JPH08291708A

JPH08291708A - エンジンの触媒活性化検出方法

Info

Publication number: JPH08291708A
Application number: JP7095363A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oishi; 広士大石
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒の活性化を簡易かつ確実に検出する。【構成】エンジン始動時、冷却水温に基づいて触媒活
性化を判断する基準となる設定値Ａを設定し、エンジン
始動後、演算周期により定まる所定周期毎にエンジン負
荷の一例として吸入空気量Ｑに基づきエンジン負荷領域
毎に予め設定した重みＫを設定するとともに、この重み
Ｋを積算して積算値Ｂを算出する。そして、触媒下流に
配設されたＲＯ2センサの活性を判断し（Ｓ２３）、Ｒ
Ｏ2センサが活性したときは、上記設定値Ａと上記積算
値Ｂとを比較し（Ｓ２６）、積算値Ｂが設定値Ａを越え
たとき、触媒が活性化したと判断し、触媒上流に配設さ
れたＦＯ2センサに加え上記ＲＯ2センサの出力値を使用
するデュアルＯ2センサ（ＤＯＳ）制御による空燃比フ
ィードバック制御を開始する（Ｓ２８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒の活性化を触媒温
度センサを用いることなく簡易的に検出することのでき
るエンジンの触媒活性化検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、触媒が活性化したか否かの判断
は、主に触媒に臨ませた触媒温度センサの検出値に基づ
いて判断していた。すなわち、この触媒温度センサによ
り触媒層内を通過する排気ガスの温度を監視し、この排
気ガス温度が予め実験などから求めて設定した触媒活性
温度を越えたとき活性化したと判断する。

【０００３】しかし、触媒温度センサにはばらつき等の
個体差があるため、たとえ触媒活性温度と実際に計測し
た排気ガス温度とが一致しても、触媒が実際に活性化し
ているとは限らない。また、経時劣化の影響で常に一定
の活性化状態を検出することができるとは限らない。

【０００４】ところで、最近の空燃比制御として、触媒
の上流に設けた酸素濃度センサ（以下「ＦＯ2セン
サ」）以外に、触媒の下流にも別の酸素濃度センサ（以
下「ＲＯ2センサ」）を配設し、ＦＯ2センサの情報から
空燃比フィードバック制御を行い、ＲＯ2センサの情報
から空燃比フィードバック係数のシフト量を決定し、触
媒の上流のみならず下流からも理論空燃比が得られるよ
うにすることで、触媒浄化能力が発揮できる最大の位置
で空燃比制御を行い、排気ガス浄化性能を向上させ、な
お且つ、そのシフト量を学習値として記憶することで、
ＦＯ2センサ、及び触媒の劣化を学習補正する、いわゆ
るデュアルＯ2センサ（ＤＯＳ）制御がある。

【０００５】このＤＯＳ制御では、ＲＯ2センサでの出
力値は、上記ＦＯ2センサによる空燃比フィードバック
制御を補正するために取り入れられるので、触媒が十分
に活性しており、しかもＦＯ2センサによる空燃比フィ
ードバック制御が適正に為されている必要がある。すな
わち、触媒が不活性状態にあると、図９（ａ）に破線で
示すように、ＲＯ2センサの出力値ＶＲＯ2は、実線で示
すＦＯ2センサの出力値ＶＦＯ2に対し、位相が若干遅れ
ただけで、ほぼ同様の変化を示す。そして、触媒が活性
すると、同図（ｂ）に示すように、ＲＯ2センサの出力
値ＶＲＯ2は、変動幅の少ない緩やかな変化になる。こ
の特性から明らかなように、ＲＯ2センサの出力値ＶＲ
Ｏ2を触媒が不活性状態のときに取り入れてしまうと空
燃比制御性が著しく損なわれることが分かる。

