JP2013189903A - Catalyst degradation determining device - Google Patents
Catalyst degradation determining device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013189903A JP2013189903A JP2012056042A JP2012056042A JP2013189903A JP 2013189903 A JP2013189903 A JP 2013189903A JP 2012056042 A JP2012056042 A JP 2012056042A JP 2012056042 A JP2012056042 A JP 2012056042A JP 2013189903 A JP2013189903 A JP 2013189903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- response time
- catalyst
- unit
- fuel ratio
- ratio sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気管に配置された触媒の劣化を判定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for determining deterioration of a catalyst disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine.
電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)における触媒診断は、排気管において触媒の上流側に配置したフロント空燃比センサの出力信号と下流側に配置したリア空燃比センサの出力信号との相関(例えば出力比)を基に触媒の劣化を判定している(例えば特許文献1、2参照)。
Catalyst diagnosis in an electronic control unit (ECU) is based on the correlation between the output signal of the front air-fuel ratio sensor arranged upstream of the catalyst in the exhaust pipe and the output signal of the rear air-fuel ratio sensor arranged downstream (for example, The deterioration of the catalyst is determined based on the output ratio (see, for example,
このような従来の技術としては、フロント空燃比センサの出力信号とリア空燃比センサの出力信号との相関を基に触媒劣化診断値を算出し、算出した触媒劣化診断値を基に触媒の劣化の判定を行う技術がある。よって、触媒劣化診断値の算出において、リア空燃比センサの出力値は重要な要素となる。 As such conventional technology, a catalyst deterioration diagnosis value is calculated based on the correlation between the output signal of the front air-fuel ratio sensor and the output signal of the rear air-fuel ratio sensor, and the catalyst deterioration is determined based on the calculated catalyst deterioration diagnosis value. There is a technique for determining the Therefore, the output value of the rear air-fuel ratio sensor is an important factor in calculating the catalyst deterioration diagnosis value.
ところで、経年劣化等によってリア空燃比センサが劣化すると、リア空燃比センサの出力に応答遅れが生じる場合がある。 By the way, when the rear air-fuel ratio sensor deteriorates due to deterioration over time or the like, a response delay may occur in the output of the rear air-fuel ratio sensor.
しかし、リア空燃比センサの出力の応答遅れが大きくなると、触媒が劣化しているのにもかかわらず、触媒劣化診断値が触媒が正常である値を示すために正確な診断ができないことがある。
そこで、本発明の目的は、リア空燃比センサの応答性が劣化している場合でも触媒の劣化の有無の判定を高い精度で行うことである。
However, if the response delay of the output of the rear air-fuel ratio sensor becomes large, the catalyst deterioration diagnosis value may show a value indicating that the catalyst is normal even though the catalyst has deteriorated, so that accurate diagnosis may not be possible. .
Accordingly, an object of the present invention is to determine whether or not the catalyst has deteriorated with high accuracy even when the response of the rear air-fuel ratio sensor has deteriorated.
前記課題を解決するために、(1)本発明の一態様では、内燃機関の排気管に設けた触媒の劣化の有無の判定を前記排気管の前記触媒に対して上流側に設けた上流側排気ガス検出部と下流側に設けた下流側排気ガス検出部とを用いて行う触媒劣化判定装置であって、前記下流側排気ガス検出部の出力値が燃料カット開始時から予め設定された応答時間計測用しきい値に達するまでの応答時間を計測する応答時間計測部と、前記応答時間計測部による応答時間の計測時の車両状態を検出する車両状態検出部と、前記応答時間計測部が計測した応答時間と前記車両状態検出部が検出した車両状態とを対応づけて記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数の応答時間であって対応付けられている前記車両状態が同一の応答時間のばらつき度合いを算出するばらつき度合い算出部と、前記ばらつき度合い算出部が算出した応答時間のばらつき度合いの大小を予め設定されたばらつき度合い判定用しきい値と比較することで判定し前記応答時間のばらつき度合いが小の場合に前記触媒が劣化していると判定するばらつき度合い用劣化判定部と、を有することを特徴とする触媒劣化判定装置を提供できる。 In order to solve the above-mentioned problems, (1) in one aspect of the present invention, an upstream side in which the determination of the presence or absence of deterioration of a catalyst provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine is provided upstream of the catalyst in the exhaust pipe A catalyst deterioration determination apparatus that uses an exhaust gas detection unit and a downstream exhaust gas detection unit provided on the downstream side, wherein the output value of the downstream exhaust gas detection unit is a response that is set in advance from the start of fuel cut A response time measurement unit that measures a response time until the time measurement threshold is reached, a vehicle state detection unit that detects a vehicle state when the response time is measured by the response time measurement unit, and the response time measurement unit. The storage unit that stores the measured response time and the vehicle state detected by the vehicle state detection unit in association with each other, and the vehicle state that is associated with a plurality of response times stored in the storage unit is the same Of response time variation And a variation degree calculation unit for calculating the response time, and the response time variation degree calculated by the variation degree calculation unit is compared with a predetermined variation degree determination threshold value to determine the variation degree of the response time. It is possible to provide a catalyst deterioration determination device including a variation degree deterioration determination unit that determines that the catalyst is deteriorated when the catalyst is small.
ここで、応答時間のばらつき度合いは、触媒が劣化していると小さくなる傾向を示す。また、応答時間のばらつき度合いは、下流側排気ガス検出部の応答性が劣化するほど小さくなる傾向を示す。 Here, the degree of variation in response time tends to decrease as the catalyst deteriorates. Further, the degree of variation in response time tends to decrease as the responsiveness of the downstream side exhaust gas detection unit deteriorates.
(2)本発明の一態様では、前記上流側排気ガス検出部の出力値と前記下流側排気ガス検出部の出力値との相関を基に前記触媒の劣化の有無を判定する相関用劣化判定部をさらに有することができる。 (2) In one aspect of the present invention, the deterioration determination for correlation that determines the presence or absence of deterioration of the catalyst based on the correlation between the output value of the upstream side exhaust gas detection unit and the output value of the downstream side exhaust gas detection unit It can further have a part.
