JPH07269330A - Catalyzer deterioration deciding device - Google Patents

Catalyzer deterioration deciding device

Info

Publication number
JPH07269330A
JPH07269330A JP6060643A JP6064394A JPH07269330A JP H07269330 A JPH07269330 A JP H07269330A JP 6060643 A JP6060643 A JP 6060643A JP 6064394 A JP6064394 A JP 6064394A JP H07269330 A JPH07269330 A JP H07269330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen sensor
response delay
time difference
delay time
catalyst
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.)
Withdrawn
Application number
JP6060643A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Okabe
伸一 岡部
Toshihiko Ito
猪頭  敏彦
Masahiko Watanabe
聖彦 渡辺
Yasuyuki Kawabe
泰之 川辺
Noritoku Katou
憲徳 加藤
Hirokazu Usui
博和 臼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP6060643A priority Critical patent/JPH07269330A/en
Publication of JPH07269330A publication Critical patent/JPH07269330A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To heighten the accuracy in deciding the degree of catalyzer deterioration by installing a front oxygen sensor and a rear oxygen sensor on the inlet side and on the outlet side of the catalyzer, respectively, and deciding the degree of deterioration based on a response delay, or a period from a time at which the output of the front oxygen sensor becomes lower than a standard value to another time at which the output of the rear oxygen sensor becomes lower than the standard value, taking almost one half the voltage value, or an amplitude, of each output signal as the standard value common to both sensors. CONSTITUTION:A front oxygen sensor 3 is installed in an exhaust pipe 2 on the inlet side of a catalyzer 1, which purifies exhaust gas from an engine, while a rear oxygen sensor 5 is installed in an exhaust pipe 4 on the outlet side. A catalyzer deterioration deciding device 6 is connected to both oxygen sensors 3, 5 so that the deterioration of the catalyzer can be decided from a response delay of both oxygen sensors. When the fuel supply to the engine is cut, the catalyzer deterioration is decided based on the response delay, or a period from a time at which the output of the front oxygen sensor becomes lower than a standard value to another time at which the output of the rear oxygen sensor becomes lower than the standard value, taking almost one half the voltage value, or an amplitude, of each output signal as the standard value common to both sensors. With this, arithmetic processing can be reduced and the accuracy can be hightened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化用触媒の劣
化判定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deterioration determination device for an exhaust gas purifying catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、触媒の浄化率を検出する分野の技
術として、触媒の入口側排気管、出口側排気管にそれぞ
れフロント酸素センサ及びリア酸素センサを配置し、フ
ロント酸素センサ及びリア酸素センサの応答遅れ時間か
ら触媒の浄化率を検出するものがある(例えば、特開昭
51−55818号公報等)。この触媒は三元触媒であ
り、排気ガス中の一酸化炭素(CO)及び炭化水素(H
C)の酸化と、窒素酸化物(NOX)の還元を同時に行
い、排ガス中の有害ガス三成分を二酸化炭素(C
2)、水蒸気(H2O)及び窒素(N2)に浄化するも
のである。この浄化特性はエンジンの設定空燃比により
大きく変わる。すなわち、空燃比がリーンのときは燃焼
後も酸素量が多くなり、酸化作用が活発に、還元作用が
不活発になる。空燃比がリッチのときは、この逆に酸化
作用が不活発に、還元作用が活発になる。この酸化と還
元のバランスがとれたとき(理論空燃比付近のとき)、
三元触媒は最も有効に働く。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in the field of detecting a purification rate of a catalyst, a front oxygen sensor and a rear oxygen sensor are arranged in an exhaust pipe and an exhaust pipe of a catalyst, respectively. There is a method in which the purification rate of the catalyst is detected from the response delay time (for example, JP-A-51-55818). This catalyst is a three-way catalyst, and it contains carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (H
Oxidation of C) and reduction of nitrogen oxides (NO x ) are carried out simultaneously, and the three harmful gas components in the exhaust gas are converted into carbon dioxide (C
O 2 ), water vapor (H 2 O) and nitrogen (N 2 ) are purified. This purification characteristic largely changes depending on the set air-fuel ratio of the engine. That is, when the air-fuel ratio is lean, the amount of oxygen increases even after combustion, and the oxidizing action becomes active and the reducing action becomes inactive. On the contrary, when the air-fuel ratio is rich, the oxidizing action becomes inactive and the reducing action becomes active. When this oxidation and reduction are well balanced (in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio),
The three-way catalyst works most effectively.

【0003】前記酸素センサはジルコニア型酸素センサ
であってもよく、このジルコニア型酸素センサはZrO
2を試験管状に焼成し、その内側と外側に白金電極を設
け、内側には大気を導入し酸素濃度を一定とし、外気を
排気ガスに触れさせておくものである。両電極間に酸素
濃度の差が生じると、酸素濃度の高い側から低い側へ酸
素イオンが流れて起電力(約0V〜1Vの範囲)が発生
する。この起電力は酸素分圧が高い排気ガス中(理論空
燃比よりリーン混合気の燃焼)では小さい電圧を出力
し、酸素分圧が低い排気ガス中(リッチ混合気の燃焼)
では大きい電圧を出力する。
The oxygen sensor may be a zirconia type oxygen sensor, and the zirconia type oxygen sensor is ZrO 2.
2 is fired into a test tube, platinum electrodes are provided inside and outside, atmosphere is introduced into the inside to keep the oxygen concentration constant, and the outside air is exposed to the exhaust gas. When a difference in oxygen concentration occurs between both electrodes, oxygen ions flow from the side with a high oxygen concentration to the side with a low oxygen concentration, and an electromotive force (in the range of about 0 V to 1 V) is generated. This electromotive force outputs a small voltage in exhaust gas with a high oxygen partial pressure (combustion of a lean air-fuel mixture from the theoretical air-fuel ratio), and in exhaust gas with low oxygen partial pressure (combustion of a rich air-fuel mixture).
Outputs a large voltage.

【0004】ところで、触媒の浄化率の低下は触媒の劣
化を意味するが、触媒の劣化に伴い、触媒の酸素ストレ
ージ効果が低下し、本来触媒においてHC等の未然ガス
を浄化するために必要な酵素が素通りしてしまうため、
リア酸素センサの周期が短くなる。すなわち、触媒の劣
化によりフロント酸素センサ及びリア酸素センサの応答
遅れ時間差DTが短くなるように変化する。排気ガス浄
化用劣化判定装置はこの応答遅れ時間差DTの変化を利
用して触媒劣化の判定を可能にするものである。
By the way, the reduction of the purification rate of the catalyst means the deterioration of the catalyst. With the deterioration of the catalyst, the oxygen storage effect of the catalyst is reduced, and it is originally necessary for the catalyst to purify gases such as HC. Because the enzyme passes through,
The cycle of the rear oxygen sensor becomes shorter. That is, due to deterioration of the catalyst, the response delay time difference DT between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor changes so as to become shorter. The deterioration determining device for exhaust gas purification makes it possible to determine catalyst deterioration by utilizing the change in the response delay time difference DT.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記触
媒劣化判定装置では、前記応答遅れ時間差から酸素スト
レージ容量を求めてこの酸素ストレージ容量から触媒の
浄化率を求めていたので、触媒の劣化を判定するロジッ
クが複雑であり、このためECU(ElectronicControl U
nit) の演算が複雑となる。さらに、運転状態にバラツ
キがあると、運転状態に依存して触媒劣化の判定に確実
性に欠ける。つまり、定速走行時が短い市街地の走行で
は、運転状態に変動があり、応答遅れ時間差のバラツキ
が大きくなるため、触媒の劣化の判定が非常に困難であ
るという問題があった。
However, in the catalyst deterioration determination device, the oxygen storage capacity is obtained from the response delay time difference, and the purification rate of the catalyst is obtained from the oxygen storage capacity. Therefore, the catalyst deterioration is determined. Since the logic is complicated, the ECU (Electronic Control U
The calculation of (nit) becomes complicated. Further, if there is a variation in the operating state, the determination of catalyst deterioration depends on the operating state and is not reliable. That is, when driving in an urban area where the constant speed traveling is short, there is a problem that it is very difficult to determine the deterioration of the catalyst because the driving state varies and the variation of the response delay time difference increases.

