JPH0893612A

JPH0893612A - 内燃エンジンの触媒劣化検知装置

Info

Publication number: JPH0893612A
Application number: JP6256223A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ogawa; 賢小川; Hidehito Ikebe; 秀仁池辺; Yoshikazu Oshima; 義和大嶋; Yasunori Ebara; 安則江原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-09
Also published as: US5713197A

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒装置の劣化に伴う排気エミッション特性
の悪化を抑制することができる内燃エンジンの触媒劣化
検知装置を提供する。【構成】ＥＣＵ５は、触媒装置１５の下流側に設けら
れたＯ₂センサ１７の出力値に基づいて触媒装置１５の
劣化状態を検出し（図７、ステップＳ１１１）、該検出
された触媒装置１５の劣化状態に応じて点火時期θｉｇ
を遅角する（図１１、ステップＳ２１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの触媒劣
化検知装置に係り、特に、触媒の下流側に設けられた排
気濃度センサの出力値等を用いて触媒の劣化検知を行う
触媒劣化検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃エンジンの触媒劣化検知装置
として、例えば、特開平２−３０９１５号公報に開示さ
れるようなものがある。この装置においては、内燃エン
ジンの排気通路に三元触媒が設けられ、この触媒の上流
側及び下流側にそれぞれ空燃比センサとして、例えば酸
素センサ（以下「Ｏ２センサ」と記す）が配設されてい
る。このＯ２センサは、理論空燃比の近傍で出力信号が
反転する特性を有するものであり、混合気の空燃比が理
論空燃比からリッチ状態に遷移したときから下流側Ｏ２
センサの出力がリ−ン側からリッチ側へ反転するまでの
時間、あるいは混合気の空燃比が理論空燃比からリ−ン
状態へ遷移したときから下流側Ｏ２センサの出力がリッ
チ側からリ−ン側へ反転するまでの時間を計測する。

【０００３】例えば、上流側のＯ２センサの出力がリッ
チ側に遷移した時点から、下流側のＯ２センサの出力が
リ−ン側からリッチ側へ反転する時点までの時間を計測
し、かかる計測時間により触媒が劣化したか否かを検知
する。

【０００４】すなわち、三元触媒は、空燃比がリ−ン側
のときには酸素を取り込み、空燃比がリッチ側のときに
はＣＯ，ＨＣを取り込んでリ−ン状態のときに取り込ん
だ酸素と反応させるという酸素ストレージ効果を有す
る。この酸素ストレージ効果が大きいほど、触媒の上流
側の空燃比の変化時点と下流側の空燃比の変化時点との
間の時間的ずれが大きくなり、上記計測時間は、この時
間的ずれを示している。そしてこの酸素ストレージ効果
は触媒の劣化度合が大きくなるほど小さくなるので、上
記計測時間は短くなり、従って上記計測時間が所定時間
以下のときに酸素ストレ−ジ能力が低下、すなわち触媒
が劣化したと判定することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の触媒劣化検知装置は、触媒の劣化状態を検知した場
合にエンジンの排気ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯ，ＮＯ
ｘ等の有害成分の増加を抑える手段を備えていなかっ
た。

【０００６】そのため、触媒装置の劣化によって、排出
される有害成分の量が増加し、エンジンの排気エミッシ
ョン特性が悪化すると云う不具合があった。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的は、触媒装置の劣
化に伴う排気エミッション特性の悪化を抑制することが
できる内燃エンジンの触媒劣化検知装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る本発明の内燃エンジンの触媒劣化検
知装置は、内燃エンジンの排気通路に配設された触媒装
置と、該触媒装置の下流側に配設された排気濃度センサ
と、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手
段とを備えた内燃エンジンの触媒劣化検知装置におい
て、前記排気濃度センサの出力値に基づいて前記触媒装
置の劣化状態を検出する触媒劣化検出手段と、前記検出
された触媒装置の劣化状態に応じて前記エンジンの点火
時期を遅角させる点火時期遅角手段とを備えたことを特
徴とする。

【０００９】また、請求項２に係る本発明の内燃エンジ
ンの触媒劣化検知装置は、上記請求項１の構成におい
て、前記点火時期遅角手段は、前記検出された触媒装置
の劣化状態に応じて点火時期遅角補正量を算出するとと
もに、該算出された点火時期遅角補正量が所定のリミッ
ト値以上である場合に、該遅角補正量を前記所定のリミ
ット値に制限することを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る本発明の内燃エンジンの触
媒劣化検知装置は、上記請求項２の構成において、前記
点火時期遅角補正量が前記所定のリミット値以上である
場合に、前記検出された触媒装置の劣化状態を表示する
触媒劣化表示手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る本発明の内燃エンジンの触
媒劣化検知装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構
成において、前記エンジンの高負荷状態を検出する高負
荷検出手段と、該高負荷状態が検出されたときに前記点
火時期遅角補正を禁止する遅角補正禁止手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る本発明の内燃エンジンの触
媒劣化検知装置は、上記請求項１乃至４のいずれかの構
成において、前記算出された点火時期遅角補正量を記憶
する遅角補正量記憶手段と、該記憶された点火時期遅角
補正量と新たに算出された点火時期遅角補正量との差が
所定値以上である場合に前記記憶された点火時期遅角補
正量を更新する点火時期遅角補正量更新手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１３】請求項６に係る本発明の内燃エンジンの触
媒劣化検知装置は、上記請求項１乃至５のいずれかの構
成において、前記触媒劣化検出手段は、前記排気濃度セ
ンサの出力値に基づいて算出した出力平均値及び出力変
動幅の少なくとも一方により、前記触媒措置の劣化状態
を検出することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成を有する本発明の内燃エンジンの触媒
劣化検知装置によれば、触媒劣化検知手段により触媒装
置の下流側の排気濃度センサの出力値に基づいて前記触
媒装置の劣化状態が検出され、点火時期遅角手段によ
り、前記検出された触媒装置の劣化状態に応じて、前記
エンジンの点火時期が遅角される。

【００１５】すなわち、エンジンから排出され触媒装置
へ供給される排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害
成分量は、点火時期を遅角することにより減少するとい
う特性を有する。このように触媒装置へ供給される排気
ガス中の有害成分量を減少させることにより、触媒装置
の劣化特性自体を変えることはできないが、最終的に触
媒装置を経て排出されるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害成
分量の増加を抑えることができる。

【００１６】具体的には、点火時期遅角手段により、前
記検出された触媒装置の劣化状態に応じて点火時期遅角
補正量が算出されると共に、該算出された点火時期遅角
補正量が所定のリミット値以上である場合に、該遅角補
正量は前記所定のリミット値に制限される。これによ
り、エンジン出力の過剰な低下が回避され運転性能が維
持される。

【００１７】さらに、前記点火時期遅角補正量が前記所
定のリミット値以上である場合は、該触媒装置の劣化状
態を表示することにより、ドライバに劣化状態を知らせ
ることができる。

【００１８】さらに、高負荷検出手段により、前記エン
ジンの高負荷状態が検出された場合には、遅角補正禁止
手段により前記点火時期遅角補正が禁止される。これに
より、前記触媒装置に供給される排気ガスの高温化が抑
えられ、該触媒装置が保護される。

