JPH08284649A - 内燃機関の触媒劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】診断領域内における触媒劣化診断の精度を向上
させる。 【構成】触媒の上流側と下流側とにそれぞれ酸素センサ
を設け、これらの酸素センサに基づいて空燃比フィード
バック制御を行なう。一方、前記空燃比フィードバック
制御中における両酸素センサの出力反転比Ｘに基づいて
触媒の劣化診断を行う。ここで、所定の診断領域内（Ｓ
２）に入ってから初期Ｎ回における反転比Ｘの算出結果
を用いずに（Ｓ７）、前記Ｎ回後に算出された３個の反
転比Ｘの平均値Ｘavを求め（Ｓ８）、この平均値Ｘavに
基づいて劣化診断を行わせる（Ｓ９〜Ｓ11）。

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触媒劣化診断
装置に関し、詳しくは、排気浄化触媒の上流側及び下流
側それぞれで酸素濃度を検出し、これらの検出値に基づ
いて空燃比フィードバック制御を実行するよう構成され
た内燃機関において、触媒上流側の酸素センサと触媒下
流側の酸素センサとの出力反転比に基づいて触媒劣化を
診断する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、排気浄化用に排気系に設けら
れる三元触媒の上流側と下流側とにそれぞれ酸素センサ
を設け、これらの２つの酸素センサの検出値を用いて空
燃比をフィードバック制御するものが種々提案されてい
る（特開平４−７２４３８号公報等参照）。

【０００３】また、上記のようにして触媒の上流側と下
流側とにそれぞれ設けた酸素センサを用いて空燃比フィ
ードバック制御を行なっているとき、即ち、目標空燃比
に対するリッチ状態とリーン状態とを繰り返す状態のと
きには、触媒の酸素ストレージ効果によって、上流側の
酸素センサの出力変動周期（周波数）に対して下流側の
酸素センサの出力変動周期（周波数）が長くなる（小さ
くなる）傾向を示し、触媒が劣化して前記酸素ストレー
ジ効果が低下すると、下流側の酸素センサの出力変動周
期（周波数）が上流側の値に近づくようになる。

【０００４】そこで、空燃比フィードバック制御中にお
ける両酸素センサの出力反転比に基づいて触媒の劣化を
診断することが行なわれていた。前記反転比は、例え
ば、上流側酸素センサの出力反転数が規定数に達する間
における下流側酸素センサの出力反転数として求められ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記触媒の
劣化診断においては、触媒が活性温度に達していること
が診断の前提条件とされるため、常用運転領域内で触媒
温度が充分に高くなる運転領域を診断領域として特定
し、前記診断領域内で演算された反転比に基づいて劣化
診断を行わせるようにしていた（図７参照）。また、前
記反転比に基づく診断においては、複数個（例えば３
個）の反転比の平均を求め、該平均値と基準値との比較
によって劣化診断を行わせるようにしていた（図７参
照）。

【０００６】しかしながら、前記診断領域内に入った直
後に算出された反転比に基づいて劣化診断を行うと、触
媒劣化が誤診断される惧れがあった。即ち、前記診断領
域外で触媒温度が比較的低く活性度が比較的低い状態か
ら前記診断領域に入ると、当初は活性度が低く、その後
徐々に触媒温度の上昇に伴って活性度が高くなる場合が
ある。このため、診断領域に入った直後は、触媒活性度
が低いために反転比が劣化時と同様な値を示すことがあ
り、前述のような平均処理を行っても、触媒劣化を誤診
断することがあったものである（図７参照）。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、診断領域内で得られた反転比データに基づいて高
精度に劣化診断が行えるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の触媒劣化診断装置は、図１に示すよ
うに構成される。図１において、第１及び第２の酸素セ
ンサは、機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の上
流側及び下流側にそれぞれ設けられ、排気中の酸素濃度
に感応して出力値が変化するセンサである。

