JPH08284648A - Catalyst deterioration diagnosing device for internal combustion engine - Google Patents

Catalyst deterioration diagnosing device for internal combustion engine

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JPH08284648A
JPH08284648A JP7091061A JP9106195A JPH08284648A JP H08284648 A JPH08284648 A JP H08284648A JP 7091061 A JP7091061 A JP 7091061A JP 9106195 A JP9106195 A JP 9106195A JP H08284648 A JPH08284648 A JP H08284648A
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JP
Japan
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catalyst
sensor
deterioration
fuel ratio
internal combustion
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Application number
JP7091061A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Kunimasa
愛生 国政
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08284648A publication Critical patent/JPH08284648A/en
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Abstract

PURPOSE: To detect reduction of low temperature activator of a catalyst by an O2 sensor arranged downstream from the catalyst, and diagnose deterioration of the catalyst on the basis thereof. CONSTITUTION: When a catalyst 38 is deteriorated, the low temperature activity (activated temperature) thereof is reduced. As a result, rising start of a catalyst outlet gas temperature is delayed, and warming-up of a O2 sensor 46 arranged downstream from the catalyst 38 is also delayed, and finally, activator (rising start) of output of the O2 sensor 46 is delayed. The activating period of the O2 sensor 46 is measured, and it is judged that the catalyst 38 is deteriorated when the measured value is larger than a prescribed referential value. Deterioration of the catalyst 38 is correctly diagnosed regardless of change of an operating condition while taking a factor which is influenced by warming-up of the O2 sensor 46 in consideration.

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、排気ガスを浄化すべく
内燃機関(エンジン)の排気通路に設けられた触媒の劣
化度合いを診断する装置(触媒劣化診断装置)に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device (catalyst deterioration diagnosis device) for diagnosing the degree of deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine (engine) to purify exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車用エンジンにおいて
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
(HC,CO)の酸化と窒素酸化物(NOx )の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、エ
ンジンの燃焼状態を示す空燃比(A/F)を理論空燃比
近傍に制御する必要がある。そのため、エンジンにおけ
る燃料噴射制御においては、排気ガス中の残留酸素濃度
により空燃比を検出するO2 センサ(酸素濃度センサ)
等の空燃比センサを設け、そのセンサ出力に基づいて燃
料量を補正する空燃比フィードバック制御が行われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine for an automobile, as a measure for purifying exhaust gas, there have been three measures for simultaneously promoting the oxidation of unburned components (HC, CO) and the reduction of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas. The original catalyst is used. In order to enhance the oxidation / reduction ability of such a three-way catalyst, it is necessary to control the air-fuel ratio (A / F), which indicates the combustion state of the engine, to near the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in fuel injection control in the engine, an O 2 sensor (oxygen concentration sensor) that detects the air-fuel ratio based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas
Etc., an air-fuel ratio sensor is provided, and air-fuel ratio feedback control is performed to correct the fuel amount based on the sensor output.

【0003】かかる空燃比フィードバック制御では、酸
素濃度を検出するO2 センサをできるだけ燃焼室に近い
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、近年においては、そのO2 センサの出力特性のばら
つきを補償するために、触媒コンバータより下流側に第
2のO2 センサを更に設けたダブルO2 センサシステム
も実現されている。すなわち、触媒下流側では、排気ガ
スは十分に攪拌されており、その酸素濃度も三元触媒の
作用によりほぼ平衡状態にあることにより、下流側O2
センサの出力は、上流側O2 センサよりも緩やかに変化
し、従って混合気全体のリッチ/リーン傾向を示す。ダ
ブルO2 センサシステムは、触媒上流側O2 センサによ
るメイン空燃比フィードバック制御に加え、触媒下流側
2 センサによるサブ空燃比フィードバック制御を実施
するものであり、メイン空燃比フィードバック制御によ
る空燃比補正係数を、下流側O2 センサの出力に基づい
て修正することにより、上流側O2 センサの出力特性の
ばらつきを吸収し、空燃比制御精度の向上を図ってい
る。
In such air-fuel ratio feedback control, an O 2 sensor for detecting the oxygen concentration is provided at a position as close to the combustion chamber as possible, that is, upstream of the catalytic converter. In recent years, however, the output characteristics of the O 2 sensor have been changed. A double O 2 sensor system has also been implemented in which a second O 2 sensor is further provided downstream of the catalytic converter to compensate for variations. That is, in the downstream side of the catalyst, the exhaust gas is sufficiently stirred, by which is in near equilibrium state by action of the oxygen concentration the three-way catalyst, the downstream O 2
The output of the sensor changes more slowly than the upstream O 2 sensor, and therefore shows a rich / lean tendency of the entire mixture. The double O 2 sensor system carries out sub air-fuel ratio feedback control by the catalyst downstream O 2 sensor, in addition to main air-fuel ratio feedback control by the catalyst upstream O 2 sensor, and performs air-fuel ratio correction by the main air-fuel ratio feedback control. By correcting the coefficient based on the output of the downstream O 2 sensor, variations in the output characteristics of the upstream O 2 sensor are absorbed and the accuracy of air-fuel ratio control is improved.

【0004】以上のような精密な空燃比制御を実施して
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒の作用により触媒が劣化
してくると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはでき
ない。そこで、従来より、種々の触媒劣化診断装置が提
案されている。第1の従来例に係る装置は、触媒下流側
2 センサによって暖機後のO2 ストレージ効果(過剰
の酸素を保持し未燃焼排気物の浄化に利用する機能)の
低下を検出することにより、触媒の劣化を診断するもの
である。すなわち、触媒の劣化は暖機後の浄化性能の低
下に結果するが、この装置は、O2 ストレージ効果の低
下を浄化性能の低下と推定し、下流側O2 センサの出力
信号を使用して、フィードバック周波数、軌跡比等を求
め、O2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化を
診断するのである(例えば、特開平5-263686号公報参
照)。
Even if the above-mentioned precise air-fuel ratio control is carried out, sufficient exhaust gas purification performance cannot be obtained if the catalyst deteriorates due to the heat of exhaust gas or poisoning of lead or the like. . Therefore, various catalyst deterioration diagnosing devices have been conventionally proposed. The apparatus according to the first conventional example detects the decrease in the O 2 storage effect (the function of holding excess oxygen and utilizing it for purification of unburned exhaust gas) after warm-up by the catalyst downstream O 2 sensor. , To diagnose the deterioration of the catalyst. That is, the deterioration of the catalyst results in the deterioration of the purification performance after warming up, but this device estimates that the deterioration of the O 2 storage effect is the deterioration of the purification performance and uses the output signal of the downstream O 2 sensor. The deterioration of the catalyst is diagnosed by detecting the feedback frequency, the locus ratio, etc., and the deterioration of the O 2 storage effect is detected (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. Hei5-263686).