【0006】また、フロント酸素センサ、リア酸素セン
サ自体に劣化があると、応答遅れ時間差が変化しこのた
め高精度な触媒劣化の判定を得ることができなくなると
いう問題がある。したがって、本発明は上記問題点に鑑
み、演算が簡単で、運転状態に依存せず、さらにフロン
ト酸素センサ、リア酸素センサの劣化があっても触媒劣
化の判定の精度向上を図ることができる触媒劣化判定装
置を提供することを目的とする。
Further, if the front oxygen sensor or the rear oxygen sensor itself is deteriorated, the response delay time difference is changed, which makes it impossible to obtain a highly accurate determination of catalyst deterioration. Therefore, in view of the above problems, the present invention is simple in calculation, does not depend on operating conditions, and can improve the accuracy of catalyst deterioration determination even when there is deterioration of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor. An object is to provide a deterioration determination device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、次の構成を有する触媒劣化判定装置を
提供する。該触媒劣化判定装置はエンジンの排気管に配
設された触媒の入口側、出口側の各位置に取り付けられ
るフロント酸素センサ及びリア酸素センサを備える。前
記エンジンのフューエルカットが行われた場合に、フロ
ント酸素センサ及びリア酸素センサの各出力信号の振幅
のほぼ半分の電圧値を共通の基準値として、フロント酸
素センサの出力が前記基準値よりも小さくなってからリ
ア酸素センサの出力が前記基準値よりも小さくなるまで
の時間である応答遅れ時間差を求め、該応答遅れ時間差
と劣化判定値とを比較して触媒劣化を判定する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a catalyst deterioration judging device having the following constitution. The catalyst deterioration determination device includes a front oxygen sensor and a rear oxygen sensor that are attached to each of an inlet side and an outlet side of a catalyst arranged in an exhaust pipe of an engine. When the fuel cut of the engine is performed, the output value of the front oxygen sensor is smaller than the reference value, with a common reference value being a voltage value that is approximately half the amplitude of each output signal of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor. After that, a response delay time difference, which is the time until the output of the rear oxygen sensor becomes smaller than the reference value, is obtained, and the catalyst deterioration is determined by comparing the response delay time difference and the degradation determination value.

【0008】さらに、前記フューエルカット時に代わ
り、前記触媒の入口側の排気管に空気を強制的に流し込
ませた時に、前記応答遅れ時間差を求めるようにしても
よい。また、前記フューエルカット時に代わり、少なく
とも加速時に燃料噴射量を増量してフロント酸素センサ
及びリア酸素センサの応答遅れ時間差を求めるようにし
てもよい。
Further, instead of the fuel cut, the response delay time difference may be obtained when the air is forced to flow into the exhaust pipe on the inlet side of the catalyst. Instead of the fuel cut, the fuel injection amount may be increased at least during acceleration to obtain the response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor.

【0009】前記フロント酸素センサ及びリア酸素セン
サの振幅の上限近傍又は下限近傍に上限電圧値又は下限
電圧値を予めそれぞれ設定し、フロント酸素センサ及び
リア酸素センサの出力が前記基準値と交差する位置の各
接線を求め、該各接線が前記上限電圧値又は下限電圧値
と交差するそれぞれの位置間の時間差を応答遅れ時間差
とする。
Positions where upper and lower limit voltage values are set in the vicinity of the upper limit and the lower limit of the amplitudes of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor, respectively, and the outputs of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor cross the reference value. The respective tangents are determined, and the time difference between the positions where the tangent intersects the upper limit voltage value or the lower limit voltage value is defined as the response delay time difference.

【0010】[0010]

【作用】本発明の触媒劣化判定装置によれば、前記フロ
ント酸素センサ及びリア酸素センサの出力の応答遅れ時
間差を取り、該応答遅れ時間差を触媒の劣化判定に使用
することにより、触媒の劣化判定のロジックが簡単にな
り、演算処理が軽減される。
According to the catalyst deterioration determination device of the present invention, the deterioration determination of the catalyst is performed by determining the response delay time difference between the outputs of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor and using the response delay time difference for the catalyst deterioration determination. The logic of is simplified and the calculation processing is reduced.

【0011】さらに、フューエルカット時のフロント酸
素センサ及びリア酸素センサの応答遅れ時間差を求める
ことにより、運転状態に依存しない安定した応答遅れ時
間差を検出できる。触媒の入口側の排気管に空気を流し
込んで得られたフロント酸素センサ及びリア酸素センサ
の応答遅れ時間差が得られ、AT車に対応して、再度よ
く応答遅れ時間差を検出できるようになった。
Furthermore, by obtaining the response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor during fuel cut, a stable response delay time difference that does not depend on the operating condition can be detected. The response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor obtained by injecting air into the exhaust pipe on the inlet side of the catalyst was obtained, and the response delay time difference could be detected again well for an AT vehicle.

【0012】加速時に燃料噴射量を増量して得られたフ
ロント酸素センサ及びリア酸素センサの応答遅れ時間差
が得られることにより、市街地内で応答遅れ時間差を検
出するタイミングが増加し、精度の向上に寄与できる。
前記応答遅れ時間差は、前記フロント酸素センサ及びリ
ア酸素センサの振幅の上限近傍又は下限近傍に上限電圧
値又は下限電圧値を予め設定し、フロント酸素センサ及
びリア酸素センサの出力信号の波形が前記基準値と交差
する位置の各接線を求め、該各接線が前記上限電圧値又
は下限電圧値と交差する位置間の時間差をとして求める
ことにより、フロント酸素センサ及びリア酸素センサが
劣化しても、精度よく応答遅れ時間差を検出できる。
By obtaining the response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor obtained by increasing the fuel injection amount at the time of acceleration, the timing of detecting the response delay time difference in the city area is increased and the accuracy is improved. Can contribute.
The response delay time difference is that the upper limit voltage value or the lower limit voltage value is preset near the upper limit or the lower limit of the amplitude of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor, and the waveforms of the output signals of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor are the reference values. Even if the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor are deteriorated, the accuracy is obtained by obtaining each tangent line at the position intersecting the value and obtaining the time difference between the positions at which each tangent line intersects the upper limit voltage value or the lower limit voltage value. The response delay time difference can be detected well.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施例に係る触媒劣化判定装
置を説明する図である。本図に示すように、エンジンか
らの排気ガスを浄化する触媒1の入口側の排気管2にフ
ロント酸素センサ3が設けられ、さらに触媒1の出口側
の排気管4にリア酸素センサ5が設けられている。フロ
ント酸素センサ3及びリア酸素センサ5に接続される触
媒劣化判定装置6は両酸素センサの応答遅れから触媒の
劣化判定を行う。触媒劣化判定の方法を以下に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a front oxygen sensor 3 is provided on an exhaust pipe 2 on the inlet side of a catalyst 1 for purifying exhaust gas from an engine, and a rear oxygen sensor 5 is provided on an exhaust pipe 4 on the outlet side of the catalyst 1. Has been. The catalyst deterioration determination device 6 connected to the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 determines the catalyst deterioration based on the response delay of both oxygen sensors. A method for determining catalyst deterioration will be described below.