【０００９】そして、空燃比フィードバック制御手段
は、少なくとも前記第１の酸素センサの出力値に基づい
て機関吸入混合気の空燃比を目標空燃比に近づける方向
に機関への燃料供給量をフィードバック制御する。一
方、反転比演算手段は、前記空燃比フィードバック制御
手段によるフィードバック制御中に、前記上流側の第１
酸素センサと前記下流側の第２酸素センサとの出力反転
比を所定の演算周期毎に演算する。

【００１０】また、診断領域検出手段は、前記排気浄化
触媒の劣化診断を行う所定の運転領域を検出する。そし
て、劣化診断手段は、診断条件検出手段で検出される所
定の運転領域内において前記反転比演算手段で所定の演
算周期毎に演算された時系列的な複数の反転比のうち、
初期の所定数以降の反転比に基づいて前記排気浄化触媒
の劣化を診断する。

【００１１】請求項２の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置では、前記劣化診断手段が、前記所定の運転
領域内に留まっている間に演算された前記反転比が前記
所定数以上であるときに、前記所定の運転領域を抜け出
す直前に演算された反転比に基づいて劣化診断を行う構
成とした。請求項３の発明にかかる内燃機関の触媒劣化
診断装置では、前記劣化診断手段が、初期の所定数直後
に演算された反転比に基づいて劣化診断を行う構成とし
た。

【００１２】請求項４の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置は、図２に示すように構成される。図２にお
いて、第１及び第２の酸素センサは、機関の排気通路に
設けられた排気浄化触媒の上流側及び下流側にそれぞれ
設けられ、排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化す
るセンサである。

【００１３】そして、空燃比フィードバック制御手段
は、少なくとも前記第１の酸素センサの出力値に基づい
て機関吸入混合気の空燃比を目標空燃比に近づける方向
に機関への燃料供給量をフィードバック制御する。一
方、反転比演算手段は、前記空燃比フィードバック制御
手段によるフィードバック制御中に、前記上流側の第１
酸素センサと前記下流側の第２酸素センサとの出力反転
比を所定の演算周期毎に演算する。

【００１４】また、反転比変化率演算手段は、反転比演
算手段で演算される反転比の変化率を演算する。更に、
診断領域検出手段は、前記排気浄化触媒の劣化診断を行
う所定の運転領域を検出する。そして、劣化診断手段
は、診断条件検出手段で検出される所定の運転領域内に
おいて、前記反転比の演算周期毎の変化率が所定値以下
であるときの前記反転比に基づいて前記排気浄化触媒の
劣化を診断する。

【００１５】請求項５の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置では、前記劣化診断手段が、複数の反転比の
平均値に基づいて前記排気浄化触媒の劣化を診断する構
成とした。

【００１６】

【作用】請求項１の発明にかかる内燃機関の触媒劣化診
断装置によると、触媒の上流側と下流側とにそれぞれ酸
素センサが設けられ、少なくとも前記上流側の酸素セン
サの出力に基づいて空燃比フィードバック制御が行なわ
れ、このときの両酸素センサの反転比に基づいて触媒の
劣化が診断される。

【００１７】ここで、所定の診断領域内で前記劣化診断
を行うが、前記診断領域に入ってから演算された反転比
のうちの初期の所定数については診断に用いず、前記所
定数以降に演算された反転比に基づいて劣化診断を行わ
せる。即ち、診断領域に入った直後は、触媒温度が低い
ことによって劣化が誤診断される惧れがあるので、充分
に触媒温度が上がり活性度が高くなっているものと推定
されるようになってから演算された反転比に基づいて劣
化診断を行わせるものである。

【００１８】請求項２の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、所定の診断領域内に留まっている
間に、触媒が活性温度に達するものと予測される回数だ
け反転比が演算された場合には、診断領域を抜け出す直
前に演算された反転比に基づいて劣化診断を行わせ、な
るべく診断領域内に長くいた状態で演算された反転比に
基づいて診断を行わせる。