【0005】また、第2の従来例に係る触媒劣化診断装
置は、温度センサによって触媒温度を検出し、その触媒
温度を判定基準値と比較して触媒の劣化を診断するもの
である。すなわち、触媒の劣化は低温活性の低下に結果
するが、この装置は、運転状態により定まる所定の値よ
りも触媒温度が低下したときに、触媒劣化と診断するの
である(例えば、特開平 2-27109号公報参照)。
Further, the catalyst deterioration diagnosing device according to the second conventional example is for diagnosing the catalyst deterioration by detecting the catalyst temperature by a temperature sensor and comparing the catalyst temperature with a judgment reference value. That is, catalyst deterioration results in a decrease in low-temperature activity, but this device diagnoses catalyst deterioration when the catalyst temperature falls below a predetermined value determined by operating conditions (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2- 27109 gazette).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術に係る触媒劣化診断装置は、必ずしも正確な診
断を保証するものではない。まず、前記した第1の従来
例に係る装置では、O2ストレージ効果の低下をもって
浄化性能の低下と推定しているが、触媒のO2 ストレー
ジ量と浄化性能とは、1対1に対応しない場合が存在す
るのである。すなわち、鉛、オイル等による触媒被毒に
よりO2 ストレージ量がたとえ大きくても浄化性能が悪
い場合や、その逆に、O2 ストレージ量は小さいが浄化
性能は低下していない(エミッションが悪化していな
い)場合もあり、O2 ストレージ効果だけでは、触媒の
劣化を一義的に診断することはできない。
However, these catalyst deterioration diagnosing apparatuses according to the prior arts do not always guarantee accurate diagnosis. First, in the device according to the first conventional example described above, it is estimated that the reduction of the O 2 storage effect results in the reduction of the purification performance, but the O 2 storage amount of the catalyst and the purification performance do not have a one-to-one correspondence. There are cases. That is, even if the O 2 storage amount is large, the purification performance is poor due to catalyst poisoning by lead, oil, or the like, or conversely, the O 2 storage amount is small but the purification performance is not deteriorated (emission is deteriorated. In some cases, the deterioration of the catalyst cannot be uniquely diagnosed only by the O 2 storage effect.

【0007】また、前記した第2の従来例に係る触媒劣
化診断装置においては、温度センサによって触媒温度又
は触媒出ガス温度が測定されるが、その取付位置によっ
ては、触媒又は触媒出ガスの部分的な温度が測定される
こととなり、正確な診断が行われない可能性がある。ま
た、排気系では、場合によっては800°C程度の高温
となるため、高温状態でも耐えうる信頼性が温度センサ
に要求されるが、このような信頼性を確保した上で、な
おかつ、低温側でも精度が良いというような温度センサ
は、現在、開発されていない状況にある。さらに、コス
ト上の不利益が存在することは言うまでもない。
Further, in the catalyst deterioration diagnosing device according to the second conventional example described above, the catalyst temperature or the catalyst discharge gas temperature is measured by the temperature sensor. Therefore, accurate temperature may be measured, and accurate diagnosis may not be performed. In addition, in the exhaust system, the temperature sensor may have a high temperature of about 800 ° C. in some cases, and therefore, the temperature sensor is required to have reliability that can withstand high temperature conditions. However, a temperature sensor with high accuracy has not been developed yet. Furthermore, it goes without saying that there are cost disadvantages.

【0008】以上の説明からわかるように、触媒の劣化
は、低温活性の低下と暖機後の浄化性能の低下とに表れ
る。従来、触媒下流側O2 センサは、暖機後の浄化性能
低下を検出すべくO2 ストレージ効果の低下を検出する
ために利用されていたが、その触媒下流側O2 センサに
より、低温活性の低下をも検出することができれば、暖
機後のO2 ストレージ効果の低下に基づく従来の診断と
組み合わされて、コストの上昇を招くことなく、より正
確な診断が可能となろう。
As can be seen from the above description, the deterioration of the catalyst is represented by a decrease in low temperature activity and a decrease in purification performance after warming up. Conventionally, the catalyst downstream O 2 sensor has been utilized to detect a decrease in the O 2 storage effect to detect the purification performance degradation after warm-up, by the catalytic downstream O 2 sensor, the low-temperature activity If a decrease can be detected, a more accurate diagnosis will be possible without incurring an increase in cost, in combination with the conventional diagnosis based on the decrease in the O 2 storage effect after warming up.

【0009】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、触媒
下流側O2 センサにより低温活性の低下を検出し、それ
に基づいて触媒の劣化を診断する触媒劣化診断装置を提
供することにより、暖機後のO2 ストレージ効果の低下
に基づく従来の診断装置と組み合わせてより正確に触媒
の劣化を診断することができるようにし、もって内燃機
関の排出ガス浄化性能の向上を図り、ひいては大気汚染
防止に寄与することにある。
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a catalyst deterioration diagnosing device which detects a decrease in low temperature activity by a catalyst downstream O 2 sensor and diagnoses catalyst deterioration based on the decrease, thereby warming up the catalyst. The deterioration of the catalyst can be diagnosed more accurately by combining with a conventional diagnostic device based on the subsequent reduction of the O 2 storage effect, thereby improving the exhaust gas purification performance of the internal combustion engine and eventually preventing air pollution. To contribute.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒の低温活
性の低下は触媒下流側O2 センサの立ち上がりの遅延に
基づいて検出することができる、という基本的着想に基
づき、以下に記載されるような技術構成を採用すること
により、上記目的を達成するものである。
The present invention is described below based on the basic idea that a decrease in the low temperature activity of the catalyst can be detected based on the delay in the rise of the catalyst downstream O 2 sensor. The above object is achieved by adopting such a technical configuration.

【0011】すなわち、本願第1の発明に係る、内燃機
関の触媒劣化診断装置は、内燃機関の排気ガスを浄化す
る触媒より下流側の排気通路に設けられた下流側空燃比
センサと、該内燃機関の冷間始動時から前記下流側空燃
比センサが活性化するまでの期間を計測する期間計測手
段と、前記期間計測手段によって計測された期間が所定
の基準値よりも大きいときに該触媒が劣化したと判定す
る劣化判定手段と、を具備する。
That is, the catalyst deterioration diagnosing device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention includes a downstream side air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of a catalyst for purifying exhaust gas of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. Period measurement means for measuring the period from the cold start of the engine until the downstream side air-fuel ratio sensor is activated, and the catalyst when the period measured by the period measurement means is larger than a predetermined reference value. Deterioration determining means for determining deterioration.

【0012】また、本願第2の発明に係る、内燃機関の
触媒劣化診断装置は、内燃機関の排気ガスを浄化する触
媒より下流側の排気通路に設けられた下流側空燃比セン
サと、該内燃機関の冷間始動時より、前記下流側空燃比
センサの暖機に影響を及ぼす1又は2以上の因子に応じ
たカウントアップ値を所定の周期で積算していき、前記
下流側空燃比センサが活性化した時点における積算値を
求める暖機因子積算手段と、前記暖機因子積算手段によ
って求められた積算値が所定の基準値よりも大きいとき
に該触媒が劣化したと判定する劣化判定手段と、を具備
する。
A catalyst deterioration diagnosing device for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention includes a downstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of a catalyst for purifying exhaust gas of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. From the cold start of the engine, the count-up value according to one or more factors affecting the warm-up of the downstream side air-fuel ratio sensor is integrated in a predetermined cycle, and the downstream side air-fuel ratio sensor is Warm-up factor integrating means for obtaining an integrated value at the time of activation, and deterioration determining means for determining that the catalyst has deteriorated when the integrated value obtained by the warm-up factor integrating means is larger than a predetermined reference value. , Are provided.

【0013】[0013]

【作用】触媒が劣化すると、その低温活性が低下する。
そうなると、触媒出ガス温度の立ち上がりが遅くなり、
その結果、触媒より下流側にある空燃比センサの暖機も
遅くなり、最終的には触媒下流側空燃比センサの出力の
活性化(立ち上がり)が遅延することとなる。上述の如
く構成された、第1の発明に係る触媒劣化診断装置にお
いては、そのような下流側空燃比センサの活性化期間が
計測され、その計測値が所定の基準値よりも大きいとき
に触媒が劣化したと判定される。
When the catalyst deteriorates, its low temperature activity decreases.
If that happens, the rise of the catalyst outlet gas temperature will be delayed,
As a result, the warm-up of the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst is also delayed, and finally the activation (rise) of the output of the catalyst downstream-side air-fuel ratio sensor is delayed. In the catalyst deterioration diagnosis device according to the first aspect of the present invention configured as described above, the activation period of such a downstream side air-fuel ratio sensor is measured, and the catalyst is detected when the measured value is larger than a predetermined reference value. Is determined to have deteriorated.