(3)本発明の一態様では、前記ばらつき度合い用劣化判定部は、前記相関用劣化判定部が前記触媒が劣化していないと判定した場合において前記ばらつき度合い算出部が算出した応答時間のばらつき度合いの大小を予め設定されたばらつき度合い判定用しきい値と比較して判定し前記応答時間のばらつき度合いが小のときに前記触媒が劣化していると判定することができる。 (3) In one aspect of the present invention, the variation degree deterioration determining unit may vary the response time calculated by the variation degree calculating unit when the correlation deterioration determining unit determines that the catalyst has not deteriorated. It is possible to determine that the catalyst is deteriorated when the degree of variation is small compared with a threshold value for variation degree determination set in advance and the variation degree of the response time is small.
(4)本発明の一態様では、前記車両状態検出部は、前記車両状態として前記応答時間計測部による応答時間の計測期間内の前記内燃機関への吸入空気量を検出することができる。 (4) In one aspect of the present invention, the vehicle state detection unit can detect an intake air amount to the internal combustion engine within a response time measurement period by the response time measurement unit as the vehicle state.
(5)本発明の一態様では、前記車両状態検出部は、前記車両状態として前記燃料カット開始時の前記内燃機関への吸入空気量を検出することができる。 (5) In one aspect of the present invention, the vehicle state detection unit can detect an intake air amount to the internal combustion engine at the start of the fuel cut as the vehicle state.
(6)本発明の一態様では、前記車両状態検出部は、前記車両状態として前記燃料カット開始時の前記内燃機関の回転数を検出することができる。 (6) In one aspect of the present invention, the vehicle state detection unit can detect the rotational speed of the internal combustion engine at the start of the fuel cut as the vehicle state.
(1)の態様の発明によれば、下流側排気ガス検出部の応答性が劣化している場合でも触媒の劣化の有無の判定を高い精度で行うことができる。 According to the aspect of the invention of (1), even when the responsiveness of the downstream side exhaust gas detection unit is deteriorated, it is possible to determine whether or not the catalyst has deteriorated with high accuracy.
また、(1)の態様の発明によれば、複数の応答時間を得るために比較的長い運転時間にわたって応答時間をサンプリングすることになるため、ばらつき度合い算出部が高い精度で応答時間のばらつき度合いを算出できる。これにより、(1)の態様の発明では、触媒の劣化の有無の判定をより高い精度で行うことができる。 In addition, according to the invention of the aspect of (1), since the response time is sampled over a relatively long operation time in order to obtain a plurality of response times, the variation degree calculation unit has a high degree of accuracy in the response time variation. Can be calculated. Thereby, in invention of the aspect of (1), determination of the presence or absence of deterioration of a catalyst can be performed with a higher precision.
(2)の態様の発明によれば、ばらつき度合い算出部に加えて相関用劣化判定部をも触媒の劣化の判定に用いることで触媒の劣化の有無の判定をより高い精度で行うことができる。 According to the invention of the aspect of (2), the presence / absence of the catalyst deterioration can be determined with higher accuracy by using the correlation deterioration determining unit in addition to the variation degree calculating unit for determining the deterioration of the catalyst. .
(3)の態様の発明によれば、先ず相関用劣化判定部による判定を行い、その後にばらつき度合い用劣化判定部による判定を行うことができる。これにより、(3)の態様の発明では、相関用劣化判定部がばらつき度合い用劣化判定部のように複数の値を必要とせず触媒の劣化の有無の判定を行うことができるため、先ず相関用劣化判定部によって早期に触媒の劣化の有無の判定を行うことができる。 According to the invention of the aspect of (3), it is possible to first perform the determination by the correlation deterioration determining unit and then perform the determination by the variation degree deterioration determining unit. Thereby, in the invention of the aspect of (3), the correlation deterioration determining unit can determine whether or not the catalyst has deteriorated without requiring a plurality of values unlike the variation degree deterioration determining unit. It is possible to determine the presence or absence of catalyst deterioration at an early stage by the use deterioration determination unit.
(4)の態様の発明によれば、内燃機関への吸入空気量をパラメータとした応答時間のばらつき度合いを簡単に算出できる。 According to the invention of aspect (4), it is possible to easily calculate the degree of variation in response time using the intake air amount to the internal combustion engine as a parameter.
(5)の態様の発明によれば、燃料カット時の内燃機関への吸入空気量をパラメータとした応答時間のばらつき度合いを簡単に算出できる。 According to the invention of the aspect (5), it is possible to easily calculate the degree of variation in response time using the intake air amount to the internal combustion engine at the time of fuel cut as a parameter.
(6)の態様の発明によれば、燃料カット時の内燃機関の回転数をパラメータとした応答時間のばらつき度合いを簡単に算出できる。 According to the invention of the aspect of (6), it is possible to easily calculate the degree of variation in response time using the rotational speed of the internal combustion engine at the time of fuel cut as a parameter.
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、触媒劣化判定装置(触媒劣化診断装置とも言う。)を搭載した車両である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present embodiment is a vehicle equipped with a catalyst deterioration determination device (also referred to as a catalyst deterioration diagnosis device).