【００１９】請求項３の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、診断領域に入ってから所定数だけ
反転比が演算された後は、直後から信頼性の高い診断が
可能であると見做し、前記所定数直後の反転比に基づい
て劣化診断を行わせ、早期に診断結果が得られるように
した。請求項４の発明にかかる内燃機関の触媒劣化診断
装置によると、所定の診断領域内で演算された反転比に
基づいて劣化診断を行わせるが、前記反転比の変化率を
演算させ、該変化率が所定値以下であるときの反転比、
換言すれば、安定状態にある反転比に基づき劣化診断さ
せ、例えば診断領域に入った直後で反転比が演算毎に大
きく変化するような状態では劣化診断を行わない。

【００２０】請求項５の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、複数の反転比の平均値に基づき劣
化診断を行わせ、反転比の変動による診断精度の低下を
回避する。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図３において、内燃機関１には、エアクリーナ２
から吸気ダクト３，スロットル弁４及び吸気マニホール
ド５を介して空気が吸入される。吸気マニホールド５の
ブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁６が設けられてい
る。前記燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電されて開弁
し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であっ
て、後述するコントロールユニット12からの噴射パルス
信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプか
ら圧送されプレッシャレギュレータにより所定の圧力に
調整された燃料を吸気マニホールド５内に噴射供給す
る。

【００２２】機関１の燃焼室にはそれぞれ点火栓７が設
けられていて、これにより火花点火して混合気を着火燃
焼させる。そして、機関１からは、排気マニホールド
８，排気ダクト９，排気浄化用の三元触媒10（排気浄化
触媒）及びマフラー11を介して排気が排出される。前記
三元触媒10は、酸素ストレージ効果を有するものであっ
て、排気成分中のＣＯ，ＨＣを酸化し、また、ＮＯx を
還元して、他の無害な物質に転換する触媒であり、機関
吸入混合気を理論空燃比で燃焼させたときに両転換効率
が最も良好なものとなる。

【００２３】コントロールユニット12は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスを
含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種の
センサからの検出信号を入力して、後述の如く演算処理
して、燃料噴射弁６の作動を制御する。前記各種のセン
サとしては、吸気ダクト３中に熱線式或いはフラップ式
などのエアフローメータ13が設けられていて、機関１の
吸入空気量Ｑに応じた電圧信号を出力する。

【００２４】また、クランク角センサ14が設けられてい
て、所定ピストン位置毎の基準角度信号ＲＥＦと、単位
角度毎の単位角度信号ＰＯＳとを出力する。ここで、前
記基準角度信号ＲＥＦの発生周期、或いは、所定時間内
における前記単位角度信号ＰＯＳの発生数を計測するこ
とより、機関回転速度Ｎｅを算出することができる。ま
た、機関１のウォータジャケットの冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ15が設けられている。

【００２５】更に、前記三元触媒10の上流側となる排気
マニホールド８の集合部に第１酸素センサ16が設けられ
ており、また、前記三元触媒10の下流側でマフラー11の
上流側には第２酸素センサ17が設けられている。前記第
１酸素センサ16及び第２酸素センサ17は、排気中の酸素
濃度に感応して出力値が変化する公知のセンサ（例えば
ジルコニアチューブ型酸素センサ）であり、理論空燃比
を境に排気中の酸素濃度が急変することを利用し、理論
空燃比に対する排気空燃比のリッチ・リーンを検出し得
るリッチ・リーンセンサである。

【００２６】本実施例において、前記第１及び第２の酸
素センサ16，17は、空燃比が理論空燃比よりもリッチで
あるときには、１Ｖ付近の高い電圧（リッチ出力）を出
力し、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには
０Ｖ付近の低い電圧（リーン出力）を出力するものとす
る。ここにおいて、コントロールユニット12に内蔵され
たマイクロコンピュータのＣＰＵは、前記各センサによ
って検出される吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに
基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算する一方、冷却水温
度Ｔｗなどに基づいて前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正す
るための各種補正係数ＣＯＥＦを演算設定する。

