JP2526640B2 - Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側、下流側に空燃比セ
ンサ（本明細書では、酸素濃度センサ（O₂センサ））を
設けた空燃比センサシステムにおける触媒劣化判別装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to an air-fuel ratio sensor provided with an air-fuel ratio sensor (in this specification, an oxygen concentration sensor (O ₂ sensor)) upstream and downstream of a catalytic converter. The present invention relates to a catalyst deterioration determination device in a system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

単なる空燃比フィードバック制御（シングルO₂センサ
システム）では、酸素濃度を検出するO₂センサをできる
だけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバー
タより上流である排気マニホールドの集合部分に設けて
いるが、O₂センサの出力特性のばらつきのために空燃比
の制御精度の改善に支障が生じている。かかるO₂センサ
の出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部品のばら
つき、経時あるいは経時的変化を補償するために、触媒
コンバータの下流に第２のO₂センサを設け、上流側O₂セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側O₂
センサによる空燃比フィードバック制御を行うダブルO₂
センサシステムが既に提案されている（参照：特開昭58
−72647号公報）。このダブルO₂センサシステムでは、
触媒コンバータの下流側に設けられたO₂センサは、上流
側O₂センサに比較して、低い応答速度を有するものの、
次の理由により出力特性のばらつきが小さいという利点
を有している。In simple air-fuel ratio feedback control (single O ₂ sensor system), an O ₂ sensor that detects oxygen concentration is provided in the exhaust system as close as possible to the combustion chamber, that is, at the exhaust manifold upstream of the catalytic converter. In addition, the variation in the output characteristics of the O ₂ sensor hinders the improvement of the air-fuel ratio control accuracy. In order to compensate for such variations in the output characteristics of the O ₂ sensor, variations in parts such as the fuel injection valve, and changes over time or changes over time, a second O ₂ sensor is provided downstream of the catalytic converter and the upstream O ₂ sensor is used. Downstream O ₂ in addition to air-fuel ratio feedback control
Double O ₂ with air-fuel ratio feedback control by sensor
Sensor systems have already been proposed (see:
-72647). In this double O ₂ sensor system,
O ₂ sensor provided downstream of the catalytic converter, compared with the upstream O ₂ sensor, but has a low response speed,
There is an advantage that the variation in output characteristics is small for the following reasons.

（１） 触媒コンバータの下流では、排気温が低いので
熱的影響が少ない。(1) Since the exhaust gas temperature is low downstream of the catalytic converter, there is little thermal effect.

（２） 触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒に
トラップされているので下流側O₂センサの被毒量は少な
い。(2) Downstream of the catalytic converter, various poisons are trapped in the catalyst, so the amount of poisoning of the downstream O ₂ sensor is small.

（３） 触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混
合されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状
態に近い値になっている。(3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.

従って、上述のごとく、２つのO₂センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（ダブルO₂センサシステ
ム）により、上流側O₂センサの出力特性のばらつきを下
流側O₂センサにより吸収できる。実際に、第２図に示す
ように、シングルO₂センサシステムでは、O₂センサの出
力特性が悪化した場合には、排気エミッション特性に直
接影響するのに対し、ダブルO₂センサシステムでは、上
流側O₂センサの出力特性が悪化しても、排気エミッショ
ン特性は悪化しない。つまり、ダブルO₂センサシステム
においては、下流側O₂センサが安定な出力特性を維持し
ている限り、良好な排気エミッションが保証される。Therefore, as described above, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two O ₂ sensors (double O ₂ sensor system), the variations in the output characteristic of the upstream O ₂ sensor can be absorbed by the downstream O ₂ sensor. Actually, as shown in FIG. 2, in the single O ₂ sensor system, when the output characteristic of the O ₂ sensor deteriorates, the exhaust emission characteristic is directly affected, whereas in the double O ₂ sensor system, the upstream Even if the output characteristic of the side O ₂ sensor deteriorates, the exhaust emission characteristic does not deteriorate. That is, in the double O ₂ sensor system, good exhaust emissions are guaranteed as long as the downstream O ₂ sensor maintains stable output characteristics.

触媒コンバータの触媒は車両を通常考えられる使用条
件の範囲内で使用されている限り、その機能が著しく低
下しないように設計されている。しかし、ユーザが燃料
を誤って有鉛ガソリンを入れてしまうとか、使用中に何
らかの原因でハイテンションコードが抜け失火してしま
う場合には、触媒の機能は著しく低下することがある。
前者の場合には、ユーザは全く気付かず、また、後者の
場合にはハイテンションコードを挿入し直せばよいので
触媒を交換することはまずない。この結果、触媒コンバ
ータが充分に排気ガスを浄化しないまま、走行されるこ
とがある。The catalyst of the catalytic converter is designed so that its function is not significantly deteriorated as long as the vehicle is used within the range of conditions normally considered. However, if the user mistakenly uses leaded gasoline as fuel, or if the high tension cord is pulled out and misfires during use, the function of the catalyst may be significantly reduced.
In the former case, the user does not notice at all, and in the latter case, since the high tension cord may be reinserted, the catalyst is rarely replaced. As a result, the catalytic converter may run without sufficiently purifying the exhaust gas.

しかしながら、上述のダブルO₂センサシステムにおい
ては、上述のごとく、触媒の機能が劣化すると、HC,CO,
H₂等の未燃ガスの影響を受け、下流側O₂センサの出力特
性は劣化する。すなわち、下流側O₂センサの出力の反転
回数が大きくなり、この結果、下流側O₂センサによる空
燃比フィードバック制御に乱れを生じさせ、良好な空燃
比が得られなくなり、この結果、燃費の悪化、ドライバ
ビリティの悪化、HC,CO,NO_Xエミッションの悪化等を招
くという問題点がある。However, in the above-mentioned double O ₂ sensor system, when the function of the catalyst deteriorates, as described above, HC, CO,
The unburned gas such as H ₂ affects the output characteristics of the downstream O ₂ sensor. That is, the number of reversals of the output of the downstream O ₂ sensor becomes large, as a result, the air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor is disturbed, and a good air-fuel ratio cannot be obtained, resulting in deterioration of fuel efficiency. However, there are problems such as deterioration of drivability and deterioration of HC, CO and NO _X emissions.