(構成)
図1は、本実施形態の車両1の構成例を示す図である。
図1に示すように、車両1は、エンジン2と、エンジン2を制御するエンジン制御装置20とを有している。
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a
As shown in FIG. 1, the
エンジン2は、吸気口に吸気管3が連結され排気口に排気管4が連結されている。吸気管3には、上流側から順番に、エアクリーナ5、エアフロセンサ(すなわち空気流量計)6、スロットル7、及びインジェクタ8がそれぞれ取り付けられている。また、排気管4には、上流側から順番に、フロント空燃比センサ9、第1触媒(具体的にはフロント触媒)10、リア空燃比センサ11、及び第2触媒(具体的にはリア触媒)12がそれぞれ取り付けられている。すなわち、排気管4において、第1触媒10を挟むように、フロント空燃比センサ9及びリア空燃比センサ11が配置されている。
The
エンジン制御装置20は、エンジン2等の各種制御を行う。
エンジン制御装置20は、例えば、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を備えるECUにおいて構成されている。そのために、例えば、エンジン制御装置20は、CPU、ROM、RAM等によって構成されている。ROMには、各種処理を実現する1又は2以上のプログラムが格納されている。CPUは、ROMに格納されている1又は2以上のプログラムに従って各種処理を実行する。
The
The
このエンジン制御装置20には、エアフロセンサ6、インジェクタ8、フロント空燃比センサ9、リア空燃比センサ11、及び内燃機関2の点火コイル13がそれぞれ接続されている。これにより、エンジン制御装置20は、点火コイル13の点火タイミングを制御する。また、エンジン制御装置20は、インジェクタ8によって燃料噴射タイミングや燃料噴射量を制御する。そして、エンジン制御装置20は、エアフロセンサ6等の各種センサからの検出値を基に各種制御を行う。
そして、本実施形態では、エンジン制御装置20は、第1触媒10の劣化を判定する処理を行う。
The
In the present embodiment, the
次に、本実施形態における触媒の劣化判定の原理を図2及び図3を用いて説明する。
ここで、図2には、第1触媒10が正常である場合の、フロント空燃比センサ9の検出値となる出力電圧(図2(a))及びリア空燃比センサ11の検出値となる出力電圧(図2(b))の一例を示す。また、図3には、第1触媒10が劣化している場合(又は異常の場合)の、フロント空燃比センサ9の出力電圧(図3(a))及びリア空燃比センサ11の出力電圧(図3(b))の一例を示す。
Next, the principle of catalyst deterioration determination in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
Here, in FIG. 2, when the
第1触媒10が正常である場合には、図2(a)に示すように、フロント空燃比センサ9の出力電圧は、空燃比がリッチ及びリーンで交互に変化することに対応して変化する。一方、図2(b)に示すように、リア空燃比センサ11の出力電圧は、フロント空燃比センサ9の出力電圧の変化に対して反転周期が長くなる。また、リア空燃比センサ11の出力電圧の振幅は、フロント空燃比センサ9の出力電圧の振幅よりも小さくなる。
When the
一方、第1触媒10が劣化している場合には、図3(a)に示すように、図2(a)と同様に、フロント空燃比センサ9の出力電圧は、空燃比がリッチ及びリーンで交互に変化することに対応して変化する。一方、図3(b)に示すように、リア空燃比センサ11の出力電圧は、第1触媒10が正常である場合(すなわち図2(b)の場合)と比較して反転周期が短くなる。また、リア空燃比センサ11の出力電圧の振幅は、第1触媒10が正常のときよりも大きくなる。
On the other hand, when the
このように、第1触媒10が劣化している場合のリア空燃比センサ11の出力電圧の反転周期が第1触媒10が正常である場合よりも短くなるのは、O2ストレージ能力(OSC)が低下した劣化触媒が、触媒としての能力がなくなっていることで触媒後方に短時間でガスを流してしまうためである。これに対して、第1触媒10が正常である場合、触媒中に十分な酸素が蓄えられかつ大量の酸素消費が行われ、触媒がO2に反応する時間を要するため、リア空燃比センサ11の出力電圧の反転周期が長くなる。
Thus, the inversion cycle of the output voltage of the rear air-
このようなことから、本実施形態では、正常触媒と劣化触媒とにOSCに差があることを利用し、フロント空燃比センサ9の出力信号とリア空燃比センサ11の出力信号との相関から第1触媒10の劣化の有無を判定している。例えば、本実施形態では、そのような相関を示す値として、下記(1)式によって触媒劣化診断値Aを算出し、算出した触媒劣化診断値Aによって第1触媒10の劣化の有無を判定している。
For this reason, in the present embodiment, the fact that there is a difference in OSC between the normal catalyst and the deteriorated catalyst is used to calculate the first from the correlation between the output signal of the front air-
触媒劣化診断値A=(リア空燃比センサ11の出力信号(例えば出力電圧)の積算値)/(フロント空燃比センサ9の出力信号(例えば出力電圧)の積算値) ・・・(1)
ここで、フロント空燃比センサ9の出力信号の積算値やリア空燃比センサ11の出力信号の積算値は、それらの空燃比センサの出力信号の動きを積算したものである。具体的には、ここでいう積算値は、一定のサンプリング周期でモニタリングした出力信号の今回のサンプル出力信号と前回のサンプル出力信号との差分(すなわち信号の動き)を積分した値である。
Catalyst deterioration diagnosis value A = (integrated value of output signal (for example, output voltage) of rear air-fuel ratio sensor 11) / (integrated value of output signal (for example, output voltage) of front air-fuel ratio sensor 9) (1)
Here, the integrated value of the output signal of the front air-
(1)式の場合、算出される触媒劣化診断値Aは、触媒が正常であることで各空燃比センサ9,11が図2のような出力をする場合、触媒が劣化していることで各空燃比センサ9,11が図3のような出力をする場合と比較して小さい値となる。
本実施形態では、以上のような原理によって第1触媒10の劣化判定を行う。
In the case of the equation (1), the calculated catalyst deterioration diagnosis value A is that when the air-
In the present embodiment, the deterioration determination of the
図4は、そのような劣化判定を実現するエンジン制御装置20の構成例を示すブロック図である。
図4に示すように、エンジン制御装置20は、触媒劣化診断値算出部21、第1劣化判定部22、第2劣化判定部23、センサ応答時間計測部24、吸入空気量算出部25、記憶処理部26、ばらつき度合い算出部27、及び記憶部28を有している。
触媒劣化診断値算出部21は、前記(1)式によって触媒劣化診断値Aを算出する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the
As shown in FIG. 4, the
The catalyst deterioration diagnosis
第1劣化判定部22は、触媒劣化診断値算出部21が算出した触媒劣化診断値Aを基に第1触媒10の劣化の有無を判定する。具体的には、第1劣化判定部22は、触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath以上である場合(A≧Ath)、第1触媒10が劣化している(又は異常である)と判定する。また、第1劣化判定部22は、触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath未満である場合(A<Ath)、第1触媒10が正常であると判定する。ここで、例えば、触媒劣化判定用しきい値Athは、実験的、経験的、又は理論的に予め設定された値である。