【0014】また、第2の発明に係る触媒劣化診断装置
においては、下流側空燃比センサの暖機に影響を及ぼす
因子がさらに考慮されているため、運転状態の変化にか
かわらず、より正確な触媒劣化診断がなされることとな
る。
Further, in the catalyst deterioration diagnosing device according to the second aspect of the present invention, since the factor affecting the warming-up of the downstream side air-fuel ratio sensor is further taken into consideration, a more accurate irrespective of the change of the operating state is achieved. A catalyst deterioration diagnosis will be made.

【0015】[0015]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は、本発明の一実施例に係る触媒劣化
診断装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。エンジン20の燃焼に必要な空気は、エアクリーナ
2でろ過され、スロットルボデー4を通ってサージタン
ク(インテークマニホルド)6で各気筒の吸気管7に分
配される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデ
ー4に設けられたスロットル弁5により調節されるとと
もに、エアフローメータ40により計測される。また、
吸入空気温度は、吸気温センサ43により検出される。
さらに、吸気管圧力は、バキュームセンサ41によって
検出される。
FIG. 1 is an overall schematic view of an electronically controlled internal combustion engine equipped with a catalyst deterioration diagnosing device according to an embodiment of the present invention. Air required for combustion in the engine 20 is filtered by the air cleaner 2, passes through the throttle body 4, and is distributed to the intake pipe 7 of each cylinder at the surge tank (intake manifold) 6. The intake air flow rate is adjusted by the throttle valve 5 provided on the throttle body 4 and measured by the air flow meter 40. Also,
The intake air temperature is detected by the intake air temperature sensor 43.
Further, the intake pipe pressure is detected by the vacuum sensor 41.

【0017】また、スロットル弁5の開度は、スロット
ル開度センサ42により検出される。また、スロットル
弁5が全閉状態のときには、アイドルスイッチ52がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁5をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路8には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁(ISCV)66
が設けられている。
The opening of the throttle valve 5 is detected by the throttle opening sensor 42. When the throttle valve 5 is fully closed, the idle switch 52 is turned on, and the output of the throttle fully closed signal is active. In addition, an idle speed control valve (ISCV) 66 for adjusting the air flow rate during idling is provided in the idle adjust passage 8 that bypasses the throttle valve 5.
Is provided.

【0018】一方、燃料タンク10に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ11によりくみ上げられ、燃料配管12
を経て燃料噴射弁60により吸気管7に噴射される。
On the other hand, the fuel stored in the fuel tank 10 is pumped up by the fuel pump 11, and the fuel pipe 12
Then, the fuel is injected into the intake pipe 7 by the fuel injection valve 60.

【0019】吸気管7では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁24を介してエンジン本体すなわ
ち気筒(シリンダ)20の燃焼室21に吸入される。燃
焼室21において、混合気は、ピストンにより圧縮され
た後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。その
ような点火は、点火信号を受けたイグナイタ62が、点
火コイル63の1次電流の通電及び遮断を制御し、その
2次電流が、点火ディストリビュータ64を介してスパ
ークプラグ65に供給されることによりなされる。
In the intake pipe 7, air and fuel are mixed,
The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 21 of the engine body, that is, the cylinder 20 via the intake valve 24. In the combustion chamber 21, the air-fuel mixture is compressed by the piston and then ignited to explode and burn to generate power. In such ignition, the igniter 62 receiving the ignition signal controls the energization and interruption of the primary current of the ignition coil 63, and the secondary current is supplied to the spark plug 65 via the ignition distributor 64. Made by.

【0020】なお、点火ディストリビュータ64には、
その軸が例えばクランク角(CA)に換算して720°
CAごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ50、及び30°CAごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ51が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ53によって検出される。また、エン
ジン20は、冷却水通路22に導かれた冷却水により冷
却され、その冷却水温度は、水温センサ44によって検
出される。
The ignition distributor 64 includes:
Its axis is, for example, 720 ° converted to crank angle (CA)
A reference position detection sensor 50 that generates a reference position detection pulse for each CA and a crank angle sensor 51 that generates a position detection pulse for each 30 ° CA are provided. The actual vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor 53 that generates an output pulse representing the vehicle speed. The engine 20 is cooled by the cooling water guided to the cooling water passage 22, and the temperature of the cooling water is detected by the water temperature sensor 44.

【0021】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
26を介して排気マニホルド30に放出され、次いで排
気管34に導かれる。なお、排気管34には、排気ガス
中の酸素濃度を検出する第1のO2 センサ(触媒上流側
2 センサ)45が設けられている。さらにそれより下
流の排気系には、触媒コンバータ38が設けられてお
り、その触媒コンバータ38には、排気ガス中の未燃成
分(HC,CO)の酸化と窒素酸化物(NOx )の還元
とを同時に促進する三元触媒が収容されている。こうし
て触媒コンバータ38において浄化された排気ガスが大
気中に排出される。
The combusted air-fuel mixture is discharged as exhaust gas to the exhaust manifold 30 via the exhaust valve 26, and is then guided to the exhaust pipe 34. The exhaust pipe 34 is provided with a first O 2 sensor (catalyst upstream O 2 sensor) 45 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. Further, a catalytic converter 38 is provided in the exhaust system downstream thereof, and the catalytic converter 38 oxidizes unburned components (HC, CO) and reduces nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas. A three-way catalyst that simultaneously promotes and is housed. The exhaust gas thus purified by the catalytic converter 38 is discharged into the atmosphere.

【0022】また、このエンジンは、いわゆるダブルO
2 センサシステムとして空燃比フィードバック制御を実
施するエンジンであり、触媒コンバータ38より下流の
排気系には、第2のO2 センサ(触媒下流側O2 セン
サ)46が設けられている。
This engine is a so-called double O engine.
The two- sensor system is an engine that performs air-fuel ratio feedback control, and a second O 2 sensor (catalyst downstream side O 2 sensor) 46 is provided in the exhaust system downstream of the catalytic converter 38.

【0023】エンジン電子制御ユニット(エンジンEC
U)70は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御などを実行するマイクロコンピュータシステ
ムであり、そのハードウェア構成は、図2のブロック図
に示される。リードオンリメモリ(ROM)73に格納
されたプログラム及び各種のマップに従って、中央処理
装置(CPU)71は、各種センサ及びスイッチからの
信号をA/D変換回路75又は入力インタフェース回路
76を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理
を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路77a〜
77cを介して各種アクチュエータ用制御信号を出力す
る。ランダムアクセスメモリ(RAM)74は、その演
算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場所とし
て使用される。また、バックアップRAM79は、バッ
テリ(図示せず)に直接接続されることにより電力の供
給を受け、イグニションスイッチがオフの状態において
も保持されるべきデータ(例えば、各種の学習値)を格
納するために使用される。また、これらのECU内の各
構成要素は、アドレスバス、データバス、及びコントロ
ールバスからなるシステムバス72によって接続されて
いる。
Engine electronic control unit (engine EC
U) 70 is a microcomputer system that executes fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, etc., and its hardware configuration is shown in the block diagram of FIG. The central processing unit (CPU) 71 inputs signals from various sensors and switches through the A / D conversion circuit 75 or the input interface circuit 76 according to the programs stored in the read-only memory (ROM) 73 and various maps. Then, the arithmetic processing is executed based on the input signal, and the drive control circuits 77a ...
Control signals for various actuators are output via 77c. The random access memory (RAM) 74 is used as a temporary data storage location in the arithmetic / control processing process. Further, the backup RAM 79 is supplied with power by being directly connected to a battery (not shown), and stores data (for example, various learning values) to be held even when the ignition switch is off. Used for. Further, each component in these ECUs is connected by a system bus 72 including an address bus, a data bus, and a control bus.