【００１９】また、前記算出された点火時期遅角補正量
が遅角補正量記憶手段に記憶される。これにより、エン
ジンの運転を停止しても、次回のエンジン運転再開時に
は直ちに最適な点火時期遅角補正が可能となる。さら
に、該記憶された点火時期遅角補正量と新たに算出され
た点時期遅角補正量との差が所定値以上である場合に
は、該記憶された点火時期遅角補正量が更新される。こ
れにより、常に最適な点火時期遅角補正量を得ることが
できる。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２１】図１は本発明に係る内燃エンジンの触媒劣
化検知装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００２２】同図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジンであって、エンジン１の吸気管２の途中に
はスロットルボディ３が設けられ、その内部にはスロッ
トル弁３０１が配されている。また、スロットル弁３０
１にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結され
ており、スロットル弁３０１の開度に応じた電気信号を
出力して電子コントロ−ルユニット（以下「ＥＣＵ」と
いう）５に供給する。

【００２３】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３０１との間に各気筒毎に配
設され、図示しない燃料ポンプに接続されるとともにＥ
ＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５からの制御信号に
より燃料噴射の開弁時間が制御される。

【００２４】また、吸気管２のスロットル弁３０１の下
流側には、分岐管７を介して絶対圧（ＰＢＡ）センサ８
が設けられており、さらに下流側の吸気管２の管壁に
は、吸気温（ＴＡ）センサ９が装着されている。ＰＢＡ
センサ８、ＴＡセンサ９は、それぞれ吸気管２内の絶対
圧ＰＢＡに応じた電気信号、吸気温ＴＡに応じた電気信
号を出力してＥＣＵ５に供給する。

【００２５】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁には、サ−ミスタ等からなるエンジン
水温（ＴＷ）センサ１０が装着されており、ＴＷセンサ
１０はエンジン冷却水温ＴＷに応じた電気信号をＥＣＵ
５に供給する。

【００２６】エンジン１の図示しないカム軸周囲または
クランク軸周囲には、エンジン回転数（ＮＥ）センサ１
１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられて
おり、ＮＥセンサ１１はエンジン１のクランク軸の１８
０度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パルス（以
下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＹＬセン
サ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位置でＴＤＣ
信号パルスを出力し、これらの各ＴＤＣ信号パルスはＥ
ＣＵ５に供給される。

【００２７】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２８】エンジン１の排気管１４の途中には、排気
ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害成分を浄化する触
媒装置（三元触媒）１５が介装されている。この触媒装
置１５の周壁には、サ−ミスタ等からなる触媒温度（Ｔ
Ｃ）センサ１８が装着されており、ＴＣセンサ１８は触
媒温度ＴＣに応じた電気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００２９】上記排気管１４の途中であって触媒装置１
５の上流側及び下流側には、それぞれ第１の排気濃度セ
ンサとしてのＬＡＦセンサ１６及び第２の排気濃度セン
サとしてのＯ２センサ１７が配設されている。

【００３０】上記ＬＡＦセンサ１６は、上下一対の電池
素子及び酸素ポンプ素子がジルコニア固体電解質（Ｚｒ
Ｏ₂）等からなるセンサ素子の所定位置に付設されてな
り、さらにこのセンサ素子が増幅回路に電気的に接続さ
れている。そして、このＬＡＦセンサ１６は、上記セン
サ素子の内部を通過する排気ガス中の酸素濃度に略比例
する電気信号を出力し、その電気信号をＥＣＵ５に供給
する。

【００３１】一方、Ｏ２センサ１７は、センサ素子が上
記ＬＡＦセンサ１６と同様ジルコニア固体電解質（Ｚｒ
Ｏ₂）からなり、その起電力が理論空燃比の前後におい
て急激に変化する特性を有し、理論空燃比においてその
出力信号はリ−ン信号からリッチ信号またはリッチ信号
からリ−ン信号に反転する。すなわち、このＯ２センサ
１７の出力信号は排気ガスのリッチ側において高レベル
となり、リ−ン側において低レベルとなる。このＯ２セ
ンサ１７の出力信号もＥＣＵ５に供給される。大気圧
（ＰＡ）センサ１９は、エンジン１の適所に配設されて
大気圧ＰＡを検出し、その電気信号をＥＣＵ５に供給す
る。

【００３２】また、ＥＣＵ５の出力側には、前記吸気弁
および排気弁のバルブタイミング（Ｖ／Ｔ）の切換制御
を行うための電磁弁２０が接続され、該電磁弁２０の開
閉動作がＥＣＵ５により制御される。電磁弁２０は、バ
ルブタイミングの切換を行う切換機構（図示せず）の油
圧を高／低に切換えるものであり、該油圧の高／低に対
応してバルブタイミングが高速Ｖ／Ｔと低速Ｖ／Ｔに切
換えられる。前記切換機構の油圧は、油圧（ＰＯＩＬ）
センサ２１によって検出され、その電気信号がＥＣＵ５
に供給される。

【００３３】ＥＣＵ５は、上述の各種センサからの入力
信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、
アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を
有する入力回路５ａと、中央演算処理回路（以下「ＣＰ
Ｕ」という）５ｂと、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算
プログラムや後述する各種マップ及び演算結果等を記憶
するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段５ｃと、前記燃
料噴射弁６及び点火プラグ１３に駆動信号を供給する出
力回路５ｄとを備えている。また、ＥＣＵ５は、後述す
る点火時期制御手段、Ｏ２センサ１７の出力平均値を算
出する平均値算出手段、Ｏ２センサ１７の出力変動幅を
算出する変動幅算出手段、触媒劣化を判別する劣化判別
手段とを有する触媒劣化検出手段、点火時期制御手段、
及び検出された触媒の劣化状態に応じて点火時期を遅角
させる点火時期遅角手段、高負荷状態検出手段としての
役割を果たしている。

【００３４】ＣＰＵ５ｂは、上述の各種エンジンパラメ
−タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフ
ィ−ドバック制御運転領域やオ−プンル−プ制御運転領
域等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エ
ンジン運転状態に応じて、基本モ−ドの場合は数式
（１）に基づき、また始動モ−ドの場合は数式（２）に
基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６
の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算し、その結果を記憶手段
５ｃ（ＲＡＭ）に記憶する。

【００３５】ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ …（１）ＴＯＵＴ＝ＴｉＣＲ×Ｋ３＋Ｋ４ …（２）ここに、ＴｉＭは基本モ−ド時の基本燃料噴射時間、具
体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡと
に応じて設定される基本燃料噴射時間であって、このＴ
ｉＭ値を決定するためのＴｉＭマップが記憶手段５ｃ
（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００３６】ＴｉＣＲは始動モ−ド時の基本燃料噴射時
間であって、ＴｉＭ値と同様、エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定され、このＴｉＣＲ値
を決定するためのＴｉＣＲマップが記憶手段５ｃ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている。

【００３７】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、後述するようにエンジンの運転状態に基づいて算出
される目標空燃比係数ＫＣＭＤとＯ２センサ１７の出力
値に基づいて得られる空燃比補正値ΔＫＣＭＤとに応じ
て設定される。

【００３８】ＫＬＡＦは空燃比補正係数であって、空燃
比フィ−ドバック制御中はＬＡＦセンサ１６によって検
出された空燃比が目標空燃比に一致するように設定さ
れ、オ−プンル−プ制御中はエンジン運転状態に応じた
所定値に設定される。

【００３９】Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３及びＫ４はそれぞれ各種
エンジンパラメ−タ信号に応じて演算される補正係数及
び補正変数であって、各気筒毎にエンジンの運転状態に
応じた燃費特性や加速特性等の諸特性の最適化が図られ
るような所定値に設定される。