The first deterioration determination unit 22 determines whether the
ところで、リア空燃比センサ11の応答性が劣化してしまうと第1触媒10の劣化の有無を判定する精度が低下してしまう場合がある。具体的には、リア空燃比センサ11の応答性が劣化してしまうと、第1劣化判定部22が、実際には劣化している第1触媒10を正常であると誤判定してしまう場合がある。
By the way, if the responsiveness of the rear air-
図5には、第1劣化判定部22の判定結果と第1触媒10の実際の劣化状態との関係を示す。ここで、図5に示す曲線αは、第1触媒10の実際の劣化状態を示す値である。具体的には、図5において、曲線αの上の領域は、第1触媒10の劣化領域となり、曲線αの下の領域は、第1触媒10の正常領域となる。
FIG. 5 shows the relationship between the determination result of the first deterioration determination unit 22 and the actual deterioration state of the
この図5に示すように、リア空燃比センサ11の応答性の劣化が進行すると、第1触媒10が実際には劣化しているのにもかかわらず第1劣化判定部22が触媒劣化判定用しきい値Athを用いた判定で正常と判定してしまう(A<Ath)ような領域A及びBが出てくる。
As shown in FIG. 5, when the responsiveness deterioration of the rear air-
このような場合、第1劣化判定部22による判定だけでは、第1触媒10の劣化を高い精度で判定することができない。特に、リア空燃比センサ11の応答性が警告灯(リア空燃比センサ11の異常を示す警告灯)の点灯に至るまで劣化していないような場合(領域Aの場合)には、第1触媒10の異常も検出できなく、リア空燃比センサ11の異常も検出できないことになる。
In such a case, the deterioration of the
これに対して、本実施形態では、第2劣化判定部23によって、このように第1劣化判定部22が正常と誤判定してしまう領域A及びBについて、劣化しているとの正しい判定を行うことを可能にしている。具体的には、第2劣化判定部23は、リア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを基に第1触媒10の劣化を判定している。
On the other hand, in the present embodiment, the second
ここで、図6及び図7には、リア空燃比センサ11の応答時間と第1触媒10の劣化状態との関係を示す。この図6及び図7では、燃料カット時平均空気流量をパラメータとしてそれら関係を示している。また、図6には、第1触媒10が劣化し(すなわち劣化触媒の場合であり)、リア空燃比センサ11が正常である場合(結果(1)として示す場合)と、第1触媒10が正常であり(すなわち正常触媒の場合であり)、リア空燃比センサ11が正常である場合(結果(2)として示す場合)とについて示す。さらに、図7には、第1触媒10が劣化し、リア空燃比センサ11が正常である場合(図6にも示す結果(1)と同じ場合)と、第1触媒10が劣化し、リア空燃比センサ11が異常である場合(結果(3)として示す場合)とについて示す。
Here, FIGS. 6 and 7 show the relationship between the response time of the rear air-
ここで、先ず、図8を用いてリア空燃比センサ11の応答時間及び燃料カット時平均吸入空気量を説明しておく。この図8には、リア空燃比センサ11の応答時間の出力電圧の経時変化について、正常なリア空燃比センサ11の場合と異常なリア空燃比センサ11の場合とを示す。
First, the response time of the rear air-
図8に示すように、リア空燃比センサ11の応答時間は、燃料カット開始時を起点としてリア空燃比センサ11の出力電圧が応答時間判定用しきい値Vthに立ち下がるまでの時間となる。ここで、応答時間判定用しきい値Vthは、実験的、経験的、又は理論的に予め設定された値である。この図8に示すように、リア空燃比センサ11の応答時間は、異常になると長くなる。
As shown in FIG. 8, the response time of the rear air-
また、燃料カット時の平均空気流量は、応答時間内の空気流量の平均値である。具体的には、燃料カット開始時からリア空燃比センサ11の出力電圧が応答時間判定用しきい値Vthに立ち下がるまでの期間内の吸入空気量を積算し、積算した吸入空気量と応答時間とを基に平均空気流量(例えば、積算した吸入空気量/応答時間)が算出される。
Further, the average air flow rate at the time of fuel cut is an average value of the air flow rate within the response time. Specifically, the intake air amount in the period from when the fuel cut starts until the output voltage of the rear air-
図6及び図7に示すリア空燃比センサ11の応答時間及び燃料カット時平均吸入空気量はこのように定義されており、これら図6及び図7に示すように、いずれの場合も、燃料カット時平均吸入空気量が少なくなるほど、その吸入空気量の少なさから、リア空燃比センサ11の応答時間が長くなる。
The response time of the rear air-
また、図6及び図7に示すように、第1触媒10が劣化している場合(すなわち、結果(1)及び結果(3))、リア空燃比センサ11の異常(又は応答性の劣化)の有無にかかわらず、リア空燃比センサ11の応答時間は、ばらつき度合いが小さく燃料カット時平均吸入空気量と高い相関を持つ。これに対して、図6に示すように、第1触媒10が正常である場合(すなわち、結果(2))、リア空燃比センサ11の応答時間は、ばらつき度合いが大きく燃料カット時平均吸入空気量との相関が低い。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
このように、第1触媒10が正常である場合にリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いが大きくなるのは、正常な触媒でOCS量が多く、燃料カット前のOCS量の状態によって燃料カット中のリア空燃比センサ11付近の排気ガスがリーン状態になるまでの時間が異なるためである。
As described above, when the
一方、図6及び図7に示す結果をリア空燃比センサ11の応答性の観点でみると、リア空燃比センサ11の応答性が正常である場合にその応答時間のばらつき度合いが大きくなっている。これは、リア空燃比センサ11の感度が良いために適切な値を出力する等の理由からである。
これらを総合すると、リア空燃比センサ11の応答性の異常の有無にかかわらず劣化触媒ではリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いが小さくなると言える。
On the other hand, when the results shown in FIGS. 6 and 7 are viewed from the viewpoint of the responsiveness of the rear air-
In summary, it can be said that the degree of variation in the response time of the rear air-
このようなことから、本実施形態では、リア空燃比センサ11の応答性の異常の有無にかかわらず劣化触媒ではリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いが小さいことを利用して、第2劣化判定部23によって第1触媒10の劣化の有無を判定する。具体的には、第2劣化判定部23は、リア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを基に第1触媒10の劣化の有無を判定する。図4に示すように、エンジン制御装置20は、そのような第2劣化判定部23の判定処理を実現するために、センサ応答時間計測部24、吸入空気量算出部25、記憶処理部26、ばらつき度合い算出部27、及び記憶部28を有している。