【０００６】そのため、このＲＯ2センサの出力値ＶＲ
Ｏ2の変動幅が所定範囲に収まったか否かを監視し、所
定範囲に収まったとき触媒が活性化したと判断する技術
が種々提案されている。例えば特開平６−１６７２１０
号公報では、ＲＯ2センサの出力値ＶＲＯ2を所定時間計
測し、そのときの出力値ＶＲＯ2の最大値と最小値とを
求め、この最大値と最小値との差が所定値以下になった
とき、触媒が活性化したと判断する技術が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＲＯ2センサ
の出力値ＶＲＯ2にも、上述と同様にばらつき等の個体
差があり、個体差を補償するために判定用の範囲、すな
わち触媒の活性を判断するための設定値を大きくする
と、特に、始動直後の不安定な状態では、正確性に欠
け、また、小さくすれば個体差が吸収できないばかりか
ＤＯＳ制御による空燃比フィードバック制御の開始時期
を不必要に長引かせることになり、排気ガス対策上好ま
しくない。

【０００８】そこで、エンジン始動時の冷却水温などか
らエンジン温度を検出し、このエンジン温度に基づいて
触媒が活性化するまでの時間を設定し、始動後、この設
定時間が経過したとき、触媒が活性化したと判断してＦ
Ｏ2センサ及びＲＯ2センサを共に用いたＤＯＳ制御によ
る空燃比フィードバック制御を開始する技術が提案され
てきた。この技術によれば、触媒が活性したか否かを、
触媒温度センサ、及びＲＯ2センサ等、個体差のある媒
体を使用せずに判断するため、実験などからある程度、
触媒が活性するまでの時間を導き出すことはできる。

【０００９】しかし、エンジン温度が触媒活性温度に到
達する時間は、始動後のエンジン運転状態により相違
し、例えば、始動後アイドル放置の状態では、エンジン
温度が素早く上昇しないため、設定時間を経過した時点
では、未だ、触媒が充分に活性していないにも拘わら
ず、ＤＯＳ制御による空燃比フィードバック制御が開始
されて、誤作動、誤学習を行い排気エミッションが悪化
する虞がある。

【００１０】一方、このような誤作動、誤学習を未然に
防止するために、上記設定時間を触媒が活性化するため
に充分な時間に設定すれば、上述と同様、ＤＯＳ制御に
よる空燃比フィードバック制御の開始時期が不必要に長
くなり好ましくない。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、触媒の活性化を簡単で、しかも精度良く検出するこ
とのできるエンジンの触媒活性化検出方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によるエンジンの触媒活性化検出方法は、所定周
期毎にエンジン負荷を検出し、このエンジン負荷に基づ
いて運転領域毎に上記エンジン負荷が大きくなるに従っ
て大きな値の重みが記憶されているテーブルを参照して
重みを設定すると共に該重みを積算し、この積算値が始
動時のエンジン温度に基づいて設定した設定値を越えた
とき排気系に介装した触媒が活性したと判断することを
特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、エンジンを始動すると、そのと
きのエンジン温度に基づいて触媒の活性化を判断する基
準となる設定値を設定する。そして、エンジン始動後か
ら所定周期毎にエンジン負荷を読込み、このエンジン負
荷に基づいて、運転領域毎に上記エンジン負荷が大きく
なるに従って大きな値の重みが記憶されているテーブル
を参照して重みを設定し、この重みを積算した積算値と
上記設定値とを比較し、積算値が設定値を超えたとき触
媒が活性したと判断して、ＤＯＳ制御による空燃比フィ
ードバック制御等を開始する。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１５】図７にエンジンの全体概略図を示す。本実
施例で採用するエンジン１は、水平対向エンジンであ
り、シリンダヘッド２の気筒毎に設けた吸気ポート２ａ
と排気ポート２ｂとに、インテークマニホルド３とエキ
ゾーストマニホルド４とが各々連通されている。

【００１６】また、上記インテークマニホルド３の上流
に吸気管５が連通され、一方、上記エキゾーストマニホ
ルド４の下流に排気管６が連通され、その下流端にマフ
ラ７が取付けられている。さらに、上記排気管６の上流
側集合部に、フロント触媒コンバータ８ａが介装され、
その下流にリア触媒コンバータ８ｂが介装されている。

【００１７】また、上記吸気管５の上流の空気取入れ口
側にエアークリーナ９が取付けられ、中途にスロットル
弁１０が介装されている。さらに、この吸気管５の上記
スロットル弁１０の下流にエアーチャンバ１１が形成さ
れている。