【0014】エンジンへ供給される混合気がリッチから
リーンへ変化してから、フロント酸素センサ3の出力信
号がリッチ(1V)からリーン(0V)ヘ変化するまで
の応答遅れ時間TF は次式で表される。 TF=t1+D1…(1) ここで、t1は排ガスがエンジンからフロント酸素セン
サ3に到達するまでの排ガスの遅れ時間、D1はフロン
ト酸素センサ3の応答時間である。
The response delay time TF from when the air-fuel mixture supplied to the engine changes from rich to lean until the output signal of the front oxygen sensor 3 changes from rich (1V) to lean (0V) is given by the following equation. expressed. TF = t1 + D1 (1) Here, t1 is the delay time of the exhaust gas until the exhaust gas reaches the front oxygen sensor 3 from the engine, and D1 is the response time of the front oxygen sensor 3.

【0015】一方、リア酸素センサ5の応答遅れ時間T
R は次式で表される。 TR=t1+t2+VO2/QO2+t3+D2…(2) ここで、t2は排ガスがフロント酸素センサ3から触媒
1に到達するまでの排ガスの遅れ時間、QO2は排ガス中
の酸素流量、VO2/QO2は酸素ストレージ容量VO2がオ
ーバーフローするまでの時間、t3は触媒からリア酸素
センサ5に到達するまでの排ガスの遅れ時間、D2はリ
ア酸素センサ5の応答時間である。上記式(1)、
(2)より応答遅れ時間差DTは次式で表される。
On the other hand, the response delay time T of the rear oxygen sensor 5
R is expressed by the following equation. TR = t1 + t2 + VO2 / QO2 + t3 + D2 (2) Here, t2 is the delay time of the exhaust gas until the exhaust gas reaches the catalyst 1 from the front oxygen sensor 3, QO2 is the oxygen flow rate in the exhaust gas, and VO2 / QO2 is the oxygen storage capacity VO2. The time until the overflow occurs, t3 is the delay time of the exhaust gas from the catalyst reaching the rear oxygen sensor 5, and D2 is the response time of the rear oxygen sensor 5. The above formula (1),
From (2), the response delay time difference DT is expressed by the following equation.

【0016】DT=TR−TF =VO2/QO2+(D2−D1)+(t2+t3)…(3) ここで、応答時間差(D2−D1)は酸素センサ自身のば
らつき、特性変化等を考慮しなければならない。ところ
が、応答遅れ時間差DTをフューエルカット時に検出す
ることによって、応答時間差(D2−D1)は運転状態に
よらない安定した値になり、応答遅れ時間差DTと酸素
ストレージ容量VO2との関係は1対1に対応する。
DT = TR-TF = VO2 / QO2 + (D2-D1) + (t2 + t3) (3) Here, the response time difference (D2-D1) must be taken into consideration when variations and characteristics of the oxygen sensor itself are not taken into consideration. I won't. However, by detecting the response delay time difference DT during the fuel cut, the response time difference (D2-D1) becomes a stable value regardless of the operating state, and the relationship between the response delay time difference DT and the oxygen storage capacity VO2 is 1: 1. Corresponding to.

【0017】図2は応答遅れ時間差と浄化率との関係を
示す図である。本図に示すように、フロント酸素センサ
3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差DTと浄化率
αとの関係が予め判っており、この応答遅れ時間差DT
は、前述のように、触媒1の酸素ストレージ容量に対応
している。このため、触媒劣化判定装置6では応答遅れ
時間差が劣化判定値(所定値)よりも小さいときは触媒
が劣化したと判断する。かくして、従来のように酸素ス
トレージ容量を求めることなく、応答遅れ時間差から直
接に浄化率の判断が簡単にできる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the response delay time difference and the purification rate. As shown in this figure, the relationship between the response delay time difference DT of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 and the purification rate α is known in advance, and this response delay time difference DT
Corresponds to the oxygen storage capacity of the catalyst 1 as described above. Therefore, the catalyst deterioration determination device 6 determines that the catalyst has deteriorated when the response delay time difference is smaller than the deterioration determination value (predetermined value). Thus, the purification rate can be easily determined directly from the response delay time difference without obtaining the oxygen storage capacity as in the conventional case.

【0018】図3は図1の触媒劣化判定装置6の第1の
構成例を示す図である。本図に示すように、触媒劣化判
定装置6は、フューエルカット信号が入力したとき、一
定時間だけ、フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ
5の出力信号を通過させるゲート回路61、62を具備
する。フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ5の出
力信号は0V〜1Vの振幅の範囲で変化する。さらに、
ゲート回路61の出力信号を反転端子に入力する比較器
63は他方の非反転端子に0.45Vの基準電圧を入力
する。この基準電圧はフロント酸素センサ3及びリア酸
素センサ5の振幅のほぼ半分に相当するようにしてあ
る。また、ゲート回路62の出力信号を非反転端子に入
力する比較器64は他方の反転端子に0.45Vの基準
電圧を入力する。この比較器63、64の出力信号はA
ND回路65に入力する。このAND回路65の出力信
号はタイマ66に入力し、タイマ66はAND回路の出
力信号の立ち上がりでスタートし、その立ち下がりでス
トップする。タイマ66の計測時間によりフロント酸素
センサ3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差DTが
求められる。応答遅れ時間差DTと劣化判定値との比較
により劣化判定部67では触媒の劣化判断を行う。
FIG. 3 is a diagram showing a first structural example of the catalyst deterioration determination device 6 of FIG. As shown in the figure, the catalyst deterioration determination device 6 includes gate circuits 61 and 62 that allow the output signals of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 to pass through for a fixed time when the fuel cut signal is input. The output signals of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 change in the amplitude range of 0V to 1V. further,
The comparator 63, which inputs the output signal of the gate circuit 61 to the inverting terminal, inputs the reference voltage of 0.45 V to the other non-inverting terminal. This reference voltage is made to correspond to approximately half the amplitude of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5. Further, the comparator 64 which inputs the output signal of the gate circuit 62 to the non-inverting terminal inputs the reference voltage of 0.45 V to the other inverting terminal. The output signals of the comparators 63 and 64 are A
Input to the ND circuit 65. The output signal of the AND circuit 65 is input to the timer 66, and the timer 66 starts at the rising edge of the output signal of the AND circuit and stops at the falling edge. The response delay time difference DT between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 is obtained from the measurement time of the timer 66. The deterioration determination unit 67 determines the deterioration of the catalyst by comparing the response delay time difference DT and the deterioration determination value.