For this reason, the second embodiment utilizes the fact that the degree of variation in the response time of the rear air-
ここで、センサ応答時間計測部24は、リア空燃比センサ11の応答時間を計測する。また、記憶部28には、センサ応答時間計測部24が計測したリア空燃比センサ11の応答時間が記憶される。また、吸入空気量算出部25は、エアフロセンサ6の検出値を基に吸入空気量(具体的には平均吸入空気量)を算出する。また、ばらつき度合い算出部27は、記憶部28に記憶されたリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを算出する。このとき、ばらつき度合い算出部27は、吸入空気量算出部25が算出した吸入空気量をパラメータとしてリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを算出する。
Here, the sensor response time measurement unit 24 measures the response time of the rear air-
次に、図4に示す構成によってエンジン制御装置20が行う第1触媒10の劣化判定処理を説明する。
図9は、その劣化判定処理の一例を示すフローチャートである。
図9に示すように、先ず、ステップS1において、第1劣化判定部22は、前記(1)式等によって触媒劣化診断値Aを算出する。
Next, the deterioration determination process of the
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the deterioration determination process.
As shown in FIG. 9, first, in step S1, the first deterioration determination unit 22 calculates a catalyst deterioration diagnosis value A by the above equation (1) or the like.
次に、ステップS2において、第1劣化判定部22は、前記ステップS1で算出した触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath以上であるか否かを判定する。第1劣化判定部22は、触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath以上であると判定すると(A≧Ath)、ステップS14に進む。また、第1劣化判定部22は、触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath未満であると判定すると(A<Ath)、ステップS3に進む。 Next, in step S2, the first deterioration determination unit 22 determines whether or not the catalyst deterioration diagnosis value A calculated in step S1 is equal to or greater than the catalyst deterioration determination threshold value Ath . If the first deterioration determination unit 22 determines that the catalyst deterioration diagnosis value A is equal to or greater than the catalyst deterioration determination threshold value Ath (A ≧ Ath ), the process proceeds to step S14. If the first deterioration determination unit 22 determines that the catalyst deterioration diagnosis value A is less than the catalyst deterioration determination threshold Ath (A <A th ), the process proceeds to step S3.
ステップS14では、第1劣化判定部22は、第1触媒10が劣化していると決定する。そして、第1劣化判定部22は、当該図9に示す処理を終了する。
ステップS3では、第1劣化判定部22は、第1触媒10を正常と仮に決定する。
In step S14, the first deterioration determination unit 22 determines that the
In step S3, the first deterioration determination unit 22 temporarily determines that the
次に、ステップS4では、センサ応答時間計測部24は、リア空燃比センサ11の応答時間を算出するための実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、センサ応答時間計測部24は、燃料カットを行える条件が成立したか否かを判定する。センサ応答時間計測部24は、実行条件が成立したと判定すると、ステップS5に進む。また、センサ応答時間計測部24は、実行条件が成立していないと判定すると、前記ステップS3から再び処理を行う。
Next, in step S4, the sensor response time measurement unit 24 determines whether or not an execution condition for calculating the response time of the rear air-
ステップS5では、センサ応答時間計測部24は、燃料カットを実行して、燃料カット中のリア空燃比センサ11の応答時間を計測する。具体的には、センサ応答時間計測部24は、燃料カット開始時を起点としてリア空燃比センサ11の出力電圧が応答時間判定用しきい値Vthに立ち下がるまでの時間を計測する(図8参照)。
In step S5, the sensor response time measurement unit 24 performs fuel cut and measures the response time of the rear air-
ステップS6では、吸入空気量算出部25は、リア空燃比センサ11の応答時間内の平均吸入空気量を算出する。具体的には、吸入空気量算出部25は、リア空燃比センサ11の応答時間の計測期間内、すなわち燃料カット開始時からリア空燃比センサ11の出力電圧が応答時間判定用しきい値Vthに立ち下がるまでの期間内にエアフロセンサ6によって検出した吸入空気量を積算する(図8参照)。そして、吸入空気量算出部25は、積算した吸入空気量と応答時間とを基に平均吸入空気量(例えば、積算した吸入空気量/応答時間)を算出する。
In step S <b> 6, the intake air amount calculation unit 25 calculates an average intake air amount within the response time of the rear air-
次に、ステップS7では、記憶処理部26は、前記ステップS5で計測した応答時間を記憶部28に記憶する。このとき、記憶処理部26は、前記ステップS6で算出した平均吸入空気量を対応付けて記憶する。
次に、ステップS8では、記憶処理部26は、記憶部28への応答時間の記憶数を計数するカウント値CNT[i]を下記(2)式を用いて算出する。
CNT[i]=CNT[i−1]+1 ・・・(2)
ここで、iは、処理のサンプリング毎に1ずつ増える値である。
Next, in step S7, the
Next, in step S8, the
CNT [i] = CNT [i-1] +1 (2)
Here, i is a value that increases by 1 for each sampling of processing.
