JPH07310536A - 内燃機関の触媒劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤診断を抑制して診断精度を向上させる。 【構成】 排気通路に介装された触媒と、触媒の上流に
配設された上流側空燃比センサ５０と、触媒の下流に配
設された下流側空燃比センサ５１と、機関の運転条件を
判定する手段５２と、運転条件の判定結果が所定の触媒
劣化診断領域であるときに上流側空燃比センサ５０の出
力と下流側空燃比センサ５１の出力とを比較する手段５
６と、この比較結果を加重平均する手段５７と、機関運
転条件が触媒劣化診断領域となってから所定の時間まで
は加重平均の重みを軽減する重み調整手段５８と、この
重みを軽減された加重平均の演算結果に基づいて触媒の
劣化を判定する劣化判定手段５９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排出ガスの
浄化を行う触媒の劣化状態を診断する装置の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気を清浄化する装置とし
て、酸素センサの出力に基づいて空燃比を理論空燃比に
フィードバック制御するとともに、排気通路にＨＣ、Ｃ
Ｏの酸化と、ＮＯの還元とを同時に行う三元触媒を備え
たものが広く実用化されている。

【０００３】三元触媒は経年変化によって性能が劣化す
ると、排気浄化性能が次第に低下する。性能が劣化した
触媒は交換するなどの処置を取ることが望ましく、そこ
で、このような触媒の劣化状態を判定するために、従来
から特開昭６３−２０５４４１号公報に開示されるよう
な装置が提案されている。

【０００４】これは、内燃機関の排気通路に介装した触
媒の上流側及び下流側にそれぞれ酸素センサを配設し、
上流側酸素センサの出力信号を主にして空燃比フィード
バック制御を実行するとともに、両センサの出力信号の
比較から触媒の劣化を診断するものである。

【０００５】すなわち、空燃比フィードバック制御の実
行中には、主に上流側酸素センサの出力信号に基づいて
例えば疑似的な比例積分制御により燃料供給量が制御さ
れ、実際の空燃比は理論空燃比を境にして僅かにリッ
チ、リーンに振れ、上流側酸素センサの出力信号は図９
（ａ）に示すように、周期的にリッチ、リーンを繰り返
し、三元触媒の酸化、還元機能も最大に維持される。

【０００６】一方、触媒を通過した排気の空燃比は、触
媒の働きによって酸素がストレージされるため、排気中
の残存酸素濃度の変動は非常に穏やかなものとなって、
図９（ｂ）に示すように、下流側酸素センサの出力信号
は殆どリッチ、リーンに振れることがなく、上流側酸素
センサの出力信号に比して変動幅が小さく、かつ周期が
長くなる。

【０００７】触媒の劣化によって酸素ストレージ能力が
低下してくると、触媒の上流側と下流側の排気中の酸素
濃度がそれほど変わらなくなり、下流側酸素センサの出
力信号は図９（ｃ）に示すように、上流側酸素センサの
出力信号に近似した周期で反転を繰り返すとともに、変
動幅も大きくなる。

【０００８】したがって、上流側酸素センサのリッチ、
リーンの反転周期Ｔ₁と、下流側酸素センサのリッチ、
リーンの反転周期Ｔ₂との比Ｔ₁／Ｔ₂を求め、この比が
所定値以上となったときに触媒が劣化したものと判定す
る。

【０００９】この種の触媒の劣化診断装置の診断精度の
向上策としては、特開平４−１４４９号公報にも提案さ
れるように、上流側と下流側の酸素センサの出力信号の
周波数比が所定値以上と判定された回数が所定回数以上
連続した場合に触媒の劣化を判定するものがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように上流側酸
素センサの出力と、下流側酸素センサの出力との比較に
より触媒の劣化を診断する場合、出力比を精度良く測定
しようとすれば、上流側酸素センサの出力が所定回数以
上反転した場合の出力比に基づいて診断する必要があ
り、この反転回数を大きく設定するとともに、出力比が
連続して所定値以上であることを判定するため、計測時
間を大きく設定する必要がある。

【００１１】しかしながら、このような従来の内燃機関
の触媒劣化診断装置にあっては、上記空燃比フィードバ
ック制御による運転領域は、内燃機関の全運転条件のう
ち所定の条件下で行われ、さらに触媒の劣化を診断する
領域は当該触媒の酸素ストレージ能力を一定の条件下で
測定しようとするためにこの空燃比フィードバック領域
内の所定の領域として設定されるため、実際の自動車な
どの内燃機関の運転条件においては、測定する出力比の
反転回数を大きく設定したり、上流側、下流側酸素セン
サの周波数比が所定値以上と判定された回数が所定回数
以上連続した場合に触媒の劣化を判定するものでは、測
定時間が増大するため診断領域から外れてしまう場合が
ある。また、機関運転条件が診断領域となっても、しば
らくは触媒劣化診断領域に入る直前の運転条件の影響を
受け、例えば、長時間のアイドリングを行った場合には
通常の走行条件に比して排気の温度が低く、触媒の暖気
が不十分であるときには一般的に触媒の特性が異なり、
このアイドリング直後の触媒劣化診断領域では正常な触
媒であっても上流側、下流側酸素センサの反転回数は近
似するため劣化と誤診断される場合がある。一方、直前
の運転条件が長時間の登坂走行など高負荷運転が続いた
場合では、触媒の温度が高くなっているため劣化した触
媒でも正常と誤診断されるという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてな
されたもので、直前の運転条件の影響を抑制して確実か
つ迅速に触媒の劣化を診断可能な内燃機関の触媒劣化診
断装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、排気通路に介装された触媒と、触媒の上流に
配設された上流側空燃比センサ５０と、触媒の下流に配
設された下流側空燃比センサ５１と、機関の運転条件を
判定する手段５２と、前記運転条件の判定結果に応じて
基本燃料噴射量Ｔｐを設定する基本噴射量設定手段５３
と、上流側空燃比センサ５０の出力に基づいてフィード
バック補正係数αを算出する補正係数算出手段５４と、
このフィードバック補正係数αに応じて前記基本燃料噴
射量Ｔｐを補正する燃料噴射量補正手段５５とを備えて
なる内燃機関において、前記運転条件の判定結果が所定
の触媒劣化診断領域であるときに前記上流側空燃比セン
サ５０の出力と下流側空燃比センサ５１の出力とを比較
する手段５６と、この比較結果を加重平均する手段５７
と、前記機関運転条件が前記触媒劣化診断領域となって
から所定の時間までは前記加重平均の重みを軽減する重
み調整手段５８と、この重みを軽減された加重平均の演
算結果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手
段５９とを備える。

