま当該排
気浄化触媒を使用すると、有害成分が浄化されずに大気
中に多量に排気されることとなるので、触媒の劣化の有
無を診断して有害成分が大気中に排出されるのを未然に
防止することが要求されている。

【０００３】ここで、排気浄化触媒が劣化すると、Ｃ
Ｏ，ＨＣ，ＮＯ_X エミッションの悪化等を招くので、触
媒コンバータの劣化を診断する触媒診断検出装置が設け
られている。なお従来から、機関排気系に設けられる排
気浄化触媒の上流側と下流側とにそれぞれ酸素センサを
設け、これらの２つの酸素センサの検出値を用いて機関
吸入混合気の空燃比をフィードバック制御するものが種
々提案されている。

【０００４】そして、特開平２−１３６５３８号公報に
示されるものは、燃料カット後、燃料噴射の再開から下
流側の酸素センサがリッチ出力となるまでの時間に基づ
いて触媒の劣化診断を行っている。また、特開平４−１
７７５８号公報には、燃料カット時における上流側及び
下流側の酸素センサの出力と高負荷時（リッチ時）にお
ける上流側及び下流側の酸素センサ出力とを記憶してお
き、これら出力と空燃比フィードバック制御を行った場
合の酸素センサの出力とを比較することにより、劣化診
断を行うものが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気浄化触
媒は高温でかつリーン雰囲気中にさらされると能力が一
時的に劣化する。即ち、排気浄化触媒は高温でかつリー
ン雰囲気中にさらされると能力が劣化するが、当該劣化
は排気浄化触媒を高温でかつリッチ雰囲気中にさらすこ
とにより回復させることが可能である。

【０００６】しかしながら、上記従来の技術は、排気浄
化触媒における酸素ストレージ効果によって、上流側の
酸素濃度（空燃比）変動に対して下流側の酸素センサで
は応答遅れを生じることに基づいて診断条件を設定して
おり、もって前記排気浄化触媒の一時的劣化については
全く考慮がなされていない。従って、排気浄化触媒が正
常であるにも拘らず、排気浄化触媒の能力が一時的に劣
化している状態で前述の劣化診断が行われた場合には該
排気浄化触媒が劣化していると誤診断されてしまう惧れ
があった。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、排気浄化触媒が一時的に劣化する診断状態を判定
し、当該診断状態の場合には、排気浄化触媒の劣化診断
を回避するようにして、排気を浄化する排気浄化触媒の
劣化を診断する劣化診断を行うか回避するかを正しく判
断し、もって排気浄化触媒の劣化を正確に診断可能とす
ることを図った内燃機関の制御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】このため本発明は、内燃
機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、該排気浄
化触媒の劣化を診断する劣化診断手段とを備えた内燃機
関において、排気浄化触媒が高温となる運転条件を検出
する運転条件検出手段と、燃料の供給を停止する制御が
行われる割合を演算する燃料供給停止制御割合演算手段
と、燃料の供給を増量する制御が行われる割合を演算す
る燃料増量制御割合演算手段と、排気浄化触媒が高温と
なる運転条件において、燃料の供給を停止する制御が行
われる割合と燃料の供給を増量する制御が行われる割合
との偏差が所定値以上に大きくなった場合に排気浄化触
媒の劣化診断を回避する劣化診断回避手段と、を含んで
構成した。

【０００９】

【作用】かかる構成を有する内燃機関の制御装置は、例
えば機関運転条件が所定の運転条件であることを検出し
ても、当該運転条件が、排気浄化触媒が高温となる運転
条件において、燃料の供給を停止する制御が行われる割
合と燃料の供給を増量する制御が行われる割合との偏差
が所定値以上に大きくなった場合には、排気浄化触媒の
劣化診断を行わない。

【００１０】これにより、排気を浄化する排気浄化触媒
の劣化を診断する劣化診断を行うか否かが正しく判断さ
れ、もって高温でかつリーン雰囲気中にさらされること
により一時的に能力が劣化する排気浄化触媒にあって
は、該高温でかつリーン雰囲気中にさらされる運転条件
においては、その劣化診断が回避されることとなり、当
該一時的な能力劣化を、完全な能力劣化と誤判定される
ことを防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付の図面に基づ
いて説明する。一実施例の構成を示す図１において、機
関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフ
ローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流
量Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニホール
ド部分には気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料
噴射弁15が設けられる。

【００１２】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット50からの噴射パルス信号
によって開弁駆動され、図示しない燃料ポンプから圧送
されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御さ
れた燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケッ
ト内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ16が設けら
れる。

【００１３】また、図１で図示しないディストリビュー
タには、クランク角センサ18が内蔵されており、該クラ
ンク角センサ18から機関回転と同期して出力されるクラ
ンク単位角信号を一定時間カウントして、またはクラン
ク基準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎｅを検出
する。一方、排気通路21にはマニホールド集合部に排気
中の酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空燃
比を検出する第１の空燃比センサ22が設けられると共
に、更に排気下流側には、内部に排気中のＣＯ，ＨＣの
酸化とＮＯ_X の還元を行って浄化する排気浄化触媒とし
ての三元触媒24を備える触媒コンバータ23が介装されて
いる。なお、三元触媒24としては、ハニカム形状等のモ
ノリス触媒、メタル触媒、或いはステンレスウール製、
ペレット形等如何なるものであっても構わない。また、
本実施例では、理論空燃比において高いＮＯ_X 、ＣＯ、
ＨＣの浄化率を発揮する三元触媒について説明するが、
勿論酸化触媒等であってもよい。