【００４０】更に、ＣＰＵ５ｂは、詳細は後述するよう
に、エンジンの運転状態に応じてエンジンの点火時期を
算出し、算出された点火時期に基づいて点火プラグ１３
を駆動する。

【００４１】図２は空燃比フィ−ドバック制御のメイン
ル−チンを示すフロ−チャ−トである。

【００４２】まず、ステップＳ１でＬＡＦセンサ１６か
らの出力値を読み込み、次いでエンジンが始動モ−ドに
あるか否かを判別する（ステップＳ２）。ここで、始動
モ−ドにあるか否かは、例えば、図示しないエンジンの
スタ−タスイッチがオンで、かつエンジン回転数が所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判別する。

【００４３】ステップＳ２の答が肯定（ＹＥＳ）のと
き、すなわち、始動モ−ドのときは、エンジン冷却水温
ＴＷ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡの関数であるＫＴＷＬＡ
Ｆマップを検索して低水温時の目標空燃比係数ＫＴＷＬ
ＡＦを算出し（ステップＳ３）、このＫＴＷＬＡＦ値を
目標空燃比係数ＫＣＭＤに設定する（ステップＳ４）。
次いで、フラグＦＬＡＦＦＢを「０」にセットして空燃
比のフィ−ドバック制御を中止し（ステップＳ５）、空
燃比補正係数ＫＬＡＦ及びその積分項（Ｉ項）ＫＬＡＦ
Ｉを１．０に設定して（ステップＳ６、ステップＳ
７）、本プログラムを終了する。

【００４４】一方、ステップＳ２の答が否定（ＮＯ）の
とき、すなわち基本モ−ドのときは、後述する図３のフ
ロ−チャ−トに基づき修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを
算出し（ステップＳ８）、次いでフラグＦＡＣＴが
「１」か否かを判別してＬＡＦセンサ１６が活性化して
いるか否かを判断する（ステップＳ９）。このＬＡＦセ
ンサ１６の活性化判別は、バックグラウンド処理される
ＬＡＦセンサ活性化判別ル−チン（図示せず）によりな
され、例えば、ＬＡＦセンサ１６の出力電圧ＶＯＵＴと
その中心電圧ＶＣＥＮＴとの差が所定値（例えば０．４
Ｖ）より小さいときに「ＬＡＦセンサ１６が活性化し
た」と判別される。

【００４５】そして、ステップＳ９の答が否定（ＮＯ）
のときは上記ステップＳ５に進む一方、ステップＳ９の
答が肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわちＬＡＦセンサ１６
の活性化が完了しているときはステップＳ１０に進み、
不図示のＫＡＣＴ算出ル−チン実行することにより、Ｌ
ＡＦセンサ１６により検出された空燃比の当量比ＫＡＣ
Ｔ（１４．７／（Ａ／Ｆ））を算出する（ステップＳ１
０）。次いで、ステップＳ１１ではフィ−ドバック処理
ル−チンを実行して本プログラムを終了する。すなわ
ち、所定のフィ−ドバック条件を充足しないときはフラ
グＦＬＡＦＦＢを「０」にセットしてフィ−ドバック制
御を禁止する一方、所定のフィ−ドバック条件を充足す
るときはフラグＦＬＡＦＦＢを「１」にセットして空燃
比補正係数ＫＬＡＦを算出し、フィ−ドバック制御の実
行を指令して、本プログラムを終了する。

【００４６】しかして、図３はステップＳ８（図２）で
実行されるＫＣＭＤＭ算出ル−チンのフロ−チャ−トで
あって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行される。

【００４７】図３において、まずステップＳ２１で、エ
ンジン１がフュ−エルカット（燃料供給停止）中か否か
を判別する。フュ−エルカット中か否かは、エンジン回
転数ＮＥやスロットル弁３０１の弁開度θＴＨに基づい
て判断され、具体的にはフュ−エルカット判別ル−チン
（図示せず）の実行により判別される。

【００４８】ステップＳ２１の答が否定のとき、すなわ
ち基本モ−ドのときは、目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出
した後に（ステップＳ２２）、ステップＳ２４に進む。
この目標空燃比係数ＫＣＭＤは、通常はエンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定された不図
示のＫＣＭＤマップから読み出されるが、車両の発進時
や低水温時あるいは所定の高負荷運転時においては適宜
補正され、具体的には、ＫＣＭＤ算出ル−チン（図示せ
ず）を実行することにより、これらの運転状態に適合し
た値に設定される。ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭ
ＤＦＣ（例えば１．０）に設定した後に（ステップＳ２
３）、ステップＳ２４に進む。

【００４９】ステップＳ２４では、Ｏ２処理を行う。す
なわち、後述するように、所定要件下、Ｏ２センサ１７
からの出力値に基づき目標空燃比係数ＫＣＭＤを補正し
て修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する。次にステ
ップＳ２５で修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭのリミット
チェックを行い、本プログラムを終了しメインル−チン
（図２）に戻る。すなわち、ステップＳ２４で算出され
たＫＣＭＤＭ値と所定の上下限値ＫＣＭＤＭＨ，ＫＣＭ
ＤＭＬとの大小関係を比較し、ＫＣＭＤＭ値が上限値Ｋ
ＣＭＤＭＨより大きいときはＫＣＭＤＭ値をその上限値
ＫＣＭＤＭＨに設定し、ＫＣＭＤＭ値が下限値ＫＭＤＭ
Ｌより小さいときは、ＫＣＭＤＭ値をその下限値ＫＣＭ
ＤＭＬに設定し、本プログラムを終了する。

【００５０】図４は前記ステップＳ２４（図３）で実行
されるＯ２処理ル−チンのフロ−チャ−トであって、本
プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行さ
れる。

【００５１】同図において、まずステップＳ３１では、
フラグＦＯ２が「１」か否かを判別して、Ｏ２センサ１
７が活性化しているか否かを判断する。このＯ２センサ
１７が活性化したか否かは、バックグラウンド処理時に
実行される不図示のＯ２センサ活性化判別ル−チンを実
行することにより判断され、例えば、イグニッションス
イッチ（図示せず）のオン時からの経過時間や基本モ−
ド移行状態からの経過時間により、Ｏ２センサ１７の活
性化が判断される。

【００５２】ステップＳ３１の答が否定（ＮＯ）、すな
わち、Ｏ２センサ１７がまだ活性化されていないと判断
されたときは、タイマｔｍＲＸを所定値Ｔ１（例えば
０．２５sec）に設定した後（ステップＳ３２）、フラ
グＦＶＲＥＦが「０」か否かを判別し、前記空燃比補正
値ΔＫＣＭＤを算出するためのＯ２センサ１７の目標補
正値ＶＲＥＦ（後述する）の初期値ＶＲＲＥＦ（以下
「初期補正値」という）が既に設定されているか否かを
判断する（ステップＳ３３）。

【００５３】そして、最初のル−プでは、上記初期補正
値ＶＲＲＥＦはまだ設定されていないので、ステップＳ
３３の答は肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ３４に進
み、記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されているＶＲＲＥ
Ｆテ−ブルを検索して初期補正値ＶＲＲＥＦを算出す
る。

【００５４】このＶＲＲＥＦテ−ブルは、ＰＡセンサ１
９により検出される大気圧ＰＡに対してテ−ブル値が与
えられており、初期補正値ＶＲＲＥＦは、このＶＲＲＥ
Ｆテ−ブルを検索することにより読み出され、あるいは
補間法により算出される。