【0019】図4は図3の第1の構成例によりフロント
酸素センサ3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差D
Tが導出されるのを説明する信号波形図である。本図に
示すように、フロント酸素センサ3の出力波形A7の周
期は、触媒1のストレージ効果のためリア酸素センサ5
の出力波形A8のものよりも短い。エンジンの減速時に
フューエルカットがあったとすると、本図のA6のタイ
ミングで示すように、高い確率でフロント酸素センサ3
及びリア酸素センサ5の出力信号が基準電圧(0.45
V)よりも大きい場合がある。このような場合、フロン
ト酸素センサ3及びリア酸素センサ5の出力波形はリー
ン状態(0V)に向かう。このとき各フロント酸素セン
サ3及びリア酸素センサ5の出力波形が基準電圧(0.
45V)と交差する点をA9、A10とする。この交差
点A9及びA10間の時間差DTがフロント酸素センサ
3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差となる。応答
遅れ時間差DTが求められて、前述のように、これが触
媒の劣化判定値と比較される。
FIG. 4 shows a response delay time difference D between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 according to the first configuration example of FIG.
It is a signal waveform diagram explaining that T is derived. As shown in this figure, the cycle of the output waveform A7 of the front oxygen sensor 3 is set to the rear oxygen sensor 5 due to the storage effect of the catalyst 1.
Is shorter than that of the output waveform A8. If there is a fuel cut during deceleration of the engine, there is a high probability that the front oxygen sensor 3 has
And the output signal of the rear oxygen sensor 5 is a reference voltage (0.45
It may be larger than V). In such a case, the output waveforms of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 head toward the lean state (0V). At this time, the output waveforms of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 are the reference voltage (0.
The points intersecting 45 V) are designated as A9 and A10. The time difference DT between the intersections A9 and A10 becomes the response delay time difference between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5. The response delay time difference DT is obtained and, as described above, this is compared with the catalyst deterioration determination value.

【0020】したがって、市街地における定速走行が確
保されなくても、運転状態に依存せずに、エンジンの減
速時のフューエルカットに、正確な応答遅れ時間差が得
られるので、市街地走行時にも触媒劣化判定の精度が向
上できる。図5は図3の第1の構成例の変形を示す図で
ある。フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ5の出
力信号をディジタル化して、触媒劣化判定装置6は、本
図に示すような処理をするようにしてもよい。
Therefore, even if the constant speed running in the city area is not ensured, an accurate response delay time difference can be obtained in the fuel cut during deceleration of the engine without depending on the operating condition, so that the catalyst deterioration even during the city running. The accuracy of judgment can be improved. FIG. 5 is a diagram showing a modification of the first configuration example of FIG. The output signals of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 may be digitized, and the catalyst deterioration determination device 6 may perform the processing shown in this figure.

【0021】ステップS1において、フューエルカット
信号の有無を判断する。ステップS2において、上記判
断でフューエルカット信号が有れば、フロント酸素セン
サ3の出力信号の電圧が0.45Vよりも小さくなった
かを判断する。ステップS3において、上記判断が「Y
ES」の場合にはフロント酸素センサ3の出力信号の電
圧が0.45Vよりも小さくなった時にタイマをスター
トする。
In step S1, it is determined whether or not there is a fuel cut signal. In step S2, if there is a fuel cut signal in the above determination, it is determined whether the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 has become smaller than 0.45V. In step S3, the above determination is “Y
In the case of "ES", the timer is started when the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 becomes smaller than 0.45V.

【0022】ステップS4において、リア酸素センサ5
の出力信号の電圧が0.45Vよりも小さくなったかを
判断する。ステップS5において、上記判断が「YE
S」の場合にはリア酸素センサ5の出力信号の電圧が
0.45Vよりも小さくなった時にタイマをストップす
る。このタイマにより計測された時間を応答遅れ時間差
DTとする。
In step S4, the rear oxygen sensor 5
It is determined whether the voltage of the output signal of is smaller than 0.45V. In step S5, the above judgment is “YE
In the case of "S", the timer is stopped when the voltage of the output signal of the rear oxygen sensor 5 becomes smaller than 0.45V. The time measured by this timer is the response delay time difference DT.

【0023】ステップS6において、上記応答遅れ時間
差と劣化判定値とを比較し、触媒の劣化を判断する。以
上の例では、フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ
5の劣化度合いによって応答遅れ時間差DTが変わるの
で、この場合には精度がよい触媒劣化判定を得ることは
困難となる。ところが、酸素センサには、劣化するにし
たがい応答が遅くなり、その出力波形の傾きが緩やかに
なるという特徴がある。この特徴を利用した解決手段を
以下に説明する。
In step S6, the response delay time difference is compared with the deterioration judgment value to judge the deterioration of the catalyst. In the above example, the response delay time difference DT changes depending on the degree of deterioration of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5, and in this case, it is difficult to obtain an accurate catalyst deterioration determination. However, the oxygen sensor is characterized in that the response becomes slower as it deteriorates and the output waveform has a gentler slope. A solution using this feature will be described below.

【0024】図6はフロント酸素センサ3及びリア酸素
センサ5の劣化を伴う場合に応答遅れ時間差DTの算出
を説明する図である。図6に示すように、フロント酸素
センサ3の出力波形A7と、リア酸素センサ5の出力波
形A8が基準電圧(0.45V)の線A15と交わる点
A9、A10でその接線A11、A12を引く。その接
線A11、A12は酸素センサの上限近傍である出力
1.0Vの線A16と点A13、A1で交わる。点A1
3、A14の時間差DTは応答遅れ時間差として触媒1
の劣化判定に使用される。このようにすることによっ
て、精度が改良されることを以下に説明する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the calculation of the response delay time difference DT when the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 are deteriorated. As shown in FIG. 6, the tangent lines A11 and A12 are drawn at points A9 and A10 where the output waveform A7 of the front oxygen sensor 3 and the output waveform A8 of the rear oxygen sensor 5 intersect the line A15 of the reference voltage (0.45 V). . The tangent lines A11 and A12 intersect the line A16 having an output of 1.0 V, which is near the upper limit of the oxygen sensor, at points A13 and A1. Point A1
3, the time difference DT of A14 is the catalyst 1 as the response delay time difference.
It is used to judge the deterioration of. It will be explained below that the accuracy is improved by doing so.

【0025】図7は応答遅れ時間差DTの精度の改良を
説明する図である。本図に示すように、例えば、フロン
ト酸素センサ3が劣化すると、その出力は実線A23か
ら破線A24へのようにだんだん応答が遅くなるように
変化する。このため、劣化前の実線A23と基準電圧の
線A15上の交点A25はフロント酸素センサ3の劣化
にしたがい破線A24との交点A26へと大きく変化す
る。しかし、点A25、A26の接線A27、A28が
出力1.0Vの線A16と交差する点A29、A31は
ほぼ同一となる。したがって、図6により得られた応答
遅れ時間差DTはフロント酸素センサ3及びリア酸素セ
ンサ5の劣化の影響を受けにくく、触媒の劣化に対して
安定した判定が行えるようになる。以下に達成手段を詳
細に説明する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the improvement of the accuracy of the response delay time difference DT. As shown in the figure, for example, when the front oxygen sensor 3 deteriorates, the output thereof changes from a solid line A23 to a broken line A24 so that the response becomes gradually slower. Therefore, the intersection A25 on the solid line A23 before deterioration and the reference voltage line A15 greatly changes to the intersection A26 with the broken line A24 according to the deterioration of the front oxygen sensor 3. However, the points A29 and A31 at which the tangent lines A27 and A28 of the points A25 and A26 intersect the line A16 having the output of 1.0 V are substantially the same. Therefore, the response delay time difference DT obtained from FIG. 6 is hardly affected by the deterioration of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5, and a stable judgment can be made with respect to the deterioration of the catalyst. The achievement means will be described in detail below.

