JPH10212934A

JPH10212934A - エンジンの触媒劣化診断装置および空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH10212934A
Application number: JP9016804A
Authority: JP
Inventors: Koji Ishihara; 康二石原; Kenichi Sato; 健一佐藤; Takashi Ishizuka; 隆史石塚
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JP3651159B2

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒の一時的な劣化をも含めて触媒の劣化度
合の診断を迅速に行う。【解決手段】判定手段３３は空燃比フィードバック制
御条件の成立時であるかどうかを判定し、この判定結果
より空燃比フィードバック制御条件の成立時に触媒前後
の２つのＯ₂センサ３１、３２出力に基づいて排気の空
燃比が所定の周期で振れるように空燃比フィードバック
制御手段３４が空燃比のフィードバック制御を行う。こ
の場合に、空燃比フィードバック制御条件の成立時に下
流側Ｏ₂センサ３２出力の触媒新品時における上限ピー
ク値を記憶手段３５が記憶し、空燃比フィードバック制
御条件の成立時に下流側Ｏ₂センサ３２出力の現在の上
限ピーク値を計測手段３６が計測し、これら２つのピー
ク値の比較により検出手段３７が触媒の劣化度合を検出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの触媒劣
化診断装置および空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気浄化用の三元触媒の上流と下流にそ
れぞれＯ₂センサを設け、上流側Ｏ₂センサ出力に基づい
て排気の空燃比が理論空燃比付近で所定の周期をもって
振れるように空燃比のフィードバック制御を行なった場
合に、触媒の新品時は下流側Ｏ₂センサ出力がリッチ側
からリーン側へあるいはリーン側からリッチ側へと反転
する回数が小さいのに対して、触媒が劣化しているとき
は下流側Ｏ₂センサ出力の反転回数が大きくなる。これ
は、触媒の新品時には触媒がＯ₂を蓄えておく能力（Ｏ₂
ストレージ能力）が高いため、蓄えたＯ₂を離そうとせ
ず、これによって下流側Ｏ₂センサ出力がなかなか反転
しない（つまり下流側Ｏ₂センサ出力のリッチ、リーン
に対する応答性が鈍い）のに対して、触媒が劣化してく
るとＯ₂ストレージ能力が低くなり、Ｏ₂を蓄えてもすぐ
に離してしまうので、下流側Ｏ₂センサ出力の応答が上
流側Ｏ₂センサ出力の応答に近づいてゆく（つまり下流
側Ｏ₂センサ出力のリッチ、リーン反転に対する応答性
がよくなる）ことによるものである。

【０００３】こうした特性に着目して触媒前後の２つの
Ｏ₂センサ出力の反転回数比（あるいは反転周期比）よ
り触媒が劣化したかどうかを診断する方法がよく知られ
ている（特開昭６３−２０５４４１号公報参照）。上流
側Ｏ₂センサ出力の所定時間当たりの反転回数をｎ１、
下流側のＯ₂センサ出力の所定時間当たりの反転回数を
ｎ２としたとき、その反転回数比（＝ｎ２／ｎ１）が触
媒新品時に０であったものが触媒の劣化が進むととも
に、１に近づいていくので、反転回数比が判定基準値
（たとえば０．５）以上となったとき触媒が劣化したと
診断するわけである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒前
後の２つのＯ₂センサ出力の反転回数比から触媒の劣化
を診断する従来装置では、空燃比フィードバック制御を
開始してから上流側Ｏ₂センサ出力と下流側Ｏ₂センサ出
力とがスライスレベルを横切って何回か反転する必要が
あり、触媒の劣化判定に時間がかかるため、たとえば高
速走行時に触媒がリッチ状態に晒され一時的に触媒が劣
化する場合や燃料中の硫黄分による被毒で触媒性能が一
時的に低下する場合などの一次劣化を診断することがで
きない。また、低温始動時のように触媒の活性化の途中
では触媒の転換効率が徐々に変化するので、その間では
触媒の劣化診断の精度が低下してしまう。

【０００５】なお、特開平４−３０３１４８号公報の装
置においては、触媒劣化診断条件の成立時になったとき
リーン化制御により下流側Ｏ₂センサにおけるＯ₂の着脱
をスムーズに行わせて下流側Ｏ₂センサにより酸素濃度
が高感度で検出されるようにすることで、Ｏ₂ストレー
ジ能力の高い初期状態での触媒劣化を精度良く診断する
ようにしているが、下流側Ｏ₂センサ出力が反転しにく
いことに変わりなく、したがってこの装置においても、
触媒劣化の診断を時間的に早くできない。

【０００６】そこで本発明は、第一に触媒新品時に下流
側Ｏ₂センサ出力のピーク値を記憶しておき、この記憶
値とその後の下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値とを比較
することにより、触媒の一時的な劣化をも含めて触媒の
劣化度合の診断を迅速に行い、第二にその判定した触媒
の劣化度合を空燃比フィードバック制御定数の修正制御
に反映させることにより、触媒の劣化度合に応じた要求
空燃比を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図２３
に示すように、触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３
１、３２と、空燃比フィードバック制御条件の成立時で
あるかどうかを判定する手段３３と、この判定結果より
空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記２つのＯ
₂センサ３１、３２出力に基づいて排気の空燃比が所定
の周期で振れるように空燃比のフィードバック制御を行
う手段３４と、前記空燃比フィードバック制御条件の成
立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２出力の触媒新品時にお
ける上限ピーク値を記憶する手段３５と、前記空燃比フ
ィードバック制御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂センサ
３２出力の現在の上限ピーク値を計測する手段３６と、
これら２つのピーク値の比較により触媒の劣化度合を検
出する手段３７とを設けた。

【０００８】第２の発明では、図２４に示すように、触
媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３１、３２と、空燃
比フィードバック制御条件の成立時であるかどうかを判
定する手段３３と、この判定結果より空燃比フィードバ
ック制御条件の成立時に前記２つのＯ₂センサ３１、３
２出力に基づいて排気の空燃比が所定の周期で振れるよ
うに空燃比のフィードバック制御を行う手段３４と、前
記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流側
Ｏ₂センサ３２出力の触媒新品時における下限ピーク値
を記憶する手段４１と、前記空燃比フィードバック制御
条件の成立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２出力の現在の
下限ピーク値を計測する手段４２と、これら２つのピー
ク値の比較により触媒の劣化度合を検出する手段３７と
を設けた。

【０００９】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて前記空燃比フィードバック制御手段３４が、図２
５に示すように、空燃比フィードバック制御の基本制御
定数（たとえば比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、
上流側Ｏ₂センサ出力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力
と比較するスライスレベルＳＬＦ等）を演算する手段６
１と、空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下
流側Ｏ₂センサ３２出力に基づいて前記基本制御定数に
対する修正値（たとえば比例分修正値ＰＨＯＳ）を演算
する手段６２と、この修正値で前記基本制御定数を修正
して制御定数を演算する手段６３と、この演算した制御
定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサ３１出力に基づく空
燃比のフィードバック制御を行う手段６４とからなる。

【００１０】第４の発明では、第１から第３までのいず
れか一つに発明において前記下流側Ｏ₂センサ出力とス
ライスレベルの差の絶対値と判定値を比較し、その差の
絶対値が判定値以下のときは前記触媒新品時におけるピ
ーク値の記憶および前記現在のピーク値の計測を行わな
い。

【００１１】第５の発明では、図２６に示すように、触
媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３１、３２と、空燃
比フィードバック制御条件の成立時であるかどうかを判
定する手段３３と、この判定結果より空燃比フィードバ
ック制御条件の成立時に前記２つのＯ₂センサ３１、３
２出力に基づいて排気の空燃比が所定の周期で振れるよ
うに空燃比のフィードバック制御を行う手段３４と、前
記空燃比フィードバック制御条件の成立時に空燃比をリ
ッチ側に制御する手段５１と、このリッチ化制御中に前
記下流側Ｏ₂センサ３２出力の触媒新品時におけるピー
ク値を記憶する手段５２と、同じくこのリッチ化制御中
に前記下流側Ｏ₂センサ３２出力の現在のピーク値を計
測する手段５３と、これら２つのピーク値の比較により
触媒の劣化度合を検出する手段３７とを設けた。

【００１２】第６の発明では、第５の発明において前記
空燃比フィードバック制御手段３４が、図２５に示すよ
うに、空燃比フィードバック制御の基本制御定数（たと
えば比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂
センサ出力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力と比較す
るスライスレベルＳＬＦ等）を演算する手段６１と、空
燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂
センサ３２出力に基づいて前記基本制御定数に対する修
正値（たとえば比例分修正値ＰＨＯＳ）を演算する手段
６２と、この修正値で前記基本制御定数を修正して制御
定数を演算する手段６３と、この演算した制御定数を用
いて前記上流側Ｏ₂センサ３１出力に基づく空燃比のフ
ィードバック制御を行う手段６４とからなる。

【００１３】第７の発明では、第６の発明において前記
リッチ化制御が、空燃比がリッチ側に向かう向きに前記
基本制御定数を変更することである。

【００１４】第８の発明では、第６または第７の発明に
おいて前記リッチ化制御をアイドル状態でだけ行う。

【００１５】第９の発明では、第８の発明においてアイ
ドル状態となってから所定期間が経過するまで前記リッ
チ化制御を行わない。

【００１６】第１０の発明では、第８または第９の発明
において空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記
下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値の変化量を検出し、こ
の変化量が所定値以上となったときに限り前記アイドル
状態でのリッチ化制御を行う。

【００１７】第１１の発明では、第１の発明から第１０
までのいずれか一つの発明において前記触媒新品時が、
累積走行距離または累積走行時間が所定値未満であると
きである。

【００１８】第１２の発明では、第１の発明から第１０
までのいずれか一つの発明において前記触媒新品時が、
累積走行距離または累積走行時間が所定値未満でありか
つ前記触媒温度が所定値以上であるときである。

【００１９】第１３の発明では、第１の発明から第１２
までのいずれか一つの発明において前記上流側Ｏ₂セン
サが活性化したタイミングで前記空燃比フィードバック
制御を開始する。