【００５５】次いで、ステップＳ３５では、前回ル−プ
における目標補正値の積分項（Ｉ項）ＶＲＥＦＩ（ｎ−
１）を上記初期補正値ＶＲＲＥＦに初期設定し、本プロ
グラムを終了しメインル−チン（図２）に戻る。なお、
次回ル−プ以降でステップＳ３３が実行されるときは、
上述の如く既に目標補正値の初期補正値設定がなされて
いるため、その答が否定（ＮＯ）となり、ステップＳ３
４，Ｓ３５を実行することなく本プログラムを終了す
る。

【００５６】ステップＳ３１の答が肯定（ＹＥＳ）とな
ったときは、Ｏ２センサ１７が活性化されたと判断して
ステップＳ３６に進み、前記タイマｔｍＲＸが「０」と
なったか否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）のとき
は上記ステップＳ３３に進む一方、肯定（ＹＥＳ）のと
き、すなわちＯ２センサ１７の活性化が完了したと判断
されるときは、ステップＳ２２またはステップＳ２３
（図３）で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定下
限値ＫＣＭＤＺＬ（例えば０．９８）より大きく、かつ
所定上限値ＫＣＭＤＺＨ（例えば１．１３）より小さい
か否かを判別する（ステップＳ３７，Ｓ３８）。ステッ
プＳ３７，Ｓ３８のいずれかの答が否定（ＮＯ）のとき
は、混合気の空燃比がリ−ンバ−ン状態あるいは燃料リ
ッチに設定されている場合であり、本プログラムを終了
する一方、いずれの答も肯定（ＹＥＳ）のときは、混合
気の空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）に設定す
べき場合であり、ステップＳ３９に進み、エンジンがフ
ュ−エルカット中か否かを判別する。そして、その答が
肯定（ＹＥＳ）のときは、本プログラムを終了してメイ
ンル−チン（図２）に戻る一方、その答が否定（ＮＯ）
のときは、前回ル−プにおいてフュ−エルカット状態に
あったか否かを判別する（ステップＳ４０）。そして、
その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、カウンタＮＡＦＣを
所定値Ｎ１（例えば４）に設定した後（ステップＳ４
１）、このカウンタＮＡＦＣのカウンタ値Ｎ１を「１」
だけデクリメントして（ステップＳ４２）、本プログラ
ムを終了する。

【００５７】一方、ステップＳ４０の答が否定（ＮＯ）
となったときはステップＳ４３に進み、カウンタＮＡＦ
Ｃが「０」か否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）の
ときは、カウンタＮＡＦＣのカウント値を「１」だけデ
クリメントして（ステップＳ４２）本プログラムを終了
する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、フュ−エ
ルカット状態を脱して安定した燃料供給が行われている
と判断し、後述するＯ２フィ−ドバック処理を実行した
後（ステップＳ４４）、本プログラムを終了し、メイン
ル−チン（図２）に戻る。

【００５８】図５は前記ステップＳ４４（図４）で実行
されるＯ２フィ−ドバック処理ル−チンのフロ−チャ−
トであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と
同期して実行される。

【００５９】まず、ステップＳ６１では、間引き変数Ｎ
ＩＶＲが「０」か否かを判別する。この間引き変数ＮＩ
ＶＲは、後述するようにＴＤＣ信号パルスが発生する毎
にエンジン運転状態に応じて設定された間引き数ＮＩだ
け減算される変数であって、最初は「０」であるためス
テップＳ６１の答は肯定（ＹＥＳ）となる。また、その
後のル−プでステップＳ６１の答が否定（ＮＯ）となっ
たときはステップＳ６２に進み、間引き変数ＮＩＶＲか
ら間引き数ＮＩ（例えば１）を減算した値を新たな間引
き変数ＮＩＶＲに設定した後、後述するステップＳ７２
に進む。

【００６０】上記ステップＳ６１の答が肯定（ＹＥＳ）
のときは、Ｏ２センサ１７の出力電圧ＶＯ２が所定下限
値ＶＬ（例えば０．３Ｖ）より小さいか否か、あるいは
所定上限値（例えば０．８）より大きいか否かを判断し
（ステップＳ６３，Ｓ６４）、ステップＳ６３，Ｓ６４
のいずれかの答が肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわち、混
合気の空燃比が理論空燃比からリ−ン側、あるいはリッ
チ側に偏移していると判断されるときは、ステップＳ６
５に進み、不図示のＫＶＰマップ、ＫＶＩマップ、ＫＶ
Ｄマップ、ＮＩＶＲマップを検索して、比例項（Ｐ項）
係数ＫＶＰ、積分項（Ｉ項）係数ＫＶＩ、微分項（Ｄ
項）係数ＫＶＤ、及び上記間引き変数ＮＩＶＲの算出を
行う。これらのＫＶＰマップ、ＫＶＩマップ、ＫＶＤマ
ップ、及びＮＩＶＲマップは、エンジン回転数ＮＥ及び
吸気管内絶対圧ＰＢＡによって決定される複数のエンジ
ン運転領域毎に所定のマップ値が与えられて予め記憶手
段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されており、これらのマップ検
索によりエンジンの運転状態に応じたマップ値が読み出
され、あるいは補間法により算出される。

【００６１】次に、間引き変数ＮＩＶＲを上記ステップ
Ｓ６５で算出されたＮＩＶＲ値に設定し（ステップＳ６
６）、前記ステップＳ３４（図４）で算出された初期補
正値ＶＲＲＥＦと今回ル−プにおけるＯ２センサ１７の
出力電圧ＶＯ２との偏差ΔＶ（ｎ）を算出し（ステップ
Ｓ６７）、数式（３）〜（５）に基づいて、目標補正値
ＶＲＥＦ（ｎ）を算出するための各補正項、すなわちＰ
項、Ｉ項、Ｄ項の目標補正値ＶＲＥＦＰ（ｎ）、ＶＲＥ
ＦＩ（ｎ）、ＶＲＥＦＤ（ｎ）を算出した後、数式
（６）に基づき、これら各補正項を加算して目標補正値
ＶＲＥＦ（ｎ）を算出する（ステップＳ６８）。

【００６２】ＶＲＥＦＰ（ｎ）＝ΔＶ（ｎ）×ＫＶＰ …（３）ＶＲＥＦＩ（ｎ）＝ＶＲＥＦ（ｎ−１）＋ΔＶ（ｎ）×ＫＶＩ …（４）ＶＲＥＦＤ（ｎ）＝（ΔＶ（ｎ）−ΔＶ（ｎ−１））×ＫＶＤ …（５）ＶＲＥＦ（ｎ）＝ＶＲＥＦＰ（ｎ）＋ＶＲＥＦＩ（ｎ）＋ＶＲＥＦＤ（ｎ） …（６）次に、ＶＲＥＦ（ｎ）のリミットチェックを行う（ステ
ップＳ６９）。すなわち、ＶＲＥＦ（ｎ）及びＶＲＥＦ
Ｉ（ｎ）値と所定上下限値ＶＲＥＦＨ，ＶＲＥＦＩとの
大小関係を比較し、その結果ＶＲＥＦ（ｎ）値及びＶＲ
ＥＦＩ（ｎ）値が上限値ＶＲＥＦＨを越えるときにはそ
の所定上限値ＶＲＥＦＨに設定し、所定下限値ＶＲＥＦ
Ｉより小さいときには、その所定下限値ＶＲＥＦＩに設
定する。