次に、ステップS9では、記憶処理部26は、前記ステップS8で算出したカウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上であるか否かを判定する。ここで、カウント値判定用しきい値CNTthは、実験的、経験的、又は理論的に予め設定された値である。記憶処理部26は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上であると判定すると(CNT[i]≧CNTth)、ステップS10に進む。また、記憶処理部26は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth未満であると判定すると(CNT[i]<CNTth)、前記ステップS3から再び処理を行う。
Next, in step S9, the
ステップS10では、ばらつき度合い算出部27は、任意の平均吸入空気量に対するリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを算出する。すなわち、ばらつき度合い算出部27は、記憶部28に記憶された複数の応答時間であって対応付けられている平均吸入空気量が同一となる応答時間のばらつき度合いを算出する。ここで、値のばらつき度合いを算出する手法は、種々あるが、例えば、ばらつき度合い算出部27は、標準偏差によって応答時間のばらつき度合いを算出する。
In step S10, the variation
次に、ステップS11では、第2劣化判定部23は、前記ステップS10で算出した応答時間のばらつき度合いが小さいか否かを判定する。例えば、第2劣化判定部23は、前記ステップS11で算出された応答時間のばらつき度合いとばらつき度合い判定用しきい値とを比較し、その比較結果を基に応答時間のばらつき度合いが小さいか否かを判定する。ここで、ばらつき度合い判定用しきい値は、実験的、経験的、又は理論的に予め設定された値である。第2劣化判定部23は、応答時間のばらつき度合いが小さいと判定すると、ステップS12に進む。また、第2劣化判定部23は、応答時間のばらつき度合いが大きいと判定すると、ステップS13に進む。
Next, in step S11, the second
ステップS12では、第2劣化判定部23は、第1触媒10が劣化していると決定する。そして、第2劣化判定部23は、当該図9に示す処理を終了する。
ステップS13では、第2劣化判定部23は、第1触媒10が正常であると決定する。そして、第2劣化判定部23は、当該図9に示す処理を終了する。
In step S12, the second
In step S13, the second
(動作、作用等)
次に、エンジン制御装置20の触媒劣化診断時の動作例、その作用等を説明する。
エンジン制御装置20は、触媒劣化診断値Aを算出し、算出した触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath以上である場合、第1触媒10が劣化していると決定する(前記ステップS1、前記ステップS2、前記ステップS14)。また、エンジン制御装置20は、算出した触媒劣化診断値Aが触媒劣化判定用しきい値Ath未満である場合、第1触媒10が正常であるとの仮決定を行う(前記ステップS1乃至前記ステップS3)。
(Operation, action, etc.)
Next, an example of the operation of the
The
エンジン制御装置20は、第1触媒10が正常であるとの仮決定を行うと、リア空燃比センサ11の応答時間を算出するための実行条件が成立したときに、リア空燃比センサ11の応答時間を計測し、さらにこのときの平均吸入空気量を算出する(前記ステップS4乃至前記ステップS6)。そして、エンジン制御装置20は、応答時間と平均吸入空気量とを対応付けて記憶部28に記憶する(前記ステップS7)。それから、エンジン制御装置20は、カウント値CNT[i]を算出(具体的にはカウント値CNT[i]をインクリメント)する(前記ステップS8)。そして、エンジン制御装置20は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上になるまで、リア空燃比センサ11の応答時間を計測するとともに平均吸入空気量を算出し、応答時間と平均吸入空気量とを対応付けて記憶部28に記憶していく(前記ステップS9)。
If the
そして、エンジン制御装置20は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上になったとき、記憶部28に記憶されている複数の応答時間を用いて、その応答時間のばらつき度合いを算出する(前記ステップS10)。これにより、エンジン制御装置20は、応答時間のばらつき度合いが小さい場合、第1触媒10が劣化していると決定する。また、エンジン制御装置20は、応答時間のばらつき度合いが大きい場合、第1触媒10が正常であると決定する。
Then, the
このような触媒劣化診断によって、エンジン制御装置20は、図5に示す領域Aや領域B、又は図7に示す結果(3)を、前記ステップS12によって第1触媒10が劣化しているものとして判定できる。また、エンジン制御装置20は、図6に示す結果(2)を、前記ステップS13によって第1触媒10が正常であるものとして判定できる。
By such a catalyst deterioration diagnosis, the
また、前述の実施形態では、フロント空燃比センサ9は、例えば、上流側排気ガス検出部を構成する。また、リア空燃比センサ11は、例えば、下流側排気ガス検出部を構成する。また、第1劣化判定部22は、例えば、ばらつき度合い用劣化判定部を構成する。また、第2劣化判定部23は、例えば、相関用劣化判定部を構成する。また、センサ応答時間計測部24は、例えば、応答時間計測部を構成する。また、第1劣化判定部22、第2劣化判定部23、センサ応答時間計測部24、吸入空気量算出部25、ばらつき度合い算出部27、及び記憶部28は、例えば、触媒劣化判定装置を構成する。
In the above-described embodiment, the front air-
(本実施形態の変形例)
本実施形態では、フロント空燃比センサ9の出力信号とリア空燃比センサ11の出力信号との相関を示す値を前記(1)式によって算出することを具体的に説明した。しかし、フロント空燃比センサ9の出力信号とリア空燃比センサ11の出力信号との相関を示す値は、この式によって算出されることに限定されるものではない。
(Modification of this embodiment)
In the present embodiment, it has been specifically described that the value indicating the correlation between the output signal of the front air-
また、本実施形態では、応答時間のばらつき度合いを算出する際の車両状態として平均吸入空気量を用いているが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば、本実施形態では、燃料カット開始時の空気流量や燃料カット時のエンジン回転数を車両状態とすることもできる。 In the present embodiment, the average intake air amount is used as the vehicle state when calculating the degree of variation in response time, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the air flow rate at the start of fuel cut and the engine speed at the time of fuel cut can be set to the vehicle state.