【0024】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関(エンジン)において実行されるECU70のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。燃料噴射制
御は、基本的には、エアフローメータ40により計測さ
れる吸入空気流量とクランク角センサ51から得られる
エンジン回転速度とから算出されるエンジン1回転当た
りの吸入空気量に基づいて、所定の空燃比を達成する燃
料噴射量すなわち燃料噴射弁60による噴射時間を演算
し、所定のクランク角に達した時点で燃料を噴射すべ
く、駆動制御回路77aを介して燃料噴射弁60を制御
するものである。なお、エンジン1回転当たりの吸入空
気量は、バキュームセンサ41から得られる吸気管圧力
とエンジン回転速度とによって推定してもよい。そし
て、かかる燃料噴射量演算の際には、スロットル開度セ
ンサ42、吸気温センサ43、水温センサ44等の各セ
ンサからの信号に基づく基本的な補正、O2 センサ4
5,46からの信号に基づく空燃比フィードバック補
正、及びそのフィードバック補正値の中央値が理論空燃
比となるようにする空燃比学習補正、等を加える。
The engine control processing of the ECU 70 executed in the internal combustion engine (engine) having the above hardware structure will be described below. Basically, the fuel injection control is performed based on the intake air amount per engine revolution calculated from the intake air flow rate measured by the air flow meter 40 and the engine rotation speed obtained from the crank angle sensor 51. A fuel injection amount that achieves an air-fuel ratio, that is, an injection time by the fuel injection valve 60 is calculated, and the fuel injection valve 60 is controlled via the drive control circuit 77a so as to inject fuel when a predetermined crank angle is reached. Is. The intake air amount per engine revolution may be estimated from the intake pipe pressure obtained from the vacuum sensor 41 and the engine rotation speed. When the fuel injection amount is calculated, basic correction based on signals from the throttle opening sensor 42, the intake air temperature sensor 43, the water temperature sensor 44, and the like, the O 2 sensor 4 is performed.
Air-fuel ratio feedback correction based on signals from 5, and 46, and air-fuel ratio learning correction for making the median of the feedback correction values the theoretical air-fuel ratio are added.

【0025】また、点火時期制御は、クランク角センサ
51から得られるエンジン回転速度及びその他のセンサ
からの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、
最適な点火時期を決定し、駆動制御回路77bを介して
イグナイタ62に点火信号を送るものである。
In the ignition timing control, the engine state is comprehensively determined by the engine speed obtained from the crank angle sensor 51 and signals from other sensors.
The optimum ignition timing is determined and an ignition signal is sent to the igniter 62 via the drive control circuit 77b.

【0026】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ52からのスロットル全閉信号及び車速センサ
53からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ44からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路77cを介してISC
V66を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
In the idle speed control, the idle state is detected by the throttle fully closed signal from the idle switch 52 and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 53, and a target determined by the engine cooling water temperature from the water temperature sensor 44 and the like. The rotation speed is compared with the actual engine rotation speed, the control amount is determined according to the difference so that the target rotation speed is obtained, and the ISC is passed through the drive control circuit 77c.
By controlling V66 and adjusting the air amount, the optimum idle rotation speed is maintained.

【0027】以下、本発明に係る触媒劣化診断について
詳細に説明する。まず、第1の発明に係る第1実施例に
ついて説明する。第1の発明は、前述のように、触媒が
劣化すると、最終的に触媒下流側空燃比センサの出力の
活性化(立ち上がり)が遅延するため、内燃機関の冷間
始動時から下流側空燃比センサが活性化するまでの期間
を計測し、その計測された期間が所定の基準値よりも大
きいときに触媒が劣化したと判定するものである。
The catalyst deterioration diagnosis according to the present invention will be described in detail below. First, a first embodiment according to the first invention will be described. In the first aspect of the invention, as described above, when the catalyst deteriorates, the activation (rise) of the output of the catalyst downstream side air-fuel ratio sensor is finally delayed, so that the downstream side air-fuel ratio from the cold start of the internal combustion engine. The period until the sensor is activated is measured, and when the measured period is larger than a predetermined reference value, it is determined that the catalyst has deteriorated.

【0028】具体的には、まず、図3に示される診断条
件判定ルーチンが所定の周期で実行されるように構成さ
れている。このルーチンにおいては、最初、別途実行さ
れている所定の自己故障診断ルーチンにて、触媒下流側
2 センサ46に関して過去に異常が検出されたことを
示す故障コードが、バックアップRAM79に残されて
いるか否かを判定する(ステップ102)。そのような
故障コードが残されているときには、本ルーチンを終了
する。
Specifically, first, the diagnostic condition determination routine shown in FIG. 3 is configured to be executed at a predetermined cycle. In this routine, first, in a predetermined self-failure diagnosis routine that is separately executed, is a failure code indicating that an abnormality has been detected in the past regarding the catalyst downstream side O 2 sensor 46 left in the backup RAM 79? It is determined whether or not (step 102). When such a failure code remains, this routine is ended.

【0029】触媒下流側O2 センサ46に関してそのよ
うな異常がなければ、次に、後述する診断完了フラグが
既に1にセットされているか否かを判定する(ステップ
104)。この診断完了フラグは、イグニションスイッ
チ(図示せず)がオンとされ、それに伴いECU70が
パワーオンされた時点で実行される所定の初期化ルーチ
ンにて0にリセットされている。診断完了フラグが既に
1にセットされているときには、本ルーチンを終了す
る。
If there is no such abnormality with respect to the catalyst downstream side O 2 sensor 46, it is next determined whether or not a diagnosis completion flag, which will be described later, is already set to 1 (step 104). The diagnosis completion flag is reset to 0 by a predetermined initialization routine executed when the ignition switch (not shown) is turned on and the ECU 70 is powered on accordingly. When the diagnosis completion flag has already been set to 1, this routine ends.

【0030】診断完了フラグが0のときには、所定の診
断開始フラグが既に1にセットされているか否かを判定
する(ステップ106)。この診断開始フラグも、前述
の診断完了フラグと同様に、初期化ルーチンで当初0に
リセットされている。既に診断開始フラグが1にセット
されているときには、本ルーチンを終了する。
When the diagnosis completion flag is 0, it is judged whether or not a predetermined diagnosis start flag is already set to 1 (step 106). This diagnosis start flag is also initially reset to 0 in the initialization routine, similarly to the diagnosis completion flag described above. If the diagnosis start flag has already been set to 1, this routine ends.