【0026】図8は図1の触媒劣化判定装置6の第2の
構成例を説明する図である。本図に示すように、触媒劣
化判定装置6は、フューエルカット信号が入力したと
き、一定時間だけ、フロント酸素センサ3及びリア酸素
センサ5の出力信号を通過させるゲート回路61、62
を具備する。さらに、ゲート回路61の出力信号を非反
転端子、反転端子にそれぞれ入力する比較器71、72
は他方の反転端子、非反転端子にそれぞれ0.4V、
0.5Vを入力する。ゲート回路62の出力信号を非反
転端子、反転端子にそれぞれ入力する比較器73、74
は他方の反転端子、非反転端子にそれぞれ0.4V、
0.5Vを入力する。AND回路75は比較器71及び
72の出力を入力する。AND回路76は比較器73及
び74の出力を入力する。AND回路77は比較器72
の出力及び比較器74の反転出力を入力する。AND回
路75、76、77に接続されるタイマ78、79、8
0はAND回路75、76、77の出力信号のそれぞれ
の立ち上がりでスタートし立ち下がりでストップして時
刻を計測する。タイマ75、76、77の出力信号を入
力する応答遅れ時間差形成部81は、タイマ75、7
6、77の出力信号を処理してフロント酸素センサ3及
びリア酸素センサ5の応答遅れ時間DTを求める。この
結果により、前述と同様にして、劣化判断部67では触
媒の劣化の判断が行われる。
FIG. 8 is a diagram for explaining a second configuration example of the catalyst deterioration determination device 6 of FIG. As shown in this figure, when the fuel cut signal is input, the catalyst deterioration determination device 6 allows the gate circuits 61 and 62 to pass the output signals of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 for a certain period of time.
It is equipped with. Further, comparators 71 and 72 for inputting the output signal of the gate circuit 61 to the non-inverting terminal and the inverting terminal, respectively.
Is 0.4V to the other inverting terminal and non-inverting terminal,
Input 0.5V. Comparators 73 and 74 for inputting the output signal of the gate circuit 62 to the non-inverting terminal and the inverting terminal, respectively.
Is 0.4V to the other inverting terminal and non-inverting terminal,
Input 0.5V. The AND circuit 75 inputs the outputs of the comparators 71 and 72. The AND circuit 76 inputs the outputs of the comparators 73 and 74. The AND circuit 77 is the comparator 72
And the inverted output of the comparator 74 are input. Timers 78, 79, 8 connected to AND circuits 75, 76, 77
0 starts at the rising edge of each of the output signals of the AND circuits 75, 76 and 77 and stops at the falling edge to measure the time. The response delay time difference forming unit 81, which receives the output signals of the timers 75, 76, 77, is
The output signals of 6 and 77 are processed to obtain the response delay time DT of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5. Based on this result, the deterioration determination unit 67 determines the deterioration of the catalyst in the same manner as described above.

【0027】図9は図8の応答遅れ時間差形成部81で
の処理内容を説明する図である。本図に示すように、フ
ロント酸素センサ3の出力波形A7が0.4V及び0.
5Vの出力線A17、A18と交差する点A20、A1
9が形成する線分は点A9での接線と近似できる。同様
に、リア酸素センサ5の出力波形A8が0.4V及び
0.5Vの出力線A17、A18と交差する点A22、
A21が形成する線分は点A10での接線と近似でき
る。これらの接線が1.0Vの出力線A16と交差する
点A13、A14が形成する線分がフロント酸素センサ
3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差DTである。
FIG. 9 is a diagram for explaining the processing contents in the response delay time difference forming section 81 in FIG. As shown in the figure, the output waveform A7 of the front oxygen sensor 3 is 0.4 V and 0.
Points A20, A1 intersecting the 5V output lines A17, A18
The line segment formed by 9 can be approximated to the tangent line at the point A9. Similarly, a point A22 at which the output waveform A8 of the rear oxygen sensor 5 intersects the output lines A17 and A18 of 0.4 V and 0.5 V,
The line segment formed by A21 can be approximated to the tangent line at the point A10. The line segment formed by the points A13 and A14 where these tangents intersect the 1.0V output line A16 is the response delay time difference DT between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5.

【0028】A19、A20の時刻をそれぞれTF1、
TF2とすると、タイマ78の出力はTF2−TF1で
ある。A21、A22の時刻をそれぞれTR1、TR2
とすると、タイマ79の出力はTR2−TR1である。
タイマ80の出力はTR1−TF1である。
The times of A19 and A20 are TF1 and TF1, respectively.
Assuming TF2, the output of the timer 78 is TF2-TF1. The time of A21 and A22 is set to TR1 and TR2, respectively.
Then, the output of the timer 79 is TR2-TR1.
The output of the timer 80 is TR1-TF1.

【0029】応答遅れ時間差形成部81では、タイマ7
8、79のデータを用いて、図9に示す点A19とA1
3の時間差DDT1、点A21とA14の時間差DDT
2を、以下のように、算出する。 DDT1={(TF2−TF1)/(0.5−0.4)} ×(1.0−0.5) …(4) DDT2={(TR2−TR1)/(0.5−0.4)} ×(1.0−0.5) …(5) タイマ80のデータを用いて、 応答遅れ時間差DT=TR1−TF1+DDT1−DDT2 …(6) となる。結局、検出するべき値はTF1、TF2、TR
1、TR2の4つとなり、応答遅れ時間差DTの算出は
非常に簡単に実現できるようになる。
In the response delay time difference forming section 81, the timer 7
The points A19 and A1 shown in FIG.
3 time difference DDT1, time difference DDT between points A21 and A14
2 is calculated as follows. DDT1 = {(TF2-TF1) / (0.5-0.4)} * (1.0-0.5) (4) DDT2 = {(TR2-TR1) / (0.5-0.4) )} × (1.0-0.5) (5) Using the data of the timer 80, the response delay time difference DT = TR1-TF1 + DDT1-DDT2 (6). After all, the values to be detected are TF1, TF2, TR
Therefore, the calculation of the response delay time difference DT can be realized very easily.

【0030】図10は図8の第2の構成例の変形を示す
図である。フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ5
の出力信号をディジタル化して、触媒劣化判定装置6
は、本図に示すような処理をするようにしてもよい。ス
テップS11において、フューエルカット信号の有無を
判断する。ステップS12において、上記判断がでフュ
ーエルカット信号が有れば、フロント酸素センサ3の出
力信号の電圧が0.5Vよりも小さくなったかを判断す
る。
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the second configuration example of FIG. Front oxygen sensor 3 and rear oxygen sensor 5
The output signal of the catalyst is digitized, and the catalyst deterioration determination device 6
May perform processing as shown in the figure. In step S11, it is determined whether or not there is a fuel cut signal. In step S12, if there is a fuel cut signal in the above judgment, it is judged whether the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 has become smaller than 0.5V.

【0031】ステップS13において、上記判断が「Y
ES」の場合には、フロント酸素センサ3の出力信号の
電圧が0.5Vよりも小さくなった時に、第1タイマ及
び第2タイマをスタートする。ステップS14におい
て、フロント酸素センサ3の出力信号の電圧が0.4V
よりも小さくなったかを判断する。
In step S13, the above judgment is "Y.
In the case of "ES", the first timer and the second timer are started when the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 becomes smaller than 0.5V. In step S14, the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 is 0.4V.
To determine if it has become smaller than.