【００１４】また、第２の発明は、図１に示すように、
排気通路に介装された触媒と、触媒の上流に配設された
上流側空燃比センサ５０と、触媒の下流に配設された下
流側空燃比センサ５１と、機関の運転条件を判定する手
段５２と、前記運転条件の判定結果に応じて基本燃料噴
射量Ｔｐを設定する基本噴射量設定手段５３と、上流側
空燃比センサ５０の出力に基づいてフィードバック補正
係数αを算出する補正係数算出手段５４と、このフィー
ドバック補正係数αに応じて前記基本燃料噴射量Ｔｐを
補正する燃料噴射量補正手段５５とを備えてなる内燃機
関において、前記運転条件の判定結果が所定の触媒劣化
診断領域であるときに前記上流側空燃比センサ５０の出
力と下流側空燃比センサ５１の出力とを比較する手段５
６と、この比較結果を加重平均する手段５７と、前記機
関運転条件が触媒劣化診断領域となる以前の運転条件の
履歴を判別する履歴判別手段６０と、前記履歴の判別結
果に応じて前記加重平均の重み付けの値を軽減する重み
調整手段５８と、この重みを調整された加重平均の演算
結果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段
５９とを備える。

【００１５】また、第３の発明は図１に示すように、排
気通路に介装された触媒と、触媒の上流に配設された上
流側空燃比センサ５０と、触媒の下流に配設された下流
側空燃比センサ５１と、機関の運転条件を判定する手段
５２と、前記運転条件の判定結果に応じて基本燃料噴射
量Ｔｐを設定する基本噴射量設定手段５３と、上流側空
燃比センサ５０の出力に基づいてフィードバック補正係
数αを算出する補正係数算出手段５４と、このフィード
バック補正係数αに応じて前記基本燃料噴射量Ｔｐを補
正する燃料噴射量補正手段５５とを備えてなる内燃機関
において、前記運転条件が所定の触媒劣化診断領域であ
るときに前記上流側空燃比センサ５０の出力と下流側空
燃比センサ５１の出力とを比較する手段５６と、この比
較結果を加重平均する手段５７と、前記機関運転条件が
触媒劣化診断領域となる以前の運転条件の履歴を判別す
る履歴判別手段６０と、前記履歴の判別結果に応じた時
間ＴＭＲＷＧＴで前記加重平均の重み付けを軽減する重
み調整手段５８と、この重みを調整された加重平均の演
算結果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手
段５９とを備える。

【００１６】また、第４の発明は、図２に示すように、
前記比較手段５６が、前記上流側空燃比センサ５０の出
力と下流側空燃比センサ５１の出力とをしきい値と比較
して反転回数をそれぞれ演算する手段６１と、これら反
転回数の比を演算する手段６２とからなる。

【００１７】また、第５の発明は、図１に示すように、
前記機関の運転条件がアイドルであることを判定するア
イドル判定手段６３と、この判定結果がアイドルである
時間が所定時間以上継続した場合には、その後の所定期
間は前記劣化判定手段の判定を禁止する手段６４とを備
える。

【００１８】

【作用】第１の発明は、運転条件の判定結果が所定の触
媒劣化診断領域に入ると、上流側空燃比センサの出力と
下流側空燃比センサの出力の比較結果を加重平均する。
このとき、診断領域に入ってから所定の時間までは加重
平均の重みを軽減して加重平均する一方、所定時間経過
後は重みを軽減することなく比較結果を加重平均し、こ
の加重平均された値に基づいて触媒の劣化を判定するた
め、診断領域に入る以前の運転条件の影響を抑制して正
確に触媒の劣化を判定することができる。

【００１９】また、第２の発明は、運転条件の判定結果
が所定の触媒劣化診断領域に入ると、上流側空燃比セン
サの出力と下流側空燃比センサの出力の比較結果を診断
領域に入ってから所定の時間までは、運転条件履歴の判
別結果に応じて軽減された重み付けの値に基づいて加重
平均する一方、所定時間経過後は重みを軽減することな
く比較結果を加重平均して触媒の劣化を判定するため、
変動する運転条件の影響を抑制して正確に触媒の劣化を
判定することができる。

【００２０】また、第３の発明は、運転条件の判定結果
が所定の触媒劣化診断領域に入ると、上流側空燃比セン
サの出力と下流側空燃比センサの出力の比較結果を加重
平均する。このとき、診断領域に入る以前の運転条件履
歴の判別結果に応じて設定された時間までは軽減された
重みに基づいて比較結果を加重平均する一方、設定され
た時間を経過した後は重みを軽減することなく加重平均
し、この加重平均した値に基づいて触媒の劣化を判定す
る。診断領域に入る以前の運転条件の履歴に応じて重み
を軽減する時間を調整するため、診断領域以前の運転条
件の変動の影響を抑制して正確に触媒の劣化を判定する
ことができる。

【００２１】また、第４の発明は、リーン、リッチと交
互に反転する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比セン
サをしきい値と比較して反転回数をそれぞれ演算すると
ともに、これら反転回数の比に基づいて加重平均した値
によって触媒の劣化を診断することができる。

【００２２】また、第５の発明は、機関の運転条件がア
イドルにあることが所定時間以上継続した場合には、そ
の後の所定期間だけ触媒の劣化判定を禁止する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００２４】図３に示すように、エンジン１の排気通路
２には三元触媒で構成された触媒コンバータ１３が介装
され、この触媒コンバータ１３の上流には空燃比センサ
としての上流側酸素センサ１４が、同じく下流には下流
側酸素センサ１５がそれぞれ配設される。

【００２５】これら上流側酸素センサ１４、下流側酸素
センサ１５はともに、排気ガス中の残存酸素濃度に応じ
た起電力を発生するもので、特に理論空燃比を境にして
起電力が急変し、理論空燃比より過濃（以下、リッチ）
側で高レベル（約１Ｖ程度）になる一方、希薄（リー
ン）側で低レベル（約１００ｍｍＶ程度）となるもので
ある。

【００２６】一方、エンジン１の吸気通路３には各吸気
ポートへ向けて燃料を供給する燃料噴射弁１７が各気筒
毎に配設され、吸入空気量を検出するエアフローメータ
１８を通過した空気はスロットル弁５で絞られてから各
吸気ポートへ流入する。なお、エアフローメータ１８は
フラップ式に限らずホットワイヤ式などで構成すること
ができる。

【００２７】４はコントロールユニットで、例えばマイ
クロプロッセッサ等により構成されて、エンジン１の吸
気通路３に燃料噴射弁１７を介して供給する燃料供給量
を、基本的には理論空燃比となるようフィードバック制
御する。このため、コントロールユニット４には、機関
回転数を検出するクランク角センサ１９、冷却水の水温
を検出する水温センサ１６、エアフローメータ１８、ス
ロットル弁５の開度を検出するスロットル開度センサ５
Ａ、図示しない変速機の変速操作がニュートラル状態で
あることを検出する変速機センサ２０からの信号がそれ
ぞれ入力されるとともに、上流側酸素センサ１４及び下
流側酸素センサ１５からの信号が入力されて、吸入空気
量に対して所定の比率となるよう設定した燃料供給量を
上流側酸素センサ１４の出力に基づいてフィードバック
制御するとともに、さらに下流側酸素センサ１５の出力
に基づいて補正して、正しく理論空燃比となるように補
正する。