【0031】診断開始フラグが0のときには、吸気温セ
ンサ43からの出力信号に基づいて、現在の吸気温TH
Aが、冷間始動時と認められる所定の範囲(a≦THA
≦b)に入っているか否かをチェックする(ステップ1
08)。このようなチェックをするのは、誤診断を生ず
るおそれのある極低温領域(THA<a)や、燃料噴射
量の冷間時増量が少ない高温領域(b<THA)におけ
るエンジン始動の場合に、触媒劣化診断の実行を抑止す
る必要があるためである。吸気温THAが当該所定範囲
にないときには、本ルーチンを終了する。
When the diagnosis start flag is 0, the current intake air temperature TH is detected based on the output signal from the intake air temperature sensor 43.
A is within a predetermined range (a ≤ THA that is recognized as a cold start
Check if ≦ b) (step 1)
08). Such a check is performed when the engine is started in a very low temperature range (THA <a) where a false diagnosis may occur or in a high temperature range (b <THA) where the fuel injection amount is small during cold increase. This is because it is necessary to suppress the execution of catalyst deterioration diagnosis. When the intake air temperature THA is not within the predetermined range, this routine is ended.

【0032】吸気温が前記した所定範囲に入っていると
きには、さらに、水温センサ44からの出力信号に基づ
いて、現在のエンジン冷却水温THWが、冷間始動時と
認められる所定の範囲(c≦THW≦d)に入っている
か否かをチェックする(ステップ110)。このチェッ
クの趣旨も、前記した吸気温THAのチェックの趣旨と
同一である。水温THWが当該所定範囲にないときに
は、本ルーチンを終了する。
When the intake air temperature is within the above-described predetermined range, the current engine cooling water temperature THW is further determined based on the output signal from the water temperature sensor 44 within a predetermined range (c≤ It is checked whether THW ≦ d) (step 110). The purpose of this check is the same as the purpose of checking the intake air temperature THA described above. When the water temperature THW is not within the predetermined range, this routine ends.

【0033】水温THWも当該所定範囲にあれば、診断
開始フラグを1にセットする(ステップ112)。こう
することにより、ステップ108以降の処理は、各トリ
ップ(イグニションスイッチがオンされてからオフされ
るまでの1回の走行)において1回のみ実行されること
となる(ただし、高温始動時を除く)。次いで、現在の
水温THWに基づいて、図4に示されるマップを検索す
ることにより、所定の判定基準値TRを求める(ステッ
プ114)。なお、この判定基準値TRは、始動時水温
THWがある値にあるときに、触媒が劣化していなけれ
ば、触媒下流側O2 センサ46が当然に活性化するであ
ろう所要時間を表している。その内容は、実験等により
決定されたものであり、予めROM73に格納されてい
る。また、水温THWに吸気温THAを加えた2次元マ
ップとしてもよい。このような診断条件判定ルーチンに
より求められた判定基準値TRは、次に説明される触媒
劣化診断ルーチンで使用される。
If the water temperature THW is also within the predetermined range, the diagnosis start flag is set to 1 (step 112). By doing so, the processes after step 108 are executed only once in each trip (one run from when the ignition switch is turned on until when the ignition switch is turned off) (except at the time of high temperature start). ). Next, a predetermined determination reference value TR is obtained by searching the map shown in FIG. 4 based on the current water temperature THW (step 114). It should be noted that this determination reference value TR represents the time required for the catalyst downstream side O 2 sensor 46 to be naturally activated when the catalyst is not deteriorated when the starting water temperature THW is at a certain value. There is. The content is determined by experiments and the like and is stored in the ROM 73 in advance. Further, it may be a two-dimensional map in which the intake air temperature THA is added to the water temperature THW. The judgment reference value TR obtained by such a diagnosis condition judgment routine is used in the catalyst deterioration diagnosis routine described next.

【0034】図5は、第1実施例に係る触媒劣化診断ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。このル
ーチンでは、まず、診断完了フラグが既に1にセットさ
れているか否かを判定し(ステップ202)、診断完了
フラグが1のときには本ルーチンを終了する。一方、診
断完了フラグが未だ0のときには、前記した診断開始フ
ラグが1にセットされているか否かを判定する(ステッ
プ204)。診断開始フラグが0のときには、本ルーチ
ンを終了する。
FIG. 5 is a flow chart showing the processing procedure of the catalyst deterioration diagnosis routine according to the first embodiment. In this routine, first, it is judged whether or not the diagnosis completion flag is already set to 1 (step 202), and when the diagnosis completion flag is 1, this routine is ended. On the other hand, when the diagnosis completion flag is still 0, it is determined whether or not the diagnosis start flag is set to 1 (step 204). When the diagnosis start flag is 0, this routine ends.

【0035】一方、診断開始フラグが1となっていると
きには、燃料噴射制御において現在、冷間増量を実行中
であるか否かを判定する(ステップ206)。一般に、
低温始動直後においては、燃料の気化が悪くて、吸気系
の壁面に付着する燃料の量が多く、燃焼に寄与する混合
気がリーン傾向となる。この冷間増量は、それを防止す
るために燃料噴射量を増量するものである。冷間増量実
行中でなければ、本ルーチンを終了する。
On the other hand, when the diagnosis start flag is 1, it is determined whether or not the cold increase is currently being executed in the fuel injection control (step 206). In general,
Immediately after the cold start, the vaporization of the fuel is poor, the amount of the fuel adhering to the wall surface of the intake system is large, and the air-fuel mixture contributing to the combustion tends to be lean. This cold increase is to increase the fuel injection amount in order to prevent it. If the cold amount increase is not being executed, this routine ends.

【0036】ステップ206にて冷間増量実行中と判定
されたときには、所定の活性化期間カウンタTUPの値
を1だけインクリメントする(ステップ210)。な
お、このカウンタTUPの値は、パワーオン時に実行さ
れる初期化ルーチンにて0にクリアされている。次い
で、触媒下流側O2 センサ46の出力電圧VSOとリッ
チ/リーンの判定しきい値VR(例えば4.5V)とを
比較することにより、当該センサがリッチ(VSO≧V
R)を示しているかリーンを示しているか(VSO<V
R)、すなわち当該センサが活性化したか否かを判定す
る(ステップ212)。VSO<VRのとき、すなわち
触媒下流側O2 センサ46が未だ活性化していないとき
には、本ルーチンを終了する。
When it is determined in step 206 that the cold increase is being executed, the value of the predetermined activation period counter TUP is incremented by 1 (step 210). The value of the counter TUP is cleared to 0 in the initialization routine executed when the power is turned on. Next, by comparing the output voltage VSO of the catalyst downstream side O 2 sensor 46 with the rich / lean determination threshold value VR (for example, 4.5 V), the sensor is rich (VSO ≧ VSO).
R) or lean (VSO <V
R), that is, whether or not the sensor has been activated (step 212). When VSO <VR, that is, when the catalyst downstream side O 2 sensor 46 is not activated yet, this routine is ended.

【0037】このようにしてO2 センサの活性化を判断
することができる理由について説明する。O2 センサ
は、素子温が低い(約400°C以下)と、不活性状
態、すなわち内部抵抗が大きいために酸素濃度に応じた
充分な起電力を発生させることができない状態にある。
つまり、この状態では、空燃比がたとえリッチであって
も、O2 センサは約1Vの出力電圧を発生させることが
できず、VSO<VRとなり、リーンと判定される。冷
間増量実行中においては、空燃比がリッチとなっている
ため、実際にVSO≧VRすなわちリッチと判定されれ
ば、O2 センサが活性化したと判断することができるこ
ととなる。
The reason why the activation of the O 2 sensor can be determined in this way will be described. When the element temperature is low (about 400 ° C. or less), the O 2 sensor is in an inactive state, that is, it is in a state in which a sufficient electromotive force corresponding to the oxygen concentration cannot be generated because the internal resistance is large.
That is, in this state, even if the air-fuel ratio is rich, the O 2 sensor cannot generate an output voltage of about 1 V, VSO <VR, and it is determined to be lean. Since the air-fuel ratio is rich during the cold increase, it is possible to determine that the O 2 sensor is activated if it is actually determined that VSO ≧ VR, that is, rich.