【0032】ステップS15において、上記判断が「Y
ES」の場合には、フロント酸素センサ3の出力信号の
電圧が0.4Vよりも小さくなった時に、第1タイマを
ストップする。第1タイマの計測時間からDDT1を求
める。ステップS16において、リア酸素センサ5の出
力信号の電圧が0.5Vよりも小さくなったかを判断す
る。
In step S15, the above judgment is "Y.
In the case of "ES", the first timer is stopped when the voltage of the output signal of the front oxygen sensor 3 becomes smaller than 0.4V. DDT1 is obtained from the measurement time of the first timer. In step S16, it is determined whether the voltage of the output signal of the rear oxygen sensor 5 has become smaller than 0.5V.

【0033】ステップS17において、上記判断が「Y
ES」の場合には、リア酸素センサ5の出力信号の電圧
が0.5Vよりも小さくなった時に、第2タイマをスト
ップし、第3タイマをスタートする。第2タイマの計測
時間をTR1−TF1とする。ステップS18におい
て、リア酸素センサ5の出力信号の電圧が0.4Vより
も小さくなったかを判断する。
In step S17, the above judgment is "Y
In the case of "ES", when the voltage of the output signal of the rear oxygen sensor 5 becomes smaller than 0.5 V, the second timer is stopped and the third timer is started. The measurement time of the second timer is set to TR1-TF1. In step S18, it is determined whether the voltage of the output signal of the rear oxygen sensor 5 has become smaller than 0.4V.

【0034】ステップS19において、上記判断が「Y
ES」の場合には、リア酸素センサ5の出力信号の電圧
が0.4Vよりも小さくなった時には、第3タイマをス
トップする。第3タイマの計測時間からDDT2を求め
る。ステップS20において、ステップS15、17、
19で得られた計測時間により、上記式(6)を基に、
応答遅れ時間差DTを求める。
In step S19, the above judgment is "Y
In the case of "ES", the third timer is stopped when the voltage of the output signal of the rear oxygen sensor 5 becomes smaller than 0.4V. DDT2 is obtained from the measurement time of the third timer. In step S20, steps S15, S17,
According to the measurement time obtained in 19, based on the above equation (6),
The response delay time difference DT is obtained.

【0035】ステップS21において、この応答遅れ時
間差DTより触媒の劣化を判断する。次に、上記応答遅
れ時間差DTを判定値とした触媒の劣化判定法がいかに
優れているかを示すため、次のような実験を行った。図
11本実施例に係る触媒劣化判定の精度を確認するため
の実験体系を示す図である。本図に示すように、排気管
32に取り付けられたフロント酸素センサ3及びリア酸
素センサ5と触媒1の位置関係は、エンジン30からフ
ロント酸素センサ3までの距離A33が1000mmで
ある。フロント酸素センサ3から容量1700cc、長
さ320mmの触媒1までの距離A34が75mmであ
り、さらに触媒1からリア酸素センサ5までの距離A3
5が125mmである。エンジン30の回転数を200
0rpm、吸気圧を−200mmHgと一定に保ち、そ
こでスロットルを全閉にしフューエルカットさせ、その
ときの応答遅れ時間差DTの値を調べる。触媒1を新
品、劣化品、触媒担持無し品の3つを用意する。ここ
に、触媒担持無し品は劣化品よりも劣化が進んだもので
ある。
In step S21, the deterioration of the catalyst is judged from the response delay time difference DT. Next, the following experiment was performed to show how excellent the catalyst deterioration determination method using the response delay time difference DT as a determination value is. 11 is a diagram showing an experimental system for confirming the accuracy of catalyst deterioration determination according to the present embodiment. As shown in the figure, regarding the positional relationship between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 attached to the exhaust pipe 32 and the catalyst 1, the distance A33 from the engine 30 to the front oxygen sensor 3 is 1000 mm. The distance A34 from the front oxygen sensor 3 to the catalyst 1 having a capacity of 1700 cc and a length of 320 mm is 75 mm, and further, the distance A3 from the catalyst 1 to the rear oxygen sensor 5.
5 is 125 mm. The engine speed of the engine 30 is 200
The intake pressure is kept constant at 0 rpm and -200 mmHg, the throttle is fully closed there and the fuel is cut, and the value of the response delay time difference DT at that time is examined. The catalyst 1 is prepared as a new product, a deteriorated product, and a product without catalyst support. Here, the catalyst-free product is more deteriorated than the deteriorated product.

【0036】図12、図13は図2の第1の構成例、図
8の第2の構成例において、新品、劣化品、触媒担持無
し品に対しフロント酸素センサ3、リア酸素センサ5を
組み合わせた場合に得られる応答遅れ時間差を示す図で
ある。図12及び図13の応答遅れ時間差を比較してわ
かるように、図13による第2の構成例では酸素センサ
の劣化の影響をあまり受けずに安定した応答遅れ時間差
値になっていることがわかる。
12 and 13 show a combination of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 for a new product, a deteriorated product, and a product without catalyst loading in the first configuration example of FIG. 2 and the second configuration example of FIG. It is a figure which shows the response delay time difference obtained in the case of. As can be seen by comparing the response delay time differences in FIGS. 12 and 13, it can be seen that the second configuration example according to FIG. 13 has a stable response delay time difference value without being significantly affected by the deterioration of the oxygen sensor. .

【0037】また、以上の説明ではフューエルカット時
に応答遅れ時間差を求めているが、走行中スロットルを
急激に戻せば、フューエルカット時でなくても上記と同
様な結果が得られる。図14は酸素センサの特性を示す
図である。本図に示すように、酸素センサは理論空燃比
(A/F)近傍で急激に出力が変化するので、排ガスの
酸素濃度を少し増やすだけで、酸素センサ出力B1はリ
ーン状態B2への応答を示す。したがって、1気筒だけ
減速時などにフューエルカットするだけで、全気筒フュ
ーエルカット時のような酸素センサの出力波形が得られ
る。
Further, in the above description, the response delay time difference is obtained at the time of fuel cut, but if the throttle is rapidly returned during running, the same result as above can be obtained even at the time of fuel cut. FIG. 14 is a diagram showing the characteristics of the oxygen sensor. As shown in this figure, the output of the oxygen sensor changes rapidly in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (A / F). Therefore, the oxygen sensor output B1 changes the response to the lean state B2 by only slightly increasing the oxygen concentration of the exhaust gas. Show. Therefore, the output waveform of the oxygen sensor as when all cylinders are in the fuel cut state can be obtained by only performing the fuel cut when decelerating only one cylinder.