【００２０】第１４の発明では、図２７に示すように、
触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３１、３２と、空
燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例
分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂センサ出
力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力と比較するスライ
スレベルＳＬＦ等）を演算する手段６１と、空燃比フィ
ードバック制御条件の成立時であるかどうかを判定する
手段３３と、この判定結果より空燃比フィードバック制
御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２の出力に基
づいて前記基本制御定数に対する修正値（たとえば比例
分修正値ＰＨＯＳ）を演算する手段６２と、前記空燃比
フィードバック制御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂セン
サ３２出力の触媒新品時における上限ピーク値を記憶す
る手段３５と、前記空燃比フィードバック制御条件の成
立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２出力の現在の上限ピー
ク値を計測する手段３６と、これら２つのピーク値の比
較結果に応じて触媒の劣化度合に対応する補正量を演算
する手段７１と、この補正量で前記修正値を補正する手
段７２と、この補正された修正値で前記基本制御定数を
修正して制御定数を演算する手段７３と、この演算した
制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサ３１の出力に基
づく空燃比のフィードバック制御を行う手段６４とを設
けた。

【００２１】第１５の発明では、図２８に示すように、
触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３１、３２と、空
燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例
分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂センサ出
力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力と比較するスライ
スレベルＳＬＦ等）を演算する手段６１と、空燃比フィ
ードバック制御条件の成立時であるかどうかを判定する
手段３３と、この判定結果より空燃比フィードバック制
御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２の出力に基
づいて前記基本制御定数に対する修正値（たとえば比例
分修正値ＰＨＯＳ）を演算する手段６２と、前記空燃比
フィードバック制御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂セン
サ３２出力の触媒新品時における下限ピーク値を記憶す
る手段４１と、前記空燃比フィードバック制御条件の成
立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２出力の現在の下限ピー
ク値を計測する手段４２と、これら２つのピーク値の比
較結果に応じて触媒の劣化度合に対応する補正量を演算
する手段７１と、この補正量で前記修正値を補正する手
段７２と、この補正された修正値で前記基本制御定数を
修正して制御定数を演算する手段７３と、この演算した
制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサ３１の出力に基
づく空燃比のフィードバック制御を行う手段６４とを設
けた。

【００２２】第１６の発明では、第１４または第１５の
発明において前記下流側Ｏ₂センサ出力とスライスレベ
ルの差の絶対値と判定値を比較し、その差の絶対値が判
定値以下のときは前記触媒新品時におけるピーク値の記
憶および前記現在のピーク値の計測を行わない。

【００２３】第１７の発明では、図２９に示すように、
触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ３１、３２と、空
燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例
分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂センサ出
力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力と比較するスライ
スレベルＳＬＦ等）を演算する手段６１と、空燃比フィ
ードバック制御条件の成立時であるかどうかを判定する
手段３３と、この判定結果より空燃比フィードバック制
御条件の成立時に前記下流側Ｏ₂センサ３２の出力に基
づいて前記基本制御定数に対する修正値（たとえば比例
分修正値ＰＨＯＳ）を演算する手段６２と、前記空燃比
フィードバック制御条件の成立時に空燃比をリッチ側に
制御する手段５１と、このリッチ化制御中に前記下流側
Ｏ₂センサ３２出力の触媒新品時におけるピーク値を記
憶する手段５２と、同じくこのリッチ化制御中に前記下
流側Ｏ₂センサ３２出力の現在のピーク値を計測する手
段５３と、これら２つのピーク値の比較結果に応じて触
媒の劣化度合に対応する補正量を演算する手段７１と、
この補正量で前記修正値を補正する手段７２と、この補
正された修正値で前記基本制御定数を修正して制御定数
を演算する手段７３と、この演算した制御定数を用いて
前記上流側Ｏ₂センサ３１の出力に基づく空燃比のフィ
ードバック制御を行う手段６４とを設けた。

【００２４】第１８の発明では、第１７の発明において
前記リッチ化制御が、空燃比がリッチ側に向かう向きに
前記基本制御定数を変更することである。

【００２５】第１９の発明では、第１７または第１８の
発明において前記リッチ化制御をアイドル状態でだけ行
う。

【００２６】第２０の発明では、第１９の発明において
アイドル状態となってから所定期間が経過するまで前記
リッチ化制御を行わない。

【００２７】第２１の発明では、第１９または第２０の
発明において空燃比フィードバック制御条件の成立時に
前記下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値の変化量を検出
し、この変化量が所定値以上となったときに限り前記ア
イドル状態でのリッチ化制御を行う。

【００２８】第２２の発明では、第１４の発明から第２
１までのいずれか一つの発明において前記触媒新品時
が、累積走行距離または累積走行時間が所定値未満であ
るときである。

【００２９】第２３の発明では、第１４の発明から第２
１までのいずれか一つの発明において前記触媒新品時
が、累積走行距離または累積走行時間が所定値未満であ
りかつ前記触媒温度が所定値以上であるときである。

【００３０】第２４の発明では、第１４の発明から第２
３までのいずれか一つの発明において前記上流側Ｏ₂セ
ンサ３１が活性化したタイミングで前記空燃比フィード
バック制御を開始する。

【００３１】

【発明の効果】第１の発明では下流側Ｏ₂センサ出力の
触媒新品時における上限ピーク値と現在の上限ピーク値
の比較により、また第２の発明では下流側Ｏ₂センサ出
力の触媒新品時における下限ピーク値と現在の下限ピー
ク値の比較により、たとえば両者の差が小さいほど触媒
の劣化度合が小さいと、また両者の差が大きくなるほど
触媒の劣化度合が進んだと検出される。

【００３２】この場合に、下流側Ｏ₂センサ出力の触媒
新品時における上限ピーク値と触媒新品時における下限
ピーク値とは触媒新品時に予め記憶しておく値であり、
触媒の劣化検出に際しては、下流側Ｏ₂センサ出力の現
在の上限ピーク値や現在の下限ピーク値を計測するだけ
でよい。つまり、下流側Ｏ₂センサ出力がピーク値をと
るたびに触媒の劣化検出が可能になることから、たとえ
ば高速走行時に触媒がリッチ状態に晒され一時的に触媒
が劣化する場合や燃料中の硫黄分による被毒で触媒性能
が一時的に低下する場合などの一次劣化の場合に、ある
いは低温始動時のように触媒の活性化の途中で触媒の転
換効率が徐々に変化する場合においても、その一時的に
劣化した状態においてあるいは触媒の活性化の途中で下
流側Ｏ₂センサ出力が一度でもピーク値をとれば、それ
で触媒の劣化度合の検出が可能になる。

【００３３】このようにして、触媒の劣化度合の検出に
際して、第１の発明では下流側Ｏ₂センサ出力の現在の
上限ピーク値を計測するだけ、また第２の発明では下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の下限ピーク値を計測するだけ
でよいので、所定時間当たりに触媒前後の２つのＯ₂セ
ンサ出力が反転するのを待たなくてはならない従来装置
の場合より、触媒の劣化度合を迅速に検出することがで
き、これによって、高速走行時に触媒がリッチ状態に晒
され一時的に触媒が劣化する場合や燃料中の硫黄分によ
る被毒で触媒性能が一時的に低下する場合などの一次劣
化をも検出可能となるばかりか、低温始動時のように触
媒の活性化の途中で触媒の転換効率が徐々に変化する場
合においても、その変化途中の触媒劣化度合を刻々に検
出できる。

【００３４】第４と第１６の各発明では、下流側Ｏ₂セ
ンサ出力とスライスレベルの差の絶対値と判定値を比較
し、その差の絶対値が判定値以下のときは触媒新品時に
おけるピーク値の記憶および現在のピーク値の計測を行
わないので、過渡的な運転条件での空燃比の乱れにより
下流側Ｏ₂センサ出力がピークに達しないまま反転する
場合のピーク値を誤って記憶または計測することがな
い。

【００３５】Ｏ₂ストレージ差による下流側Ｏ₂センサ出
力差はリッチ側出力のほうが顕著に現れる特性を利用し
て、第５の発明では、空燃比フィードバック制御条件の
成立時にリッチ化制御を行い、このリッチ化制御中の下
流側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時におけるピーク値とリ
ッチ化制御中の下流側Ｏ₂センサの現在のピーク値との
比較により触媒の劣化度合を検出し、また第１７の発明
では、空燃比フィードバック制御条件の成立時にリッチ
化制御を行い、このリッチ化制御中の下流側Ｏ₂センサ
出力の触媒新品時におけるピーク値とリッチ化制御中の
下流側Ｏ₂センサ出力の現在のピーク値との比較結果に
応じて触媒の劣化度合に対応する補正量を演算するの
で、第５の発明では第１と第２の発明よりも触媒の劣化
度合を高精度に検出することができ、また第１７の発明
では第１４と第１５の発明よりも触媒の要求空燃比への
制御精度が向上する。

【００３６】リッチ化制御が吸入空気量の大きい高負
荷、高回転で行われるときには排気エミッションが悪化
してしまうことになるが、第８と第１９の各発明では吸
入空気量の小さいアイドル状態でだけリッチ化制御を行
うので、排気エミッションが悪化することがない。

【００３７】アイドル状態となった直後は空燃比が安定
せず、したがって、下流側Ｏ₂センサ出力も安定しない
ので、このときにもリッチ化制御を行って下流側Ｏ₂セ
ンサ出力のピーク値を計測したのでは、下流側Ｏ₂セン
サ出力が不安定になる分だけ触媒の劣化度合の判定の精
度や補正量の演算精度が悪くなるが、第９と第２０の各
発明では、アイドル状態となってから所定期間が経過す
るまでリッチ化制御を行わないので、第９の発明におい
ては、安定していない下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値
を用いることによる劣化度合の判定精度の悪化を、また
第２０の発明においては、下流側Ｏ₂センサ出力のピー
ク値を用いることによる補正量の演算精度の悪化を避け
ることができる。