【００１８】また、上記吸気管５には、上記スロットル
弁１０をバイパスし該スロットル弁１０の上流と下流と
を連通するバイパス通路１２が接続されており、このバ
イパス通路１２にＩＳＣ（アイドル回転数制御）弁１３
が介装されている。さらに、上記インテークマニホルド
３の下流端に、インジェクタ１４が各気筒に対応して配
設されている。また、上記シリンダヘッド２に、その先
端を各気筒の燃焼室に露呈する点火プラグ１５ａが取付
けられ、この点火プラグ１５ａに連設される点火コイル
１５ｂがイグナイタ１６に接続されている。

【００１９】次に、センサ類の配置について説明する。
上記エンジン１のクランクシャフト１ｂに連設するクラ
ンクロータ２１に、このクランクロータ２１の外周に形
成した突起を検出するクランク角センサ２２が対設され
ている。一方、カムシャフト１ｃに連設するカムロータ
２３に、このカムロータ２３の外周に形成された突起を
検出するカム角センサ２４が対設されている。

【００２０】また、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａにノックセンサ２５が固設され、このシリンダブロ
ック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路１ｄには冷
却水温センサ２６が臨まされている。さらに、上記吸気
管５の上記エアークリーナ９の直下流に吸入空気量セン
サ２７が臨まされ、また、上記スロットル弁１０にスロ
ットル開度センサ２８が連設されている。さらに、上記
エキゾーストマニホルド４の上記フロント触媒コンバー
タ８ａの上流にＦＯ2センサ２９ａが配設され、また上
記排気管６の上記リア触媒コンバータ８ｂの下流にＲＯ
2センサ２９ｂが配設された、いわゆる、デュアルＯ2セ
ンサ（ＤＯＳ）構造を有している。

【００２１】一方、上記インジェクタ１４、上記点火プ
ラグ１５ａ、及び、ＩＳＣ弁１３に対する燃料噴射制
御、点火時期制御、アイドル回転数制御等は、図８に示
す電子制御装置３１により行われる。

【００２２】この電子制御装置３１は、ＣＰＵ３２、Ｒ
ＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バックアップＲＡＭ３５、及び
Ｉ／Ｏインターフェース３６がバスライン３７を介して
互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構
成されており、その他、安定化電圧を各部に供給する定
電圧回路３８、上記Ｉ／Ｏインターフェース３６の出力
ポートからの信号によりアクチュエータ類を駆動する駆
動回路３９等の周辺回路が組み込まれている。

【００２３】上記定電圧回路３８は、ＥＣＵリレー４０
のリレー接点を介してバッテリ４１に接続されており、
ＥＣＵリレー４０のリレーコイルがイグニッションスイ
ッチ４２を介して上記バッテリ４１に接続されている。
また、上記定電圧回路３８は、上記イグニッションスイ
ッチ４２がＯＮされ、上記ＥＣＵリレー４０の接点が閉
となったとき、上記バッテリ４１の電圧を安定化して電
子制御装置３１の各部に供給する。さらに、上記バック
アップＲＡＭ３５には、バッテリ４１が上記定電圧回路
３８を介して直接接続されており、上記イグニッション
スイッチ４２のＯＮ／ＯＦＦに拘らず常時バックアップ
用電源が供給される。

【００２４】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース３６の
入力ポートには、バッテリ４１が接続されて、バッテリ
電圧がモニタされると共に、吸入空気量センサ２７、ス
ロットル開度センサ２８、ノックセンサ２５、冷却水温
センサ２６、ＦＯ2センサ２９ａ、ＲＯ2センサ２９ｂ、
クランク角センサ２２、カム角センサ２４が接続されて
いる。一方、上記Ｉ／Ｏインターフェース３６の出力
ポートには、イグナイタ１６が接続され、さらに、上記
駆動回路３９を介して、ＩＳＣ弁１３及びインジェクタ
１４の各コイルが接続されている。なお、上記ＲＯＭ３
３には、通常の制御プログラムに加え、各種固定データ
等が格納されている。