【００２８】この空燃比フィードバック制御についての
概要を説明すると、まず、エアフローメータ１８が検出
した吸入空気量Ｑとクランク角センサ１９が検出した機
関回転数Ｎｅに基づいて燃料噴射弁１７からの基本噴射
量を決定する基本パルス幅ＴｐをＴｐ＝Ｑ／Ｎｅにより
算出する。この基本パルス幅Ｔｐは燃料噴射弁１７の開
弁時間を制御するもので、以下この基本パルス幅Ｔｐを
燃料の基本噴射量Ｔｐとする。

【００２９】この基本噴射量Ｔｐに増量補正やフィード
バック補正等の補正を加えて燃料噴射弁１７の駆動パル
ス幅Ｔｉを決定するのであり、この駆動パルス幅Ｔｉは
次式により求められる。

【００３０】 Ｔｉ＝Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α＋Ｔｓ （１） ここで、ＣＯＥＦは各種増量補正係数を示し、例えば冷
却水温度に応じた水温増量補正、高速高負荷時の空燃比
補正などからなる。また、Ｔｓは燃料噴射弁１７の無効
時間を補正するためにバッテリ電圧に応じて付加される
電圧補正係数である。

【００３１】ここで、αは主に上流側酸素センサ１４の
検出信号に基づいて演算されたフィードバック補正係数
であり、上流側酸素センサ１４の出力信号を理論空燃比
に対応する所定のスライスレベルと比較し、この出力信
号がリッチ側あるいはリーン側への反転に基づいて疑似
比例積分により求められた値であり、このαが１以上で
あればリッチ側へ、１未満であればリーン側へ空燃比が
補正される。

【００３２】例えば、上流側酸素センサ１４から図１０
（ａ）に示すような出力信号が検出された場合、これに
対応するフィードバック補正係数αは図１０（ｂ）のよ
うに変化する。フィードバック補正係数αは上述したよ
うに、疑似的な比例積分により求められるもので、上流
側酸素センサ１４の所定のスライスレベル（Ｓ／Ｌ）を
横切ってリッチ側からリーン側へ反転すると、フィード
バック補正係数αには所定の比例分Ｐ_Lが加算され、さ
らに所定の積分定数Ｉ_Lの傾きで積分分が徐々に加算さ
れる。このフィードバック補正係数αは上述のように基
本噴射量Ｔｐに乗じられ、実際の空燃比は徐々に濃度を
増大させる。

【００３３】そして、上流側酸素センサ１４の出力信号
がリーン側からリッチ側へ反転すると、フィードバック
補正係数αから所定の比例分Ｐ_Rが減算されるととも
に、所定の積分定数Ｉ_Rの傾きで積分分が徐々に減算さ
れる。このような制御の繰り返しによって、実際の空燃
比は１〜２Ｈｚ程度の周波数で変化しながらほぼ理論空
燃比近傍に保持される。

【００３４】このフィードバックによる空燃比制御中に
なんらかの燃料の増減を行う場合、例えば低水温時や高
速高負荷時、あるいは減速中の燃料カット時等には、上
記フィードバック補正係数αが１に固定されるととも
に、実質的にオープンループ制御となるのである。

【００３５】このような空燃比フィードバック制御中に
おいて、コントロールユニット４は上流側酸素センサ１
４及び下流側酸素センサ１５の出力の反転回数に基づい
て触媒コンバータ１３が正常に機能しているかどうかを
判定する触媒劣化診断を行う。すなわち、上流側酸素セ
ンサ１４の出力の反転回数が所定回数以上となってか
ら、上流側酸素センサ１４の出力と下流側酸素センサ１
５の出力の比に基づいて触媒の劣化を判断し、コントロ
ールユニット４に接続された警告灯３０を判定結果に応
じて点灯または消灯させるのである。

【００３６】この反転回数に基づく触媒劣化診断制御に
ついて図５、６のフローチャートを参照しながら説明す
る。なお、この触媒劣化診断制御動作は、例えば所定時
間毎に行われるもので、具体的にはマイクロプロセッサ
のタイマ割り込み処理などによって実行される。

【００３７】まず、ステップＳ１では触媒劣化の診断を
行うための許可条件が成立したかどうかを判定するもの
で、この許可条件としては例えば、 １．エンジン始動時の水温が所定値以上。

【００３８】２．現在の水温が所定範囲内。

【００３９】３．エンジン暖気終了後所定時間経過後。

【００４０】４．下流側酸素センサ１５が活性状態。

【００４１】等の予め設定された条件を全て満足した場
合に限ってステップＳ２の処理へ進む。なお、エンジン
１の暖気状態は水温センサ１６の検出信号から判定する
ことができ、また、酸素センサの活性状態とは下流側酸
素センサ１５の出力信号が予め設定したレベルに到達し
た状態を示す。

【００４２】ステップＳ２では、エンジン１の運転状態
が図４に示すような、空燃比フィードバック制御を行う
触媒劣化診断領域（以下、診断領域とする）にあるか否
かの判定を行う。

【００４３】この判定は、次の条件に基づいて行われ
る。

【００４４】５．車速ＶＳＰが所定範囲以内。

【００４５】６．機関回転数Ｎｅが所定範囲以内。

【００４６】７．機関負荷が所定範囲以内、すなわち基
本噴射量Ｔｐが所定範囲以内。

【００４７】このような条件がすべて成立したときに診
断領域であると判定してステップＳ３の処理へ進む。な
お、車速ＶＳＰはコントロールユニット４に接続された
図示しない車速センサからの信号を示す。

【００４８】ステップＳ３においては、空燃比フィード
バック制御を行う上流側酸素センサ１４出力の変化をの
理論空燃比を境としたリッチ、リーン反転回数ＦＯ２Ｃ
Ｔとして計数し、この反転回数ＦＯ２ＣＴが所定値ＣＭ
ＳＷに到達したかを判定し、この反転回数ＦＯ２ＣＴが
所定値ＣＭＳＷに達していなければ、ステップＳ４で上
流側、下流側酸素センサ１４、１５の反転回数ＦＯ２Ｃ
Ｔ、ＲＯ２ＣＴをそれぞれインクリメントして上記と同
様に理論空燃比を境とした反転回数の計数を継続する一
方、反転回数ＦＯ２ＣＴが所定値ＣＭＳＷに達していれ
ばステップＳ５で反転回数比ＨＺＲの演算を行う。

【００４９】この反転回数比ＨＺＲは上流側酸素センサ
１４の反転回数ＦＯ２ＣＴと下流側酸素センサ１５の反
転回数ＲＯ２ＣＴとから次式によって演算する。

【００５０】 ＨＺＲ＝ＲＯ２ＣＴ／ＦＯ２ＣＴ （２） 演算された反転回数比ＨＺＲはコントロールユニット４
の図示しないメモリに格納する（ステップＳ５）。この
反転回数比ＨＺＲは、触媒コンバータ１３が劣化すると
下流側酸素センサ１５の反転回数ＲＯ２ＣＴが増大する
ためこの反転回数比ＨＺＲも増大する一方、正常時には
反転回数ＲＯ２ＣＴが０に近付くため、反転回数比ＨＺ
Ｒはゼロに近付く。