【００３８】アイドル状態となるたびにリッチ化制御を
行うのでは、排気エミッションが悪化するが、第１０と
第２１の各発明では、下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値
の変化量が所定値以上となったときに限ってアイドル状
態でのリッチ化制御を行うので、アイドル状態でのリッ
チ化制御の機会が減ることになり、その分だけ排気エミ
ッションの悪化を避けることができる。

【００３９】第１４と第１５の各発明では、下流側Ｏ₂
センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値と現在の
上限ピーク値との比較結果、もしくは下流側Ｏ₂センサ
出力の触媒新品時における下限ピーク値と現在の下限ピ
ーク値との比較結果に応じて触媒劣化度合に応じた補正
量を演算し、この補正量で修正値を補正するので、触媒
の劣化度合に応じた触媒の要求空燃比が得られることに
なり、これによって触媒の劣化度合に関係なく、排気エ
ミッションを低減することができる。

【００４０】たとえば、触媒の劣化度合に応じた触媒の
要求空燃比が、劣化度合が小さいときリッチ側にあり、
劣化度合が進んだときリーン側になる場合にも、修正値
により下流側Ｏ₂センサ出力をほぼスライスレベルの付
近に落ち着かせたのでは、触媒の要求空燃比が得られな
い。これに対して、第１４と第１５の各発明では、この
ときの触媒の要求空燃比に合わせて、劣化度合が小さい
とき空燃比をリッチ側にする値に、また劣化度合が進ん
だとき空燃比をリーン側にする値に補正量を設定するこ
とで、補正量のない状態では下流側Ｏ₂センサ出力がス
ライスレベルの付近に落ち着いていても、補正量が加わ
ることにより劣化度合が小さいときは空燃比がリッチ側
に、また劣化度合が進んだときは空燃比がリーン側に制
御され、これによって触媒の劣化度合に関係なく触媒の
要求空燃比が得られる。

【００４１】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本体
で、その吸気通路８には吸気絞り弁５の下流に位置して
燃料噴射弁７が設けられ、コントロールユニット（図で
はＣ／Ｕで略記）２からの噴射信号により運転条件に応
じて所定の空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供
給する。

【００４２】コントロールユニット２にはクランク角セ
ンサ４からのＲｅｆ信号（基準位置信号）とＰｏｓ信号
（１°信号）、エアフローメータ６からの吸入空気量信
号、水温センサ１１からのエンジン冷却水温信号等が入
力され、これらに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを算出
するとともに、排気通路９の三元触媒１０の上流側に設
置したＯ₂センサ３からの空燃比（酸素濃度）信号に基
づいて空燃比のフィードバック制御を行い、さらにその
空燃比フィードバック制御に使用する比例分を、三元触
媒１０の下流側に設置したＯ₂センサ１３からの空燃比
（酸素濃度）信号により修正する。

【００４３】ここで、空燃比フィードバック制御は、排
気の空燃比を理論空燃比を中心として周期的に振らせる
ようにした制御であり、このとき排気通路９に設けた三
元触媒１０が最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘ
の還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。

【００４４】コントロールユニット２で実行されるこの
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。

【００４５】図２のフローチャートは上流側Ｏ₂センサ
出力ＯＳＲ１に基づいて空燃比フィードバック補正係数
αを演算するためのもので、Ｒｅｆ信号に同期して実行
する。Ｒｅｆ信号に同期させるのは、燃料噴射がＲｅｆ
信号同期であり、系の乱れもＲｅｆ信号同期であるた
め、これに合わせたものである。

【００４６】ステップ１では、空燃比フィードバック制
御条件が成立しているかどうかをみる。たとえば、次の
条件、冷却水温Ｔｗが空燃比フィードバック制御の開始水温
ＴＷＣＬＭＰを超えていること、目標燃空比相当量Ｔfbya（後述する）＝１であるこ
と、フラグＦＬＧＣＬ＝１であること（つまり上流側、下
流側の各Ｏ₂センサ出力がそれぞれ所定回数（たとえば
１回）リッチ側からリーン側へと（あるいはリーン側か
らリッチ側へと）反転していること）、を一つずつチェックし、いずれかでも満たさないときは
空燃比フィードバック制御条件の非成立時と判断して、
ステップ２に進み、αに１．０を入れて（αをクラン
プ）、図２のフローを終了する。

【００４７】上記の〜のすべてを満足するときは空
燃比フィードバック制御条件の成立時と判断してステッ
プ３に進む。

【００４８】ステップ３では上流側Ｏ₂センサ出力ＯＳ
Ｒ１をＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ４においてＯ
ＳＲ１とスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）Ｓ
ＬＦを比較する。ＯＳＲ１＞ＳＬＦであれば上流側Ｏ₂
センサ出力がリッチ側にあると判断し、ステップ５でフ
ラグＡＦＦ１に“１”を入れ、ＯＳＲ１≦ＳＬＦである
ときは上流側Ｏ₂センサ出力がリーン側にあると判断
し、ステップ６においてフラグＡＦＦ１に“０”を入れ
る。これによってＡＦＦ１＝０は上流側Ｏ₂センサ出力
がリーン側にあることを、ＡＦＦ１＝１はリッチ側にあ
ることを表す。

【００４９】なお、フラグＡＦＦ１は、すぐ後に述べる
フラグＡＦＦ０、後述する他のフラグ（図３のフラグＡ
ＦＲ１、ＡＦＲ０、図４の上限ピーク経験フラグ、下限
ピーク経験フラグ、図８のフラグＦＬＧＣＬ、反転フラ
グＨＡＮＴＥＮ、上限ピーク経験フラグ、下限ピーク経
験フラグ、図９の新車時上限ピーク経験フラグ、新車時
下限ピーク経験フラグ、図１３のピーク経験フラグ２、
図１４のアイドルフラグＩＤＬＳＷ、リッチ化フラグ
１、図１５のピーク経験フラグ２、図１６のリッチ化フ
ラグ２）とともに電源投入時のイニシャライズで“０”
に初期設定し、またすぐ後に述べる変数を格納するため
のメモリα（old）、後述する他のメモリ（図３のＰＨ
ＯＳ、メモリＰＨＯＳ（old）、図４のメモリΔＯＳＲ
２Ｈ、ＯＳＲ２Ｉ１Ｈ、ＯＳＲ２ＰＨ、ΔＯＳＲ２Ｌ、
ＯＳＲ２Ｉ１Ｌ、ＯＳＲ２ＰＬ、図１３のメモリΔＯＳ
Ｒ２２、ＯＳＲ２Ｐ２、ＯＳＲ２Ｉ２、図２２のメモリ
ΔＯＳＲ２Ｈ、ＯＳＲ２ＰＨ（old）、ΔＯＳＲ２Ｌ、
ＯＳＲ２ＰＬ（old））も電源投入時のイニシャライズ
で０に初期設定するものであり、以下のフローチャート
おいて、フラグ、メモリについての初期設定については
省略する。

【００５０】ステップ７ではフラグＡＦＦ０の値を読み
込む。このフラグＡＦＦ０は前回に空燃比がリッチある
いはリーンのいずれの側にあったかを示すフラグであ
り、ＡＦＦ０＝０は前回リーン側にあったことを、ＡＦ
Ｆ０＝１は前回リッチ側にあったことを表す。

【００５１】ステップ８では２つのフラグＡＦＦ０、Ａ
ＦＦ１を比較し、両者の値が等しくないときは、ＯＳＲ
１のリッチからリーンへの反転時あるいはその反対にリ
ーンからリッチへの反転時であると判断し、ステップ９
でサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行
（ＯＳＲ１の反転毎に実行）については図３、図４のフ
ローチャートにより説明する。

【００５２】図３、図４のフローチャートは比例分修正
値ＰＨＯＳを演算するためのもので、図３のステップ２
１〜３３は図２においてステップ１、２、９を除いた残
りのステップと同様である。

【００５３】詳細にはステップ２１で下流側Ｏ₂センサ
平滑化電圧ＭＶＲＯ２を読み込み、このＭＶＲＯ２をス
テップ２２においてスライスレベル（たとえば５００ｍ
Ｖ付近）ＳＬＲと比較する。

【００５４】ここで、下流側Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶ
ＲＯ２は、図５に示したように、エンジン１回転毎に下
流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換して取り込
み、ＭＶＲＯ２＝ＭＶＲＯ２（old）×（１−Ａ）＋ＯＳＲ２×Ａ …（１）ただし、Ａ：平滑化定数（ｎ＜１）ＭＶＲＯ２（old）：ＭＶＲＯ２の前回値の式により更新される値である。ただし、初回電源投入
時はＯＳＲ２をそのままＭＶＲＯ２に入れている。

【００５５】ＭＶＲＯ２＞ＳＬＲであればステップ２３
でフラグＡＦＲ１に“１”を、またＭＶＲＯ２≦ＳＬＲ
であるときはステップ２４においてフラグＡＦＲ１に
“０”を入れる。これによってＡＦＲ１＝０は下流側Ｏ
₂センサ出力がリーン側に、またＡＦＲ１＝１はリッチ
側にあることを表す。

【００５６】ステップ２５ではフラグＡＦＲ０の値を読
み込む。ＡＦＲ０＝０は下流側Ｏ₂センサ出力が前回に
リーン側にあったことを、またＡＦＲ０＝１は下流側Ｏ
₂センサ出力が前回にリッチ側にあったことを表すの
で、ステップ２６で２つのフラグＡＦＲ０、ＡＦＲ１を
比較し、両者の値が等しくないとき（つまりリッチから
リーンへの反転時あるいはその反対にリーンからリッチ
への反転時）は、ステップ２７でフラグＡＦＲ１をみ
る。ＡＦＲ１＝０（リッチからリーンへの反転時）のと
きはステップ２８でメモリＰＨＯＳ（old）（ＰＨＯＳ
の前回値）に比例分ＰＨＰＬを加えた値を比例分修正値
ＰＨＯＳとすることにより、またＡＦＲ１＝１（リーン
からリッチの反転時）のときはステップ２９においてメ
モリＰＨＯＳ（old）より比例分ＰＨＰＲを差し引いた
値を比例分修正値ＰＨＯＳとすることにより、それぞれ
ＰＨＯＳを更新する。