【００２５】次に、上記電子制御装置３１で実行される
空燃比フィードバック制御について図１〜図５のフロー
チャートに従って説明する。

【００２６】イグニッションスイッチ４２がＯＮされ
て、電子制御装置３１に電源が投入されると、図２に示
す設定値算出ルーチンが１回だけ起動され、図３に示す
積算値算出ルーチンがO.5sec毎に起動され、図１に示す
空燃比フィードバック制御開始判定ルーチン、及び図４
に示す空燃比フィードバック制御ルーチンが、10msec毎
に起動され、また、図５に示す燃料噴射パルス幅設定ル
ーチンが所定周期で実行される。

【００２７】まず、エンジン始動時に１回のみ実行し、
エンジン温度として冷却水温Ｔｗに基づき触媒の活性化
を判断する基準となる設定値Ａを設定する設定値算出ル
ーチンを図２に従い説明する。ステップＳ１で、エンジ
ン温度を間接的に検出する冷却水温Ｔｗを読込み、ステ
ップＳ２で、この冷却水温Ｔｗに基づいて、テーブルを
補間計算付きで参照して設定値Ａを設定してルーチンを
終了する。この設定値Ａは、後述する空燃比フィードバ
ック制御開始判定ルーチンで読込まれ、演算周期毎に積
算される積算値Ｂと比較して、触媒コンバータ８ａ，８
ｂの活性化を判断する基準値であり、図２のステップＳ
２中に示すように、冷却水温Ｔｗが低い程、エンジン温
度が低く触媒が活性化するまでに時間がかかるため、大
きな値に設定される。

【００２８】また、図３に示す積算値算出ルーチンは、
演算周期により定まる所定周期(0.5sec)毎にエンジン負
荷を検出し、このエンジン負荷に基づき重みを設定して
該重みを積算するルーチンであり、ステップＳ１１で、
エンジン負荷の代用として吸入空気量Ｑを読込み、ステ
ップＳ１２で、この吸入空気量Ｑに基づきテーブルを参
照して重みＫを設定し、ステップＳ１３で、前回算出し
た積算値Ｂに今回設定した重みＫを積算して、新たな積
算値Ｂを求めて、ルーチンを抜ける。

【００２９】上記テーブルには、同図ステップＳ１２中
に示すように、エンジン負荷の一例として上記吸入空気
量Ｑに基づいて運転領域を区分し、この各領域ごとに、
エンジン負荷が大きくなるに従って大きな値の重みＫが
実験などから求めて格納されている。すなわち、触媒の
活性状態は触媒層内温度に支配されるが、この触媒層内
温度はエンジン負荷との関係で上昇特性が決定され、エ
ンジン負荷が大きく吸入空気量Ｑが増す程、エンジン１
の燃焼室から排出される排気ガス流量が増加して、相対
的に触媒層内温度が早く上昇し、これに伴い触媒が早く
活性状態となる。従って、エンジン負荷の代用である吸
入空気量Ｑに基づいて設定した上記重みＫを演算周期毎
に積算することで触媒層内温度を簡易的に予測すること
が可能となる。具体的には、本実施例においては、吸入
空気量Ｑの少ないアイドル領域では重みＫを「０」に設
定し、吸入空気量Ｑの増加に伴いエンジン運転領域を定
常領域１、定常領域２、及び加速領域に区分し、これら
の区分に従い、定常領域１では重みＫを「１」、定常領
域２では重みＫを「２」、加速領域では重みＫを「３」
に、それぞれ設定する。なお、上記エンジン負荷は上記
吸入空気量Ｑ以外に、基本燃料噴射量（ＴP）に基づい
て設定するようにしても良い。

【００３０】また、図１に示す空燃比フィードバック制
御開始判定ルーチンは、上記積算値Ｂを設定値算出ルー
チンで設定した設定値Ａと比較して触媒が活性したかを
判断し、積算値Ｂが設定値Ａを越えたとき触媒が活性し
たと判断して空燃比制御をＲＯ2センサ２９ｂの出力を
用いたＤＯＳ制御に移行させるルーチンであり、ステッ
プＳ２１でＲＯ2センサ２９ｂの出力値ＶＲＯ2を検出
し、ステップＳ２２で、ＲＯ2センサ活性化フラグＦ１
の値を参照し、クリアされているときはステップＳ２３
へ進み、セットされているときはステップＳ２５へジャ
ンプする。このＲＯ2センサ活性化フラグＦ１の初期値
は０であり、後述するようにＲＯ2センサ２９ｂが活性
したと判断されると「１」にセットされ、電子制御装置
３１に電源が投入された後の初回のルーチン実行時、及
び未だＲＯ2センサ２９ｂが活性したと判断されていな
いときには、ステップＳ２３へ進み、ＲＯ2センサ２９
ｂが活性したかを判断する。