【0038】上記実施例では、フューエルカット時の酸
素センサの応答性を利用するが、AT(Automatic Trans
mission)車においてはフューエルカットのタイミングが
少なくなることが問題になる。そこで、上記問題を解決
するためにフューエルカット時のような環境を酸素セン
サに強制的に与える実施例を以下に説明する。図15は
本発明の別の実施例であって、強制的に排ガス中の酸素
濃度を変えてフューエルカット時の酸素センサの出力を
再現する例を示す図である。本図に示すように、排気管
32の中へエアポンプ36を使って空気を流し込むこと
でフューエルカット時の酸素センサの出力を再現するこ
とが可能である。バルブ37の開閉で任意に酸素センサ
の出力をリーン状態にできるので、フロント酸素センサ
3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差を求めること
ができる。
In the above embodiment, the responsiveness of the oxygen sensor at the time of fuel cut is utilized, but AT (Automatic Trans
mission) In vehicles, the problem is that the fuel cut timing decreases. Therefore, in order to solve the above problem, an embodiment will be described below in which the oxygen sensor is forcibly provided with an environment such as during fuel cut. FIG. 15 is a diagram showing another example of the present invention, in which the output of the oxygen sensor during fuel cut is reproduced by forcibly changing the oxygen concentration in the exhaust gas. As shown in the figure, it is possible to reproduce the output of the oxygen sensor at the time of fuel cut by injecting air into the exhaust pipe 32 using the air pump 36. Since the output of the oxygen sensor can be arbitrarily set to the lean state by opening / closing the valve 37, the response delay time difference between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 can be obtained.

【0039】減速時などの上記実施例は酸素センサのリ
ーン応答を利用したものであるが、加速時などの燃料噴
射量増量に伴う酸素センサのリッチ応答を利用しても、
触媒の劣化判定は、以下のように、可能である。図16
は本発明の他の実施例であって、加速時などの燃料噴射
量増量に伴う酸素センサのリッチ応答を利用して応答遅
れ時間差を求める例を示す図である。本図に示すよう
に、加速時のフロント酸素センサ3及びリア酸素センサ
5の出力波形A7及びA8において図4とは逆方向から
の基準電圧との交差点A9及びA10から応答遅れ時間
DTを求めるようにしてもよい。さらに、フロント酸素
センサ3及びリア酸素センサ5の交差点での接線を図5
とは反対側に引き、フロント酸素センサ3及びリア酸素
センサ5の下限である出力0V近傍当たりでの時間差D
Tをフロント酸素センサ及びリア酸素センサ5の劣化時
の応答遅れ時間差として触媒の劣化判定に使用する。
Although the above-described embodiment at the time of deceleration and the like uses the lean response of the oxygen sensor, even if the rich response of the oxygen sensor accompanying the increase in the fuel injection amount at the time of acceleration is utilized,
Deterioration of the catalyst can be determined as follows. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing another example of the present invention, in which the response delay time difference is obtained by utilizing the rich response of the oxygen sensor associated with the fuel injection amount increase during acceleration or the like. As shown in the figure, in the output waveforms A7 and A8 of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 at the time of acceleration, the response delay time DT is obtained from the intersections A9 and A10 with the reference voltage from the direction opposite to that of FIG. You may Furthermore, the tangent line at the intersection of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 is shown in FIG.
, The time difference D near the output 0 V, which is the lower limit of the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5,
T is used for determining the deterioration of the catalyst as a response delay time difference when the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor 5 are deteriorated.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ロント酸素センサ及びリア酸素センサの出力の応答遅れ
時間差を、酸素ストレージ容量を介さずに求め、触媒の
劣化判定に使用するので、演算処理が軽減される。フュ
ーエルカット時のフロント酸素センサ及びリア酸素セン
サの応答遅れ時間差を求めるので、運転状態に依存せず
に、応答遅れ時間差が得られ、このため、精度よく応答
遅れ時間差を検出できるようになった。触媒の入口側の
排気管に空気を流し込んで得られたフロント酸素センサ
及びリア酸素センサの応答遅れ時間差が得られ、AT車
に対応して、再度よく応答遅れ時間差を検出できるよう
になった。フロント酸素センサ及びリア酸素センサの出
力波形の基準電圧での接線と前記出力波形の上限値又は
下限値の近傍の電圧値と交点の時間差を前記応答遅れ時
間差とするので、酸素センサが劣化しても、精度よく応
答遅れ時間差を検出できる。
As described above, according to the present invention, the response delay time difference between the outputs of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor is obtained without using the oxygen storage capacity and is used for the catalyst deterioration determination. Processing is reduced. Since the response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor at the time of fuel cut is obtained, the response delay time difference can be obtained without depending on the operating state, and therefore, the response delay time difference can be accurately detected. The response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor obtained by injecting air into the exhaust pipe on the inlet side of the catalyst was obtained, and the response delay time difference could be detected again well for an AT vehicle. Since the response delay time difference is the time difference between the tangent line at the reference voltage of the output waveforms of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor and the voltage value near the upper limit value or the lower limit value of the output waveform, the response delay time difference is set, and thus the oxygen sensor deteriorates. Also, the response delay time difference can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る触媒劣化判定装置を説明
する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination device according to an embodiment of the present invention.

【図2】応答遅れ時間差の偏差と浄化率との関係を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a deviation of a response delay time difference and a purification rate.

【図3】図1の触媒劣化判定装置6の第1の構成例を示
す図である。
3 is a diagram showing a first configuration example of a catalyst deterioration determination device 6 of FIG.

【図4】図3の第1の構成例によりフロント酸素センサ
3及びリア酸素センサ5の応答遅れ時間差DTが導出さ
れるのを説明する信号波形図である。
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining that a response delay time difference DT between the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 is derived in the first configuration example of FIG.

【図5】図3の第1の構成例の変形を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the first configuration example of FIG.

【図6】フロント酸素センサ3及びリア酸素センサ5の
劣化を伴う場合に応答遅れ時間差DTの算出を説明する
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the calculation of a response delay time difference DT when the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 are deteriorated.

【図7】応答遅れ時間差DTの精度の改良を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an improvement in accuracy of a response delay time difference DT.

【図8】図1の触媒劣化判定装置6の第2の構成例を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a second configuration example of the catalyst deterioration determination device 6 of FIG.

【図9】図8の応答遅れ時間差形成部81での処理内容
を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining processing contents in the response delay time difference forming unit 81 in FIG.

【図10】図8の第2の構成例の変形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the second configuration example of FIG.

【図11】本実施例に係る触媒劣化判定の精度を確認す
るための実験体系を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an experimental system for confirming the accuracy of catalyst deterioration determination according to the present embodiment.

【図12】図2の第1の構成例において、新品、劣化
品、触媒担持無し品に対しフロント酸素センサ3、リア
酸素センサ5を組み合わせた場合に得られる応答遅れ時
間差を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a response delay time difference obtained when the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 are combined with a new product, a deteriorated product, and a product without catalyst loading in the first configuration example of FIG. 2.

【図13】図8の第2の構成例において、新品、劣化
品、触媒担持無し品に対しフロント酸素センサ3、リア
酸素センサ5を組み合わせた場合に得られる応答遅れ時
間差を示す図である。
13 is a diagram showing a response delay time difference obtained when the front oxygen sensor 3 and the rear oxygen sensor 5 are combined with a new product, a deteriorated product, and a product without catalyst loading in the second configuration example of FIG.

【図14】酸素センサの特性を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing characteristics of an oxygen sensor.

【図15】本発明の別の実施例であって強制的に排ガス
中の酸素濃度を変えてフューエルカット時の酸素センサ
の出力を再現する例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the present invention in which the output of the oxygen sensor during fuel cut is reproduced by forcibly changing the oxygen concentration in the exhaust gas.