【００５７】ステップ２６でＡＦＲ０とＡＦＲ１が等し
いときはステップ３０に進み、フラグＡＦＲ１の値をみ
て、ＡＦＲ１＝０（前回、今回ともリーン）であるとき
はステップ３１でメモリＰＨＯＳ（old）に積分分ＤＰ
ＨＯＳＬを加えた値を比例分修正値ＰＨＯＳとし、また
ＡＦＲ１＝１（前回、今回ともリッチ）であるときはス
テップ３２においてメモリＰＨＯＳ（old）より積分分
ＤＰＨＯＳＲだけ差し引いた値を比例分修正値ＰＨＯＳ
とすることにより、それぞれＰＨＯＳを更新する。

【００５８】なお、ＰＨＯＳの更新に用いた比例分ＰＨ
ＰＬ、ＰＨＰＲ、積分分ＤＰＨＯＳＬ、ＤＰＨＯＳＲは
一定値である。

【００５９】ステップ３３では次回制御のためフラグＡ
ＦＲ１の値をフラグＡＦＲ０に移し、図４のステップ３
４〜４１を実行した後に図３のフローを終了する。

【００６０】ここで、図４のステップ３４〜４２は本発
明により新たに追加した部分であり、後で詳述する。

【００６１】なお、図３のステップ２１の前には図２の
ステップ１に対応する判定部分がない。これは、空燃比
フィードバック制御条件と比例分修正制御条件を同じに
するもので、本発明では、便宜上、上流側Ｏ₂センサ出
力に基づく空燃比フィードバック制御を行うとき、必ず
下流側Ｏ₂センサ出力に基づく比例分修正制御を行うも
のとして説明する。実際の制御では、上流側Ｏ₂センサ
出力に基づく空燃比フィードバック制御を行っても、下
流側Ｏ₂センサ出力に基づく比例分修正制御が行われな
い場合がある（たとえば上流側Ｏ₂センサは活性化して
いても、下流側Ｏ₂センサが活性化していないとき）こ
とはいうまでもない。

【００６２】このようにして、比例分修正値ＰＨＯＳが
更新されるとき、比例分修正値ＰＨＯＳは図６に示した
ように下流側Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ２のリッチ
からリーンへの反転時とリーンからリッチへの反転時に
ステップ的に変化し、リーンやリッチを継続するあいだ
は漸増と漸減とを繰り返す波形となる。

【００６３】サブルーチンの実行を終了したら、図２の
ステップ１０に戻り、フラグＡＦＦ１の値をみる。ＡＦ
Ｆ１＝０（リッチからリーンへの反転時）であればステ
ップ１１で α＝α（old）＋（ＰＬ＋ＰＨＯＳ） …（２）ただし、α（old）：αの前回値の式により、またＡＦＦ１＝１（リーンからリッチへの
反転時）であるときはステップ１２において α＝α（old）−（ＰＲ−ＰＨＯＳ） …（３）の式により空燃比フィードバック補正係数αをそれぞれ
更新する。

【００６４】一方、ステップ８で２つのフラグＡＦＦ
０、ＡＦＦ１の値が等しいときは、反転時でないと判断
し、ステップ１３に進んでフラグＡＦＦ１の値をみる。
ＡＦＦ１＝０（前回、今回ともリーン）であれば、ステ
ップ１４でメモリα（old）に積分分ＩＬを加算するこ
とによって、またＡＦＦ１＝１（前回、今回ともリッ
チ）であるときはステップ１５でメモリα（old）より
積分分ＩＲを減算することによってそれぞれ空燃比フィ
ードバック補正係数αを更新する。

【００６５】ステップ１６では次回制御のためフラグＡ
ＦＦ１の値をフラグＡＦＦ０に移して図２のフローを終
了する。

【００６６】このようにして演算される空燃比フィード
バック補正係数αを用い、図示しないフローにより、燃
料噴射弁７に与える燃料噴射パルス幅ＴｉがＴｉ＝｛（Ｔｐ＋Ｋathos）×Ｔfbya×（α＋αｍ−１）×２｝＋Ｔｓ …（４）ただし、Ｔｐ：基本噴射パルス幅Ｋathos：過渡補正量Ｔfbya：目標燃空比相当量 αｍ：空燃比学習値Ｔｓ：無効パルス幅の式で計算される。この計算したＴｉの値は、これも図
示しないが噴射タイミングで出力レジスタに転送され、
エンジン２回転毎に１回、各気筒毎に噴射される。

【００６７】ここで、（４）式のＴｐはエンジン回転数
と吸入空気量から計算される値で、このＴｐによりほぼ
理論空燃比の混合気が得られる。Ｔfbyaは水温増量補正
係数Ｋｔｗや始動後増量補正係数Ｋａｓなどの和であ
り、冷間始動直後より空燃比フィードバック制御が開始
されるまでのあいだでＴfbyaが１．０より大きい値にな
って燃料増量が行われ、理論空燃比よりもリッチ側の空
燃比で運転される。また、空燃比フィードバック制御条
件の成立時はＴfbya＝１．０である。

【００６８】さて、空燃比フィードバック制御中に上流
側Ｏ₂センサ出力の所定時間当たりの反転回数と下流側
Ｏ₂センサ出力の所定時間当たりの反転回数を計測し、
両者の反転回数比より触媒が劣化したかどうかを診断す
る方法がよく知られているが、この従来の方法では、空
燃比フィードバック制御を開始してから上流側Ｏ₂セン
サ出力と下流側Ｏ₂センサ出力とが何回か反転したあと
でないと、触媒が劣化したかどうかを診断することがで
きず、劣化診断に時間がかるため、高速走行時に触媒が
リッチ状態に晒され一時的に劣化する場合や燃料中の硫
黄分による被毒で触媒性能が一時的に低下する場合など
の一次劣化を診断できない。また、低温始動時のように
触媒の活性化の途中では、触媒の転換効率が徐々に変化
するので、その間では劣化したかどうかの診断精度が低
下してしまう。

【００６９】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、触媒新品時に下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値を
記憶しておき、その記憶値とその後の下流側Ｏ₂センサ
出力のピーク値とを比較することにより、一時的な劣化
状態も含めて触媒の劣化度合の検出を迅速に行い、その
検出した触媒の劣化度合を空燃比制御に反映させる。こ
こで、図７に触媒新品時と触媒劣化時の下流側Ｏ₂セン
サ出力を重ねて示すと、同図のように、下流側Ｏ₂セン
サ出力は、触媒の状態によって下流側Ｏ₂センサ出力の
ピーク値（上限ピーク値と下限ピーク値）が変化し、触
媒劣化時になると、上限ピーク値と下限ピーク値のいず
れもが触媒新品時より低くなっている。これは、Ｏ₂ス
トレージ能力の高い触媒新品時には下流側Ｏ₂センサが
検出するＯ₂量が少なくなるため、センサ出力が高いの
に対し、触媒の劣化が進行すると、Ｏ₂ストレージ能力
が低下し、その結果、下流側Ｏ₂センサが検出するＯ₂量
が多くなり、センサ出力が低下してゆくためである。こ
うした特性を利用して下流側Ｏ₂センサ出力の触媒新品
時におけるピーク値と、下流側Ｏ₂センサ出力の現在の
ピーク値とを比較することにより、触媒の劣化度合を検
出できるのである。

【００７０】詳細には、図４のステップ３４〜４２を追
加するとともに、図８、図９のフローチャートを新たに
設けている。

【００７１】図８のフローチャートから説明すると、こ
れは比例分修正制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の現在の
ピーク値を計測するためのもので、図２、図３、図４の
フローチャートとは独立に一定時間毎（たとえば１０ｍ
ｓ毎）に実行する。

【００７２】ステップ５１、５２、５３では、次の条
件、Ｔｗ＞ＴＷＣＬＭＰであること、Ｔfbya＝１であること、フラグＦＬＧＣＬ＝１であること、を一つずつチェックする。これらの条件は図２のステッ
プ１において述べたところとそっくり同じであり、〜
のすべてを満足するときは比例分修正制御条件の成立
時（空燃比フィードバック制御条件の成立時でもある）
と判断してステップ５４以降に進む。

【００７３】ステップ５４では下流側Ｏ₂センサ出力Ｏ
ＳＲ２とスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）Ｓ
ＬＲの差ＤＬＴＡＶを計算し、この差ＤＬＴＡＶの絶対
値と判定値ＳＬＲＫをステップ５５において比較し、｜
ＤＬＴＡＶ｜＞ＳＬＲＫであれば、ピーク値の検出が可
能であると判断してステップ５６に進む。これは、過渡
的な運転条件での空燃比の乱れにより図１０に示したよ
うに下流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２が上限ピーク（ある
いは下限ピーク）に達しないまま反転することがあり、
この場合のピーク値を検出しないようにするため、｜Ｄ
ＬＴＡＶ｜≦ＳＬＲＫであるときはステップ５６以降に
進ませないのである。

【００７４】ステップ５６では反転フラグＨＡＮＴＥＮ
＝１であるかどうかみる。このフラグは図示しない別の
フローにおいて下流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２が増加か
ら減少に、あるいはこの逆に減少から増加に切換わった
（反転した）タイミングで“１”になるフラグである。
ＨＡＮＴＥＮ＝１のときは下流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ
２が上限ピークまたは下限ピークにあると判断してステ
ップ５７に進み、上記の差ＤＬＴＡＶと０を比較する。
ＤＬＴＡＶ＞０（つまり上限ピーク側）のときはステッ
プ５８において下流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２をメモリ
ＯＳＲ２ＰＨに移し、ＤＬＴＡＶ＜０（つまり下限ピー
ク側）のときはステップ６１においてＯＳＲ２をメモリ
ＯＳＲ２ＰＬに移す。これによってＯＳＲ２の上限ピー
ク値がメモリＯＳＲ２ＰＨに、またＯＳＲ２の下限ピー
ク値がメモリＯＳＲ２ＰＬに格納される。