【００３１】このＲＯ2センサ２９ｂの活性化を判断す
る条件は以下の通りである。

【００３２】１）ＦＯ2センサ２９ａが活性状態であ
り、空燃比フィードバック制御がクローズドループ制御
へ移行した後である。

【００３３】２）ＶＲＯ2≧ＲＣＬＳＲ、或いはＶＲＯ2
＜ＲＣＬＳＬである。

【００３４】ここで、ＲＣＬＳＲ、ＲＣＬＳＬは予め設
定した値である。

【００３５】３）上記１），２）を満たした状態がエン
ジン回転で、ＲＩＮＬＤＳ回連続した。

【００３６】上記ステップＳ２３で、上述の条件を満足
せずＲＯ2センサ２９ｂが不活性と判断された場合に
は、ステップＳ２９へジャンプし、空燃比フィードバッ
ク補正係数λを設定してルーチンを抜ける。上記ステッ
プＳ２９における空燃比フィードバック補正係数λの設
定は、ＲＯ2センサ９ｂの出力値ＶＲＯ2は用いずに、エ
ンジン状態、及びＦＯ2センサ２９ａの状態に応じて設
定されるものであり、ＦＯ2センサ２９ａが不活性のと
き、或いは所定のクランプ条件が成立しているときに
は、空燃比フィードバック補正係数λをλ＝１．０にク
ランプして空燃比制御をオープンループ制御とし、ＦＯ
2センサ２９ａの活性時、且つ上記クランプ条件の不成
立のとき、ＦＯ2センサ２９ａの出力値ＶＦＯ2に基づい
て空燃比フィードバック補正係数λを設定して空燃比フ
ィードバック制御を行う。尚、この空燃比フィードバッ
ク補正係数λの設定、及び後述する空燃比学習における
学習値ＫLR、学習補正係数ＫBLRCについては、特開平５
−４４５４０号公報、本件出願人による特開平５−４４
５４１号公報等に詳述されている。

【００３７】また、上記ステップＳ２３で、上記条件が
全て満足しＲＯ2センサ２９ｂが活性したと判断される
と、ステップＳ２４へ進み、上記ＲＯ2センサ活性化フ
ラグＦ１をセットする。

【００３８】そして、ステップＳ２５へ進み、触媒活性
化フラグＦ２の値を参照する。この触媒活性化フラグＦ
２は触媒コンバータ８ａ，８ｂが活性化したと判断した
ときにセットされるもので、初期値は０である。

【００３９】上記ステップＳ２５で、Ｆ２＝０と判断さ
れて、ステップＳ２６へ進むと、始動時の冷却水温Ｔｗ
に基づいて設定した前記設定値Ａと前記積算値算出ルー
チンにより算出された積算値Ｂとを比較し、Ｂ＜Ａのと
きは、上記触媒コンバータ８ａ，８ｂが不活性と判断し
て上述のステップＳ２９へジャンプする。また、Ｂ≧Ａ
で積算値Ｂが始動時のエンジン温度に基づいて設定した
設定値Ａを越えたときは、上記触媒コンバータ８ａ，８
ｂが十分に活性したと判断し、ステップＳ２７へ進み、
上記触媒活性化フラグＦ２をセットする。例えば、始動
後アイドル放置の状態では、上記積算値Ｂの増加量が少
ないため、触媒不活性時間が相対的に長くなる。逆に、
エンジン負荷が比較的高ければ、上記積算値Ｂは短時間
で大きな値になるため、触媒が活性化するまでの時間が
相対的に短くなる。

【００４０】そして、上記ステップＳ２６で、触媒が活
性したと判断し、ステップＳ２７で、触媒活性化フラグ
Ｆ２をセットして、ステップＳ２８へ進むと、ＦＯ2セ
ンサ２９ａ、及びＲＯ2センサ２９ｂを共に用いたＤＯ
Ｓ制御により空燃比フィードバック制御が実行され、そ
の後、ルーチンを抜ける。