【００２７】また、空燃比フィードバック制御手段とし
ての機能を有するコントロールユニット12は、所定のフ
ィードバック制御条件が成立しているときには、前記基
本噴射量Ｔｐを補正するための空燃比フィードバック補
正係数ＬＭＤを、前記第１酸素センサ16及び第２酸素セ
ンサ17の出力に基づいて以下のようにして演算する。即
ち、例えば特開平４−７２４３８号公報に開示されるよ
うに、上流側の第１酸素センサ16の出力に基づいて判別
される目標空燃比に対するリッチ・リーンに応じて比例
・積分制御により空燃比フィードバック補正係数ＬＭＤ
を設定する一方、下流側の第２酸素センサ17で検出され
る目標空燃比に対するリッチ・リーンに基づき、前記比
例・積分制御における比例操作量（比例分Ｐ）を補正す
る。

【００２８】但し、第２酸素センサ17を用いた空燃比フ
ィードバック制御を、上記の比例操作量の補正に限定す
るものではなく、前記比例制御を行なうタイミング（空
燃比の反転検出から比例制御を実行するまでの遅延時
間）を第２酸素センサ17の検出結果に基づいて修正する
構成や、第１酸素センサ16の出力に基づいてリッチ・リ
ーン判定に用いる基準レベルを、第２酸素センサ17の出
力に基づいて修正する構成などであっても良い。

【００２９】そして、前記基本燃料噴射量Ｔｐを前記各
種補正係数ＣＯＥＦ，空燃比フィードバック補正係数Ｌ
ＭＤ、更には、バッテリ電圧による補正分Ｔｓなどによ
って補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを求め、該燃料噴
射量Ｔｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号を燃料噴
射弁６に所定タイミングで出力する。一方、前記コント
ロールユニット12には、図４のフローチャートに示すよ
うに、前記三元触媒10の劣化を診断する自己診断機能が
備えられている。

【００３０】尚、本実施例において、反転比演算手段，
診断領域検出手段，劣化診断手段としての機能は、前記
図４のフローチャートに示すように、コントロールユニ
ット12がソフトウェア的に備えている。図４のフローチ
ャートにおいて、ステップ１（図中ではＳ１としてあ
る。以下同様）では、前記第１酸素センサ16及び第２酸
素センサ17を用いた空燃比フィードバック制御が実行さ
れているか否かを判別し、更に、ステップ２では、所定
の診断領域であるか否かを判別する。

【００３１】前記所定の診断領域は、例えば、車速，機
関負荷を代表する基本燃料噴射量Ｔｐ，機関回転速度Ｎ
ｅがそれぞれ所定範囲内であるときとする。ここで、空
燃比フィードバック制御中であってかつ所定の診断領域
内であるとき以外では、ステップ３へ進み、後述する演
算数カウンタｎをゼロリセットして本ルーチンを終了さ
せる。

【００３２】一方、空燃比フィードバック制御中であっ
てかつ所定の診断領域内であるときには、ステップ４へ
進み、前記第１酸素センサ16と第２酸素センサ17との反
転比Ｘを算出する。本実施例では、第１酸素センサ16の
出力の反転回数が所定回数となる間において、第２酸素
センサ17の出力が反転した回数を、反転比Ｘとして規定
する。従って、前記所定回数を例えば40回とすれば、第
１酸素センサ16の出力の反転回数40回に１回の割合で反
転比Ｘが演算され、前記第１酸素センサ16の出力の反転
回数＝40回が反転比Ｘの演算周期となる。

【００３３】ステップ５では、前記ステップ４において
演算される反転比Ｘの最新値を含め最近の３個のデータ
を順次更新記憶する。ステップ６では、前記反転比Ｘの
演算回数をカウントするためのカウンタｎを１アップさ
せる。ステップ７では、前記カウンタｎが所定値Ｎ＋３
以上になっているか否かを判別する。前記所定値Ｎは、
診断領域に入ってからかかる所定値Ｎだけ反転比Ｘが演
算される期間だけ経過していれば、触媒の充分な昇温が
推定される値として予め設定されている。また、本実施
例では、前記反転比Ｘの３個のデータを平均化してか
ら、劣化診断に用いる構成としてある。従って、前記Ｎ
＋３は、触媒の充分な活性が推定される回数になってか
ら更に平均値の演算に必要な３回だけ反転比Ｘが演算さ
れたか否かを示す閾値である。