【００７５】ステップ５９、６２ではそれぞれ上限ピー
ク経験フラグ、下限ピーク経験フラグに“１”を入れ
る。これらのピーク経験フラグは後述する図４において
必要なるフラグである。

【００７６】ステップ６０では次回のピーク値検出のた
め、反転フラグＨＡＮＴＥＮに“０”を入れてリセット
する。

【００７７】次に、図９のフローチャートは比例分修正
制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の新車時（つまり触媒新
品時）におけるピーク値を計測して記憶するためのもの
で、これも図２、図３、図４のフローチャートとは独立
に一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。

【００７８】図９においてステップ７３、７４、７５、
７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８
６は、図８のステップ５１〜６０とほぼ同様であり、比
例分修正制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の新車時におけ
る上限ピーク値と下限ピーク値を計測してそれぞれメモ
リＯＳＲ２Ｉ１ＨとＯＳＲ２Ｉ１Ｌに格納するととも
に、新車時における上限ピーク値を格納したときは新車
時上限ピーク記憶フラグを、また新車時における下限ピ
ーク値を格納したときは新車時下限ピーク記憶フラグを
それぞれ“１”にセットする。

【００７９】ただし、これらメモリＯＳＲ２Ｉ１ＨとＯ
ＳＲ２Ｉ１Ｌは、上記のメモリＯＳＲ２ＰＨとＯＳＲ２
ＰＬと相違してバックアップＲＡＭである。また、新車
時上限ピーク記憶フラグ、新車時下限ピーク記憶フラグ
を格納するメモリも、上記の上限ピーク経験フラグ、下
限ピーク経験フラグと相違してバックアップＲＡＭであ
る。

【００８０】一方、図８と大きく異なるのは、ステップ
７１、７２、７６、７７である。このうち、ステップ７
１、７２では、新車時ピーク経験フラグをみて、新車時
上限ピーク経験フラグ＝０または新車時下限ピーク経験
フラグ＝０のときだけステップ７３以降に進ませる。つ
まり、新車時上限ピーク経験フラグと新車時下限ピーク
経験フラグの両方が“１”となった後はステップ７３以
降に進むことができない。これにより比例分修正制御中
の下流側Ｏ₂センサ出力の新車時における上限ピーク値
と下限ピーク値の計測、記憶が終了する。

【００８１】ステップ７６、７７は下流側Ｏ₂センサ出
力の新車時における各ピーク値を記憶するときの条件を
追加するもので、累積走行距離ＳＤＩＳＴが所定値（た
とえば１００ｋｍ）ＤＩＳＴより小さい（つまり触媒が
新品である）とき、かつ触媒温度ＣＡＴＴが所定値ＣＡ
ＴＴＳを超えている（つまり触媒が完全に活性化して触
媒性能が安定している）ときの両方を満足する場合に限
りステップ７８以降に進ませる。

【００８２】ここで、上記の累積走行距離に代えて累積
走行時間を用いることもできる。上記の触媒温度は、温
度センサにより実際の触媒温度を検出するほか、始動し
てからの時間、走行距離もしくはエンジンの運転条件の
累積値により推測する方法が公知であるので、この公知
の方法を用いて触媒温度を推測するようにしてもかまわ
ない。

【００８３】このようにして、比例分修正制御中の下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値、
下限ピーク値がメモリＯＳＲ２Ｉ１Ｈ、ＯＳＲ２Ｉ１Ｌ
に格納され、また、比例分修正制御中に下流側Ｏ₂セン
サ出力が上限ピークと下限ピークをとるたびにメモリＯ
ＳＲ２ＰＨとＯＳＲ２ＰＬの値が更新される（比例分修
正制御中に下流側Ｏ₂センサ出力の最新の上限ピーク
値、下限ピーク値がメモリＯＳＲ２ＰＨ、ＯＳＲ２ＰＬ
に格納される）。

【００８４】図４に移り、ステップ３４、３５では新車
時上限ピーク記憶フラグと上限ピーク経験フラグをみ
て、これらがともに“１”にセットされているときはス
テップ３６でメモリＯＳＲ２Ｉ１Ｈ、ＯＳＲ２ＰＨの値
を読み出してこれらの差をメモリΔＯＳＲ２Ｈに入れ
る。同様にして、ステップ３８、３９では新車時下限ピ
ーク記憶フラグと下限ピーク経験フラグをみて、これら
がともに“１”にセットされているときはステップ４０
でメモリＯＳＲ２Ｉ１Ｌ、ＯＳＲ２ＰＬの値を読み出し
てこれらの差をメモリΔＯＳＲ２Ｌに入れる。これによ
って、メモリΔＯＳＲ２Ｈには比例分修正制御中の下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値と
比例分修正制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の現在の上限
ピーク値の差が、また、メモリΔＯＳＲ２Ｌには比例分
修正制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時におけ
る下限ピーク値と比例分修正制御中の下流側Ｏ₂センサ
出力の現在の下限ピーク値の差が格納されるわけであ
る。

【００８５】このΔＯＳＲ２Ｈよりステップ３７では図
１１の上段の実線を内容とするテーブルを、またΔＯＳ
Ｒ２Ｌよりステップ４１で図１１の上段の一点鎖線を内
容とするテーブルをそれぞれ検索して触媒の劣化度合に
対応する補正量ＰＨＯＳＭを求め、このＰＨＯＳＭをス
テップ４２でＰＨＯＳ（図３のステップ２８、２９、３
１、３２で既に得ている）に加算した値を改めて比例分
修正値ＰＨＯＳとおくことによって、ＰＨＯＳに対して
触媒の劣化度合に応じた補正を行う。

【００８６】ここで、上記の補正量ＰＨＯＳＭは、触媒
の要求空燃比が触媒の劣化とともに変化することに対応
して設定するものである。たとえば、触媒の劣化度合に
より触媒の要求空燃比がどのように変化してゆくかを図
１１の下段に示すと、触媒新品時は、触媒のＯ₂ストレ
ージ量が大きいため要求空燃比がリッチ側にあり、触媒
が劣化してくるとＯ₂ストレージ量が小さくなって要求
空燃比がリーン側へ移行している。図示しないが、触媒
の活性化途中は触媒劣化時と同様にＯ₂ストレージ量が
小さいので要求空燃比はリーン側である。こうした触媒
の要求空燃比の特性に合わせるため、図１１の上段に示
したように触媒の劣化度合が小さい（ΔＯＳＲ２Ｈ、Δ
ＯＳＲ２Ｌが小さい）ときＰＨＯＳＭをプラス側の値
に、また、劣化度合が進行する（ΔＯＳＲ２Ｈ、ΔＯＳ
Ｒ２Ｌが大きくなる）とマイナス側に設定するのであ
る。

【００８７】なお、図１１上段において、ΔＯＳＲ２Ｈ
の場合とΔＯＳＲ２Ｌの場合でＰＨＯＳＭの特性が異な
っているのは、上限ピーク時と下限ピーク時とで劣化度
合に対する下流側Ｏ₂センサ出力の感度が異なることに
よるものである。Ｏ₂センサは大気のＯ₂濃度と排気中の
Ｏ₂濃度の差に応じた電位差を出力するので、劣化度合
（触媒のＯ₂ストレージ能力）が異なる場合、Ｏ₂濃度の
低いリッチ側（つまり上限ピーク時）のほうがＯ₂濃度
の高いリーン側（つまり下限ピーク時）よりもその差が
大きくなる（図７参照）ことから、上限ピーク時と下限
ピーク時とでＯ₂センサ出力に感度差が出てくるわけで
ある。

【００８８】ただし、触媒の種類によっては触媒の要求
空燃比が必ずしも図１１の下段に示す傾向になるとは限
らないので、開発時に触媒の劣化度合と触媒の要求空燃
比の関係をあらかじめ確かめた上でＰＨＯＳＭを決定す
る必要がある。

【００８９】一方、新車時上限ピーク記憶フラグと上限
ピーク経験フラグの両方が“１”のときと、新車時下限
ピーク記憶フラグと下限ピーク経験フラグの両方が
“１”のとき以外のときは、ΔＯＳＲ２Ｈ、ΔＯＳＲ２
Ｌの計算を行うことができないので、そのままフローを
終了する。

【００９０】ここで、本発明の第１実施形態の作用を説
明すると、第１実施形態では、比例分修正制御中の下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値Ｏ
ＳＲ２Ｉ１Ｈと現在の上限ピーク値ＯＳＲ２ＰＨの差Δ
ＯＳＲ２Ｈ（または比例分修正制御中の下流側Ｏ₂セン
サ出力の触媒新品時における下限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ１
Ｌと現在の下限ピーク値ＯＳＲ２ＰＬの差ΔＯＳＲ２
Ｌ）を触媒の劣化度合相当量として計算するものであ
り、この差ΔＯＳＲ２Ｈ（またはΔＯＳＲ２Ｌ）が小さ
いほど触媒の劣化度合が小さいと、またΔＯＳＲ２Ｈ
（またはΔＯＳＲ２Ｌ）が大きくなるほど触媒の劣化度
合が進んだと検出される。

【００９１】この場合に、下流側Ｏ₂センサ出力の触媒
新品時における上限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ１Ｈと触媒新品
時における下限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ１Ｌとは触媒新品時
に予め記憶しておく値であり、触媒の劣化度合の検出に
際しては、下流側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値
ＯＳＲ２ＰＨや現在の下限ピーク値ＯＳＲ２Ｌを計測す
るだけでよい。つまり、下流側Ｏ₂センサ出力が上限や
下限のピーク値をとるたびに触媒の劣化度合の検出が可
能になることから、高速走行時に触媒がリッチ状態に晒
され一時的に劣化する場合や燃料中の硫黄分による被毒
で触媒性能が一時的に低下する場合、さらには低温始動
時のように触媒の活性化の途中で触媒の転換効率が徐々
に変化する場合においても、その一時的に劣化した状態
においてあるいは触媒の活性化の途中で下流側Ｏ₂セン
サ出力が一度でも上限や下限のピーク値をとれば、それ
で触媒の劣化度合の検出が可能になる。