【００４１】そして、次回のルーチン実行時には、ＲＯ
2センサ活性化フラグＦ１と触媒活性化フラグＦ２とが
共にセットされているため、ステップＳ２１でＲＯ2セ
ンサ２９ｂの出力値ＶＲＯ2を検出した後、ステップＳ
２８へ進み、直ちにＤＯＳ制御による空燃比フィードバ
ック制御が実行される。

【００４２】このＤＯＳ制御による空燃比フィードバッ
ク制御は、図４に示すフローチャートに従って実行され
る。まず、ステップＳ３１で、ＦＯ2センサ２９ａの出
力値ＶＦＯ2を読込み、ステップＳ３２で、ＲＯ2センサ
２９ｂの出力値ＶＲＯ2に対する平滑化処理を行う。す
なわち、空燃比フィードバック制御開始判定ルーチンの
ステップＳ２１で読込んだＲＯ2センサ２９ｂの出力値
ＶＲＯ2と、前回のルーチン実行時に算出した平均出力
値ＶＭＲＯ2(OLD)とに基づいて、今回の平均出力値ＶＭ
ＲＯ2を次式から算出する。ＶＭＲＯ2←｛（ＶＲＯ2−ＶＭＲＯ2(OLD)）／２ⁿ｝＋
ＶＭＲＯ2(OLD) ここで、ｎは定数である。

【００４３】そして、ステップＳ３３で、上記ＲＯ2セ
ンサ２９ｂの平均出力値ＶＭＲＯ2に基づいて、積分量
ＩPHOSと比例量ＰPHOSとを求める。この積分量ＩPHOS，
比例量ＰPHOSは、上記平均出力値ＶＭＲＯ2とスライス
レベルＳＬ２との関係で設定されるＩ分，Ｐ分であり、
図６（ｂ），（ｄ）に示すように、上記平均出力値ＶＭ
ＲＯ2がスライスレベルＳＬ２を横切ったとき反転す
る。

【００４４】その後、ステップＳ３４で、ＲＯ2センサ
補正係数ＰHOSを次式に基づいて設定する。ＰHOS←ＰHOS(OLD)＋ＩPHOS＋ＰPHOS ここで、ＰHOS(OLD)は前回のＲＯ2センサ補正係数であ
る。

【００４５】そして、ステップＳ３５〜Ｓ３８で、上記
ＲＯ2センサ補正係数ＰHOSが適正範囲内にあるかを判断
し、適正範囲外のときにはＲＯ2センサ補正係数ＰHOSを
修正する。まず、ステップＳ３５では、ＲＯ2センサ補
正係数ＰHOSが下限値ＰＨＭＩＮよりも低いかを判断
し、ＰHOS＜ＰＨＭＩＮのときは、ステップＳ３６へ分
岐し、上記ＲＯ2センサ補正係数ＰHOSを下限値ＰＨＭＩ
Ｎでセットして、ステップＳ３９へ進む。また、ＰHOS
≧ＰＨＭＩＮのときは、ステップＳ３７へ進み、ＲＯ2
センサ補正係数ＰHOSが上限値ＰＨＭＡＸよりも高いか
を判断する。そして、ＰHOS＞ＰＨＭＡＸのときは、ス
テップＳ３８へ分岐し、上記ＲＯ2センサ補正係数ＰHOS
を上限値ＰＨＭＡＸでセットして、ステップＳ３９へ進
む。また、ＰHOS≦ＰＨＭＡＸのときは、今回算出した
ＲＯ2センサ補正係数ＰHOSが適正範囲内にあると判断し
て、そのままステップＳ３９へ進む。

【００４６】そして、ステップＳ３９では、ＦＯ2セン
サ２９ａの出力値ＶＦＯ2とスライスレベルＳＬ１との
関係から、比例量ＰU，積分量ＩUを設定する。図６
（ａ），（ｃ）に示すように、上記出力値ＶＦＯ2が上
記スライスレベルＳＬ１を横切ると、上記比例量ＰU，
積分量ＩUが反転する。

【００４７】その後、ステップＳ４０で、上記比例量Ｐ
Uに上記ＲＯ2センサ補正係数ＰHOSを加算して、今回の
Ｐ分（比例量）を求め、ステップＳ４１で、空燃比フィ
ードバック補正係数λを次式から算出する。