【００３４】ステップ７で、前記カウンタｎが所定値Ｎ
＋３未満であると判定されたときには、反転比Ｘが高精
度に劣化診断できる程度に安定していないものと推定し
て、そのまま本ルーチンを終了させる。即ち、前記診断
領域は、触媒が充分な活性温度に達する領域として設定
されるが、非診断領域から前記診断領域に入った直後
は、触媒温度が充分に高くなく活性度が低い場合があ
り、このときの反転比Ｘに基づいて劣化診断を行うと、
正常であるのに温度が低いことに基づいて劣化判定され
てしまう惧れがある。そこで、反転比Ｘの演算数が所定
回数Ｎに達した後の３個のデータに基づいて劣化診断を
行わせる構成とし、前記所定回数Ｎにおける反転比Ｘの
データを劣化診断を用いない構成として、前記誤判定の
発生を回避するようにしてある。

【００３５】一方、前記カウンタｎが所定値Ｎ＋３以上
になると、ステップ８へ進む。ステップ８では、記憶さ
れている最近３個の反転比Ｘのデータ、即ち、カウンタ
ｎがＮに達した直後に演算された３個の反転比Ｘの平均
値Ｘavを算出する。ステップ９では、前記平均値Ｘavと
所定値Ｘｓとを比較し、前記平均値Ｘavが所定値Ｘｓ以
上であるときには、ステップ10へ進み、触媒劣化の発生
を判定する。一方、前記平均値Ｘavが所定値Ｘｓ未満で
あるときには、ステップ11へ進み、触媒は正常であるも
のと判定する。

【００３６】触媒の正常な活性状態では、第１酸素セン
サ16の出力が所定数だけ反転する間における第２酸素セ
ンサ17の出力反転回数が、触媒の酸素ストレージ効果に
よって大幅に小さくなるが、劣化が進むと、前記反転回
数の差が縮まる傾向を示し、これは、前記反転比Ｘが大
きくなることに対応する。従って、前記反転比Ｘが前記
所定値Ｘｓ以上になった場合には、触媒の劣化が所定以
上に進行しているものと判断するものである。

【００３７】ここで、前記劣化診断の結果は、運転者に
ランプ等で知らせるようにしても良いし、コントロール
ユニット12内に記憶保持させておいて、整備時に診断来
歴が任意に読み出せるようにしても良い。尚、上記実施
例では、反転比Ｘの演算回数がＮ＋３になるまで反転比
Ｘの演算を繰り返し行わせる構成としたが、カウンタｎ
がＮに達するまでの反転比Ｘを劣化診断に用いることは
ないので、反転比Ｘの演算周期をカウントさせて、該カ
ウント値がＮに達した後で初めて反転比Ｘを演算させる
ようにしても良い。

【００３８】上記第１実施例では、反転比ＸがＮ回だけ
演算された直後の３個のデータの平均に基づいて劣化診
断を行わせる構成としたが、診断領域に入ってからなる
べく長く経過しているときの方が、より確実に触媒の活
性温度状態で診断を行わせることができる。そこで、図
５のフローチャートに示す第２実施例では、診断領域に
入ってからの反転比Ｘの演算回数がＮ回に達しても、診
断領域を脱するまで劣化診断に用いる反転比Ｘの特定を
行わず、診断領域を抜け出す直前に演算された反転比Ｘ
に基づいて劣化診断を行うよう構成されている。従っ
て、診断領域内で演算された反転比Ｘの回数がＮ＋３で
あれば、第１実施例と同じ反転比Ｘを用いて劣化診断さ
れることになるが、前記回数Ｎ＋３よりも多くの回数に
渡って反転比Ｘが演算されれば、それだけ後の反転比Ｘ
に基づいて劣化診断が行われる。