また、本実施形態では、平均吸入空気量の他にエンジン回転数及びエンジン負荷条件も応答時間に対応付けることができる。これにより、本実施形態では、同一車両状態(又は同一運転状態とも言う。)の応答時間のばらつき度合いを、より高い精度で算出することができる。
また、本実施形態では、リア空燃比センサ11の応答時間そのものを用いて第1触媒10の劣化判定を行うこともできる。
In this embodiment, in addition to the average intake air amount, the engine speed and the engine load condition can be associated with the response time. Thereby, in this embodiment, the variation degree of the response time of the same vehicle state (or the same driving state) can be calculated with higher accuracy.
In the present embodiment, the deterioration determination of the
図10は、その処理例を示すフローチャートである。
図10に示すように、前記ステップS9の後のステップS31において、ばらつき度合い算出部27は、リア空燃比センサ11の応答時間が長いか否かを判定する。例えば、ばらつき度合い算出部27は、リア空燃比センサ11の応答時間が応答時間判定用しきい値以上であるか否かを判定する。ここで、応答時間判定用しきい値は、実験的、経験的、又は理論的に予め設定された値である。また、ばらつき度合い算出部27は、リア空燃比センサ11の応答時間として、例えば、前記ステップS7で記憶部28に記憶されたリア空燃比センサ11の応答時間の平均値を用いる。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the processing.
As shown in FIG. 10, in step S31 after step S9, the variation
そして、ばらつき度合い算出部27は、リア空燃比センサ11の応答時間が長いと判定すると、リア空燃比センサ11が異常であると判断して(図8参照)、前記ステップS12に進む。これにより、第2劣化判定部23は、第1触媒10が劣化していると決定する。また、ばらつき度合い算出部27は、リア空燃比センサ11の応答時間が短いと判定すると、前記ステップS10に進む。
When the variation
これによって、エンジン制御装置20は、図5に示す領域Bの結果を、リア空燃比センサ11が異常であり(異常である可能性が高く)第1触媒10が劣化しているものとして決定できる(前記ステップS31、前記ステップS12)。また、エンジン制御装置20は、図5に示す領域Aの結果を、リア空燃比センサ11が正常であるが(異常である可能性が低いが)第1触媒10が劣化していると決定できる(前記ステップS31、前記ステップS10乃至前記ステップS12)。
また、本実施形態では、リア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いだけで第1触媒10の劣化判定を行うこともできる。
Accordingly, the
In the present embodiment, it is also possible to determine the deterioration of the
図11は、その処理例を示すフローチャートである。
図11に示すように、先ず、ステップS51では、前記ステップS4と同様に、センサ応答時間計測部24は、リア空燃比センサ11の応答時間を算出するための実行条件が成立したか否かを判定する。そして、センサ応答時間計測部24は、実行条件が成立したときに、前記ステップS52に進む。
ステップS52では、前記ステップS5と同様に、センサ応答時間計測部24は、燃料カットを実行して、リア空燃比センサ11の応答時間を計測する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the processing.
As shown in FIG. 11, first, in step S51, as in step S4, the sensor response time measurement unit 24 determines whether or not an execution condition for calculating the response time of the rear air-
In step S52, similarly to step S5, the sensor response time measurement unit 24 performs fuel cut and measures the response time of the rear air-
ステップS52では、前記ステップS6と同様に、吸入空気量算出部25は、リア空燃比センサ11の応答時間内の平均吸入空気量を算出する。
次に、ステップS54では、前記ステップS7と同様に、センサ応答時間計測部24は、前記ステップS52で計測した応答時間と前記ステップS53で算出した平均吸入空気量とを対応付けて記憶部28に記憶する。
In step S52, as in step S6, the intake air amount calculation unit 25 calculates the average intake air amount within the response time of the rear air-
Next, in step S54, as in step S7, the sensor response time measurement unit 24 associates the response time measured in step S52 with the average intake air amount calculated in step S53 in the
次に、ステップS55では、前記ステップS8と同様に、センサ応答時間計測部24は、応答時間の記憶数を計数するカウント値CNT[i]を前記(2)式を用いて算出する。
次に、ステップS56では、前記ステップS9と同様に、センサ応答時間計測部24は、前記ステップS8で算出したカウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上であるか否かを判定する。センサ応答時間計測部24は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth以上であると判定すると(CNT[i]≧CNTth)、ステップS57に進む。また、センサ応答時間計測部24は、カウント値CNT[i]がカウント値判定用しきい値CNTth未満であると判定すると(CNT[i]<CNTth)、前記ステップS51から再び処理を行う。
Next, in step S55, as in step S8, the sensor response time measurement unit 24 calculates a count value CNT [i] for counting the number of response times stored using the equation (2).
Next, in step S56, similarly to the step S9, whether the sensor response time measurement unit 24, the count value CNT calculated in the step S8 [i] is the count value determining threshold value CNT th or Determine. Sensor response time measurement unit 24, the count value CNT [i] is determined to be the count value determining threshold value CNT th or more (CNT [i] ≧ CNT th ), the process proceeds to step S57. If the sensor response time measurement unit 24 determines that the count value CNT [i] is less than the count value determination threshold value CNT th (CNT [i] <CNT th ), the process is performed again from step S51. .