【００４８】λ←λ(OLD)＋Ｐ＋ＩU ここで、λ(OLD)は前回の空燃比フィードバック補正係
数である。

【００４９】その後、ステップＳ４２で、今回算出した
ＲＯ2センサ補正係数ＰHOS、及び空燃比フィードバック
補正係数λで、前回のＰHOS(OLD)，λ(OLD)をセット
し、次回の演算に備えた後、ルーチンを抜ける。その結
果、ＦＯ2センサ２９ａの出力値ＶＦＯ2に基づいて設定
される空燃比フィードバック補正係数λの比例量ＰU
が、ＲＯ2センサ２９ｂの出力値ＶＲＯ2の平均値ＶＭＲ
Ｏ2に基づいて設定されるＲＯ2センサ補正係数ＰHOSに
よって補正される。上記空燃比フィードバック補正係数
λは、燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算の際に用いられる。

【００５０】次に、燃料噴射パルス幅Ｔｉを設定する燃
料噴射パルス幅設定ルーチンについて、図５に基づき説
明する。まず、ステップＳ５１で、吸入空気量Ｑとエン
ジン回転数ＮEとに基づいて次式から基本燃料噴射量に
相当する基本噴射パルス幅ＴPを算出する。ＴP←α×Ｑ／ＮE α：インジェクタ特性補正定数次いで、ステップＳ５２で、冷却水温センサ２６による
冷却水温Ｔｗ、スロットル開度センサ２８によるスロッ
トル開度、アイドル出力等に基づいて、冷却水温補正、
加減速補正、全開増量補正、アイドル後増量補正等に係
わる各種増量分補正係数ＣＯＥＦを設定し、ステップＳ
５３へ進み、上述の空燃比フィードバック補正係数λを
読出す。

【００５１】そして、ステップＳ５４で、エンジン回転
数ＮEと基本燃料噴射パルス幅ＴPとをパラメータとし
て、バックアップＲＡＭ３５の空燃比学習値テーブルに
ストアされている空燃比学習値ＫLRを検索し、補間計算
により空燃比学習補正係数ＫBLRCを設定する。

【００５２】上記空燃比学習値ＫLRは、本件出願人によ
る前述の特開平５−４４５４１号公報等に開示されてい
るように、吸入空気量センサ２７等の吸入空気量計測
系、インジェクタ１４等の燃料系の生産時のばらつき、
或いは経時変化による空燃比のずれを補正するためのも
のであり、Ｏ2センサ活性等による空燃比フィードバッ
ク条件成立時、空燃比学習値テーブル中の複数に区分さ
れたエンジン回転数ＮE、及び基本燃料噴射パルス幅ＴP
による運転領域のうち、一つの運転領域において空燃比
フィードバック補正係数λが比例積分制御により空燃比
リッチ／リーンを所定回数繰り返したとき、そのときの
空燃比フィードバック補正係数λの平均値に応じて該当
領域に格納されている学習値ＫLRを書換え、空燃比フィ
ードバック補正係数λの中心値が基準値（＝１．０）と
なるようにし、空燃比を理論空燃比に保つようにしてい
る。

【００５３】ここで、学習値ＫLRによる空燃比学習の基
となる空燃比フィードバック補正係数λは、前述のよう
にエンジン負荷に応じた重みＫの積算値Ｂが始動時のエ
ンジン温度に基づいて設定した設定値Ａを越えたとき、
触媒が活性したと判断して、このとき初めてＤＯＳ制御
によりＦＯ2センサ２９ａに加えてＲＯ2センサ２９ｂの
出力値ＶＲＯ2に応じ設定されるので、触媒の活性化に
適応して確実な空燃比学習が行われ、誤学習が確実に防
止されることになる。

【００５４】次いで、ステップＳ５４からステップＳ５
５へ進み、バッテリ４１の端子電圧に基づき、インジェ
クタ１４の無効噴射時間を補間する電圧補正係数Ｔｓを
設定する。