【００３９】尚、本第２実施例において、反転比演算手
段，診断領域検出手段，劣化診断手段としての機能は、
前記図５のフローチャートに示すように、コントロール
ユニット12がソフトウェア的に備えている。図５のフロ
ーチャートにおいて、ステップ21，22で、空燃比フィー
ドバック制御中かつ診断領域内であることが判別される
と、ステップ23で反転比Ｘを算出する。

【００４０】ステップ24では、最新値を含む最近３個の
反転比Ｘのデータを更新記憶し、次のステップ25では、
反転比Ｘの演算回数ｎをカウントアップする。ステップ
26では、前記演算回数ｎが所定値Ｎ＋３以上になってい
るか否かを判別し、前記演算回数ｎが所定値Ｎ＋３以上
になると、ステップ28へ進み、それまでステップ27でゼ
ロがセットされているフラグＦに対して１をセットす
る。

【００４１】即ち、前記フラグＦは、その後診断領域を
抜け出したときに、記憶されている最近３個の反転比Ｘ
に基づいて劣化診断を行えるか否かを示すことになる。
診断領域内では、演算回数ｎが所定値Ｎ＋３以上になっ
た後も、反転比Ｘの演算を繰り返し行い、最近３個の反
転比Ｘのデータを更新記憶する。診断領域を脱すると、
ステップ29へ進み、前記フラグＦの判別を行い、フラグ
Ｆがゼロであるとき、即ち、診断領域内に留まっている
間に演算された反転比Ｘの回数がＮ＋３に達しなかった
ときには、診断不能であると判断し、ステップ35で演算
回数ｎをゼロリセットして、診断を行うことなく本ルー
チンを終了させる。

【００４２】一方、ステップ29でフラグＦが１であると
判別されたときには、ステップ30へ進み、記憶されてい
る最近の３個の反転比Ｘデータ、換言すれば、診断領域
を抜け出す直前で算出された３個の反転比Ｘの平均値Ｘ
avを算出する。ステップ31では、前記平均値Ｘavと所定
値Ｘｓとを比較して、触媒の劣化又は正常を判別する
（ステップ32，33）。

【００４３】診断終了後は、ステップ34でフラグＦをゼ
ロリセットし、また、ステップ35で演算回数ｎをゼロリ
セットしてルーチンを終了させる。ところで、上記実施
例では、反転比Ｘの演算回数ｎが所定値Ｎに達したこと
に基づいて、触媒が活性温度に達していることを推定し
たが、この場合、環境条件によっては活性温度に達する
前の反転比Ｘに基づいて劣化診断が行われたり、前記所
定値Ｎを余裕を見込んで比較的大きく設定すると、診断
機会が失われたり、必要以上に劣化診断が遅れたりする
ことにある。

【００４４】そこで、図６のフローチャートに示す第３
実施例では、診断領域内に入ってからの触媒温度の上昇
変化を、反転比Ｘの変化として捉え、反転比Ｘが比較的
安定してから劣化診断を行わせることで、実際に充分な
昇温状態になってから劣化診断が行えるようにした。即
ち、触媒温度が比較的低く活性度の低い状態では、反転
比Ｘが比較的大きくなり、昇温に伴う活性度の増大によ
って前記反転比Ｘは低下して、活性温度状態における反
転比Ｘに落ち着くことになるので、反転比Ｘが落ち着い
た状態が、活性温度に達した状態であると見做せるもの
である。

【００４５】尚、本第３実施例において、反転比演算手
段，反転比変化率演算手段，診断領域検出手段，劣化診
断手段としての機能は、前記図６のフローチャートに示
すように、コントロールユニット12がソフトウェア的に
備えている。図６のフローチャートにおいて、ステップ
41，42で空燃比フィードバック制御中かつ診断領域内で
あると判別されたときには、ステップ45へ進むが、それ
以外では、ステップ43，ステップ44へ進んで、後述する
フラグＦ及び演算回数ｎをそれぞれゼロリセットする。