【図16】本発明の他の実施例であって、加速時などの
燃料噴射量増量に伴う酸素センサのリッチ応答を利用し
て応答遅れ時間差を求める例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing another example of obtaining the response delay time difference by utilizing the rich response of the oxygen sensor accompanying the increase in the fuel injection amount during acceleration or the like, which is another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…触媒 2…触媒入口側の排気管 3…フロント酸素センサ 4…触媒出口側の排気管 5…リア酸素センサ 6…触媒劣化判定装置 30…エンジン 32…排気管 36…エアポンプ 37…バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Catalyst 2 ... Exhaust pipe on catalyst inlet side 3 ... Front oxygen sensor 4 ... Exhaust pipe on catalyst outlet side 5 ... Rear oxygen sensor 6 ... Catalyst deterioration determination device 30 ... Engine 32 ... Exhaust pipe 36 ... Air pump 37 ... Valve

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 聖彦 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 川辺 泰之 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 加藤 憲徳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 臼井 博和 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内Front page continued (72) Inventor Yoshihiko Watanabe 14 Iwatani Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Japan Auto Parts Research Institute, Inc. (72) Inventor Yasushi Kawabe 14 Iwatani Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Japan Automobile Co., Ltd. Inside Parts Research Laboratory (72) Inventor Kennori Kato 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hirokazu Usui 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気管に配設された触媒の入
口側、出口側の各位置に取り付けられるフロント酸素セ
ンサ及びリア酸素センサを備え、 前記エンジンのフューエルカットが行われた場合に、フ
ロント酸素センサ及びリア酸素センサの各出力信号の振
幅のほぼ半分の電圧値を共通の基準値として、フロント
酸素センサの出力が前記基準値よりも小さくなってから
リア酸素センサの出力が前記基準値よりも小さくなるま
での時間である応答遅れ時間差を求め、該応答遅れ時間
差と劣化判定値とを比較して触媒劣化を判定する触媒劣
化判定装置。
1. A front oxygen sensor and a rear oxygen sensor, each of which is attached to each of an inlet side and an outlet side of a catalyst disposed in an exhaust pipe of an engine, are provided, and when a fuel cut of the engine is performed, a front oxygen sensor is provided. The voltage value of approximately half the amplitude of each output signal of the oxygen sensor and the rear oxygen sensor is used as a common reference value, and after the output of the front oxygen sensor becomes smaller than the reference value, the output of the rear oxygen sensor is less than the reference value. A catalyst deterioration determination device that determines a response delay time difference, which is the time until it becomes smaller, and compares the response delay time difference with a deterioration determination value to determine catalyst deterioration.
【請求項2】 前記フューエルカット時に代わり、前記
触媒の入口側の排気管に空気を強制的に流し込ませた時
に、前記応答遅れ時間差を求める、請求項1に記載の触
媒劣化判定装置。
2. The catalyst deterioration determination device according to claim 1, wherein the response delay time difference is obtained when air is forced to flow into the exhaust pipe on the inlet side of the catalyst instead of during the fuel cut.
【請求項3】 前記フューエルカット時に代わり、少な
くとも加速時に燃料噴射量を増量してフロント酸素セン
サ及びリア酸素センサの応答遅れ時間差を求める、請求
項1に記載の触媒劣化判定装置。
3. The catalyst deterioration determination device according to claim 1, wherein instead of the fuel cut, the fuel injection amount is increased at least during acceleration to obtain a response delay time difference between the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor.
【請求項4】 前記フロント酸素センサ及びリア酸素セ
ンサの振幅の上限近傍又は下限近傍に上限電圧値又は下
限電圧値を予めそれぞれ設定し、フロント酸素センサ及
びリア酸素センサの出力が前記基準値と交差する位置の
各接線を求め、該各接線が前記上限電圧値又は下限電圧
値と交差するそれぞれの位置間の時間差を応答遅れ時間
差とする、請求項1、2又は3のいずれかに記載の触媒
劣化判定装置。
4. An upper limit voltage value or a lower limit voltage value is set in the vicinity of the upper limit or the lower limit of the amplitudes of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor, respectively, and the outputs of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor cross the reference value. The catalyst according to any one of claims 1, 2 and 3, wherein each tangent of each position is determined, and a time difference between respective positions where the tangent intersects the upper limit voltage value or the lower limit voltage value is defined as a response delay time difference. Deterioration determination device.
JP6060643A 1994-03-30 1994-03-30 Catalyzer deterioration deciding device Withdrawn JPH07269330A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6060643A JPH07269330A (en) 1994-03-30 1994-03-30 Catalyzer deterioration deciding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6060643A JPH07269330A (en) 1994-03-30 1994-03-30 Catalyzer deterioration deciding device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07269330A true JPH07269330A (en) 1995-10-17

Family

ID=13148218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6060643A Withdrawn JPH07269330A (en) 1994-03-30 1994-03-30 Catalyzer deterioration deciding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07269330A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482553B1 (en) * 2001-12-27 2005-04-14 현대자동차주식회사 Emission system monitoring method of vehicle
WO2012081094A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 Device for detecting malfunction in electrically heated catalyst
US8590289B2 (en) 2003-10-30 2013-11-26 Honda Motor Co., Ltd. Deterioration diagnostic device for an exhaust gas purifier
US11338793B2 (en) 2017-12-26 2022-05-24 Subaru Corporation Vehicle control apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482553B1 (en) * 2001-12-27 2005-04-14 현대자동차주식회사 Emission system monitoring method of vehicle
US8590289B2 (en) 2003-10-30 2013-11-26 Honda Motor Co., Ltd. Deterioration diagnostic device for an exhaust gas purifier
WO2012081094A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 Device for detecting malfunction in electrically heated catalyst
KR101331370B1 (en) * 2010-12-15 2013-11-20 도요타 지도샤(주) Device for detecting malfunction in electrically heated catalyst
JP5348336B2 (en) * 2010-12-15 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 Failure detection device for electrically heated catalyst
US8776586B2 (en) 2010-12-15 2014-07-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Failure detection apparatus for an electrically heated catalyst
US11338793B2 (en) 2017-12-26 2022-05-24 Subaru Corporation Vehicle control apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0127495B1 (en) Failure determination method for o2 sensor
US20080276698A1 (en) Apparatus for diagnosing malfunctioning of oxygen sensor
JPH04109023A (en) Failure detection method for exhaust secondary air supply device of internal combustion engine
US6484493B2 (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2745754B2 (en) Activity determination device for oxygen sensor
JP3316066B2 (en) Failure diagnosis device for exhaust gas purification device
US20010010220A1 (en) Apparatus for determining a failure of an oxygen concentration sensor
EP1559892A1 (en) Nitrogen oxide purifying system and method an for internal combustion engine
JP4186259B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3806399B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH0941948A (en) Catalyst deterioration discriminating device of internal combustion engine
JPH07269330A (en) Catalyzer deterioration deciding device
US4454846A (en) Method and apparatus for controlling the air-fuel ratio in an internal-combustion engine
JPH10246139A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3134698B2 (en) Air-fuel ratio sensor deterioration diagnosis device
JPH09125937A (en) Method and device for judging deterioration of catalyst
JPH09126012A (en) Air-fuel ratio control device of internal combustion engine
JPH08218853A (en) Deterioration diagnosing device for exhaust gas purifying catalyst
JP3448931B2 (en) Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine
JP3292019B2 (en) Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine
JP4411755B2 (en) Exhaust purification catalyst deterioration state diagnosis device
JP3622597B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH0797941A (en) Controlling method for lean-burning type internal combustion engine
JP3089969B2 (en) Degradation diagnosis device for exhaust purification catalyst
JP5308870B2 (en) Catalyst deterioration judgment device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010605