【００６３】次に、空燃比補正値ΔＫＣＭＤを算出する
（ステップＳ７０）。空燃比補正値ΔＫＣＭＤは、目標
補正値ＶＲＥＦの所定値ＶＲＥＦ０〜ＶＲＥＦ５に対し
てテ−ブル値ΔＫＣＭＤ０〜ΔＫＣＭＤ３が与えられた
ΔＫＣＭＤテ−ブルを検索することにより読み出され、
あるいは補間法により算出される。ΔＫＣＭＤ値はＶＲ
ＥＦ（ｎ）が大きな値を有するほど、大きな値に設定さ
れる。また、ＶＲＥＦ値に関しては上記ステップＳ６９
でリミットチェックが行われていることから、ΔＫＣＭ
Ｄ値に関しても所定の上下限値内の値に設定されること
となる。

【００６４】次いで、ステップＳ７１では、前記ステッ
プＳ２２（図３）で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤ
に上記空燃比補正値ΔＫＣＭＤを加算して修正目標空燃
比係数ＫＣＭＤＭ（＝理論空燃比）を算出し、本プログ
ラムを終了する。

【００６５】また、前記ステップＳ６３，Ｓ６４の答が
いずれも否定（ＮＯ）のとき、すなわちＯ２センサ１７
の出力電圧ＶＯ２がＶＬ≦ＶＯ２≦ＶＨのときは、Ｏ２
フィ−ドバック制御を禁止し、ステップＳ７２〜Ｓ７４
において、ΔＶ値（初期補正値ＶＲＲＥＦとＯ２センサ
１７の出力値との偏差）、目標補正値ＶＲＥＦ、及び空
燃比補正値ΔＫＣＭＤのそれぞれに対し、今回値を前回
値に等置して、本プログラムを終了する。これにより、
混合気の空燃比が理論空燃比を維持し得るときは、不要
なＯ２フィ−ドバック制御が禁止され、制御性を良好に
保つことができる。すなわち、混合気の空燃比を安定し
たものに維持することができる。

【００６６】次に、本実施例における触媒の劣化検知方
法について、図６、７を用いて詳しく説明する。

【００６７】まず、本発明の触媒劣化検知装置における
触媒劣化検知の原理について説明する。未使用の新しい
触媒を用いた場合には、Ｏ２センサの出力平均値は比較
的高く、また、その出力変動幅は非常に小さい。一方、
約８０，０００ｋｍ走行時した場合には、未使用触媒に
比べＯ２センサの出力平均値は低下し、かつ、その出力
変動幅は大きくなり、さらに約１６０，０００ｋｍ走行
した場合には、Ｏ２センサの出力平均値はさらに低下
し、かつ、その出力変動幅はさらに増大する。また、フ
ィ−ドガスの場合には、Ｏ２センサの出力平均値は、未
使用の触媒を用いた場合の略１／２まで低下し、かつ、
その出力変動幅は著しく増大する。

【００６８】ここで、上記Ｏ２センサの出力平均値は、
触媒下流側の酸素分圧、すなわち触媒の酸化能力に相当
すると考えられ、上記Ｏ２センサの出力変動幅は、触媒
の酸素ストレージ能力の変化度合を示していると考えら
れる。すなわち、触媒の酸化能力が低下するほどＯ２セ
ンサの出力平均値が低下し、また、触媒の劣化度合が大
きくなるほど、触媒の酸素ストレージ能力が劣化するた
め、Ｏ２センサの出力変動幅が増大すると考えられる。

【００６９】上述した原理から、触媒下流側の第２の排
気濃度センサ出力値の平均値及び変動幅の２つのパラメ
−タにより触媒の劣化度合を評価することができる。

【００７０】図６は上述した原理に基づいてＣＰＵ５ｂ
で実行される触媒劣化検知のためのメインル−チンを示
すフロ−チャ−トである。このプログラムはＴＤＣ信号
パルス発生毎に実行される。

【００７１】同図において、まず、ステップＳ８１でエ
ンジン１が始動モ−ドにあるか否かを判別する。この始
動モ−ドの判別は、前記空燃比フィ−ドバック制御にお
けるステップＳ２（図２）の始動モ−ド判別と同様な方
法で行われる。

【００７２】ステップＳ８１の答が肯定（ＹＥＳ）のと
き、すなわち始動モ−ドのときは、触媒劣化検知は行わ
ずに、触媒劣化検知フラグＦＣＡＴＡを「０」にセット
し（ステップＳ８２）、始動からの経過時間を示すタイ
マｔｍＣＣＡＴＡを所定時間Ｔ２（例えば１２０sec）
に設定する（ステップＳ８３）。次いで、平均値等を算
出するための判定期間変数ＣＡＣ、Ｏ２センサ１７の出
力値ＶＯ２の平均値ＶＡＯ、分散値ＶＳＯ、出力値ＶＯ
２の積算値（以下「積算値」という）ＶＣＡＦ、及び出
力値ＶＯ２の自乗の積算値（以下「自乗積算値」とい
う）ＶＣＡＳを、それぞれ０に初期値設定し（ステップ
Ｓ８４〜Ｓ８８）、本プログラムを終了する。

【００７３】一方、ステップＳ８１の答が否定（ＮＯ）
のとき、すなわち基本モ−ドのときは、ステップＳ８９
に進み、上記タイマｔｍＣＣＡＴＡが０になったか否か
を判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、始動後
所定時間Ｔ２以上経過している場合であり、ＴＷセンサ
１０により検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定下限
値ＴＷＣＡＴＡ（例えば８０℃）より大きいか否かを判
別する（ステップＳ９０）。その答が肯定（ＹＥＳ）の
ときは、エンジンの暖機が完了しているものと判断し、
次いでＴＣセンサ１８により検出された触媒床温度ＴＣ
が所定下限値ＴＣＣＡＴＡ（例えば３８０℃）より大き
いか否かを判別する（ステップＳ９１）。その答が肯定
（ＹＥＳ）のときは、触媒が活性化しているものと判断
して、ステップＳ９２に進む。ステップＳ９２では、Ｎ
Ｅセンサ１１により検出されたエンジン回転数ＮＥが所
定範囲、すなわち所定下限値ＮＥＬ（例えば１８００r.
p.m.）以上で、かつ所定上限値ＮＥＨ（例えば３０００
r.p.m.）以下であるか否かを判別する。その答が肯定
（ＹＥＳ）のときは、エンジンが定常運転状態にあるた
めの必要条件の一つを満たす場合であり、さらにＰＢＡ
センサ８により検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定
範囲内、すなわち所定下限値ＰＢＡＬ（例えば２６０mm
Hg）以上で、かつ所定上限値ＰＢＡＨ（例えば５６０mm
Hg）以下であるか否かを判別する（ステップＳ９３）。

【００７４】ステップＳ９３の答が肯定（ＹＥＳ）のと
きは、エンジンが定常運転状態にあるための負荷条件を
満たすと判断してステップＳ９４に進み、触媒劣化検知
フラグＦＣＡＴＡが「０」か否かを判別する。そして、
その答が肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわち触媒劣化検知
がまだ行われていないときは、後述する図７に示す触媒
劣化検知ル−チンを実行して（ステップＳ９５）、本プ
ログラムを終了する。