【００１４】更に、該三元触媒24の下流側に第１の空燃
比センサ22と同一の機能を持つ第２の空燃比センサ26が
設けられる。なお、図示しない車室内に設けられるキー
スイッチには、スタート信号を検出するスタートスイッ
チ19が設けられ、該スタートスイッチ19により検出され
るスタート信号が前記コントロールユニット50に入力さ
れている。

【００１５】そして、コントロールユニット50は、吸入
空気量Ｑと機械回転速度Ｎｅとに基づいて基本燃料噴射
量Ｔｐを演算すると共に、前記第１の空燃比センサ22で
検出される空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に近づけ
るように、空燃比フィードバック補正係数αを比例積分
制御によって演算する。そして、前記基本燃料噴射量Ｔ
ｐを前記空燃比フィードバック補正係数α及び各種補正
係数ＣＯＥＦや電圧補正分Ｔｓ等によって補正すること
で、燃料噴射量Ｔｉ（＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ＋Ｔｓ）を
演算し、この燃料噴射量Ｔｉに従って燃料噴射弁15を駆
動制御する。

【００１６】さらに、第２の空燃比センサ26によって、
第１の空燃比センサ22を用いた空燃比フィードバック制
御における制御点のずれを検出し、かかる検出結果に基
づいて前記空燃比フィードバック補正係数αの比例制御
に用いる比例操作量を補正するようになっている。な
お、かかる第２の空燃比センサ26を用いた補正制御は、
前記比例操作量の補正に限定されるものではなく、種々
の公知の補正制御方法を適用できる。

【００１７】コントロールユニット50は、更に、第１の
空燃比センサ22及び第２の空燃比センサ26の出力に基づ
いて三元触媒24の劣化を診断する機能を有しており、該
機能としては、従来例に述べるように燃料カット後、燃
料噴射の再開から第２の空燃比センサ26がリッチ出力と
なるまでの時間に基づいて触媒の劣化診断を行ったり、
燃料カット時における第１の空燃比センサ22及び第２の
空燃比センサ26の出力と高負荷時（リッチ時）における
第１の空燃比センサ22及び第２の空燃比センサ26の出力
とを記憶しておき、これら出力と空燃比フィードバック
制御を行った場合の酸素センサの出力とを比較すること
により、劣化診断を行うものであってもよい。

【００１８】即ち、コントロールユニット50は劣化診断
手段の機能を奏している。ここで、三元触媒24の劣化診
断を行うか回避するかを判定する劣化診断回避判定ルー
チンを、図２〜図５に示すフローチャートに従って説明
する。図２に示すフローチャートは、劣化診断回避判定
ルーチンに係るメインルーチンで、所定時間毎に実行さ
れる。

【００１９】ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同
様）では、スタートスイッチ19がＯＮであるか否かを判
断し、ＹＥＳであれば、機関11の始動が開始されたと判
断して、ステップ２に進み、タイマＴＩＡＦをリセット
する。ＮＯであれば、ステップ４にジャンプする。始動
直後においては、排気通路21等の排気系の温度が低下し
ており、三元触媒24を備える触媒コンバータ23の温度も
上昇しないこととなるので、ステップ３では、当該三元
触媒24の暖機時間Ｔ₁ を検索する。ここで、機関温度
は、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗにより
代表することが可能であるので、水温センサ16により機
関始動直後の冷却水温度Ｔｗ_INT を検出し、該機関始動
直後の冷却水温度Ｔｗ_INT に応じてマップより前記暖機
時間Ｔ₁ を求める。

【００２０】尚、図６に示すように、暖機時間Ｔ₁ は機
関始動直後の冷却水温度Ｔｗ_INT が高くなるほど、短く
なっている。ステップ４では、定常時における、三元触
媒24を備える触媒コンバータ23の入口排気温度ＴＣＡを
求める。ここで、該排気温度ＴＣＡは負荷としての基本
燃料噴射量Ｔｐと機械回転速度Ｎｅとに基づいて、マッ
プより求めることが可能である。

【００２１】尚、図７に示すように、前記排気温度ＴＣ
Ａは基本燃料噴射量Ｔｐが多く、機械回転速度Ｎｅが高
くなるほど高温になる。ステップ５では、スタートスイ
ッチ19がＯＮとなってからの経過時間であるタイマのカ
ウント値（カウント時間）ＴＩＡＦが、前記ステップ３
で求めた三元触媒24の暖機時間Ｔ₁ より大きくなったか
否かを判断する。

【００２２】またステップ６では、機関11の冷却ジャケ
ット内の冷却水温度Ｔｗが機関暖機温度Ｔｗ₁ より高く
なったか否かを判断する。そして、ＴＩＡＦ＞Ｔ₁ かつ
Ｔｗ＞Ｔｗ₁ の場合には、機関11はスタートスイッチ19
がＯＮとなってから、三元触媒24の暖機時間Ｔ₁ 以上の
時間運転されており、かつ機関11の冷却ジャケット内の
冷却水も機関暖機温度に達しており機関11も暖機が完了
しているとして、ステップ７に進む。

【００２３】ステップ７では、運転条件が三元触媒24が
高温になる可能性がある運転条件であるとして、三元触
媒24の触媒温度Ｔｃを推定する。ここで、運転条件が変
化すると三元触媒24の触媒温度Ｔｃも変化するが、該触
媒温度Ｔｃの変化においては、運転条件の変化に対する
遅れ等が考えられるので、前回演算された触媒温度Ｔｃ
と前記ステップ４で求めた排気温度ＴＣＡとを重み付け
平均処理した値を、該触媒温度Ｔｃ〔＝（ｎ−１）／ｎ
×Ｔｃ＋（１／ｎ）×ＴＣＡ〕として更新記憶するよう
になっている。