【0038】一方、VSO≧VRのとき、すなわち触媒
下流側O2 センサ46が活性化していると判定されたと
きには、前述の診断条件判定ルーチンにより既に求めら
れている判定基準値TRとその時点におけるカウンタT
UPの値とを比較する(ステップ214)。そして、T
UP≧TRのときには、触媒下流側O2 センサ46の活
性化に要する時間が異常にかかりすぎているため、触媒
が劣化したと判断して、所定の触媒異常フラグを1にセ
ットし(ステップ216)、バックアップRAM79に
格納する。この触媒異常フラグが1にセットされたこと
は、別途実行される所定の処理にて認識され、適当な手
段によりユーザに報知されることとなる。一方、TUP
<TRのときには、触媒下流側O2 センサ46が正常に
活性化しているため、触媒は劣化していないと判断し
て、触媒異常フラグを0とする(ステップ218)。
On the other hand, when VSO ≧ VR, that is, when it is determined that the catalyst downstream-side O 2 sensor 46 is activated, the determination reference value TR already obtained by the above-mentioned diagnostic condition determination routine and the time point at that time. Counter T
The value of UP is compared (step 214). And T
When UP ≧ TR, the time required to activate the catalyst downstream-side O 2 sensor 46 is abnormally long, so it is determined that the catalyst has deteriorated, and a predetermined catalyst abnormality flag is set to 1 (step 216). ), And stores it in the backup RAM 79. The fact that the catalyst abnormality flag is set to 1 is recognized by a predetermined process executed separately, and is notified to the user by an appropriate means. On the other hand, TUP
When <TR, the catalyst downstream-side O 2 sensor 46 is normally activated, so it is determined that the catalyst has not deteriorated, and the catalyst abnormality flag is set to 0 (step 218).

【0039】ステップ216又は218の後に実行され
るステップ220では、前記した診断完了フラグを1に
セットする。これにより、ステップ104(図3の診断
条件判定ルーチン)又はステップ202に示されるよう
に、次のトリップまで触媒劣化診断は抑止されることと
なる。こうして、今回のトリップにおける触媒劣化診断
が終了する。
In step 220 executed after step 216 or 218, the above-mentioned diagnosis completion flag is set to 1. As a result, the catalyst deterioration diagnosis is suppressed until the next trip, as shown in step 104 (diagnosis condition determination routine of FIG. 3) or step 202. Thus, the catalyst deterioration diagnosis in this trip is completed.

【0040】次に、第2の発明に係る第2実施例につい
て説明する。第1実施例がセンサ活性化時間のみを考慮
したのに対し、この第2実施例は、触媒下流側O2 セン
サ46の暖機に影響を及ぼす因子をさらに考慮すること
により、運転状態の変化に影響されない、より正確な触
媒劣化診断を実行しようとするものである。
Next, a second embodiment according to the second invention will be described. While the first embodiment considers only the sensor activation time, this second embodiment further considers the factors that affect the warm-up of the catalyst downstream side O 2 sensor 46 to change the operating state. It is intended to perform a more accurate catalyst deterioration diagnosis that is not affected by.

【0041】図6は、第2実施例に係る診断条件判定ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステッ
プ302〜312は、第1実施例に係る診断条件判定ル
ーチンのステップ102〜112(図3)と同一である
ため、その説明は省略する。そして、最後のステップ3
14では、現在の水温THWに基づいて、図7に示され
るマップを検索することにより、所定の判定基準値FR
を求める。この判定基準値FRは、水温THWがある値
にあるときの始動時から、センサの暖機に影響を及ぼす
因子を積算していったときに、センサが活性化した時点
において触媒が劣化していなければ当然にその積算値が
それ未満になるであろうという値を表している。かかる
因子として、この実施例では、吸入空気量Q、吸気温T
HA、及び車速SPDを採用する。そのマップの内容
は、実験等により決定されたものであり、予めROM7
3に格納されている。
FIG. 6 is a flow chart showing the processing procedure of the diagnostic condition judging routine according to the second embodiment. Steps 302 to 312 are the same as steps 102 to 112 (FIG. 3) of the diagnostic condition determination routine according to the first embodiment, so description thereof will be omitted. And the final step 3
In 14, the predetermined determination reference value FR is obtained by searching the map shown in FIG. 7 based on the current water temperature THW.
Ask for. The determination reference value FR is such that the catalyst has deteriorated at the time when the sensor is activated, when the factors that affect the warm-up of the sensor are integrated from the start when the water temperature THW has a certain value. If not, the integrated value naturally represents a value that is less than that. As such factors, in this embodiment, the intake air amount Q and the intake air temperature T are
HA and vehicle speed SPD are adopted. The contents of the map are those determined by experiments and the like, and are stored in the ROM 7 in advance.
Stored in 3.

【0042】図8は、第2実施例に係る触媒劣化診断ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステッ
プ402〜406は、第1実施例のステップ202〜2
06と同一である。ステップ406にて冷間増量中と判
定されたときには、所定の暖機因子積算カウンタFUP
のカウントアップ量を求めるために、センサの暖機に影
響を及ぼす因子、すなわち吸入空気量Q、吸気温TH
A、及び車速SPDに基づいて、図9、図10、及び図
11に示されるマップを検索して、基本カウントアップ
量FB、吸気温補正係数KA、及び車速補正係数KSを
それぞれ求める(ステップ408)。
FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the catalyst deterioration diagnosis routine according to the second embodiment. Steps 402 to 406 are steps 202 to 2 of the first embodiment.
It is the same as 06. When it is determined in step 406 that the cold amount is being increased, a predetermined warm-up factor integration counter FUP is set.
In order to obtain the count-up amount of the intake air, the factors that affect the warm-up of the sensor
Based on A and the vehicle speed SPD, the maps shown in FIGS. 9, 10, and 11 are searched to obtain the basic count-up amount FB, the intake temperature correction coefficient KA, and the vehicle speed correction coefficient KS, respectively (step 408). ).

【0043】図9に示されるように、吸入空気量Qが増
大するにつれて基本カウントアップ量FBも増大するの
は、吸入空気量が多いほど、排気ガス量も多く、O2
ンサが早く暖機せしめられるためである。なお、この基
本カウントアップ量FBの値は、車両重量、触媒位置、
触媒サイズ、変速機構等によって異なるため、試験によ
って求められる。また、図10に示されるように、吸気
温THAが高くなるにつれて吸気温補正係数KAを増大
させ、従って、基本カウントアップ量FBを増大させる
方向に補正する必要があるのは、吸気温THAが高い
程、排気温も高くなり、O2 センサの暖機が促進される
からである。また、図11に示されるように、車速SP
Dが大きくなるにつれて車速補正係数KSを減少させ、
従って、基本カウントアップ量FBを減少させる方向に
補正する必要があるのは、車速SPDが大きい程、走行
風によってO2 センサが冷却され、その暖機が遅れるた
めである。なお、これらのマップは、予めROM73に
格納されている。
As shown in FIG. 9, as the intake air amount Q increases, the basic count-up amount FB also increases because the intake air amount increases, the exhaust gas amount increases, and the O 2 sensor warms up faster. This is because they are punished. The value of the basic count-up amount FB depends on the vehicle weight, the catalyst position,
Since it depends on the catalyst size, speed change mechanism, etc., it is determined by testing. Further, as shown in FIG. 10, it is necessary to correct the intake air temperature correction coefficient KA as the intake air temperature THA rises, and thus to increase the basic count-up amount FB. This is because the higher the temperature, the higher the exhaust temperature, and the warming up of the O 2 sensor is promoted. In addition, as shown in FIG. 11, the vehicle speed SP
The vehicle speed correction coefficient KS decreases as D increases,
Therefore, it is necessary to correct the basic count-up amount FB in the direction of decreasing it because the higher the vehicle speed SPD is, the more the traveling wind cools the O 2 sensor and the warm-up thereof is delayed. Note that these maps are stored in the ROM 73 in advance.