【００７５】また、上記ステップＳ８９〜Ｓ９４のうち
のいずれかの答が否定（ＮＯ）のときは、触媒の劣化検
知を行わずに本プログラムを終了する。

【００７６】すなわち、始動モ−ド移行後所定時間が経
過し、エンジン水温ＴＷ及び触媒床温度ＴＣが所定値よ
り大きく、かつエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧
ＰＢＡが所定範囲内にあるような、所定のエンジン運転
状態にあり、しかも触媒劣化検知がまだ行われていない
ときにのみ、図７に示す触媒劣化検知を行う。エンジン
が上記所定の運転状態にあるときに触媒劣化検知を行う
のは、Ｏ２センサ出力が安定し、このＯ２センサ出力を
用いて触媒劣化検知が可能な運転領域、すなわち空燃比
フィ−ドバック制御状態にあるときに触媒の劣化検知を
行うことにより、正確に触媒の劣化検知を行うためであ
る。また、ステップＳ９５の答が否定（ＮＯ）のとき
は、既に触媒の劣化検知が行われた場合であるので、再
度の触媒劣化検知を行わずに、本プログラムを終了す
る。

【００７７】図７は上記ステップＳ９５で実行される触
媒劣化検知ル−チンを示すフロ−チャ−トである。この
プログラムはＴＤＣ信号パルス発生毎に実行される。

【００７８】まず、ステップＳ１０１でＯ２センサ１７
の出力値ＶＯ２を読み込み、上記した判定期間変数ＣＡ
Ｃを「１」だけインクリメントした後（ステップＳ１０
２）、ステップＳ１０３に進み、判定期間変数ＣＡＣが
所定値ｎＡＣＬに達したか否かを判別する。ここで、所
定値ｎＡＣＬは平均値を算出するのに充分な期間（例え
ば１０２４）に設定される。

【００７９】最初のル−プでは、ステップＳ１０３の答
は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ１０４に進み、
上記ステップＳ８７（図６）で設定されたＶＣＡＦ（＝
０）に今回ル−プ時のＯ２センサ出力値ＶＯ２を加算し
て、今回ル−プの積算値ＶＣＡＦを算出する。次いで、
上記ステップＳ８８（図６）で設定された自乗積算値Ｖ
ＣＡＳ（＝０）に今回ル−プ時のＯ２センサ出力値ＶＯ
２の自乗を加算して、自乗積算値ＶＣＡＳを算出し（ス
テップＳ１０５）、本プログラムを終了してメインル−
チン（図６）に戻る。

【００８０】また、次回以降のル−プでステップＳ１０
４に進んだ場合には、前回ル−プで算出された積算値Ｖ
ＣＡＦに今回ル−プ時のＯ２センサ出力値ＶＯ２を加算
して、今回ル−プの積算値ＶＣＡＦを算出し、次いで、
ステップＳ１０５で、前回ル−プで算出された自乗積算
値ＶＣＡＳに今回ル−プ時のＯ２センサ出力値ＶＯ２の
自乗を加算して、自乗積算値ＶＣＡＳを算出する。

【００８１】一方、上記ステップＳ１０３の答が肯定
（ＹＥＳ）となったときは、ステップＳ１０６に進み、
数式（７）により平均値ＶＡＯを算出し（ステップＳ１
０６）、さらに数式（８）により分散値ＶＳＯを算出す
る（ステップＳ１０７）。

【００８２】ＶＡＯ＝ＶＣＡＦ／ｎＡＣＬ …（７）ＶＳＯ＝（ＶＣＡＳ−ＶＡＯ×ＶＣＡＦ）／ｎＡＣＬ …（８）次に、点火時期遅角補正量θｉｇＣＡＴを算出するため
に、遅角補正加算値θｉｇＶＡＯ及び遅角補正加算値θ
ｉｇＶＳＯを算出する（ステップＳ１０８，Ｓ１０
９）。

【００８３】遅角補正加算値θｉｇＶＡＯは、、具体的
には図８に示すように、平均値ＶＡＯの所定値ＶＡＯ０
〜ＶＡＯ５に対してテーブル値θｉｇＶＡＯ０〜θｉｇ
ＶＡＯ３が与えられたθｉｇＶＡＯテーブルを検索する
ことにより読み出され、あるいは補間法により算出され
る。

【００８４】前述したように、平均値ＶＡＯが小さいほ
ど触媒の劣化度合は大きいので、遅角補正加算値θｉｇ
ＶＡＯはより大きな値に設定される。

【００８５】一方、遅角補正加算値θｉｇＶＳＯは、具
体的には図９に示すように、分散値ＶＳＯの所定値ＶＳ
Ｏ０〜ＶＳＯ５に対してテーブル値θｉｇＶＳＯ０〜θ
ｉｇＶＳＯ３が与えられたθｉｇＶＳＯテーブルを検索
することにより読み出され、あるいは補間法により算出
される。

【００８６】前述したように、分散値ＶＳＯが大きいほ
ど触媒の劣化は大きいので、遅角補正加算値θｉｇＶＳ
Ｏはより大きな値に設定される。

【００８７】次に、ステップＳ１１０において、上記算
出された遅角補正加算値θｉｇＶＡＯとθｉｇＶＳＯと
を加算して、遅角補正量θｉｇＣＡＴを算出する。

【００８８】ステップＳ１１１では、新たに算出された
遅角補正量θｉｇＣＡＴが所定のリミット値θｉｇＣＡ
ＴＬＴより大きいか否かを判別し、ステップＳ１１１の
答が否定（ＮＯ）、すなわち、遅角補正量θｉｇＣＡＴ
が所定のリミット値θｉｇＣＡＴＬＴに満たないとき
は、「触媒の劣化は許容範囲内である」と判断して、
「１」で触媒の劣化が許容範囲外であることを示すフラ
グＦＣＡＴＡＤを「０」にセットし（ステップＳ１１
２）、次いでステップＳ１１３で上記算出した遅角補正
量θｉｇＣＡＴと既に記憶手段５Ｃに記憶されている遅
角補正量の記憶値θｉｇＣＡＴＭとの差の絶対値と所定
値αとを比較し、該絶対値が所定値α以下のときは、前
記触媒検知フラグＦＣＡＴＡを「１」にセットし（ステ
ップＳ１１７）、本プログラムを終了してメインルーチ
ン（図６）に戻る。なお、遅角補正量の記憶値θｉｇＣ
ＡＴＭは初期値として０が記憶されている。

【００８９】一方、前記ステップＳ１１３で前記算出し
た遅角補正量θｉｇＣＡＴと前記遅角補正量記憶値θｉ
ｇＣＡＴＭとの差の絶対値が所定値αを越えるときは、
記憶値θｉｇＣＡＴＭが新たな算出値θｉｇＣＡＴに更
新される（ステップＳ１１４）。これにより、常に最適
な点火時期遅角補正量を得ることができる。次いで、触
媒劣化検知フラグＦＣＡＴＡを「１」にセットして（ス
テップＳ１１７）、本プログラムを終了し、メインルー
チン（図６）に戻る。

【００９０】一方、ステップＳ１１１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、すなわち、上記算出された遅角補正量θｉｇＣＡ
Ｔが所定のリミット値θｉｇＣＡＴＬＴ以上のときは、
「触媒の劣化は許容範囲外である」と判断して、「１」
で触媒の劣化が許容範囲外であることを示すフラグＦＣ
ＡＴＡＤを「１」にセットし（ステップＳ１１５）、所
定のリミット値θｉｇＣＡＴＬＴが遅角補正量の記憶値
θｉｇＣＡＴＭとして記憶される（ステップＳ１１
６）。これにより、過剰な遅角補正が回避される。次い
で、触媒劣化検知フラグＦＣＡＴＡを「１」にセットし
（ステップＳ１１７）、本プログラムを終了してメイン
ルーチン（図６）に戻る。