【００９２】このようにして、第１実施形態では、下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値ＯＳＲ２ＰＨや
現在の下限ピーク値ＯＳＲ２Ｌを計測するタイミングで
触媒の劣化度合の検出が可能になるので、所定時間当た
りに触媒前後の２つのＯ₂センサ出力がスライスレベル
を超えて反転するのを待たなくてはならない従来装置の
場合より、触媒の劣化度合を迅速に検出することがで
き、これによって、高速走行時に触媒がリッチ状態に晒
され一時的に劣化する場合や燃料中の硫黄分による被毒
で触媒性能が一時的に低下する場合などの一次劣化をも
検出可能となるばかりか、低温始動時のように触媒の活
性化の途中で触媒の転換効率が徐々に変化する場合にお
いても、その変化途中の触媒の劣化度合を刻々に検出で
きる。

【００９３】また、第１実施形態では、触媒の劣化度合
相当量として計算した値ΔＯＳＲ２Ｈ、ΔＯＳＲ２Ｌに
応じて補正量ＰＨＯＳＭを求め、この補正量ＰＨＯＳＭ
で比例分修正値ＰＨＯＳを補正するので、触媒の劣化度
合に応じた触媒の要求空燃比が得られることになり、こ
れによって触媒の劣化度合に関係なく排気エミッション
を低減することができる。

【００９４】たとえば、ＰＨＯＳＭの導入されていない
状態で、触媒の劣化度合に応じた触媒の要求空燃比が、
図１１の下段に示すように、劣化度合が小さいときリッ
チ側にあり、劣化度合が進んだときリーン側になる場合
に、ＰＨＯＳにより下流側Ｏ₂センサ出力をスライスレ
ベルＳＬＲの付近に落ち着かせたのでは、触媒の要求空
燃比が得られない。これに対して本発明では、図１１の
下段の触媒特性に合わせて、補正量ＰＨＯＳＭが図１１
の上段のように、劣化度合が小さいときプラスの値で、
劣化度合が進んだときマイナスの値でＰＨＯＳＭが設定
される。ＰＨＯＳＭがプラスの値で設定されるときは、
ＰＨＯＳＭの分だけＰＨＯＳの値がプラス側に移り、こ
れによって図２ステップ１１のＰＬ＋ＰＨＯＳが大きく
なり、図２ステップ１２のＰＲ−ＰＨＯＳが小さくなる
ので、ＰＨＯＳＭの導入されていない状態では下流側Ｏ
₂センサ出力がスライスレベルＳＬＲの付近に落ち着い
ていても、ＰＨＯＳＭを導入することにより空燃比がリ
ッチ側に制御され、これによって劣化度合が進んでいな
いときの触媒の要求空燃比が得られるのである。触媒の
劣化度合が進み、ＰＨＯＳＭがマイナスの値で設定され
るときも同様で、劣化度合が進んでいるときの触媒の要
求空燃比が得られる。

【００９５】図１２、図１３のフローチャートは第２実
施形態で、それぞれ第１実施形態の図２、図４に対応す
る。第１実施形態の図３は第２実施形態でも使用する。
なお、図１２、図１３において図２、図４と同一の部分
には同一のステップ番号をつけている。

【００９６】さて、触媒が劣化したときと触媒新品時と
のＯ₂ストレージ量の差（下流側Ｏ_２センサ出力の差）
はリッチ側出力のほうが顕著に現れる。これは、リッチ
側では触媒内に流入する排気中の酸素割合が低くなり、
ほとんどの酸素が触媒新品時において酸化剤として使わ
れるか触媒内に吸着され、これによって下流側Ｏ_２セン
サが酸素を検出しなかったのが、触媒が劣化してくると
触媒内に吸着される酸素量が減り、吸着されなかった分
が下流側Ｏ₂センサにより検出されるようになるからで
ある。これに対して、理論空燃比の付近では触媒の劣化
の有無にかかわらず酸素が下流側Ｏ₂センサに流入する
ため触媒が劣化したときと触媒新品時とで下流側Ｏ₂セ
ンサの出力差は大きくならないのである。このような特
性を利用して、第２実施形態では強制的にリッチ化制御
を行ったときの下流側Ｏ₂センサの出力差より触媒の劣
化度合を高精度に検出する。

【００９７】ただし、リッチ化制御を吸入空気量の大き
い高負荷、高回転域で行ったのでは、排気エミッション
が悪化（ＣＯ、ＨＣが増加）してしまうので、吸入空気
量の小さいアイドル時にかぎってリッチ化制御を行う。

【００９８】具体的にフローチャートを説明すると、図
１２において図２と異なるのはステップ９１、９２、９
３、９４で、ここでは２つのリッチ化フラグ１、リッチ
化フラグ２をみて、いずれかが“１”にセットされてい
るときはステップ１１の比例分ＰＬよりも値の大きな比
例分ＰＬ２と、ステップ１２の比例分ＰＲよりも値の小
さな比例分ＰＲ２を用いて空燃比フィードバック補正係
数αを更新することによりリッチ化制御を行う。ここで
は、比例分ＰＬ２とＰＲ２の両方を用いているが、いず
れか一方を用いるだけでもかまわない。

【００９９】上記のリッチ化フラグ１の設定については
図１４のフローチャートにより説明する。同図は図１
２、図１３とは独立に一定時間（１０ｍｓ）毎に実行す
る。

【０１００】ステップ１１１〜１１５はリッチ化制御を
行う条件であるかどうかをみる部分である。上記の〜
の条件（比例分修正制御条件）と同じ条件をすべて満
足した上で、さらに次の条件アイドルフラグＩＤＬＳＷ＝１（アイドル状態）であ
ること、アイドル状態となってからの経過時間ＩＤＬＴＭが所
定値（たとえば１０ｓｅｃ）ＩＤＬＴＭＳ経過している
こと、の両方を満足した場合に、リッチ化制御条件の成立時で
あると判断して、ステップ１１６に進み、リッチ化フラ
グ１を“１”にセットし、〜のいずれかでも満足し
ないときは、ステップ１１７に進んでリッチ化フラグ１
を“０”にリセットする。

【０１０１】リッチ化制御をアイドル状態に限るのは、
リッチ化制御を吸入空気量の大きい高負荷、高回転域で
も行ったのでは、ＣＯ、ＨＣを増加（排気エミッション
を悪化）させてしまうからである。

【０１０２】ここで、アイドルフラグＩＤＬＳＷは、図
示しない別のルーチンによりアイドルスイッチがＯＮか
つ車速が所定値（たとえば８ｋｍ／ｈ）以下のとき
“１”となるフラグである。のように遅延時間を設け
るのは、空燃比が安定した状態になってからリッチ化制
御を行わせるためである。

【０１０３】図１５のフローチャートはリッチ化制御中
の下流側Ｏ₂センサ出力の現在のピーク値を計測するた
めのもので、これも一定時間毎に実行する。

【０１０４】ステップ１２１、１２２ではリッチ化フラ
グ１＝１かどうか、リッチ化フラグ１＝１となってから
所定時間が経過したかどうかみて、リッチ化フラグ１＝
１かつリッチ化フラグ１＝１となってから所定時間が経
過したときはステップ１２３に進み、そのときの下流側
Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２をメモリＯＳＲ２Ｐ２に移す。
このときの下流側Ｏ₂センサ出力は、リッチ化制御中の
ため自然と上限ピーク値となるので、ＯＳＲ２Ｐ２に下
流側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値がサンプリン
グされる。なお、リッチ化フラグ１＝１となってから所
定時間が経過したときをも条件とするのは、空燃比フィ
ードバック補正係数αによりリッチ化制御を行った結果
が下流側Ｏ₂センサに達するまでには遅れ時間があるの
で、これを考慮したものである。

【０１０５】このメモリＯＳＲ２Ｐ２への格納によりリ
ッチ化制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の現在のピーク値
の計測が終了したので、リッチ化制御を終了するためス
テップ１２４でリッチ化フラグ１を“０”にリセット
し、下流側Ｏ₂センサ出力がピークを経験したことを表
すためステップ１２５においてピーク経験フラグ２を
“１”にセットして図１５のフローを終了する。

【０１０６】次に、図１６のフローチャートは上記のリ
ッチ化フラグ２を設定するための、また図１７のフロー
チャートは下流側Ｏ₂センサの触媒新品時におけるピー
ク値を記憶するためのもので、これらも、図１２、図１
３と独立に一定時間毎に実行する。

【０１０７】図１６、図１７を図１４、図１５と比較す
ればわかるように、図１４、図１５とは図１６のステッ
プ１３１、１３５、１３６が大きく異なるだけである。
したがって、制御の流れは次のようになる。

【０１０８】１）新車時の当初は新車時ピーク記憶フラ
グ２＝０であることより、図１６の１３２〜１３８の条
件がすべて成立したときステップ１３９においてリッチ
化フラグ２が“１”にセットされる。

【０１０９】２）このリッチ化フラグ２＝１により、図
１２のステップ９２、９４で比例分ＰＬ２、ＰＲ２が採
用されて比例分修正制御中にリッチ化制御が行われる。

【０１１０】３）リッチ化フラグ２＝１に加えて所定時
間が経過したとき、図１７においてステップ１５１、１
５２よりステップ１５３に進むことになり、リッチ化制
御中の下流側Ｏ₂センサ出力の新車時におけるピーク値
（上限ピーク値）がメモリＯＳＲ２Ｉ２に格納される。
これによりリッチ化制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の新
車時におけるピーク値の計測、記憶が終了するので、ス
テップ１５５で新車時ピーク記憶フラグ２が“１”にセ
ットされる。