【0044】次いで、このようにして求められた基本カ
ウントアップ量FB、吸気温補正係数KA、及び車速補
正係数KSにより、次式に示されるように、暖機因子積
算カウンタFUPをカウントアップする(ステップ41
0)。 FUP←FUP+FB*KA*KS なお、このカウンタFUPの値は、パワーオン時に実行
される初期化ルーチンにて0に初期化されている。その
後のステップ412〜420の内、第1実施例のステッ
プ212〜220(図5)と相違するのは、ステップ4
14のみである。すなわち、ステップ414では、暖機
因子積算カウンタFUPの値を、前述の診断条件判定ル
ーチンで求められている判定基準値FRと比較して、触
媒劣化を判定する。このように、第2実施例によれば、
触媒下流側O2 センサ46の暖機に影響を及ぼす因子が
考慮されているため、運転状態の変化にかかわらず、よ
り正確な触媒劣化診断がなされることとなる。
Then, based on the basic count-up amount FB, the intake air temperature correction coefficient KA and the vehicle speed correction coefficient KS thus obtained, the warm-up factor integration counter FUP is counted up as shown in the following equation ( Step 41
0). FUP ← FUP + FB * KA * KS The value of the counter FUP is initialized to 0 by the initialization routine executed at power-on. Of the subsequent steps 412 to 420, step 4 is different from steps 212 to 220 (FIG. 5) of the first embodiment.
Only 14 That is, in step 414, the catalyst deterioration is determined by comparing the value of the warm-up factor integration counter FUP with the determination reference value FR obtained in the above-mentioned diagnostic condition determination routine. Thus, according to the second embodiment,
Since factors that affect the warm-up of the catalyst downstream side O 2 sensor 46 are taken into consideration, more accurate catalyst deterioration diagnosis can be performed regardless of changes in the operating state.

【0045】最後に、O2 センサがヒータ付のものであ
る場合において本発明を適用するときのヒータ制御方法
について説明する。すなわち、触媒下流側においては、
排気温度が低くなるため、下流側O2 センサの素子温を
活性状態に保つべく(特にアイドル運転時や軽負荷
時)、下流側O2 センサにヒータを設け、運転状態に応
じてヒータに供給する電力を制御し、O2 センサ素子温
を一定に保持する場合がある。
Finally, a heater control method when the present invention is applied to the case where the O 2 sensor has a heater will be described. That is, on the downstream side of the catalyst,
Since the exhaust temperature becomes low, a heater is provided in the downstream O 2 sensor to maintain the element temperature of the downstream O 2 sensor in an active state (especially during idle operation or light load), and the heater is supplied according to the operating state. In some cases, the electric power to be controlled is controlled to keep the O 2 sensor element temperature constant.

【0046】この場合、冷間始動時においては、O2
ンサ素子温が低いため、ヒータに大きな電力を供給し、
2 センサの暖機が速められるよう制御される。ところ
が、本発明では、下流側O2 センサの活性化までの期間
に基づいて触媒の劣化を診断する。そのため、かかる場
合において本発明を適用するときには、劣化診断時にヒ
ータ付O2 センサのヒータへの電力供給を停止し、触媒
出ガス温度のみによって下流側O2 センサを暖機せし
め、劣化診断完了後にヒータへの電力供給を開始するよ
うにする。
In this case, at the time of cold start, since the temperature of the O 2 sensor element is low, a large electric power is supplied to the heater,
The warm-up of the O 2 sensor is controlled to be accelerated. However, in the present invention, the deterioration of the catalyst is diagnosed based on the period until the activation of the downstream O 2 sensor. Therefore, when the present invention is applied in such a case, power supply to the heater of the O 2 sensor with a heater is stopped at the time of deterioration diagnosis, the downstream O 2 sensor is warmed up only by the catalyst outlet gas temperature, and after the deterioration diagnosis is completed. Start power supply to the heater.

【0047】具体的なヒータ制御処理手順を図12に示
す。このルーチンは、所定時間ごとに実行されるもので
ある。この図に示されるように、「診断開始フラグ=
1、かつ、診断完了フラグ=0」のとき、すなわち劣化
診断実行中のときには、ヒータへの通電を停止する(ス
テップ502,504,506)。そして、劣化診断実
行中でないときには、ヒータに通電すべき運転状態にあ
るか否かを判断し(ステップ508)、通電すべき運転
状態のときには、その運転状態に応じて定められる電力
をヒータに供給する(ステップ508)。
FIG. 12 shows a specific heater control processing procedure. This routine is executed every predetermined time. As shown in this figure, "diagnosis start flag =
1 and the diagnosis completion flag = 0 ", that is, when the deterioration diagnosis is being executed, the power supply to the heater is stopped (steps 502, 504, 506). Then, when the deterioration diagnosis is not being executed, it is determined whether or not the heater is in an operating state in which the heater should be energized (step 508). When the operating state is in which the heater is energized, the electric power determined according to the operating state is supplied to the heater. (Step 508).

【0048】また、場合によっては、触媒上流側O2
ンサにもヒータを設けることがある。その場合には、次
のように制御すればよい。すなわち、上流側のヒータに
は即座に電力を供給して活性化させ、劣化診断中に触媒
に供給される排気ガスの空燃比がリッチであることを監
視する。その理由は、下流側O2 センサが劣化していな
くとも、空燃比がリーンの場合には、下流側O2 センサ
はリッチ出力を示さないため、活性化期間又は暖機因子
積算値が大きくなり、誤診断の可能性があるためであ
る。つまり、本発明では冷間増量実行中に触媒劣化が診
断されるようにしているが、燃料噴射弁のつまり等によ
って実際の空燃比がリーンとなっている場合もあり、そ
の場合には誤診断を防止する必要がある。そのために
は、上流側O 2 センサで空燃比がリッチであることを監
視しつつ、下流側O2 センサの活性化を検出するように
すればよい。
In some cases, the catalyst upstream side O2SE
A heater may also be provided in the sensor. In that case,
It may be controlled as follows. That is, the heater on the upstream side
Instantly supplies power to activate the catalyst and
That the air-fuel ratio of the exhaust gas supplied to the
To see. The reason is the downstream O2The sensor has not deteriorated
At least, if the air-fuel ratio is lean, the downstream side O2Sensor
Does not show rich output, so activation period or warm-up factor
This is because the integrated value becomes large and there is a possibility of erroneous diagnosis.
It In other words, in the present invention, catalyst deterioration is diagnosed during cold increase.
Although the fuel injection valve is blocked,
Therefore, the actual air-fuel ratio may be lean,
In case of, it is necessary to prevent misdiagnosis. for that reason
Is the upstream O 2The sensor monitors that the air-fuel ratio is rich.
While watching, the downstream side O2To detect sensor activation
do it.