【００２４】ステップ８では、推定された三元触媒24の
触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＨより高いか否かを判断
し、三元触媒24が高温になっているか否かを判断する。
そして、Ｔｃ＞ＴｃＨと判断された場合には、触媒温度
Ｔｃが所定温度ＴｃＨより高く、運転条件が三元触媒高
温領域にあるとして、ステップ９に進み、運転条件が三
元触媒高温領域にあるか否かを判定する運転条件フラグ
Ｆ１を０として記憶する。また、Ｔｃ≦ＴｃＨと判断さ
れた場合には、触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＨ以下であ
り、運転条件は三元触媒高温領域に入っていないとし
て、ステップ11に進み、前記運転条件フラグＦ１を１と
して記憶する（つまり、該フラグＦ１は、Ｆ１＝０の場
合が排気浄化触媒が高温となる運転条件で、Ｆ１＝１の
場合が排気浄化触媒が高温ではない運転条件である）。

【００２５】一方、ステップ５において、ＴＩＡＦ≦Ｔ
₁ と判断された場合、あるいはステップ６においてＴｗ
≦Ｔｗ₁ と判断された場合には、運転条件は三元触媒24
が高温になる可能性がない運転条件であるとして、ステ
ップ10に進み、三元触媒24の触媒温度Ｔｃを、定常時に
おける、三元触媒24を備える触媒コンバータ23の入口排
気温度ＴＣＡにより代表させ（Ｔｃ＝ＴＣＡ）、その後
ステップ11に進む。

【００２６】即ち、以上述べたステップ１〜ステップ11
が排気浄化触媒が高温となる運転条件を検出する運転条
件検出手段の機能を奏している。次にステップ13では、
三元触媒24の劣化診断を行うか回避するかを判定する、
劣化診断回避判定サブルーチン（図３あるいは図４，図
５を参照して後述する）を実行する。

【００２７】ステップ14では、基本燃料噴射量Ｔｐを空
燃比フィードバック補正係数α及び各種補正係数ＣＯＥ
Ｆや電圧補正分Ｔｓ等によって補正することで、燃料噴
射量Ｔｉ（＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ＋Ｔｓ）を演算する。
ステップ15では、ステップ14で演算した燃料噴射量Ｔｉ
を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定め
られた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、演
算した燃料噴射量Ｔｉのパルス巾をもつ駆動パルス信号
が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。

【００２８】ステップ16では、スタートスイッチ19がＯ
Ｎとなってからの経過時間であるタイマのカウント値Ｔ
ＩＡＦをＤＴだけカウントアップし（ＴＩＡＦ＝ＴＩＡ
Ｆ＋ＤＴ）、当該メインルーチンを終了し、リターンす
る。次に、図３のフローチャートに示す劣化診断回避判
定ルーチンに係る劣化診断回避判定サブルーチンについ
て説明する。尚、当該劣化診断回避判定サブルーチンは
本発明の第１実施例に係るものである。

【００２９】ステップ21では、空燃比フィードバック制
御を行ってよい運転条件か否かを判断し、空燃比フィー
ドバック制御を行ってよい運転条件であれば、ＹＥＳと
判断してステップ22へ進む。ステップ22では、後述する
リッチ回数カウントフラグＦ２（詳しくは後述する）を
０にリセットし、リッチ回数をカウント可能とする。

【００３０】そして、ステップ23では、後述するリーン
回数カウントフラグＦ３（詳しくは後述する）を０にリ
セットし、リーン回数をカウント可能とする。さらに、
ステップ24において、前記第１の空燃比センサ22で検出
される空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に近づけるよ
うに、空燃比フィードバック補正係数αを比例積分制御
によって演算した後、本フローを終了する。

【００３１】一方、ステップ21において、空燃比フィー
ドバック制御を行わなくてもよい運転条件であれば（Ｎ
Ｏと判断された場合）、診断条件を判定することが可能
であるとして、ステップ25に進む。ステップ25では、前
述のメインルーチンにより記憶された運転条件フラグＦ
１がＦ１＝０であるか否かを判断する。そして、Ｆ１＝
０であれば、三元触媒24が高温となる運転条件であると
して、ステップ26に進む。

【００３２】ステップ26では、負荷としての基本燃料噴
射量Ｔｐと機械回転速度Ｎｅとに基づいて、機関運転条
件が燃料を増量する燃料増量域に入っているか否かを判
断する。そして、現在の機関運転条件が燃料増量域に入
っていると判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップ27
に進み、燃料の供給を停止する制御が行われる制御条件
に移行した変化をカウントするか否かを判別するリーン
回数カウントフラグＦ３（該フラグＦ３は、Ｆ３＝０の
場合が、現在の制御条件は燃料の供給を停止する制御が
停止される制御条件ではなく、その制御条件から燃料の
供給を停止する制御条件に移行した際には、当該燃料の
供給を停止する制御条件に移行した回数をカウントする
ことを示し、Ｆ３＝１の場合が、現在の制御条件が燃料
の供給を停止する制御条件であるので、移行した後の制
御条件が燃料の供給を停止する制御条件であっても、当
該燃料の供給を停止する制御条件が継続しているとし
て、当該燃料の供給を停止する制御条件に移行した回数
としてはカウントしないことを示す。）をＦ３＝０にリ
セットする。