【００５５】その後、ステップＳ５６へ進み、上記ステ
ップＳ５１で算出した基本燃料噴射パルス幅ＴPを、上
記ステップＳ５２で設定した各種増量分補正係数ＣＯＥ
Ｆ、及び上記ステップＳ５３で読出した空燃比フィード
バック補正係数λにより空燃比補正すると共に、上記ス
テップＳ５４で設定した学習補正係数ＫBLRCにより学習
補正し、更に、上記ステップＳ５５で設定した電圧補正
係数Ｔｓにより電圧補正して最終的な燃料噴射パルス幅
Ｔｉを次式から算出する。Ｔｉ←ＴP×ＣＯＥＦ×λ×ＫBLRC＋Ｔｓそして、ステップＳ５７で、上記燃料噴射パルス幅Ｔｉ
を気筒毎に設けた噴射タイマにセットしてルーチンを抜
ける。そして、所定タイミングで上記噴射タイマがスタ
ートされ、上記燃料噴射パルス幅Ｔｉの駆動パルス信号
が噴射対象気筒のインジェクタ１４へ出力され、該イン
ジェクタ１４から所定に計量された燃料が噴射される。

【００５６】このように、演算周期により定まる所定周
期毎に、エンジン負荷の一例として吸入空気量Ｑに基づ
いて重みＫを設定し、この重みＫを積算し、この積算値
Ｂと、始動時の冷却水温Ｔｗに基づいて設定した設定値
Ａとを比較し、上記積算値Ｂが設定値Ａを越えたとき、
すなわち触媒層内温度が活性温度に充分達していると判
断した後に、ＤＯＳ制御による空燃比フィードバック制
御を開始するようにしたので、空燃比フィードバック制
御の誤作動、及び、ＲＯ2センサ２９ｂの出力値に基づ
いて為される誤学習が防止され、比較的早い時期から適
正なＤＯＳ制御による空燃比フィードバック制御を開始
させることができる。また、エンジン負荷に基づく重み
Ｋを簡易的に積算するだけであるため、電子制御装置に
おけるメモリの使用容量が比較的少なくて済む。

【００５７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
所定周期毎にエンジン負荷に基づいて設定した重みを積
算し、この積算値と、始動時のエンジン温度に基づいて
設定した設定値とを比較し、上記積算値が設定値を越え
たとき触媒が活性したと判断するようにしたので、触媒
の活性化を、触媒温度センサ、触媒の下流に配設したＯ
2センサの出力値を用いて判断した従来のものに比し、
簡単で、しかも精度良く検出することができ、触媒の上
流及び下流にそれぞれ配設した両Ｏ2センサの出力値を
用いたデュアルＯ2センサ制御による空燃比フィードバ
ック制御を適正な時期に開始させることができる。

【００５８】また、エンジン負荷に基づいて設定した重
みを所定周期毎に積算するだけであるため複雑な演算を
伴わず、メモリの使用容量が比較的少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】空燃比フィードバック制御開始判定ルーチンを
示すフローチャート

【図２】設定値算出ルーチンを示すフローチャート

【図３】積算値算出ルーチンを示すフローチャート

【図４】空燃比フィードバック制御ルーチンを示すフロ
ーチャート

【図５】燃料噴射パルス幅設定ルーチンを示すフローチ
ャート

【図６】ＦＯ2センサ出力値、ＲＯ2センサ平均出力値、
ＦＯ2センサ出力値に基づく比例積分制御量、及びＲＯ2
センサ補正係数の設定状態を示すタイムチャート

【図７】エンジンの全体概略図

【図８】電子制御系の回路構成図

【図９】触媒活性時と触媒不活性時のＦＯ2センサ出力
値、ＲＯ2センサ出力値を示すタイムチャート

【符号の説明】

８ａ，８ｂ触媒コンバータＡ設定値Ｂ積算値Ｋ重みＱ吸入空気量（エンジン負荷）Ｔｗ冷却水温度（エンジン温度）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定周期毎にエンジン負荷を検出し、このエンジン負荷に基づいて運転領域毎に上記エンジン
負荷が大きくなるに従って大きな値の重みが記憶されて
いるテーブルを参照して重みを設定すると共に該重みを
積算し、この積算値が始動時のエンジン温度に基づいて設定した
設定値を越えたとき排気系に介装した触媒が活性したと
判断することを特徴とするエンジンの触媒活性化検出方
法。