【0049】以上、本発明の実施例について述べてきた
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とであろう。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, of course.
It will be easy for those skilled in the art to devise various embodiments.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
触媒下流側空燃比センサにより低温活性の低下を検出
し、それに基づいて触媒の劣化を診断する触媒劣化診断
装置が提供される。暖機後のO2 ストレージ効果の低下
に基づく従来の診断装置と本発明の診断装置とを組み合
わせることにより、さらに正確に触媒の劣化を診断する
ことができるようになる。従って、本発明は、内燃機関
の排出ガス浄化性能の向上を促進し、ひいては大気汚染
防止に寄与するものである。
As described above, according to the present invention,
There is provided a catalyst deterioration diagnosing device which detects a decrease in low temperature activity by a catalyst downstream side air-fuel ratio sensor and diagnoses catalyst deterioration based on the decrease. By combining the conventional diagnostic device based on the deterioration of the O 2 storage effect after warming up with the diagnostic device of the present invention, it becomes possible to more accurately diagnose the deterioration of the catalyst. Therefore, the present invention promotes the improvement of the exhaust gas purification performance of the internal combustion engine, and eventually contributes to the prevention of air pollution.

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

【図1】本発明の一実施例に係る触媒劣化診断装置を備
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine equipped with a catalyst deterioration diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係るエンジンECUのハー
ドウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an engine ECU according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例に係る診断条件判定ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a diagnostic condition determination routine according to the first embodiment of the present invention.

【図4】エンジン始動時水温THWに基づいて第1実施
例に係る触媒劣化判定基準値TRを求めるためのマップ
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a map for obtaining a catalyst deterioration determination reference value TR according to the first embodiment based on an engine starting water temperature THW.

【図5】本発明の第1実施例に係る触媒劣化診断ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst deterioration diagnosis routine according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例に係る診断条件判定ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a diagnostic condition determination routine according to the second embodiment of the present invention.

【図7】エンジン始動時水温THWに基づいて第2実施
例に係る触媒劣化判定基準値FRを求めるためのマップ
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a map for obtaining a catalyst deterioration determination reference value FR according to the second embodiment based on an engine starting water temperature THW.

【図8】本発明の第2実施例に係る触媒劣化診断ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst deterioration diagnosis routine according to the second embodiment of the present invention.

【図9】吸入空気量Qに基づいて暖機因子積算カウンタ
FUPの基本カウントアップ量FBを求めるためのマッ
プを示す図である。
9 is a diagram showing a map for obtaining a basic count-up amount FB of a warm-up factor integration counter FUP based on an intake air amount Q. FIG.

【図10】基本カウントアップ量FBに対する吸気温
(THA)補正係数KAを求めるためのマップを示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing a map for obtaining an intake air temperature (THA) correction coefficient KA for the basic count-up amount FB.

【図11】基本カウントアップ量FBに対する水温(T
HW)補正係数KWを求めるためのマップを示す図であ
る。
FIG. 11: Water temperature (T for basic count-up amount FB)
It is a figure which shows the map for calculating | requiring (HW) correction coefficient KW.

【図12】触媒下流側O2 センサがヒータ付の場合にお
いて本発明を適用するときのヒータ制御処理手順を示す
フローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a heater control processing procedure when the present invention is applied in the case where the catalyst downstream-side O 2 sensor has a heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…エアクリーナ 4…スロットルボデー 5…スロットル弁 6…サージタンク(インテークマニホルド) 7…吸気管 8…アイドルアジャスト通路 10…燃料タンク 11…燃料ポンプ 12…燃料配管 20…エンジン本体(気筒) 21…燃焼室 22…冷却水通路 24…吸気弁 26…排気弁 30…排気マニホルド 34…排気管 38…触媒コンバータ 40…エアフローメータ 41…バキュームセンサ 42…スロットル開度センサ 43…吸気温センサ 44…水温センサ 45…触媒上流側O2 センサ 46…触媒下流側O2 センサ 50…基準位置検出センサ 51…クランク角センサ 52…アイドルスイッチ 53…車速センサ 60…燃料噴射弁 62…イグナイタ 63…点火コイル 64…点火ディストリビュータ 65…スパークプラグ 66…アイドル回転速度制御弁(ISCV) 70…エンジンECU 71…CPU 72…システムバス 73…ROM 74…RAM 75…A/D変換回路 76…入力インタフェース回路 77a,77b,77c…駆動制御回路 79…バックアップRAM2 ... Air cleaner 4 ... Throttle body 5 ... Throttle valve 6 ... Surge tank (intake manifold) 7 ... Intake pipe 8 ... Idle adjust passage 10 ... Fuel tank 11 ... Fuel pump 12 ... Fuel pipe 20 ... Engine body (cylinder) 21 ... Combustion Chamber 22 ... Cooling water passage 24 ... Intake valve 26 ... Exhaust valve 30 ... Exhaust manifold 34 ... Exhaust pipe 38 ... Catalytic converter 40 ... Air flow meter 41 ... Vacuum sensor 42 ... Throttle opening sensor 43 ... Intake temperature sensor 44 ... Water temperature sensor 45 ... catalyst upstream O 2 sensor 46 ... catalyst downstream O 2 sensor 50 ... reference position detection sensor 51 ... crank angle sensor 52 ... idle switch 53 ... vehicle speed sensor 60 ... fuel injection valve 62 ... igniter 63 ... ignition coil 64 ... ignition distributor 65 ... Spark plug 66 ... Idle speed control valve (ISCV) 70 ... Engine ECU 71 ... CPU 72 ... System bus 73 ... ROM 74 ... RAM 75 ... A / D conversion circuit 76 ... Input interface circuit 77a, 77b, 77c ... Drive control circuit 79 ... Backup RAM

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気ガスを浄化する触媒より
下流側の排気通路に設けられた下流側空燃比センサと、 該内燃機関の冷間始動時から前記下流側空燃比センサが
活性化するまでの期間を計測する期間計測手段と、 前記期間計測手段によって計測された期間が所定の基準
値よりも大きいときに該触媒が劣化したと判定する劣化
判定手段と、 を具備する、内燃機関の触媒劣化診断装置。
1. A downstream side air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and the downstream side air-fuel ratio sensor is activated from a cold start of the internal combustion engine. Of the internal combustion engine, which comprises a period measuring means for measuring the period up to, and a deterioration determining means for determining that the catalyst has deteriorated when the period measured by the period measuring means is larger than a predetermined reference value. Catalyst deterioration diagnosis device.
【請求項2】 内燃機関の排気ガスを浄化する触媒より
下流側の排気通路に設けられた下流側空燃比センサと、 該内燃機関の冷間始動時より、前記下流側空燃比センサ
の暖機に影響を及ぼす1又は2以上の因子に応じたカウ
ントアップ値を所定の周期で積算していき、前記下流側
空燃比センサが活性化した時点における積算値を求める
暖機因子積算手段と、 前記暖機因子積算手段によって求められた積算値が所定
の基準値よりも大きいときに該触媒が劣化したと判定す
る劣化判定手段と、 を具備する、内燃機関の触媒劣化診断装置。
2. A downstream side air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and warming up of the downstream side air-fuel ratio sensor from a cold start of the internal combustion engine. Warm-up factor accumulating means for accumulating count-up values according to one or two or more factors that affect the above in a predetermined cycle to obtain an integrated value at the time when the downstream side air-fuel ratio sensor is activated, A catalyst deterioration diagnosing device for an internal combustion engine, comprising: deterioration judging means for judging that the catalyst has deteriorated when the integrated value obtained by the warm-up factor integrating means is larger than a predetermined reference value.
JP7091061A 1995-04-17 1995-04-17 Catalyst deterioration diagnosing device for internal combustion engine Pending JPH08284648A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083047A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 Mazda Motor Corp Exhaust emission control device for engine and its purifying performance determining method
WO2012032631A1 (en) 2010-09-09 2012-03-15 トヨタ自動車株式会社 Air-fuel ratio control device

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