【００３３】ステップ28では、燃料の供給を増量する制
御条件に移行した変化をカウントするか否かを判別する
リッチ回数カウントフラグＦ２が、Ｆ２＝０であるか否
かを判断する。ここで、該フラグＦ２は、Ｆ２＝０の場
合が、現在の制御条件は燃料の供給を増量する制御条件
ではなく、その制御条件から燃料の供給を増量する制御
条件に移行した際には、当該燃料の供給を増量する制御
条件に移行した回数をカウントすることを示し、Ｆ２＝
１の場合が、現在の制御条件が燃料の供給を増量する制
御条件であるので、移行した後の制御条件が燃料の供給
を増量する制御条件であっても、当該燃料の供給を増量
する制御条件が継続しているとして、当該燃料の供給を
増量する制御条件に移行した回数としてはカウントしな
いことを示す。

【００３４】従って、Ｆ２＝０と判断された場合には、
当該燃料の供給を増量する制御条件に移行した回数をカ
ウントすることとなるので、ステップ29に進み、回数カ
ウンタ値ＮＬＲを１だけデクリメントする（ＮＬＲ＝Ｎ
ＬＲ−１）。即ち、ステップ29が、燃料の供給を増量す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を増量する制
御条件に移行した回数をカウントしており、もって燃料
の供給を増量する制御が行われる割合を演算する燃料増
量制御割合演算手段の機能を奏する。

【００３５】ステップ30では、当該燃料の供給を増量す
る制御条件が継続されていることにより現在の制御条件
が燃料の供給を増量する制御条件であり、当該制御条件
に移行した回数は前記ステップ29でカウントされたの
で、当該燃料の供給を増量する制御条件に移行した回数
としてはカウントしないために、リッチ回数カウントフ
ラグＦ２をＦ２＝１とする。

【００３６】一方、ステップ26において、機関制御条件
が燃料を増量する制御条件には入っていないと判断され
た場合（ＮＯ）には、ステップ31に進み、負荷としての
基本燃料噴射量Ｔｐと機械回転速度Ｎｅとに基づいて、
制御条件が燃料の供給を停止する制御条件に入っている
か否かを判断する。そして、現在の制御条件が燃料の供
給を停止する制御条件に入っていると判断された場合
（ＹＥＳ）には、ステップ32に進み、現在の制御条件は
燃料の供給を増量する制御条件ではなく、その制御条件
から燃料の供給を増量する制御条件に移行した際には、
当該燃料の供給を増量する制御条件に移行した回数をカ
ウントすることとなるので、リッチ回数カウントフラグ
Ｆ２をＦ２＝０にリセットする。

【００３７】ステップ33では、燃料の供給を停止する制
御条件に移行した回数をカウントすべきか否かを判別す
るリーン回数カウントフラグＦ３が、Ｆ３＝０であるか
否かを判断する。そして、Ｆ３＝０と判断された場合に
は、当該燃料の供給を停止する制御条件に移行した回数
をカウントすることとなるので、ステップ34に進み、回
数カウンタ値ＮＬＲを１だけインクリメントする（ＮＬ
Ｒ＝ＮＬＲ＋１）。

【００３８】即ち、ステップ34が、燃料の供給を停止す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を停止する制
御条件に移行した回数をカウントすることとなり、燃料
の供給を停止する制御が行われる割合を演算する燃料供
給停止制御割合演算手段の機能を奏する。ステップ35で
は、現在の制御条件が燃料の供給を停止する制御条件で
あり、当該制御条件に移行した回数は前記ステップ35で
カウントされたので、以後当該制御条件を、燃料の供給
を停止する制御条件に移行した回数としてはカウントし
ないように、リーン回数カウントフラグＦ３をＦ３＝１
とする。

【００３９】即ち、ステップ29及びステップ34に示すよ
うに、回数カウンタ値ＮＬＲは、他の制御条件から燃料
の供給を増量する制御条件に移行した場合には１だけデ
クリメントされ、他の制御条件から燃料の供給を停止す
る制御条件に移行した場合には１だけインクリメントさ
れるものである。また、ステップ25において、Ｆ１＝１
であれば、三元触媒24が高温となる運転条件ではないと
して、今後高温となる運転条件になる可能性がある。ま
た、ステップ31において、現在の制御条件が燃料の供給
を停止する制御条件に入っていないと判断された場合
（ＮＯ）には、現在の制御条件は燃料の供給を増量する
制御条件にも燃料の供給を停止する制御条件にも入って
いない場合であるので、これ以降に燃料の供給を増量す
る制御条件に移行する可能性、或いは燃料の供給を停止
する制御条件に移行する可能性があるとして、ステップ
36に進んでリッチ回数カウントフラグＦ２をＦ２＝０に
リセットする。さらに、ステップ37でリーン回数カウン
トフラグＦ３もＦ３＝０にリセットする。

【００４０】ステップ38では、ステップ29でデクリメン
トされた、或いはステップ34でインクリメントされた回
数カウンタ値ＮＬＲがＮＬＲ＞ＮＬＲＭ（ＮＬＲＭは所
定値）であるか否かを判断し、ＹＥＳであれば、ステッ
プ39に進み、触媒劣化診断回避フラグＦ４を０とし、Ｎ
Ｏであれば、ステップ40に進み、触媒劣化診断回避フラ
グＦ４を１とする。