【００５１】反転回数比ＨＺＲの演算の後には、反転回
数ＦＯ２ＣＴ、ＲＯ２ＣＴはそれぞれクリアされて次の
計数に備える（ステップＳ６）。

【００５２】ステップＳ７ではタイマＴＭＲに所定時間
ΔＴを加算することで、エンジン１の運転条件が診断領
域に入ってからの経過時間を計測する。

【００５３】このタイマＴＭＲはステップＳ８で所定時
間ＴＭＲＷＧＴ以上となったか、すなわち、診断領域に
入ってから所定時間ＴＭＲＷＧＴを経過したかを判定
し、この所定時間ＴＭＲＷＧＴが経過していればステッ
プＳ９で重み付け係数Ｋに重み付け補正値Ｋ１を代入す
る一方、所定時間ＴＭＲＷＧＴを経過していなければス
テップＳ１０で重み付け係数Ｋに重み付け補正値Ｋ２を
代入する。

【００５４】ここで、重み付け係数Ｋを設定する所定値
はＫ１＜Ｋ２の関係にあらかじめ設定されており、診断
領域に入ってから所定時間ＴＭＲＷＧＴを経過するまで
は軽減された重み付け補正値Ｋ２が重み付け係数Ｋに設
定される。

【００５５】この数値の大きな重み付け係数Ｋ２の方を
「軽減」と呼ぶのは、反転回数比ＨＺＲに乗じられるの
は１／Ｋであり、反転回数比ＨＺＲの後述する加重平均
値ＨＺＲＡＴＥへの影響は重み付け補正係数Ｋが大きく
なれば軽減されるためである。

【００５６】なお、所定時間ＴＭＲＷＧＴは、重み付け
補正値Ｋ１、Ｋ２の大きさに応じて診断誤差を許容範囲
内に収めることの可能な最小の値として予め実験などに
よって求められたものである。

【００５７】ステップＳ１１では、上流側酸素センサ１
４の反転回数ＦＯ２ＣＴがクリアされたかどうかを判定
するもので、反転回数ＦＯ２ＣＴのクリアは、この反転
回数ＦＯ２ＣＴが所定値ＣＭＳＷ以上測定され、かつ反
転回数比ＨＺＲが演算されたことを示し、クリアされて
いればステップＳ１２で反転回数比ＨＺＲの加重平均値
ＨＺＲＡＴＥの演算を行う一方、クリアされていなけれ
ばステップＳ１５の処理へジャンプする。

【００５８】タイマＴＭＲの経過時間に応じて設定され
た重み付け係数Ｋによって、ステップＳ１２では次式に
基づいて反転回数比ＨＺＲの加重平均を行って加重平均
値ＨＺＲＡＴＥを算出する。

【００５９】 ＨＺＲＡＴＥ＝｛ＨＺＲ＋（Ｋ−１）×ＨＺＲＡＴＥ｝／Ｋ （３） ここで、右辺のＨＺＲＡＴＥは前回演算されたもの、す
なわち、図４に示した診断領域より以前の診断領域にお
いて演算されたもので、コントロールユニット４の図示
しないメモリに格納された前回の加重平均値ＨＺＲＡＴ
Ｅに係数Ｋで重み付けを行うとともに、診断領域内で得
られた反転回数比ＨＺＲを加算することで加重平均値Ｈ
ＺＲＡＴＥを算出する。算出された加重平均値ＨＺＲＡ
ＴＥも同様にしてメモリに格納される。

【００６０】加重平均値ＨＺＲＡＴＥを算出した後に、
ステップＳ１３で加重平均値ＨＺＲＡＴＥの演算回数を
示すカウンタＮＵＭＨＺをインクリメントし、ステップ
Ｓ１５でカウンタＮＵＭＨＺと所定値ＮＵＭＪＤＧとの
比較を行う。

【００６１】所定値ＮＵＭＪＤＧは加重平均が所定回数
以上行われたかを判定するもので、カウンタＮＵＭＨＺ
が所定値ＮＵＭＪＤＧ以上であればステップＳ１６以降
の診断処理へ進む一方、所定値ＮＵＭＪＤＧ未満であれ
ばリターンする。

【００６２】ステップＳ１６ではステップＳ１２で求め
た加重平均値ＨＺＲＡＴＥと所定の判定基準値ＣＮＧＨ
Ｚとの比較を行って触媒コンバータ１３が劣化状態にあ
るかを判定する。すなわち、加重平均値ＨＺＲＡＴＥが
判定基準値ＣＮＧＨＺ以上であれば触媒コンバータ１３
は劣化状態にあると判定し、ステップＳ１８へ進んで警
告灯３０を点灯させて運転者に注意を促す一方、加重平
均値ＨＺＲＡＴＥが判定基準値ＣＮＧＨＺ未満であれば
触媒コンバータ１３は正常であると判定するとともに、
ステップＳ１７へ進んで警告灯３０を消灯させるのであ
る。

【００６３】ここで、ステップＳ１、Ｓ２の判定におい
て許可条件または診断領域にないと判定された場合に
は、ステップＳ１４へ進んでタイマＴＭＲをクリアする
とともに、上述のステップＳ１５以降の処理へ進んで診
断領域から外れた後にも触媒コンバータ１３の劣化を診
断するのである。

【００６４】以上のように構成され、次に全体の作用を
説明すると、コントロールユニット４はステップＳ２の
判定でエンジン１の運転状態が診断領域に入ると、診断
領域に入ってからの経過時間（タイマＴＭＲ）が所定時
間ＴＭＲＷＧＴが経過するまでに得られた反転回数比Ｈ
ＺＲについては重み付け係数ＫをＫ２に設定して軽減す
る一方、所定時間ＴＭＲＷＧＴ以降に測定された反転回
数比ＨＺＲについては軽減することなく所定の重み付け
補正値Ｋ１を選択して反転回数比ＨＺＲと前回の診断領
域で算出された加重平均値ＨＺＲＡＴＥとから加重平均
値ＨＺＲＡＴＥを演算するため、診断領域に入る直前の
運転条件による触媒コンバータ１３の熱的変動による影
響を抑制して、診断領域のうち所定時間ＴＭＲＷＧＴ以
降のデータに重みをおいて精度の高い診断を行うことが
できるのである。

【００６５】そして、この加重平均値ＨＺＲＡＴＥの演
算を所定回数ＮＵＭＨＺ行ってから判定基準値ＣＮＧＨ
Ｚで触媒コンバータ１３の劣化を判定するため、複数の
診断領域がある場合には加重平均値ＨＺＲＡＴＥが順次
平均化され、ひとつの診断領域の持続時間が短いような
運転条件であっても診断の機会を失うことなく正確かつ
迅速に触媒劣化診断を行うことができ、平均値を計測す
る為の長時間の計測が不要となる。

【００６６】さらに、所定時間ＴＭＲＷＧＴで吸収でき
ないような触媒コンバータ１３の乱れがあっても、前回
の加重平均値ＨＺＲＡＴＥに重みを付けて劣化の判定を
行うために一時的に突出したデータは低減されて、誤診
断を抑制することが可能となる。