ステップS57では、前記ステップS10と同様に、ばらつき度合い算出部27は、前記ステップS54で記憶部28に記憶されたリア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いを算出する。
In step S57, similarly to step S10, the variation
次に、ステップS58では、前記ステップS11と同様に、第2劣化判定部23は、前記ステップS10で算出した応答時間のばらつき度合いが小さいか否かを判定する。第2劣化判定部23は、応答時間のばらつき度合いが小さいと判定すると、ステップS59に進む。また、第2劣化判定部23は、応答時間のばらつき度合いが大きいと判定すると、当該図11に示す処理を終了する。
Next, in step S58, as in step S11, the second
ステップS59では、第2劣化判定部23は、第1触媒10が劣化していると決定する。そして、第2劣化判定部23は、当該図11に示す処理を終了する。
このように、本実施形態では、リア空燃比センサ11の応答時間のばらつき度合いだけで第1触媒10の劣化判定を行うこともできる。
In step S59, the second
As described above, in this embodiment, it is possible to determine the deterioration of the
また、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項1により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
Further, although the embodiments of the present invention have been specifically described, the scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, and effects equivalent to those intended by the present invention. All embodiments that provide are also included. Further, the scope of the present invention is not limited to the combination of features of the invention defined by
2 エンジン、6 エアフロセンサ、9 フロント空燃比センサ、10 第1触媒、11 リア空燃比センサ、20 エンジン制御装置、21 触媒劣化診断値算出部、22 第1劣化判定部、23 第2劣化判定部、24 センサ応答時間計測部、25 吸入空気量算出部、26 記憶処理部、27 ばらつき度合い算出部、28 記憶部
2 engine, 6 air flow sensor, 9 front air-fuel ratio sensor, 10 first catalyst, 11 rear air-fuel ratio sensor, 20 engine control device, 21 catalyst deterioration diagnosis value calculation unit, 22 first deterioration determination unit, 23 second deterioration determination unit 24 sensor response time measurement unit 25 intake air
Claims (6)
前記下流側排気ガス検出部の出力値が燃料カット開始時から予め設定された応答時間計測用しきい値に達するまでの応答時間を計測する応答時間計測部と、
前記応答時間計測部による応答時間の計測時の車両状態を検出する車両状態検出部と、
前記応答時間計測部が計測した応答時間と前記車両状態検出部が検出した車両状態とを対応づけて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数の応答時間であって対応付けられている前記車両状態が同一の応答時間のばらつき度合いを算出するばらつき度合い算出部と、
前記ばらつき度合い算出部が算出した応答時間のばらつき度合いの大小を予め設定されたばらつき度合い判定用しきい値と比較することで判定し前記応答時間のばらつき度合いが小の場合に前記触媒が劣化していると判定するばらつき度合い用劣化判定部と、
を有することを特徴とする触媒劣化判定装置。 An upstream exhaust gas detector provided upstream of the catalyst in the exhaust pipe and a downstream exhaust gas detector provided downstream of the exhaust pipe for determining whether or not the catalyst provided in the exhaust pipe of the internal combustion engine has deteriorated. A catalyst deterioration determination device to be used,
A response time measuring unit for measuring a response time until the output value of the downstream side exhaust gas detecting unit reaches a preset response time measuring threshold value from the start of fuel cut;
A vehicle state detection unit that detects a vehicle state at the time of response time measurement by the response time measurement unit;
A storage unit that stores the response time measured by the response time measurement unit in association with the vehicle state detected by the vehicle state detection unit;
A variation degree calculation unit that calculates a variation degree of the response time that is the plurality of response times stored in the storage unit and associated with the same vehicle state;
The degree of variation of the response time calculated by the variation degree calculation unit is determined by comparing with a preset threshold for determining a variation degree, and the catalyst deteriorates when the variation degree of the response time is small. A deterioration determining unit for variation degree that determines that the
A catalyst deterioration determination device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012056042A JP2013189903A (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Catalyst degradation determining device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012056042A JP2013189903A (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Catalyst degradation determining device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013189903A true JP2013189903A (en) | 2013-09-26 |
Family
ID=49390411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012056042A Pending JP2013189903A (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Catalyst degradation determining device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013189903A (en) |
-
2012
- 2012-03-13 JP JP2012056042A patent/JP2013189903A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7103467B2 (en) | Device for detecting response characteristics of sensor | |
US6640619B2 (en) | Automobile engine misfire detecting method | |
US9670858B2 (en) | Identification of air and/or fuel metering drift | |
JP5772956B2 (en) | Exhaust sensor deterioration diagnosis device and deterioration diagnosis method | |
JP2916831B2 (en) | Diagnosis device for air-fuel ratio control device | |
US20080276698A1 (en) | Apparatus for diagnosing malfunctioning of oxygen sensor | |
JP3733660B2 (en) | Degradation diagnostic device for oxygen sensor in internal combustion engine | |
US9309799B2 (en) | Method and device for determining the oxygen storage capacity of an emission control system | |
JP5963796B2 (en) | Diagnostic device for fuel supply system | |
JP2003247449A (en) | Method of calculating gas pressure on the basis of pressure in intake line of internal combustion engine | |
JP5112382B2 (en) | Oxygen sensor diagnostic device for internal combustion engine | |
JPH10259754A (en) | Misfire diagnosing device for internal combustion engine | |
JP2010174872A (en) | Malfunction diagnosis device for internal combustion engine secondary air supply system | |
JP2008121524A (en) | Air-fuel ratio sensor diagnostic device | |
JPWO2020008842A1 (en) | Control device | |
JP2013189903A (en) | Catalyst degradation determining device | |
JP2013189902A (en) | Catalyst deterioration determining device | |
JP2013189901A (en) | Catalyst deterioration determining device | |
JPH09159578A (en) | Performance diagnostic device for intake air volume detection device | |
JP4387866B2 (en) | Response diagnosis device for oxygen sensor in engine | |
JP4126243B2 (en) | Combustion state detection device for internal combustion engine | |
JP7169953B2 (en) | Rough road driving determination device and abnormality determination device | |
KR101914683B1 (en) | Method for abnormality checking catalytic converter of automotive using an ewma | |
EP4238634A1 (en) | Control device for internal combustion engine and catalyst deterioration diagnosis method | |
JP5770000B2 (en) | Oxygen sensor control device |