【００４１】ここで、該フラグＦ４は、Ｆ４＝０の場合
が、三元触媒24が高温となる運転条件において、燃料の
供給を停止する制御条件に移行した回数が燃料の供給を
増量する制御条件に移行した回数より前記所定値ＮＬＲ
Ｍ以上に大きくなっており、即ち三元触媒24が高温でか
つリーン雰囲気中にさらされる場合であり、この場合に
は、該三元触媒24の能力が一時的に劣化することとな
る。しかしながら、当該劣化は一時的なものであり、該
三元触媒24を高温でかつリッチ雰囲気中にさらすことに
より回復するものであるので、この場合に劣化診断が行
われると誤診断される惧れがあるので三元触媒24の劣化
診断を回避することを示す。

【００４２】一方、Ｆ４＝１の場合には、三元触媒24が
高温となる運転条件において、燃料の供給を停止する制
御条件に移行した回数が燃料の供給を増量する制御条件
に移行した回数と大略等しく、この場合には、該三元触
媒24は能力が劣化した場合には恒久的に劣化した状態と
なるので、劣化診断が行われて、該三元触媒24の劣化が
診断されるようにしなければならず、三元触媒24の劣化
診断の診断条件が成立していることを示している。

【００４３】即ち、ステップ39及び40に係る触媒劣化診
断回避フラグＦ４をセットする機能が劣化診断回避手段
である。そして、ステップ41に進み、前記空燃比フィー
ドバック補正係数αをα＝１にクランプした後、本フロ
ーを終了する。このように、本実施例によれば、三元触
媒24が高温となる運転条件において、燃料の供給を停止
する制御条件に移行した回数が燃料の供給を増量する制
御条件に移行した回数より前記所定値ＮＬＲＭ以上に大
きくなった場合には、三元触媒24が高温でかつリーン雰
囲気中にさらされているとして、該三元触媒24の能力が
一時的に劣化する（該三元触媒24を高温でかつリッチ雰
囲気中にさらすことにより回復する）ものとして、この
場合には三元触媒24の劣化診断を回避するようにするの
で、当該一時的な能力劣化を、完全な能力劣化と誤判定
することを防止できる。

【００４４】さらに、本実施例にあっては、回数カウン
タ値ＮＬＲをデクリメントあるいはインクリメントする
ことにより、制御条件の移行に係る制御の制御割合を演
算する構成であるので、当該演算に係るメモリの消費量
等が少なくてすみ、より簡易な構成となり、コストの低
減が図れる。つづいて、本発明の第２実施例にかかる第
２の劣化診断回避判定サブルーチンについて、図４及び
図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

【００４５】ステップ51では、前述の劣化診断回避判定
ルーチンに係るメインルーチンにより記憶された運転条
件フラグＦ１がＦ１＝０であるか否かを判断する。そし
て、Ｆ１＝０であれば、三元触媒24が高温となる運転条
件であるとして、ステップ52に進む。ステップ52では、
負荷としての基本燃料噴射量Ｔｐと機械回転速度Ｎｅと
に基づいて、機関運転条件が燃料を増量する燃料増量域
に入っているか否かを判断する。

【００４６】そして、現在の機関運転条件が燃料増量域
に入っていると判断された場合（ＹＥＳ）には、ステッ
プ53に進み、燃料の供給を停止する制御条件に移行した
後の経過時間をカウント（加算）するか否かを判別する
リーン時間カウントフラグＦ６がＦ６＝０であるか否か
を判断する。ここで、該フラグＦ６は、Ｆ６＝０の場合
が、直前まで触媒が高温であってかつ燃料の供給を停止
する制御条件となっている場合であり、他の条件に移行
しても実際に燃料が供給されるまではリーンとなっいる
はずであるから、現在上記の条件を継続、或いは他の条
件に移行のいずれの場合にもリーン時間をカウントする
ことを示し、Ｆ６＝１の場合が、直前まで触媒が高温で
ない、或いは燃料の供給を停止しない制御条件となって
いる場合であり、現時点ではまだ燃料の供給を停止して
おらず、現在の条件に拘らずリーン時間をカウントしな
いことを示す。

【００４７】従って、Ｆ６＝０と判断された場合には、
現在の制御条件が燃料の供給を増量する制御条件となっ
ているが、直前までは燃料の供給を停止する制御条件と
なっており、燃料の供給を停止する制御条件に移行した
後の経過時間をカウントすべき状態となっており、該カ
ウントを実行していない状態であることを示している。
もって、ステップ54に進み、時間カウンタ値ＴＬＲをＤ
Ｔだけインクリメントする（ＴＬＲ＝ＴＬＲ＋ＤＴ）。

【００４８】即ち、ステップ54は、燃料の供給を停止す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を停止する制
御条件に移行した後の経過時間を演算することとなり、
燃料の供給を停止する制御が行われる割合を演算する燃
料供給停止制御割合演算手段の機能を奏する。ステップ
55では、燃料の供給を停止する制御条件から燃料の供給
を増量する制御条件に移行するまでの経過時間は前記ス
テップ54でカウントされたので、当該燃料の供給を停止
する制御条件から燃料の供給を増量する制御条件に移行
するまでの経過時間を再度カウントしないために、リー
ン時間カウントフラグＦ６をＦ６＝１とする。

【００４９】一方、ステップ53において、Ｆ６＝１と判
断された場合（ＮＯ）には、燃料の供給を停止する制御
条件から燃料の供給を増量する制御条件に移行するまで
の経過時間は前記ステップ54でカウントされたので、当
該燃料の供給を停止する制御条件から燃料の供給を増量
する制御条件に移行するまでの経過時間を再度カウント
せず、もって、ステップ54、55をジャンプして、ステッ
プ56に進む。