【００６７】一方、ステップＳ１、Ｓ２の判定で診断領
域から外れるとステップＳ１５以降の診断処理が行わ
れ、このとき、診断領域内で演算された最終の加重平均
値ＨＺＲＡＴＥで触媒コンバータ１３の劣化の判定が行
われ、触媒コンバータ１３が診断領域内において最も安
定した領域で判定を行うことができるのである。

【００６８】なお、上記実施例において、上流側酸素セ
ンサ１４、下流側酸素センサ１５の出力の反転回数ＦＯ
２ＣＴ、ＲＯ２ＣＴに基づいて劣化の判定を行ったが、
図９に示したように、反転周期Ｔ₁、Ｔ₂に基づく周期比
で劣化の判定を行うこともできる。この周期比により触
媒コンバータ１３の判定を行う場合には、上記ステップ
Ｓ１６の判定で加重平均値ＨＺＲＡＴＥが所定値未満の
場合に触媒コンバータ１３が劣化したと判定される。

【００６９】図７は第２の実施例を示す制御のフローチ
ャートであり、前記第１の実施例に示した図５のステッ
プＳ８、Ｓ９、Ｓ１０における重み付け係数Ｋを診断領
域に入る前のエンジン１の運転条件に応じて調整する制
御の一例を示す。

【００７０】上記図５のステップＳ８〜Ｓ１０では、診
断領域に入ってからの経過時間ＴＭＲが所定時間ＴＭＲ
ＷＧＴ未満であれば重み付け補正係数Ｋに軽減された重
み付け補正値Ｋ２を代入して診断領域以前の運転条件に
よる影響を低減しているが、図７においては診断領域に
入る以前のエンジン１の運転条件の履歴を判別して、運
転条件の履歴に応じて軽減値である重み付け補正値Ｋ２
を調整するものであり、この制御は所定時間おき、例え
ば１秒毎に実行される。

【００７１】この運転条件履歴の判別について図７のフ
ローチャートを参照しながら詳述する。

【００７２】まず、ステップａ１でサンプリングタイマ
ＴＭＳが１秒に達したか否かを判定し、１秒未満であれ
ばステップａ２でサンプリングタイマＴＭＳを所定値Δ
Ｔだけカウントアップした後に終了する一方、サンプリ
ングタイマＴＭＳが１秒以上であればステップａ３でサ
ンプリングタイマＴＭＳの内容をクリアした後に、エン
ジン１の運転条件履歴の判別を行う。

【００７３】ステップａ４では、エンジン１の機関回転
数Ｎｅと負荷とに応じて予め区分けされたマップの参照
を行う。ここで、機関回転数Ｎｅは前記図３に示したク
ランク角センサ１９の出力に基づいて演算され、エンジ
ン１の負荷については空燃比フィードバック制御におけ
る燃料噴射量の基本噴射量Ｔｐを負荷として代用したも
のである。

【００７４】このマップはエンジン１の運転条件が触媒
劣化の診断に与える影響の大きさを示す数値ＰＴを予め
設定したもので、コントロールユニット４の図示しない
ＲＯＭ等に格納される。

【００７５】運転条件が触媒劣化の診断に与える影響
は、診断領域に入る直前の運転条件によって触媒コンバ
ータ１３の温度が変動するため、前記従来例でも説明し
たように排気ガスに加熱される触媒コンバータ１３の温
度によっては劣化の診断を正確に行うことができない場
合がある。このため、このマップにおいては、触媒コン
バータ１３を過度に加熱する高回転、高負荷時では数値
ＰＴを大に設定する一方、触媒コンバータ１３を冷却し
てしまう低回転、低負荷時には数値ＰＴを負に設定し、
診断領域に対応する数値ＰＴは診断に影響を与えない
「０」に設定される。

【００７６】したがって、ステップａ４ではエンジン１
の機関回転数Ｎｅと負荷（基本噴射量Ｔｐ）に応じた数
値ＰＴを参照し、読み込まれる。

【００７７】次に、ステップａ５ではこの数値ＰＴに基
づいて次回の診断領域、すなわち、触媒劣化診断への運
転条件の影響度を示す加重平均値ＰＴＪＤＧの演算を次
式によって行う。

【００７８】 ＰＴＪＤＧ＝｛ＰＴ＋（Ｋpt−１）×ＰＴＪＤＧ｝／Ｋpt （４） ここで、加重平均の重み付け定数Ｋｐtは、排気ガス温
度を考慮する場合には排気系の熱容量に応じたもので、
実験などによって予め設定された数値である。

【００７９】算出された加重平均値ＰＴＪＤＧに基づい
て、ステップａ６では重み付け係数Ｋに用いられる重み
付け補正値Ｋ２のテーブルを参照する。

【００８０】この重み付け補正値Ｋ２のテーブルは加重
平均値ＰＴＪＤＧに応じて予め設定されてコントロール
ユニット４のＲＯＭ等に格納されたもので、加重平均値
ＰＴＪＤＧ絶対値の増大に応じて重み付け補正値Ｋ２＝
Ｋ１＋１、Ｋ１＋２、…Ｋ１＋ｎと軽減（Ｋ２の値は増
大）され、運転条件が診断領域に影響を与える度合が大
きくなるにつれて補正値Ｋ２も軽減される（Ｋ２の値は
増大）。

【００８１】前記第１の実施例における（３）式におい
て、診断領域に入って所定時間ＴＭＲＷＧＴが経過しな
い領域では前記第１の実施例におけるステップＳ８、Ｓ
１０で重み付け補正値Ｋ２が重み付け係数Ｋとして設定
され、この補正値Ｋ２が上記ステップａ６で設定された
ものとなる。

【００８２】たとえば、診断領域に入る以前の運転条件
が登坂等の高負荷運転が長時間続いた場合には、加重平
均値ＰＴＪＤＧが増大するためＫ２は軽減する（Ｋ２の
値は増大）。

【００８３】この直後に診断領域に入ると触媒コンバー
タ１３は過度に加熱されているため誤診断を引き起こし
やすい診断条件となるが、重み付け補正値Ｋ２が運転条
件に応じて軽減されるため（Ｋ２の値は増大）、上記ス
テップＳ６で計測された反転回数比ＨＺＲは上記ステッ
プＳ１１で加重平均値ＨＺＲＡＴＥとして演算される際
に増大した補正値Ｋ２によって重みを軽減されるため加
重平均値ＨＺＲＡＴＥは前回の診断領域における値に比
して極端に増大することが抑制される。

【００８４】こうして、触媒劣化の判定を行う加重平均
値ＨＺＲＡＴＥは前回の診断領域における値に比して極
端に増減することがなくなり、平均化されたデータに基
づいて高精度な劣化診断を行うことが可能となる。

【００８５】このように、上記ステップａ１〜ａ６を所
定時間毎に繰り返すことで、運転条件に応じて次回の診
断領域に与える影響を数値化し、上記（３）式の重み付
け係数Ｋを軽減する補正値Ｋ２を運転条件に応じた値に
設定することができ、さらに、運転条件の影響度を示す
値として加重平均値ＰＴＪＤＧを用いたために運転条件
の履歴に応じて平均化された値に重み付け補正値Ｋ２を
調整することが可能となって、上記（３）式で演算され
る加重平均値ＨＺＲＡＴＥの精度を向上させて劣化診断
の信頼性を高めることができる。