【００９１】図１０は触媒装置劣化表示ルーチンのフロ
ーチャートである。

【００９２】このプログラムは所定の周期毎にタイマー
に同期して実行される。

【００９３】まず、ステップＳ１５１で前記フラグＦＣ
ＡＴＤが「１」か否かを判別する。そしてステップＳ１
５１の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち触媒の劣化が許容
範囲外であるときは、車室のインストルメント・パネル
等に配置された表示装置（図示せず）で触媒装置劣化を
表示し（ステップＳ１５２）、本プログラムを終了す
る。

【００９４】一方、ステップＳ１５１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわち触媒の劣化が許容範囲内であるときは、
触媒装置劣化表示をすることなく、本プログラムを終了
する。

【００９５】上記実施例の触媒劣化検知装置によれば、
前記排気濃度センサ１７の出力値に基づいて算出した出
力平均値ＶＡＯ及び出力変動幅ＶＳＯの少なくとも一方
により、前記触媒措置の劣化状態を検出するので、空燃
比フィ−ドバック制御性能を低下させることなく、従っ
て排気エミッション特性を低下させることなく、空燃比
フィ−ドバック制御と並行して触媒の劣化検知を行うこ
とができる。また、前記従来技術のようにＯ２センサ１
７の出力が反転するまでの時間を計測する必要がないの
で、短時間で触媒の劣化検知を行うことができる。

【００９６】さらに、上記実施例によれば、平均値ＶＡ
Ｏ及び分散値ＶＳＯの双方の値に基づいて点火時期遅角
補正量θｉｇＣＡＴが算出されるので、より正確な算出
値を得ることができる。

【００９７】また、上記実施例では、前記算出された点
火時期遅角補正量θｉｇＣＡＴの値を触媒装置劣化判別
（図７、ステップＳ１１１）に用いると共に、記憶値θ
ｉｇＣＡＴＭ（図７、ステップＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ
１１６）として後述する点火時期の遅角補正（図１１の
ステップＳ２１０）にも用いるので、構成の簡略化に寄
与することができる。

【００９８】なお、上記実施例において、Ｏ２センサ出
力値ＶＯ２の代わりに、前記空燃比補正値ΔＫＣＭＤを
用いてもよい。すなわち、この場合には、上記判定用平
均値ＶＡＯ及び分散値ＶＳＯの代わりに、上記実施例に
おけるＯ２センサ１７の出力値ＶＯ２がＶＯ２＜ＶＬ、
あるいはＶＯ２＞ＶＨであるときの空燃比補正値ΔＫＣ
ＭＤの平均値及び分散値を求め、上記と同様にして触媒
の劣化検知を行うことができる。

【００９９】また、上記実施例において、Ｏ２センサ１
７の出力変動幅として、分散値の代わりに、例えば標準
偏差を用いてもよい。すなわち、この場合には、Ｏ２セ
ンサ出力値ＶＯ２（あるいは空燃比補正値ΔＫＣＭＤ）
の平均値と標準偏差とを算出し、算出した平均値と標準
偏差を所定値と比較することにより、触媒の劣化検知を
行うことができる。

【０１００】図１１は点火時期算出ルーチンのフローチ
ャートであって、本プログラムはＴＤＣ判別信号の発生
と同期して実行される。

【０１０１】まず、ステップＳ２０１ではフラグＦＶＴ
ＥＣが「０」か否かを判別し、バルブタイミングが高速
Ｖ／Ｔに設定されているか低速Ｖ／Ｔに設定されている
かを判断する。そして、フラグＦＶＴＥＣが「０」、す
なわち、低速Ｖ／Ｔに設定されているときはステップＳ
２０２に進み、低速Ｖ／Ｔ用θｉｇマップを検索して低
速Ｖ／Ｔ時の基本点火時期θｉｇＭを算出し、一方フラ
グＦＶＴＥＣが「１」、すなわち、高速Ｖ／Ｔに設定さ
れているときはステップＳ２０３に進み、高速Ｖ／Ｔ用
θｉｇマップを検索して高速Ｖ／Ｔ時の基本点火時期θ
ｉｇＭを算出する。すなわち、基本点火時期θｉｇＭを
決定するためのθｉｇマップとして、低速Ｖ／Ｔ用（θ
ｉｇＭＬマップ）と高速Ｖ／Ｔ用（θｉｇＭＨマップ）
の２つのマップが記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されて
おり、基本点火時期θｉｇＭはθｉｇマップを検索する
ことにより読み出され、或いは補間法により算出され
る。次に、ステップＳ２０４ではＫＩＧＲＴＷテーブル
を検索して水温補正係数ＫＩＧＲＴＷを算出する。

【０１０２】ＫＩＧＲＴＷテーブルは、エンジン冷却水
温ＴＷ０〜ＴＷ７に対してテーブル値ＫＩＧＲＴＷ０〜
ＫＩＧＲＴＷ５が与えられている。

【０１０３】すなわち、ＫＩＧＲＴＷテーブルは、エン
ジン冷却水温ＴＷが高い程ＫＩＧＲＴＷ値が小さく設定
されており、前記水温補正係数ＫＩＧＲＴＷは該ＫＩＧ
ＲＴＷテーブルを検索することにより読み出され、或は
補間法により算出される。

【０１０４】これにより、エンジン冷却水温ＴＷが低い
ときはＫＩＧＲＴＷは大きく設定され、低温時には遅角
補正量は大きくなる。

【０１０５】次に、ステップＳ２０５ではＫＩＧＲＰＢ
テーブルを検索して吸気圧補正係数ＫＩＧＲＰＢを算出
する。

【０１０６】ＫＩＧＲＰＢテーブルは、吸気管内絶対圧
ＰＢＡ０〜ＰＢＡ３に対してテーブル値ＫＩＧＲＰＢ０
〜ＫＩＧＲＰＢ１が与えられており、前記吸気圧補正係
数ＫＩＧＲＰＢは該ＫＩＧＲＰＢテーブルを検索するこ
とにより読み出され、或いは補間法により算出される。

【０１０７】ステップＳ２０６では数式（９）に基づい
て遅角補正値θｉｇＰＵＲを算出する。

【０１０８】 θｉｇＰＵＲ＝ＫＩＧＲＴＷ×ＫＩＧＲＰＢ …（９）次に、ステップＳ２０７では進角補正値等その他の補正
係数θｉｇＣＲを算出し、最後にステップＳ２０８で数
式（１０）に基づき点火時期θｉｇを算出する。

【０１０９】 θｉｇ＝θｉｇＭ＋θｉｇＣＲ−θｉｇＰＵＲ …（１０）これにより、少なくともエンジン冷却水温ＴＷ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡに応じて点火時期は遅角補正され、か
かる遅角補正された最適点火時期でもって点火時期が制
御され、大量の蒸発燃料がエンジン１の燃焼室に吸入さ
れても排気効率の低下及び運転性能の悪化を回避するこ
とができる。

【０１１０】次にステップＳ２０９に進み、エンジンが
高負荷状態にあるか否かを判別し、エンジンが高負荷状
態にあると判断されたとき（ＹＥＳ）は、本プログラム
を終了し、後述するステップＳ２１０の遅角補正が禁止
される。これにより、前記触媒装置に供給される排気ガ
スの高温化が抑えられ、該触媒装置が保護される。

【０１１１】一方、ステップＳ２０９でエンジンが高負
荷状態にないと判断されたとき（ＮＯ）は、前記ステッ
プＳ２０８で算出された点火時期θｉｇから前記図７の
ステップＳ１１６で記憶された点火時期遅角補正量の記
憶値θｉｇＣＡＴＭを減算して最終的な点火時期θｉｇ
を算出する（ステップＳ２１０）ことにより、遅角補正
を行い、本プログラムを終了する。