【００５０】ステップ56では、燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間をカウント（加算）する
か否かを判別するリッチ時間カウントフラグＦ５がＦ５
＝０であるか否かを判断する。ここで、該フラグＦ５
は、Ｆ５＝０の場合が、直前まで触媒が高温であってか
つ燃料の供給を増量する制御条件となっている場合であ
り、他の条件に移行しても実際に燃料が供給されるまで
はリッチとなっいるはずであるから、現在上記の条件を
継続、或いは他の条件に移行のいずれの場合にもリッチ
時間をカウントすることを示し、Ｆ５＝１の場合が、直
前まで触媒が高温でない、或いは燃料の供給を増量しな
い制御条件となっている場合であり、現時点ではまだ燃
料を供給するまでは増量されていないので、現在の条件
に拘らずリッチ時間をカウントしないことを示す。

【００５１】従って、リッチ時間カウントフラグＦ５＝
０と判断された場合には、現在の制御条件が燃料の供給
を増量する制御条件となっているが、直前までは触媒が
高温かつ燃料の供給を増量する制御条件となっており、
燃料の供給を増量する制御条件に移行した後の経過時間
をカウントすべき状態となっており、該カウントを実行
していない状態であることを示している。もって、ステ
ップ57に進み、時間カウンタ値ＴＬＲをＤＴだけデクリ
メントする（ＴＬＲ＝ＴＬＲ−ＤＴ）。

【００５２】即ち、ステップ57が、燃料の供給を増量す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間を演算しており、もって
燃料の供給を増量する制御が行われる割合を演算する燃
料増量制御割合演算手段の機能を奏する。一方、ステッ
プ56において、リッチ時間カウントフラグＦ５＝１と判
断された場合（ＮＯ）には、現在の制御条件が燃料の供
給を増量する制御条件となっているが、直前までは触媒
が高温でない、または燃料の供給を増量しない制御条件
となっており、現在までは高温かつ増量となっていない
場合であり、ステップ58に進む。

【００５３】ステップ58では、現在の制御条件は燃料の
供給を増量する制御条件であり、次回の演算から、当該
燃料の供給を増量する制御条件に移行した後の経過時間
をカウント開始すべきであるので、リッチ時間カウント
フラグＦ５をＦ５＝０とする。一方、ステップ52におい
て、制御条件が燃料の供給を増量する制御条件には入っ
ていないと判断された場合（ＮＯ）には、ステップ59に
進み、負荷としての基本燃料噴射量Ｔｐと機械回転速度
Ｎｅとに基づいて、制御条件が燃料の供給を停止する制
御条件に入っているか否かを判断する。

【００５４】そして、現在の制御条件が燃料の供給を停
止する制御条件に入っていると判断された場合（ＹＥ
Ｓ）には、ステップ60に進み、燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間をカウント（加算）する
か否かを判別するリッチ時間カウントフラグＦ５がＦ５
＝０であるか否かを判断する。従って、Ｆ５＝０と判断
された場合には、現在の制御条件が燃料の供給を停止す
る制御条件となっているが、直前までは燃料の供給を増
量する制御条件となっており、燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間をカウントすべき状態と
なっており、該カウントを実行していない状態であるこ
とを示している。もって、ステップ61に進み、時間カウ
ンタ値ＴＬＲをＤＴだけデクリメントする（ＴＬＲ＝Ｔ
ＬＲ−ＤＴ）。

【００５５】即ち、ステップ61も、燃料の供給を増量す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間を演算しており、もって
燃料の供給を増量する制御が行われる割合を演算する燃
料増量制御割合演算手段の機能を奏する。ステップ62で
は、燃料の供給を増量する制御条件から燃料の供給を停
止する制御条件に移行するまでの経過時間は前記ステッ
プ61でカウントされたので、当該燃料の供給を増量する
制御条件から燃料の供給を停止する制御条件に移行する
までの経過時間を再度カウントしないために、リッチ時
間カウントフラグＦ５をＦ５＝１とする。

【００５６】一方、ステップ60において、Ｆ５＝１と判
断された場合（ＮＯ）には、燃料の供給を増量する制御
条件から燃料の供給を停止する制御条件に移行するまで
の経過時間は前記ステップ61でカウントされたので、当
該燃料の供給を増量する制御条件から燃料の供給を停止
する制御条件に移行するまでの経過時間を再度カウント
せず、もって、ステップ61、62をジャンプして、ステッ
プ63に進む。

【００５７】ステップ63では、燃料の供給を停止する制
御条件に移行した後の経過時間をカウント（加算）する
か否かを判別するリーン時間カウントフラグＦ６がＦ６
＝０であるか否かを判断する。従って、リーン時間カウ
ントフラグＦ６＝０と判断された場合には、現在の制御
条件が燃料の供給を停止する制御条件となっているが、
直前までは燃料の供給を停止する制御条件となってお
り、燃料の供給を停止する制御条件に移行した後の経過
時間をカウントすべき状態となっており、該カウントを
実行していない状態であることを示している。もって、
ステップ64に進み、時間カウンタ値ＴＬＲをＤＴだけイ
ンクリメントする（ＴＬＲ＝ＴＬＲ＋ＤＴ）。

【００５８】即ち、ステップ64が、燃料の供給を停止す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を停止する制
御条件に移行した後の経過時間を演算することとなり、
燃料の供給を停止する制御が行われる割合を演算する燃
料供給停止制御割合演算手段の機能を奏する。即ち、ス
テップ54，57及びステップ61，64に示すように、時間カ
ウンタ値ＴＬＲは、燃料の供給を増量する制御条件が継
続している場合には、当該演算の演算時間であるＤＴだ
けデクリメントされ、燃料の供給を停止する制御条件が
継続している場合には、当該演算の演算時間であるＤＴ
だけインクリメントされるものである。