【００８６】図８は第３の実施例を示す制御のフローチ
ャートであり、前記第２の実施例と同様に、前記第１実
施例に示した図５のステップＳ１０における重み付け補
正値Ｋ２を診断領域に入る前のエンジン１の運転条件の
履歴に応じて調整する制御の一例を示す。

【００８７】前記第２の実施例においては、診断領域に
入る以前のエンジン１の運転条件を判別して、運転条件
の履歴に応じて軽減値である重み付け補正値Ｋ２を調整
したが、図８では運転条件の履歴に応じて重み付け係数
ＫがＫ２となる所定時間ＴＭＲＷＧＴを調整することに
より診断領域に入る直前の運転条件の影響を抑制するも
ので、この制御は前記第２実施例と同様に所定時間お
き、例えば１秒毎に実行される。

【００８８】図８のフローチャートに示す運転条件の履
歴の判別は、ステップｂ１〜ｂ５までが前記第２実施例
のステップａ１〜ｂ５と等しいため、ステップｂ６につ
いてのみ説明する。

【００８９】ステップｂ６では、上記（４）式で算出さ
れた加重平均値ＰＴＪＤＧに基づいて、重み付け補正値
Ｋ２が係数Ｋとして設定される時間ＴＭＲＷＧＴのテー
ブルを参照する。

【００９０】この所定時間ＴＭＲＷＧＴのテーブルは加
重平均値ＰＴＪＤＧに応じて予め設定されてコントロー
ルユニット４のＲＯＭ等に格納されたもので、加重平均
値ＰＴＪＤＧ絶対値の増大に応じて所定時間ＴＭＲＷＧ
Ｔ＝０、ａ×２、ａ×３…ａ×ｎと増大し、運転条件が
診断領域に影響を与える度合が大きくなるにつれて補正
値Ｋ２が設定される時間ＴＭＲＷＧＴも増大する。

【００９１】前記第１の実施例におけるステップＳ８〜
Ｓ１０において、診断領域に入って所定時間ＴＭＲＷＧ
Ｔが経過しない領域では前記第１の実施例におけるステ
ップＳ８、Ｓ１０で重み付け補正値Ｋ２が重み付け係数
Ｋとして設定され、この所定時間ＴＭＲＷＧＴが上記ス
テップｂ６で設定されたものとなる。

【００９２】たとえば、診断領域に入る以前の運転条件
が長時間のアイドリングなどの場合には、加重平均値Ｐ
ＴＪＤＧの絶対値が増大するため所定時間ＴＭＲＷＧＴ
の値も増大する。

【００９３】この直後に診断領域に入ると触媒コンバー
タ１３は過度に冷却されているため誤診断を引き起こし
やすい診断条件となるが、所定時間ＴＭＲＷＧＴが運転
条件に応じて増大されるため、上記（３）式で重み付け
係数ＫをＫ２に軽減される時間が増大する。

【００９４】このため、上記ステップＳ６で計測された
反転回数比ＨＺＲは上記ステップＳ１１で加重平均値Ｈ
ＺＲＡＴＥとして演算される際に、補正値Ｋ２によって
重みを軽減される時間が延長されるため、冷却された触
媒コンバータ１３は排気ガスで加熱されて所定の診断条
件に加熱されるまで補正値Ｋ２によって重み付けを軽減
することができ、加重平均値ＨＺＲＡＴＥは前回の診断
領域における値に比して極端に増大することが抑制さ
れ、上記（３）式で演算される加重平均値ＨＺＲＡＴＥ
の精度を向上させて劣化診断の信頼性を高めることがで
きるのである。

【００９５】なお、上記第２、第３の実施例において重
み付け補正値Ｋ２の調整と、所定時間ＴＭＲＷＧＴの調
整とをそれぞれ行ったが、補正値Ｋ２及び所定時間ＴＭ
ＲＷＧＴの調整を運転条件の履歴に応じて同時に行って
もよく、さらに、所定時間ＴＭＲＷＧＴを複数の期間ｔ
₁、ｔ₂…ｔ_nに分割するとともに、これら複数の期間ｔ₁
〜ｔ_nごとに重み付けの軽減率を変化させた補正値Ｋ２
のテーブルを作成することができ、診断精度の向上及び
診断時間の短縮化を推進することができる。

【００９６】ここで、上記分割された時間ｔ₁、ｔ₂…ｔ
_n毎に重み付け補正係数Ｋのテーブルを設定する代わり
に、図１１に示すように、これを補正係数Ｋの変化速度
ＶＫ（＝ΔＫ／ΔＴＭＲ）で代表させてもよい。

【００９７】さらに、この変化速度ＶＫを加重平均値｜
ＰＴＪＤＧ｜に応じて割り付けることもでき、この場合
には図７のステップａ６、あるいは、図８のステップｂ
６に代わって、図１２に示すステップｂ６′によってテ
ーブルルックアップを行えばよい。

【００９８】また、上記実施例における重み付け係数Ｋ
の補正値Ｋ２、所定時間ＴＭＲＷＧＴは診断領域に入る
以前の運転条件が触媒コンバータ１３の熱的条件に影響
を与えるという点に着目したが、触媒コンバータ１３の
特性に影響を与える条件としては空燃比や燃料組成に起
因する排気ガスの組成変化などが考えられ、例えば、リ
ッチな条件で長時間運転を行った後には触媒表面へスト
レージしたＣＯが下流側酸素センサ１５の出力をリッチ
とし、あるいは、フュエルカット直後に下流側酸素セン
サ１５の出力がリーンとなってこのセンサ出力の妨げる
場合がある。このため、実験などにより運転条件と排気
ガスの組成変化に応じた補正値Ｋ２あるいは所定時間Ｔ
ＭＲＷＧＴのマップを作成してもよい。

【００９９】また、特に排気温度の低いアイドル運転が
所定時間続いたときは、前記加重平均値｜ＰＴＪＤＧ｜
が過大となり、補正係数Ｋが過大となった場合は、実
質、所定期間、加重平均値｜ＰＴＪＤＧ｜は更新され
ず、したがって、診断結果の更新も自動的にキャンセル
される。極端に排気温度が高い運転条件が長時間継続し
た場合も同様であり、このような極端な運転条件による
影響を排除することができる。

【０１００】図１３は第４の実施例を示す制御のフロー
チャートであり、エンジン１の運転条件がアイドル条件
下にあることを判定し、この条件が所定時間以上継続し
た後は、所定期間だけ触媒コンバータ１３の劣化の判定
を所定期間だけ中止して排気の温度が極端に低い場合の
触媒劣化の誤診断を抑制するものであり、この制御は前
記第２、第３実施例と同様に所定時間おきに実行され
る。

【０１０１】まず、ステップｃ１でアイドル条件か否か
を判定する。アイドル条件の判定は、次の条件に基づい
て行われ、スロットル開度センサ５Ａ、クランク角セン
サ１９、変速機センサ２０からの信号に基づいて行われ
る。