【０１１１】４）新車時ピーク記憶フラグ２＝１となっ
た後は、図１６においてステップ１３２以降に進むこと
なく図１６のフローが終了される。

【０１１２】なお、メモリＯＳＲ２Ｉ２と新車時ピーク
記憶フラグ２を格納するためのメモリとは、メモリＯＳ
Ｒ２Ｐ２、ピーク経験フラグ２を格納するためのメモリ
と相違して、バックアップＲＡＭである。

【０１１３】このようにして、図１５、図１７により、
リッチ化制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の現在のピーク
値ＯＳＲ２Ｐ２の計測とリッチ化制御中の下流側Ｏ₂セ
ンサ出力の新車時におけるピーク値の計測、記憶とを終
了する。

【０１１４】図１３に戻り、ステップ１０１、１０２で
は新車時ピーク記憶フラグ２とピーク経験フラグ２をみ
て、これらのフラグがともに“１”にセットされている
ときはステップ１０３に進み、リッチ化制御中の下流側
Ｏ₂センサ出力の現在のピーク値ＯＳＲ２Ｐ２とリッチ
化制御中の下流側Ｏ₂センサ出力の新車時におけるピー
ク値ＯＳＲ２Ｉ２との差ΔＯＳＲ２２を計算し、この差
ΔＯＳＲ２２よりステップ１０４において図１８を内容
とするテーブルを検索して触媒の劣化度合に対応する補
正量ＰＨＯＳＭ２を求め、このＰＨＯＳＭ２をＰＨＯＳ
（図３のステップ２８〜３２で既に得ている）に加算し
た値をステップ１０５において改めて比例分修正値ＰＨ
ＯＳとおく。

【０１１５】上記のＰＨＯＳＭ２の特性は、図１８に示
したように第１実施形態の補正量ＰＨＯＳＭ（ただしΔ
ＯＳＲ２Ｈに対するＰＨＯＳＭ）と同じである。リッチ
化制御を行っても行わなくても触媒のＯ₂ストレージ能
力は同じ、つまり上限ピーク値が変化しないからであ
る。

【０１１６】このようにして、第２実施形態ではアイド
ル状態で強制的にリッチ化制御を行ったときの下流側Ｏ
₂センサ出力のピーク値の差を触媒の劣化度合相当量と
しているので、触媒の劣化度合の検出精度が第１実施形
態よりも向上する。

【０１１７】また、第２実施形態では強制的にリッチ化
制御を行ったときの下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値の
差に応じて触媒の劣化度合に対応する補正量ＰＨＯＳＭ
２を演算するので、触媒の劣化度合に対応する補正量Ｐ
ＨＯＳＭ２の演算精度が第１実施形態の場合より向上す
る。

【０１１８】図１９、図２０のフローチャートは第３実
施形態で、これは第２実施形態のうち、図１４を図１９
に、図１５を図２０に置き換えたものである。

【０１１９】比例分修正制御中においてアイドル状態で
所定期間が経過するたびにリッチ化制御を必ず行うので
は、いかに吸入空気量の小さいアイドル状態でも排気エ
ミッション上から好ましくない（ＣＯ、ＨＣが増加す
る）。そこで、第３実施形態では触媒の劣化状態が変化
した場合に限って、アイドル状態でのリッチ化制御を行
うことで、排気エミッションの悪化を最小限としたもの
である。

【０１２０】具体的にフローチャートを説明する。な
お、図１９、図２０において図１４、図１５と同一の部
分には同一のステップ番号をつけている。

【０１２１】図１９ではステップ１６１において劣化進
行フラグＦＬＧＡＧＥをみる。このフラグの設定につい
ては図２１、図２２のフローチャートにより説明する。

【０１２２】図２１においてステップ１８１〜１８９は
図８のステップ５１〜５８、６１と同じであるため、以
下では図８と異なる部分、つまり図２２のステップ１９
０〜１９９を説明する。

【０１２３】ここで、ステップ１９０、１９１、１９
２、１９３、１９４は下流側Ｏ₂センサ出力が上限ピー
クにきたときの操作、ステップ１９５、１９６、１９
７、１９８、１９９は下流側Ｏ₂センサ出力が下限ピー
クにきたときの操作であり、両者の操作は同様であるの
で、下流側Ｏ₂センサ出力が上限ピークにきたときの操
作、つまりステップ１９０〜１９４を主に説明する。

【０１２４】図２１のステップ１８８ではメモリＯＳＲ
２ＰＨに下流側Ｏ₂ センサ出力の上限ピーク値を格納す
るのであるが、このメモリＯＳＲ２ＰＨの値と、このメ
モリＯＳＲ２ＰＨの前回値を格納するメモリＯＳＲ２Ｐ
Ｈ（old）の値とから、図２２のステップ１９０におい
て ΔＯＳＲ２Ｈ＝ＯＳＲ２ＰＨ（old）−ＯＳＲ２ＰＨ …（５）の式により下流側Ｏ₂センサ出力の上限ピーク値の前回
からの変化量ΔＯＳＲ２Ｈを計算するとともに、今回得
た上限ピーク値ＯＳＲ２ＰＨをステップ１９１において
メモリＯＳＲ２ＰＨ（old）に移した後、上限ピーク値
の前回からの変化量ΔＯＳＲ２Ｈと所定値ＯＳＲ２ＨＳ
をステップ１９２において比較し、ΔＯＳＲ２Ｈ≦ＯＳ
Ｒ２ＨＳである間はステップ１９４で劣化進行フラグＦ
ＬＧＡＧＥを“０”のリセット状態に保ち、ΔＯＳＲ２
ＨがＯＳＲ２ＨＳを超えると、触媒の劣化度合が所定量
だけ進んだ（劣化度合が変化した）と判断し、ステップ
１９３で劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥを“１”にセット
する。

【０１２５】同様にして、ステップ１９５〜１９９にお
いても、下流側Ｏ₂センサ出力の下限ピーク値の前回か
らの変化量ΔＯＳＲ２Ｈが所定値ＯＳＲ２ＬＳ以下であ
る間は劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥを“０”のリセット
状態に保ち、ΔＯＳＲ２ＬがＯＳＲ２ＬＳを超えると、
触媒の劣化度合が所定量だけ進んだ（劣化度合が変化し
た）と判断し、劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥを“１”に
セットしている。

【０１２６】なお、劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥを格納
するためのメモリはバックアップＲＡＭである。

【０１２７】図１９に戻り、ＦＬＧＡＧＥ＝１のときに
限ってステップ１６１よりステップ１１１以降のリッチ
化フラグ１の設定に進み、ＦＬＧＡＧＥ＝０のときはス
テップ１１１以降を飛ばして図１９のフローを終了す
る。つまり、劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥを導入してリ
ッチ化制御を行う機会を制限しているわけで、第３実施
形態では、触媒の劣化度合が所定量だけ進んだ（劣化度
合が変化した）ときだけアイドル状態でのリッチ化制御
を行うのである。

【０１２８】また、図２０においては、リッチ化制御中
の下流側Ｏ₂センサ出力の上限ピーク値をメモリＯＳＲ
２Ｐ２に格納したあとのステップ１７１において、劣化
進行フラグＦＬＧＡＧＥを“０”にリセットしている。
これは、リッチ化制御中に下流側Ｏ₂センサ出力の上限
ピーク値を計測したあとは、そのときの触媒状態からさ
らに触媒の劣化度合が所定量だけ進むまでリッチ化制御
を行わせないためである。

【０１２９】このようにして、第３実施形態では、触媒
の劣化度合が所定量だけ進むごとにアイドル状態でのリ
ッチ化制御を行うので、リッチ化制御を行う機会が大幅
に制限され、これによってＨＣ、ＣＯの排出量が第２実
施形態の場合より少なくなる。

【０１３０】３つの実施形態では、空燃比フィードバッ
ク制御定数が比例分である場合で説明したが、これに限
られることはなく、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂ セン
サ出力の遅延時間、上流側Ｏ₂ センサ出力と比較するス
ライスレベルＳＬＦ等であっても同様に構成することが
できる。

【０１３１】第１実施形態ではΔＯＳＲ２ＨとΔＯＳＲ
２Ｌをともに計測する場合で説明したが、ΔＯＳＲ２Ｈ
とΔＯＳＲ２Ｌのいずれかだけを計測する場合でもかま
わない。

【０１３２】第２実施形態では、比例分を変更すること
によってリッチ化制御を行う場合で説明したが、これに
限られることはなく、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂ セ
ンサ出力の遅延時間、上流側Ｏ₂ センサ出力と比較する
スライスレベルＳＬＦ等を変更することによってもリッ
チ化制御を行うことができる。

【０１３３】実施形態では、電源投入時のイニシャライ
ズで修正値ＰＨＯＳに０を初期設定するもので説明した
が、これに限られるものでない。たとえばＰＨＯＳをバ
ックアップＲＡＭで構成するものでは、始動時にＰＨＯ
Ｓが初期値をもつ。また、そのＰＨＯＳ初期値を触媒の
劣化に応じて変化させるものもある。これらのものに対
しても本発明を適用できる。ただし、このときはＰＨＯ
Ｓ（old）についてもその構成（バックアップＲＡＭで
構成するのか、それとも単なるＲＡＭで構成するのか）
を考慮しなければならない。

【０１３４】実施形態では比例分修正値ＰＨＯＳをマッ
プ値である比例分ＰＬ、ＰＲとは別に構成した場合（つ
まり変数が２つの場合）で説明したが、これらを１つの
変数で扱うようにしたものに対しても本発明を適用する
ことができる。また、上流側Ｏ₂センサ出力に基づいて
第１の空燃比フィードバック補正係数を、下流側Ｏ₂セ
ンサ出力に基づいて第２の空燃比フィードバック補正係
数をそれぞれ独立に求め、これら２つの補正係数で空燃
比フィードバック制御を行うものに対しても本発明を適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御システム図である。

【図２】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明
するためのフローチャートである。

【図３】サブルーチン説明するためのフローチャートで
ある。

【図４】サブルーチン説明するためのフローチャートで
ある。

【図５】下流側Ｏ₂ センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ２の演算
を説明するためのフローチャートである。