【００５９】一方、ステップ63において、リーン時間カ
ウントフラグＦ６＝１と判断された場合（ＮＯ）には、
現在の制御条件が燃料の供給を停止する制御条件となっ
ているが、直前までは燃料の供給を停止しない制御条件
となっており、現在はまた燃料を停止している状態とな
っている場合であり、ステップ65に進む。ステップ65で
は、現在の制御条件は燃料の供給を停止する制御条件で
あり、次回の演算から、当該燃料の供給を停止する制御
条件に移行した後の経過時間をカウント開始すべきであ
るので、リーン時間カウントフラグＦ６をＦ６＝０とす
る。

【００６０】そして、ステップ66では、ステップ57，61
でデクリメントされた、或いはステップ54，64でインク
リメントされた時間カウンタ値ＴＬＲがＴＬＲ＞ＴＬＲ
Ｍ（ＴＬＲＭは所定時間値）であるか否かを判断し、Ｙ
ＥＳであれば、ステップ67に進み、触媒劣化診断回避フ
ラグＦ７を０とし、ＮＯであれば、ステップ68に進み、
触媒劣化診断回避フラグＦ７を１とする。

【００６１】ここで、該フラグＦ７は、Ｆ７＝０の場合
が、三元触媒24が高温となる運転条件において、燃料の
供給を停止する制御条件が継続している時間が燃料の供
給を増量する制御条件が継続している時間より前記所定
時間値ＴＬＲＭ以上に長くなっており、即ち三元触媒24
が高温でかつリーン雰囲気中にさらされる場合であり、
この場合には、該三元触媒24の能力が一時的に劣化する
こととなる。しかしながら、当該劣化は一時的なもので
あり、該三元触媒24を高温でかつリッチ雰囲気中にさら
すことにより回復するものであるので、この場合に劣化
診断が行われると誤診断される惧れがあるので三元触媒
24の劣化診断を回避することを示す。

【００６２】一方、Ｆ７＝１の場合には、三元触媒24が
高温となる運転条件において、燃料の供給を停止する制
御条件が継続している時間が燃料の供給を増量する制御
条件が継続している時間と大略等しく、この場合には、
該三元触媒24は能力が劣化した場合には恒久的に劣化し
た状態となるので、劣化診断が行われて、該三元触媒24
の劣化が診断されるようにしなければならず、三元触媒
24の劣化診断の診断条件が成立していることを示してい
る。

【００６３】即ち、ステップ67及び68に係る触媒劣化診
断回避フラグＦ７をセットする機能が劣化診断回避手段
である。一方、ステップ51において、Ｆ１＝１であれ
ば、三元触媒24が高温となる運転条件ではない場合であ
る。また、ステップ59において、現在の制御条件が燃料
の供給を停止する制御条件に入っていないと判断された
場合（ＮＯ）には、現在の制御条件は燃料の供給を増量
する制御条件にも停止する制御条件にも入っていない場
合である。

【００６４】しかしながら、ここで、直前まで三元触媒
24が高温となる運転条件であって、該運転条件から高温
となる運転条件ではない運転条件に移行した場合、ある
いは、現在も三元触媒24が高温となる運転条件であっ
て、直前まで燃料の供給を増量する制御条件であった場
合や直前まで燃料の供給を停止する制御条件であった場
合がある。これらの場合についても、当該制御条件に移
行するまでの経過時間はカウントすることとなる。

【００６５】従って、ステップ69では、燃料の供給を増
量する制御条件に移行した後の経過時間をカウント（加
算）するか否かを判別するリッチ時間カウントフラグＦ
５がＦ５＝０であるか否かを判断し、Ｆ５＝０と判断さ
れた場合には、現在は触媒が高温の条件になっていない
が、直前までは高温かつ燃料の供給を増量する制御条件
となっており、燃料の供給を増量する制御条件に移行し
た後の経過時間をカウントすべき状態となっており、該
カウントを実行していない状態であることを示してい
る。もって、ステップ70に進み、時間カウンタ値ＴＬＲ
をＤＴだけデクリメントする（ＴＬＲ＝ＴＬＲ−Ｄ
Ｔ）。

【００６６】即ち、ステップ70も、燃料の供給を増量す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を増量する制
御条件に移行した後の経過時間を演算しており、もって
燃料の供給を増量する制御が行われる割合を演算する燃
料増量制御割合演算手段の機能を奏する。ステップ71で
は、燃料の供給を増量する制御条件から燃料の供給を停
止する制御条件に移行するまでの経過時間は前記ステッ
プ70でカウントされたので、当該燃料の供給を増量する
制御条件から燃料の供給を停止する制御条件に移行する
までの経過時間を再度カウントしないために、リッチ時
間カウントフラグＦ５をＦ５＝１とする。

【００６７】一方、ステップ69において、Ｆ５＝１と判
断された場合（ＮＯ）には、ステップ72に進み、燃料の
供給を停止する制御条件に移行した後の経過時間をカウ
ント（加算）するか否かを判別するリーン時間カウント
フラグＦ６がＦ６＝０であるか否かを判断する。従っ
て、リーン時間カウントフラグＦ６＝０と判断された場
合には、現在は触媒が高温の条件となっていないが、直
前までは高温かつ燃料の供給を停止する制御条件となっ
ており、燃料の供給を停止する制御条件に移行した後の
経過時間をカウントすべき状態となっており、該カウン
トを実行していない状態であることを示している。もっ
て、ステップ73に進み、時間カウンタ値ＴＬＲをＤＴだ
けインクリメントする（ＴＬＲ＝ＴＬＲ＋ＤＴ）。