【０１０２】８．スロットル弁開度がほぼ全閉であるこ
とを検出した場合。

【０１０３】９．エンジン１の回転数Ｎｅが所定値以下
である場合。

【０１０４】１０．変速機の変速位置がニュートラルで
ある場合。

【０１０５】これら条件がすべて成立した場合にアイド
ル状態であると判定する。判定結果がアイドル状態であ
れば、ステップｃ２でサンプリングタイマＴＭＳを所定
値ΔＴだけカウントアップした後に、ステップｃ３にお
いてサンプリングタイマＴＭＳの値が所定時間ＴＭＳ１
に達したか否かを判定する。

【０１０６】この判定結果が、所定時間ＴＭＳ１に達し
ていなければ処理を終了する一方、達していればステッ
プｃ４で診断禁止時間を計測するタイマＴＭＲをリセッ
トして処理を終了する。

【０１０７】ここで、上記ステップｃ１でアイドル状態
ではないと判定された場合には、ステップｃ５の処理へ
進み、タイマＴＭＲを所定値ΔＴだけカウントアップす
る。

【０１０８】次に、ステップｃ６ではサンプリングタイ
マＴＭＳが所定時間ＴＭＳ１に達したか否かを判定し、
達していなければステップｃ７で診断を許可する診断許
可フラグ１を１とし、達していればステップｃ８で診断
を禁止するように診断許可フラグ１を０とする。

【０１０９】その後、ステップｃ９においてサンプリン
グタイマＴＭＳをリセットし、ステップｃ１０で診断領
域か否かを判定する。この診断領域の判定は前記と同様
に行われ、車速ＶＳＰが所定範囲以内、機関回転数Ｎｅ
が所定範囲以内、機関負荷が所定範囲以内（すなわち、
基本噴射量Ｔｐが所定範囲以内）の条件がすべて成立し
た場合を診断領域であると判定する。

【０１１０】この判定結果が診断領域でなければ処理を
終了する一方、診断領域であればステップｃ１１でタイ
マＴＭＲが所定の禁止時間ＴＭＲ１に達したか否かを判
定する。

【０１１１】禁止時間ＴＭＲ１に達していなければステ
ップｃ１２で診断を禁止するよう診断許可フラグ２に０
をセットする一方、禁止時間ＴＭＲ１に達していればス
テップｃ１３において診断を許可するよう診断許可フラ
グ２に１をセットする。

【０１１２】そして、ステップｃ１４において診断許可
フラグ１または診断許可フラグ２の少なくとも一方が１
であるかを判定する。

【０１１３】診断許可フラグ１または診断許可フラグ２
の少なくとも一方が１であればステップｃ１５において
触媒コンバータ１３の劣化診断を許可する一方、診断許
可フラグ１及び診断許可フラグ２がともに０であればス
テップｃ１６において診断を禁止する。

【０１１４】こうして、スロットル開度センサ５Ａ、ク
ランク角センサ１９、変速機センサ２０からの信号に基
づいてアイドル状態を判定するとともに、アイドル状態
が継続する場合にはアイドル状態の継続時間を計測し、
この継続時間に基づいて触媒コンバータ１３の劣化診断
を所定期間だけ禁止するようにしたため、極端に排気温
度の低いアイドル状態における触媒コンバータ１３の誤
診断を防止することができるのである。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、排気
通路に介装された触媒と、触媒の上流に配設された上流
側空燃比センサと、触媒の下流に配設された下流側空燃
比センサと、機関の運転条件を判定する手段と、前記運
転条件の判定結果に応じて基本燃料噴射量を設定する基
本噴射量設定手段と、上流側空燃比センサの出力に基づ
いてフィードバック補正係数を算出する補正係数算出手
段と、このフィードバック補正係数に応じて前記基本燃
料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段とを備えてなる
内燃機関において、前記運転条件の判定結果が所定の触
媒劣化診断領域であるときに前記上流側空燃比センサの
出力と下流側空燃比センサの出力とを比較する手段と、
この比較結果を加重平均する手段と、前記機関運転条件
が前記触媒劣化診断領域となってから所定の時間までは
前記加重平均の重みを軽減する重み調整手段と、この重
みを軽減された加重平均の演算結果に基づいて前記触媒
の劣化を判定する劣化判定手段とを備えたため、診断領
域に入ってから所定の時間までは加重平均の重みを軽減
する一方、所定時間経過後は重みを軽減することなく比
較結果を加重平均し、この加重平均値に基づいて触媒の
劣化を判定することができ、この結果、ひとつの診断領
域の持続時間が短いような運転条件においても診断の機
会を失うことなく確実に診断を行うことができ、診断領
域に入る以前の運転条件の影響を抑制して誤診断を抑制
するとともに、触媒の劣化を正確に診断することが可能
となる。

【０１１６】また、第２の発明は、排気通路に介装され
た触媒と、触媒の上流に配設された上流側空燃比センサ
と、触媒の下流に配設された下流側空燃比センサと、機
関の運転条件を判定する手段と、前記運転条件の判定結
果に応じて基本燃料噴射量を設定する基本噴射量設定手
段と、上流側空燃比センサの出力に基づいてフィードバ
ック補正係数を算出する補正係数算出手段と、このフィ
ードバック補正係数に応じて前記基本燃料噴射量を補正
する燃料噴射量補正手段とを備えてなる内燃機関におい
て、前記運転条件の判定結果が所定の触媒劣化診断領域
であるときに前記上流側空燃比センサの出力と下流側空
燃比センサの出力とを比較する手段と、この比較結果を
加重平均する手段と、前記機関運転条件が触媒劣化診断
領域となる以前の運転条件の履歴を判別する履歴判別手
段と、前記履歴の判別結果に応じて前記加重平均の重み
付けの値を軽減する重み調整手段と、この重みを調整さ
れた加重平均の演算結果に基づいて前記触媒の劣化を判
定する劣化判定手段とを備えたため、上流側空燃比セン
サの出力と下流側空燃比センサの出力の比較結果を診断
領域に入ってから所定の時間までは運転条件履歴の判別
結果に応じて軽減された重み付けの値に基づいて加重平
均する一方、所定時間経過後は重みを軽減することなく
比較結果を加重平均して触媒の劣化を判定すすることが
でき、診断領域に入る以前の運転条件の変動による触媒
の特性変化の影響を抑制し、平均化された比較結果に基
づいて誤診断を起こすことなく高精度な触媒の劣化診断
を行うことが可能となる。