【００４６】ステップ45では、反転比Ｘの演算を行い、
次のステップ46では、最近に演算された反転比Ｘを３個
だけ順次更新記憶する。ステップ47では、フラグＦの判
別を行い、フラグＦがゼロであるときには、ステップ48
へ進む。ステップ48では、前記反転比Ｘの変化率ΔＸ
を、変化率ΔＸ＝最新のＸ−前回値Ｘ_old として算出す
る。

【００４７】ステップ49では、前記変化率ΔＸと所定値
ΔＸｓとを比較し、変化率ΔＸが所定値ΔＸｓ以上であ
るときには、ステップ50へ進み、フラグＦをゼロのまま
として劣化診断を行わずに本ルーチンを終了させる。一
方、前記変化率ΔＸが所定値ΔＸｓ未満になると、ステ
ップ51へ進んで、フラグＦに１をセットし、更に、ステ
ップ52では演算回数ｎを１アップする。従って、前記演
算回数ｎは、前記変化率ΔＸが所定値ΔＸｓ未満になっ
てからカウントアップされることになる。

【００４８】フラグＦに１がセットされると、次回から
はステップ47からステップ53へ進むようになり、ステッ
プ53で演算回数ｎを１アップした後で、ステップ54で前
記演算回数ｎが３になったか否かを判別する。前記ステ
ップ54における判別は、前記変化率ΔＸが所定値ΔＸｓ
未満になってから演算された反転比Ｘが、平均値演算に
必要な３個になったか否かを判別するものである。

【００４９】ステップ54で、演算回数ｎが３になったこ
とが判別されると、ステップ55へ進み、記憶されている
最新の３個の反転比Ｘ、即ち、前記変化率ΔＸが所定値
ΔＸｓ未満になってから演算された３個の反転比Ｘの平
均値Ｘavを算出する。次のステップ56では、前記平均値
Ｘavと所定値Ｘｓとを比較して、触媒劣化（ステップ5
7）又は正常（ステップ58）を判別する。

【００５０】尚、上記実施例では、変化率ΔＸが所定値
ΔＸｓ未満になってからは、変化率ΔＸの演算及び判別
を行わない構成としたが、一旦変化率ΔＸが所定値ΔＸ
ｓ未満になってからも、変化率ΔＸを監視し、変化率Δ
Ｘが所定値ΔＸｓ以上になった場合には、そのときの反
転比Ｘを用いない構成としても良い。また、上記実施例
では、第１酸素センサ16と共に第２酸素センサ17を用い
て空燃比フィードバック制御を行う構成としたが、第１
酸素センサ16のみを用いて空燃比フィードバック制御を
行う構成であっても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる内燃機関の触媒劣化診断装置によると、診断領域
に入ってから演算された反転比のうちの初期の所定数に
ついては診断に用いず、前記所定数以降に演算された反
転比に基づいて劣化診断を行わせる構成としたので、診
断領域に入った直後の触媒温度が低い状態で演算された
反転比に基づいて、触媒劣化が誤診断されることを回避
できるという効果がある。

【００５２】請求項２の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、所定の診断領域内に留まっている
間に、触媒が活性温度に達するものと予測される回数だ
け反転比が演算された場合には、診断領域を抜け出す直
前に演算された反転比に基づいて劣化診断を行わせるよ
うにしたので、なるべく診断領域内に長くいて触媒が確
実に活性温度に達している状態で演算された反転比に基
づいて、診断を精度良く行わせることができるという効
果がある。

【００５３】請求項３の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、診断領域に入ってから所定数だけ
反転比が演算された後は、直後から信頼性の高い診断が
可能であると見做し、前記所定数直後の反転比に基づい
て劣化診断を行わせるようにしたので、早期に高精度の
診断結果が得られるという効果がある。請求項４の発明
にかかる内燃機関の触媒劣化診断装置によると、反転比
の変化率を演算させ、該変化率が所定値以下であるとき
の反転比、換言すれば、安定状態にある反転比に基づき
劣化診断させるようにしたので、触媒が確実に活性温度
に達した状態で、速やかに劣化診断を行わせることがで
きるという効果がある。