【図６】比例分修正値ＰＨＯＳの波形図である。

【図７】触媒新品時と触媒が劣化したときの下流側Ｏ₂
センサ出力を重ねて示す特性図である。

【図８】下流側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値Ｏ
ＳＲ２ＰＨ、下流側Ｏ₂センサ出力の現在の下限ピーク
値ＯＳＲ２ＰＬの計測を説明するためのフローチャート
である。

【図９】下流側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上
限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ１Ｈ、下流側Ｏ₂センサ出力の触
媒新品時における下限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ１Ｌの記憶を
説明するためのフローチャートである。

【図１０】下流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２のピーク値を
説明するための波形図である。

【図１１】触媒の劣化度合に対応する補正量ＰＨＯＳＭ
と触媒の要求空燃比の特性図である。

【図１２】第２実施形態の空燃比フィードバック補正係
数αの演算を説明するためのフローチャートである。

【図１３】第２実施形態のサブルーチンを説明するため
のフローチャートである。

【図１４】第２実施形態のリッチ化フラグ１の設定を説
明するためのフローチャートである。

【図１５】第２実施形態の下流側Ｏ₂センサ出力の現在
の上限ピーク値ＯＳＲ２Ｐ２の計測を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１６】第２実施形態のリッチ化フラグ２の設定を説
明するためのフローチャートである。

【図１７】第２実施形態の下流側Ｏ₂センサ出力の新車
時における上限ピーク値ＯＳＲ２Ｉ２の記憶を説明する
ためのフローチャートである。

【図１８】第２実施形態の触媒の劣化度合に対応する補
正量ＰＨＯＳＭ２と触媒の要求空燃比の特性図である。

【図１９】第３実施形態のリッチ化フラグ１の設定を説
明するためのフローチャートである。

【図２０】第３実施形態の下流側Ｏ₂センサ出力の現在
の上限ピーク値ＯＳＲ２Ｐ２の計測を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２１】第３実施形態の劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥ
の設定を説明するためのフローチャートである。

【図２２】第３実施形態の劣化進行フラグＦＬＧＡＧＥ
の設定を説明するためのフローチャートである。

【図２３】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２４】第２の発明のクレーム対応図である。

【図２５】第３と第６の各発明のクレーム対応図であ
る。

【図２６】第５の発明のクレーム対応図である。

【図２７】第１４の発明のクレーム対応図である。

【図２８】第１５の発明のクレーム対応図である。

【図２９】第１７の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

２コントロールユニット３上流側Ｏ₂センサ４クランク角センサ６エアフローメータ９排気通路１０三元触媒１３下流側Ｏ₂センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサと、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記２つのＯ₂センサ出力に基づいて排気の空燃比
が所定の周期で振れるように空燃比のフィードバック制
御を行う手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値を
記憶する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値を計測する手段
と、これら２つのピーク値の比較により触媒の劣化度合を検
出する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの触媒
劣化診断装置。
【請求項２】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサと、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記２つのＯ₂センサ出力に基づいて排気の空燃比
が所定の周期で振れるように空燃比のフィードバック制
御を行う手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における下限ピーク値を
記憶する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の下限ピーク値を計測する手段
と、これら２つのピーク値の比較により触媒の劣化度合を検
出する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの触媒
劣化診断装置。
【請求項３】前記空燃比フィードバック制御手段は、空
燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段
と、空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力に基づいて前記基本制御定数に対する
修正値を演算する手段と、この修正値で前記基本制御定
数を修正して制御定数を演算する手段と、この演算した
制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサ出力に基づく空
燃比のフィードバック制御を行う手段とからなることを
特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの触媒劣
化診断装置。
【請求項４】前記下流側Ｏ₂センサ出力とスライスレベ
ルの差の絶対値と判定値を比較し、その差の絶対値が判
定値以下のときは前記触媒新品時におけるピーク値の記
憶および前記現在のピーク値の計測を行わないことを特
徴とする請求項１から２までのいずれか一つに記載のエ
ンジンの触媒劣化診断装置。
【請求項５】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサと、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記２つのＯ₂センサ出力に基づいて排気の空燃比
が所定の周期で振れるように空燃比のフィードバック制
御を行う手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に空燃比を
リッチ側に制御する手段と、このリッチ化制御中に前記下流側Ｏ₂センサ出力の触媒
新品時におけるピーク値を記憶する手段と、同じくこのリッチ化制御中に前記下流側Ｏ₂センサ出力
の現在のピーク値を計測する手段と、これら２つのピーク値の比較により触媒の劣化度合を検
出する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの触媒
劣化診断装置。
【請求項６】前記空燃比フィードバック制御手段は、空
燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段
と、空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力に基づいて前記基本制御定数に対する
修正値を演算する手段と、この修正値で前記基本制御定
数を修正して制御定数を演算する手段と、この演算した
制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサ出力に基づく空
燃比のフィードバック制御を行う手段とからなることを
特徴とする請求項５に記載のエンジンの触媒劣化診断装
置。
【請求項７】前記リッチ化制御は、空燃比がリッチ側に
向かう向きに前記基本制御定数を変更することであるこ
とを特徴とする請求項６に記載のエンジンの触媒劣化診
断装置。
【請求項８】前記リッチ化制御をアイドル状態でだけ行
うことを特徴とする請求項６または７に記載のエンジン
の触媒劣化診断装置。
【請求項９】アイドル状態となってから所定期間が経過
するまで前記リッチ化制御を行わないことを特徴とする
請求項８に記載のエンジンの触媒劣化診断装置。
【請求項１０】空燃比フィードバック制御条件の成立時
に前記下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値の変化量を検出
し、この変化量が所定値以上となったときに限り前記ア
イドル状態でのリッチ化制御を行うことを特徴とする請
求項８または９に記載のエンジンの触媒劣化診断装置。
【請求項１１】前記触媒新品時が、累積走行距離または
累積走行時間が所定値未満であるときであることを特徴
とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載のエ
ンジンの触媒劣化診断装置。
【請求項１２】前記触媒新品時が、累積走行距離または
累積走行時間が所定値未満でありかつ前記触媒温度が所
定値以上であるときであることを特徴とする請求項１か
ら１０までのいずれか一つに記載のエンジンの触媒劣化
診断装置。
【請求項１３】前記上流側Ｏ₂センサが活性化したタイ
ミングで前記空燃比フィードバック制御を開始すること
を特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記
載のエンジンの触媒劣化診断装置。
【請求項１４】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ
と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手
段と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記下流側Ｏ₂センサの出力に基づいて前記基本制
御定数に対する修正値を演算する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における上限ピーク値を
記憶する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の上限ピーク値を計測する手段
と、これら２つのピーク値の比較結果に応じて触媒の劣化度
合に対応する補正量を演算する手段と、この補正量で前記修正値を補正する手段と、この補正された修正値で前記基本制御定数を修正して制
御定数を演算する手段と、この演算した制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサの
出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項１５】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ
と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手
段と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記下流側Ｏ₂センサの出力に基づいて前記基本制
御定数に対する修正値を演算する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の触媒新品時における下限ピーク値を
記憶する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流
側Ｏ₂センサ出力の現在の下限ピーク値を計測する手段
と、これら２つのピーク値の比較結果に応じて触媒の劣化度
合に対応する補正量を演算する手段と、この補正量で前記修正値を補正する手段と、この補正された修正値で前記基本制御定数を修正して制
御定数を演算する手段と、この演算した制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサの
出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項１６】前記下流側Ｏ₂センサ出力とスライスレ
ベルの差の絶対値と判定値を比較し、その差の絶対値が
判定値以下のときは前記触媒新品時におけるピーク値の
記憶および前記現在のピーク値の計測を行わないことを
特徴とする請求項１４または１５に記載のエンジンの空
燃比制御装置。
【請求項１７】触媒の上流側と下流側の各Ｏ₂センサ
と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手
段と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立
時に前記下流側Ｏ₂センサ３２の出力に基づいて前記基
本制御定数に対する修正値を演算する手段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に空燃比を
リッチ側に制御する手段と、このリッチ化制御中に前記下流側Ｏ₂センサ出力の触媒
新品時におけるピーク値を記憶する手段と、同じくこのリッチ化制御中に前記下流側Ｏ₂センサ出力
の現在のピーク値を計測する手段と、これら２つのピーク値の比較結果に応じて触媒の劣化度
合に対応する補正量を演算する手段と、この補正量で前記修正値を補正する手段と、この補正された修正値で前記基本制御定数を修正して制
御定数を演算する手段と、この演算した制御定数を用いて前記上流側Ｏ₂センサの
出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項１８】前記リッチ化制御は、空燃比がリッチ側
に向かう向きに前記基本制御定数を変更することである
ことを特徴とする請求項１７に記載のエンジンの空燃比
制御装置。
【請求項１９】前記リッチ化制御をアイドル状態でだけ
行うことを特徴とする請求項１７または１８に記載のエ
ンジンの空燃比制御装置。
【請求項２０】アイドル状態となってから所定期間が経
過するまで前記リッチ化制御を行わないことを特徴とす
る請求項１９に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２１】空燃比フィードバック制御条件の成立時
に前記下流側Ｏ₂センサ出力のピーク値の変化量を検出
し、この変化量が所定値以上となったときに限り前記ア
イドル状態でのリッチ化制御を行うことを特徴とする請
求項１９または２０に記載のエンジンの空燃比制御装
置。
【請求項２２】前記触媒新品時は、累積走行距離または
累積走行時間が所定値未満であるときであることを特徴
とする請求項１４から２１までのいずれか一つに記載の
エンジンの空燃比制御装置。
【請求項２３】前記触媒新品時は、累積走行距離または
累積走行時間が所定値未満でありかつ前記触媒温度が所
定値以上であるときであることを特徴とする請求項１４
から２１までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比
制御装置。
【請求項２４】前記上流側Ｏ₂センサが活性化したタイ
ミングで前記空燃比フィードバック制御を開始すること
を特徴とする請求項１４から２３までのいずれか一つに
記載のエンジンの空燃比制御装置。