【０１１７】また、第３の発明は、排気通路に介装され
た触媒と、触媒の上流に配設された上流側空燃比センサ
と、触媒の下流に配設された下流側空燃比センサと、機
関の運転条件を判定する手段と、前記運転条件の判定結
果に応じて基本燃料噴射量を設定する基本噴射量設定手
段と、上流側空燃比センサの出力に基づいてフィードバ
ック補正係数を算出する補正係数算出手段と、このフィ
ードバック補正係数に応じて前記基本燃料噴射量を補正
する燃料噴射量補正手段とを備えてなる内燃機関におい
て、前記運転条件が所定の触媒劣化診断領域であるとき
に前記上流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサ
の出力とを比較する手段と、この比較結果を加重平均す
る手段と、前記機関運転条件が触媒劣化診断領域となる
以前の運転条件の履歴を判別する履歴判別手段と、前記
履歴の判別結果に応じた時間で前記加重平均の重み付け
を軽減する重み調整手段と、この重みを調整された加重
平均の演算結果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣
化判定手段とを備えたため、診断領域に入る以前の運転
条件履歴の判別結果に応じて設定された時間までは軽減
された重みに基づいて比較結果を加重平均する一方、設
定された時間を経過した後は重みを軽減することなく比
較結果を加重平均して触媒の劣化を判定することがで
き、変動する運転条件の影響による誤診断を抑制し、平
均化された比較結果に基づいて高精度な触媒の劣化診断
を行うことが可能となる。

【０１１８】また、第４の発明は、前記第１ないし第３
の発明のいずれかひとつにおいて、前記比較手段が、前
記上流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサの出
力とをしきい値と比較して反転回数をそれぞれ演算する
手段と、これら反転回数の比を演算する手段とを備えた
ため、上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサをし
きい値と比較した反転回数の比を加重平均することがで
き、触媒の劣化を正確かつ迅速に診断することが可能と
なる。

【０１１９】また、第５の発明は、前記第１ないし第３
の発明のいずれかひとつにおいて、前記機関の運転条件
がアイドルであることを判定するアイドル判定手段と、
この判定結果がアイドルである時間が所定時間以上継続
した場合には、その後の所定期間は前記劣化判定手段の
判定を禁止する手段とを備え、アイドル状態が判定され
てアイドル状態が所定時間以上継続する場合には所定期
間だけ触媒の劣化判定を禁止するようにしたため、極端
に排気温度の低いアイドル状態などにおける触媒劣化の
誤診断を防止することができ、診断精度を向上すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１ないし第３または第５の発明のいずれかひ
とつに対応するクレーム対応図である。

【図２】第４の発明に対応するクレーム対応図である。

【図３】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図４】運転領域と反転回数及び反転回数比との関係を
示す説明図。

【図５】触媒劣化診断の制御の一例を示すフローチャー
ト。

【図６】同じく制御の一例を示すフローチャート。

【図７】第２の実施例を示す制御のフローチャート。

【図８】第３の実施例を示す制御のフローチャート。

【図９】上流側酸素センサと下流側酸素センサの出力波
形を示すグラフである。

【図１０】上流側酸素センサの出力信号とフィードバッ
ク補正係数とを示すグラフである。

【図１１】補正係数Ｋと時間ｔとの関係を示す示すグラ
フである。

【図１２】変化速度ＶＫに応じて加重平均値ＰＴＪＤＧ
を求めるフローチャートの一部である。

【図１３】第４の実施例を示す制御のフローチャート。

【符号の説明】

４ コントロールユニット １３ 触媒コンバータ １４ 上流側酸素センサ ５０ 上流側空燃比センサ ５１ 下流側空燃比センサ ５２ 運転条件判定手段 ５６ 出力比較手段 ５７ 加重平均手段 ５８ 重み調整手段 ５９ 劣化判定手段 ６０ 履歴判別手段 ６１ 反転回数演算手段 ６２ 反転回数比演算手段 ６３ アイドル判手手段 ６４ 禁止手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気通路に介装された触媒と、触媒の上
   流に配設された上流側空燃比センサと、触媒の下流に配
   設された下流側空燃比センサと、機関の運転条件を判定
   する手段と、前記運転条件の判定結果に応じて基本燃料
   噴射量を設定する基本噴射量設定手段と、上流側空燃比
   センサの出力に基づいてフィードバック補正係数を算出
   する補正係数算出手段と、このフィードバック補正係数
   に応じて前記基本燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正
   手段とを備えてなる内燃機関において、前記運転条件の
   判定結果が所定の触媒劣化診断領域であるときに前記上
   流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサの出力と
   を比較する手段と、この比較結果を加重平均する手段
   と、前記機関運転条件が前記触媒劣化診断領域となって
   から所定の時間までは前記加重平均の重みを軽減する重
   み調整手段と、この重みを軽減された加重平均の演算結
   果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒劣化診断装
   置。
2. 【請求項２】 排気通路に介装された触媒と、触媒の上
   流に配設された上流側空燃比センサと、触媒の下流に配
   設された下流側空燃比センサと、機関の運転条件を判定
   する手段と、前記運転条件の判定結果に応じて基本燃料
   噴射量を設定する基本噴射量設定手段と、上流側空燃比
   センサの出力に基づいてフィードバック補正係数を算出
   する補正係数算出手段と、このフィードバック補正係数
   に応じて前記基本燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正
   手段とを備えてなる内燃機関において、前記運転条件の
   判定結果が所定の触媒劣化診断領域であるときに前記上
   流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサの出力と
   を比較する手段と、この比較結果を加重平均する手段
   と、前記機関運転条件が触媒劣化診断領域となる以前の
   運転条件の履歴を判別する履歴判別手段と、前記履歴の
   判別結果に応じて前記加重平均の重み付けの値を軽減す
   る重み調整手段と、この重みを調整された加重平均の演
   算結果に基づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手
   段とを備えたことを特徴とする内燃機関の触媒劣化診断
   装置。
3. 【請求項３】 排気通路に介装された触媒と、触媒の上
   流に配設された上流側空燃比センサと、触媒の下流に配
   設された下流側空燃比センサと、機関の運転条件を判定
   する手段と、前記運転条件の判定結果に応じて基本燃料
   噴射量を設定する基本噴射量設定手段と、上流側空燃比
   センサの出力に基づいてフィードバック補正係数を算出
   する補正係数算出手段と、このフィードバック補正係数
   に応じて前記基本燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正
   手段とを備えてなる内燃機関において、前記運転条件が
   所定の触媒劣化診断領域であるときに前記上流側空燃比
   センサの出力と下流側空燃比センサの出力とを比較する
   手段と、この比較結果を加重平均する手段と、前記機関
   運転条件が触媒劣化診断領域となる以前の運転条件の履
   歴を判別する履歴判別手段と、前記履歴の判別結果に応
   じた時間で前記加重平均の重み付けを軽減する重み調整
   手段と、この重みを調整された加重平均の演算結果に基
   づいて前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備え
   たことを特徴とする内燃機関の触媒劣化診断装置。
4. 【請求項４】 前記比較手段が、前記上流側空燃比セン
   サの出力と下流側空燃比センサの出力とをしきい値と比
   較して反転回数をそれぞれ演算する手段と、これら反転
   回数の比を演算する手段とからなることを特徴とする請
   求項１ないし請求項３のいずれかひとつに記載の内燃機
   関の触媒劣化診断装置。
5. 【請求項５】 前記機関の運転条件がアイドルであるこ
   とを判定するアイドル判定手段と、この判定結果がアイ
   ドルである時間が所定時間以上継続した場合には、その
   後の所定期間は前記劣化判定手段の判定を禁止する手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれかひとつに記載の内燃機関の触媒劣化診断装置。