【００６８】即ち、ステップ73が、燃料の供給を停止す
る制御が行われる割合としての燃料の供給を停止する制
御条件に移行した後の経過時間を演算することとなり、
燃料の供給を停止する制御が行われる割合を演算する燃
料供給停止制御割合演算手段の機能を奏する。ステップ
74では、燃料の供給を停止する制御条件から燃料の供給
を増量する制御条件に移行するまでの経過時間は前記ス
テップ73でカウントされたので、当該燃料の供給を停止
する制御条件から燃料の供給を増量する制御条件に移行
するまでの経過時間を再度カウントしないために、リー
ン時間カウントフラグＦ６をＦ６＝１とする。

【００６９】そして、ステップ75では、ステップ70でデ
クリメントされた、或いはステップ73でインクリメント
された時間カウンタ値ＴＬＲがＴＬＲ＞ＴＬＲＭ（ＴＬ
ＲＭは所定時間値）であるか否かを判断し、ＹＥＳであ
れば、ステップ76に進み、触媒劣化診断回避フラグＦ７
を０とし、ＮＯであれば、ステップ77に進み、触媒劣化
診断回避フラグＦ７を１とする。

【００７０】即ち、ステップ76及び77に係る触媒劣化診
断回避フラグＦ７をセットする機能も劣化診断回避手段
である。ステップ78では、空燃比フィードバック制御を
行ってよい運転条件か否かを判断し、空燃比フィードバ
ック制御を行ってよい運転条件であれば、ＹＥＳと判断
してステップ79へ進む。

【００７１】ステップ79において、前記第１の空燃比セ
ンサ22で検出される空燃比を目標空燃比（理論空燃比）
に近づけるように、空燃比フィードバック補正係数αを
比例積分制御によって演算した後、本フローを終了す
る。一方、ステップ78において、空燃比フィードバック
制御を行わなくてもよい運転条件であれば（ＮＯと判断
された場合）、さらに診断条件を判定することが可能で
あるとして、ステップ80に進み、前記空燃比フィードバ
ック補正係数αをα＝１にクランプした後、本フローを
終了する。

【００７２】このように、本実施例によれば、三元触媒
24が高温となる運転条件において、燃料の供給を停止す
る制御条件が継続している時間が燃料の供給を増量する
制御条件が継続している時間より前記所定時間値ＴＬＲ
Ｍ以上に長くなった場合には、三元触媒24が高温でかつ
リーン雰囲気中にさらされているとして、該三元触媒24
の能力が一時的に劣化する（該三元触媒24を高温でかつ
リッチ雰囲気中にさらすことにより回復する）ものとし
て、この場合には三元触媒24の劣化診断を回避するよう
にするので、当該一時的な能力劣化が、完全な能力劣化
と誤判定されることを防止できる。

【００７３】さらに、本実施例にあっては、時間カウン
タ値ＮＬＲをデクリメントあるいはインクリメントする
ことにより、制御条件の移行に係る制御の制御割合を演
算する構成であるので、実際に三元触媒24がさらされる
所定の制御条件の時間が演算されるので、より正確に実
際に三元触媒24がさらされる制御条件の影響を反映する
ことが可能となり、より正確に能力劣化を行うことが可
能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る内燃機
関の制御装置によれば、高温でかつリーン雰囲気中にさ
らされることにより一時的に能力が劣化する排気浄化触
媒にあっては、該高温でかつリーン雰囲気中にさらされ
る運転条件においては、その劣化診断が回避されること
となり、当該一時的な能力劣化を、完全な能力劣化と誤
判定されることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる全体構成図

【図２】本発明の実施例に係る劣化診断回避判定ルーチ
ンのメインルーチンを示すフローチャート

【図３】本発明の第１実施例に係る劣化診断回避判定ル
ーチンの劣化診断回避判定サブルーチンを示すフローチ
ャート

【図４】本発明の第２実施例に係る劣化診断回避判定ル
ーチンの第２劣化診断回避判定サブルーチンを示すフロ
ーチャート

【図５】本発明の第２実施例に係る劣化診断回避判定ル
ーチンの第２劣化診断回避判定サブルーチンを示すフロ
ーチャート

【図６】本発明の実施例に係る暖機時間Ｔ₁ の特性を示
す特性線図

【図７】本発明の実施例に係る排気温度ＴＣＡの特性を
示す特性線図

【符号の説明】

11 内燃機関 16 水温センサ 19 スタートスイッチ 21 排気通路 22 第１の空燃比センサ 23 触媒コンバータ 24 三元触媒 26 第２の空燃比センサ 50 コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
   化触媒と、該排気浄化触媒の劣化を診断する劣化診断手
   段とを備えた内燃機関において、 排気浄化触媒が高温となる運転条件を検出する運転条件
   検出手段と、 燃料の供給を停止する制御が行われる割合を演算する燃
   料供給停止制御割合演算手段と、 燃料の供給を増量する制御が行われる割合を演算する燃
   料増量制御割合演算手段と、 排気浄化触媒が高温となる運転条件において、燃料の供
   給を停止する制御が行われる割合と燃料の供給を増量す
   る制御が行われる割合との偏差が所定値以上に大きくな
   った場合に排気浄化触媒の劣化診断を回避する劣化診断
   回避手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装
   置。