【００５４】請求項５の発明にかかる内燃機関の触媒劣
化診断装置によると、複数の反転比の平均値に基づ劣化
診断を行わせ、反転比の変動による診断精度の低下を回
避することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明にかかる診断装置の基本構成を
示すブロック図。

【図２】請求項４の発明にかかる診断装置の基本構成を
示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図４】第１実施例の触媒劣化診断制御を示すフローチ
ャート。

【図５】第２実施例の触媒劣化診断制御を示すフローチ
ャート。

【図６】第３実施例の触媒劣化診断制御を示すフローチ
ャート。

【図７】従来の診断制御の問題点を説明するためのタイ
ムチャート。

【符号の説明】

１ 機関 ６ 燃料噴射弁 10 三元触媒（排気浄化触媒） 12 コントロールユニット 13 エアフローメータ 14 クランク角センサ 16 第１酸素センサ 17 第２酸素センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒
   と、 該排気浄化触媒の上流側及び下流側にそれぞれ設けら
   れ、排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化する第１
   及び第２の酸素センサと、 少なくとも前記第１の酸素センサの出力値に基づいて機
   関吸入混合気の空燃比を目標空燃比に近づける方向に機
   関への燃料供給量をフィードバック制御する空燃比フィ
   ードバック制御手段と、 を備えてなる内燃機関において、 前記空燃比フィードバック制御手段によるフィードバッ
   ク制御中に、前記上流側の第１酸素センサと前記下流側
   の第２酸素センサとの出力反転比を所定の演算周期毎に
   演算する反転比演算手段と、 前記排気浄化触媒の劣化診断を行う所定の運転領域を検
   出する診断領域検出手段と、 該診断条件検出手段で検出される所定の運転領域内にお
   いて前記反転比演算手段で所定の演算周期毎に演算され
   た時系列的な複数の反転比のうち、初期の所定数以降の
   反転比に基づいて前記排気浄化触媒の劣化を診断する劣
   化診断手段と、 を含んで構成された内燃機関の触媒劣化診断装置。
2. 【請求項２】前記劣化診断手段が、前記所定の運転領域
   内に留まっている間に演算された前記反転比が前記所定
   数以上であるときに、前記所定の運転領域を抜け出す直
   前に演算された反転比に基づいて劣化診断を行うことを
   特徴とする請求項１記載の内燃機関の触媒劣化診断装
   置。
3. 【請求項３】前記劣化診断手段が、初期の所定数直後に
   演算された反転比に基づいて劣化診断を行うことを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の触媒劣化診断装置。
4. 【請求項４】機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒
   と、 該排気浄化触媒の上流側及び下流側にそれぞれ設けら
   れ、排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化する第１
   及び第２の酸素センサと、 少なくとも前記第１の酸素センサの出力値に基づいて機
   関吸入混合気の空燃比を目標空燃比に近づける方向に機
   関への燃料供給量をフィードバック制御する空燃比フィ
   ードバック制御手段と、 を備えてなる内燃機関において、 前記空燃比フィードバック制御手段によるフィードバッ
   ク制御中に、前記上流側の第１酸素センサと前記下流側
   の第２酸素センサとの出力反転比を所定の演算周期毎に
   演算する反転比演算手段と、 該反転比演算手段で演算される反転比の変化率を演算す
   る反転比変化率演算手段と、 前記排気浄化触媒の劣化診断を行う所定の運転領域を検
   出する診断領域検出手段と、 該診断条件検出手段で検出される所定の運転領域内にお
   いて、前記反転比の演算周期毎の変化率が所定値以下で
   あるときの前記反転比に基づいて前記排気浄化触媒の劣
   化を診断する劣化診断手段と、 を含んで構成された内燃機関の触媒劣化診断装置。
5. 【請求項５】前記劣化診断手段が、複数の反転比の平均
   値に基づいて前記排気浄化触媒の劣化を診断することを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機
   関の触媒劣化診断装置。