【０１１２】図１２に、触媒装置の劣化状態と排気エミ
ッション特性との関係を従来の装置と上記実施例に係る
装置とを比較して示す。同図から明らかなように、上記
実施例の触媒劣化検知装置によれば、従来の触媒劣化検
知装置と比較して、触媒措置が同レベルの劣化状態にあ
る場合の排気エミッション特性をより良好なレベルに維
持することができる。

【０１１３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形実施
が可能である。例えば、上記実施例においては、触媒装
置が１個だけ設けられる場合を例にとったが、第１の触
媒装置と第２の触媒装置とを設け、これらの触媒装置の
間に配設されたＯ２センサの出力値あるいは空燃比補正
値の平均値及び変動幅を用いて触媒の劣化検知を行うこ
とも可能である。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の内燃エ
ンジンの触媒劣化検知装置によれば、内燃エンジンの排
気通路に配設された触媒装置と、該触媒装置の下流側に
配設された排気濃度センサと、前記エンジンの点火時期
を制御する点火時期制御手段とを備えた内燃エンジンの
触媒劣化検知装置において、前記排気濃度センサの出力
値に基づいて前記触媒装置の劣化状態を検出する触媒劣
化検出手段と、前記検出された触媒装置の劣化状態に応
じて前記エンジンの点火時期を遅角させる点火時期遅角
手段とを備えたので、触媒装置の劣化に伴う排気エミッ
ション特性の悪化を抑制することができる。

【０１１５】また、請求項２及び請求項３の内燃エンジ
ンの触媒劣化検知措置によれば、前記点火時期遅角手段
は、前記検出された触媒装置の劣化状態に応じて点火時
期遅角補正量を算出するとともに、該算出された点火時
期遅角補正量が所定のリミット値以上である場合に、該
遅角補正量は前記所定のリミット値に制限されるので、
エンジン出力の過剰な低下が回避され、運転性能を維持
することができる。

【０１１６】さらに、前記点火時期遅角補正量が前記所
定のリミット値以上である場合には、該触媒装置の劣化
状態を、表示装置で表示するので、ドライバに該劣化状
態を速やかに知らせることができる。

【０１１７】また、請求項４の内燃エンジンの触媒劣化
検知装置によれば、前記エンジンの高負荷状態を検出す
る高負荷検出手段と、該高負荷状態が検出されたときは
前記点火時期遅角補正を禁止する遅角補正禁止手段とを
備えたので、前記触媒装置に供給される排気ガスの高温
化が抑えられ、該触媒装置を保護することができる。

【０１１８】また、請求項５の内燃エンジンの触媒劣化
検知装置によれば、前記算出された点火時期遅角補正量
を記憶する遅角補正量記憶手段を備えたので、エンジン
の運転を停止しても、次回のエンジン運転再開時には直
ちに最適な点火時期遅角補正が可能となり、さらに、前
記記憶された点火時期遅角補正量と新たに算出された点
火時期遅角補正量との差が所定値以上である場合は前記
記憶された点火時期遅角補正量を更新する点火時期遅角
補正量更新手段をも備えたので、常に最適な点火時期遅
角補正量を得ることができる。

【０１１９】なお、請求項６の内燃エンジンの触媒劣化
検知装置によれば、前記触媒劣化検出手段は、前記排気
濃度センサの出力値に基づいて算出した出力平均値及び
出力変動幅の少なくとも一方により、前記触媒装置の劣
化状態を検出するので、エンジンの空燃比フィードバッ
ク性能や排気エミッション特性を悪化させることなく、
エンジンの空燃比フィードバック制御と並行して迅速に
触媒の劣化検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の内燃エンジンの触媒劣化検
知装置を示す全体構成図である。

【図２】同実施例における空燃比フィ−ドバック制御の
メインル−チンを示すフロ−チャ−トである。

【図３】空燃比フィ−ドバック制御における修正目標空
燃比係数ＫＣＭＤＭ算出ル−チンを示すフロ−チャ−ト
である。

【図４】空燃比フィ−ドバック制御におけるＯ２処理ル
−チンを示すフロ−チャ−トである。

【図５】空燃比フィ−ドバック制御におけるＯ２フィ−
ドバック処理ル−チンを示すフロ−チャ−トである。

【図６】触媒劣化検知プログラムのメインル−チンを示
すフロ−チャ−トである。

【図７】図６のメインル−チンで実行される触媒劣化検
知ル−チンを示すフロ−チャ−トである。

【図８】図７の触媒劣化検知ルーチンで検索される点火
時期遅角補正値θｉｇＶＡＯテーブルを示す図である。

【図９】図７の触媒劣化検知ルーチンで検索される点火
時期遅角補正値θｉｇＶＳＯテーブルを示す図である。

【図１０】触媒装置劣化表示ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図１１】点火時期算出ルーチンを示すフローチャート
である。

【図１２】触媒装置劣化状態とエンジンの排気エミッシ
ョン特性との関係を示す図である。

【符号の説明】

１内燃エンジン５ＥＣＵ（触媒劣化検出手段、点火時期制御手段、及
び点火時期遅角手段、高負荷状態検出手段）８ＰＢＡセンサ１４排気管（排気通路）１５触媒装置１７Ｏ２センサ（排気濃度センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ＦＫ (72)発明者江原安則埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気通路に配設された触
媒装置と、該触媒装置の下流側に配設された排気濃度セ
ンサと、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制
御手段とを備えた内燃エンジンの触媒劣化検知装置にお
いて、前記排気濃度センサの出力値に基づいて前記触媒
装置の劣化状態を検出する触媒劣化検出手段と、前記検
出された触媒装置の劣化状態に応じて前記エンジンの点
火時期を遅角させる点火時期遅角手段とを備えたことを
特徴とする内燃エンジンの触媒劣化検知装置。
【請求項２】前記点火時期遅角手段は、前記検出され
た触媒装置の劣化状態に応じて点火時期遅角補正量を算
出するとともに、該算出された点火時期遅角補正量が所
定のリミット値以上である場合に、該遅角補正量を前記
所定のリミット値に制限することを特徴とする請求項１
記載の内燃エンジンの触媒劣化検知装置。
【請求項３】前記点火時期遅角補正量が前記所定のリ
ミット値以上である場合に、前記検出された触媒装置の
劣化状態を表示する触媒劣化表示手段を備えたことを特
徴とする請求項２記載の内燃エンジンの触媒劣化検知装
置。
【請求項４】前記エンジンの高負荷状態を検出する高
負荷検出手段と、該高負荷状態が検出されたときに前記
点火時期遅角補正を禁止する遅角補正禁止手段とを備え
たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
内燃エンジンの触媒劣化検知装置。
【請求項５】前記算出された点火時期遅角補正量を記
憶する遅角補正量記憶手段と、該記憶された点火時期遅
角補正量と新たに算出された点火時期遅角補正量との差
が所定値以上である場合に前記記憶された点火時期遅角
補正量を更新する点火時期遅角補正量更新手段とを備え
たことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
内燃エンジンの触媒劣化検知装置。
【請求項６】前記触媒劣化検出手段は、前記排気濃度
センサの出力値に基づいて算出した出力平均値及び出力
変動幅の少なくとも一方により、前記触媒装置の劣化状
態を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
かに記載の内燃エンジンの触媒劣化検知装置。