このため、本願出願人は、既に、上、下流側O₂センサ
の出力周期の比較、下流側O₂センサの出力周期、あるい
は単位時間当りの下流側O₂センサの出力の反転回数によ
り触媒の劣化を検出することを提案している（参考：特
開昭61−286550号公報、特願昭61−241489号）。Therefore, the present applicant has already on a comparison of the output cycle of the downstream O ₂ sensor, the number of reversals of the output of the downstream O output period of ₂ sensor or the downstream O ₂ sensor per unit time, of the catalyst It has been proposed to detect deterioration (reference: Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-286550, Japanese Patent Application No. 61-241489).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上述の触媒劣化判別システムにおいて
は、上流側O₂センサおよび下流側O₂センサによる空燃比
フィードバック制御中において行われるために、O₂セン
サの出力特性の変化分もO₂センサの出力に含まれ、従っ
て、触媒劣化のみを判別することが困難であるという課
題があった。また、上、下流側O₂センサの出力周期の比
較の場合には、上流側O₂センサの出力周期が1sのオー
ダ、下流側O₂の出力周期が1minのオーダであり、触媒が
損傷に近い状態のみしか判別できないという課題があっ
た。However, in the above catalyst deterioration determination system, in order to be carried out in air-fuel ratio feedback control by the upstream O ₂ sensor and the downstream O ₂ sensor, the change in the output characteristic of the O ₂ sensor to the output of the O ₂ sensor Therefore, there is a problem that it is difficult to determine only the catalyst deterioration. In addition, when comparing the output cycle of the upstream and downstream O ₂ sensors, the output cycle of the upstream O ₂ sensor is on the order of 1 s, and the output cycle of the downstream O ₂ is on the order of 1 min. There was a problem that it was possible to determine only the close state.

なお、三元触媒上流の排気通路内にO₂センサを配置し
たシングルO₂センサシステムにおいては、触媒の劣化そ
のものが判別不可能である。In the single O ₂ sensor system in which the O ₂ sensor is arranged in the exhaust passage upstream of the three-way catalyst, the deterioration of the catalyst itself cannot be determined.

本発明の目的は、誤判別をすることのない触媒劣化判
別システムを提供することにある。An object of the present invention is to provide a catalyst deterioration determination system that does not make an erroneous determination.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上述の課題を解決するための手段は、第1A図、第1B
図、第1C図に示される。Means for solving the above problems are shown in FIGS. 1A and 1B.
Shown in Figure, Figure 1C.

第1A図においては、機関排気通路内に三元触媒CC_ROを
配置し、三元触媒CC_RO上流の機関排気通路内に機関の空
燃比を検出する上流側空燃比センサを配置すると共に三
元触媒CC_RO下流の機関排気通路内に機関の空燃比を検出
する下流側空燃比センサを配置し、機関の運転中におい
て機関の空燃比を理論空燃比に維持すべきときには上流
側空燃比センサおよび下流側空燃比センサの出力に基づ
いて空燃比をフィードバック制御し、機関運転中におい
て機関の空燃比を一時的にリーン又はリッチにすべきと
きには上流側センサおよび下流側センサの出力に基づく
フィードバック制御を一時的に中止して空燃比をオープ
ンループ制御するようにした内燃機関において、機関運
転中に機関の空燃比がフィードバック制御による無論空
燃比からオープンループ制御によるリッチへ切換えられ
たことを判別する理論空燃比／リッチ切換判別手段と、
理論空燃比／リッチ切換判別手段によって機関の空燃比
が理論空燃比からリッチに切換えられた判断されたとき
から、下流側空燃比センサの出力がリーンからリッチへ
反転するまでの時間を計測する時間計測手段と、計測さ
れた時間から三元触媒の劣化を判別する触媒劣化判別手
段とを具備している。In FIG. 1A, a three-way catalyst CC _RO is arranged in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine is arranged in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst CC _RO , and A downstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine is installed in the engine exhaust passage downstream of the catalyst CC _RO.When the air-fuel ratio of the engine should be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio while the engine is operating, the upstream air-fuel ratio sensor and Feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, and feedback control based on the output of the upstream side sensor and the downstream side sensor when the air-fuel ratio of the engine should be made temporarily lean or rich during engine operation In an internal combustion engine in which the air-fuel ratio is temporarily stopped and the air-fuel ratio is open-loop controlled, the air-fuel ratio of the engine is open-loop controlled by feedback control during engine operation. A stoichiometric air-fuel ratio / rich switching threshold by means for determining that it has been switched to the rich by controlling,
Time to measure the time from when the output of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from lean to rich after it is determined by the stoichiometric air-fuel ratio / rich switching determination means that the air-fuel ratio of the engine has been switched from the theoretical air-fuel ratio to rich It is provided with a measuring means and a catalyst deterioration judging means for judging deterioration of the three-way catalyst from the measured time.

第1B図においては、第1A図に示される触媒劣化判別装
置において、理論空燃比／リッチ切換判別手段の代り
に、機関運転中に機関の空燃比がフィードバック制御に
よる理論空燃比からオープンループ制御によるリーンに
切換えられたことを判別する理論空燃比／リーン切換判
別手段を設け、時間計測手段は理論空燃比／リーン切換
判別手段によって機関の空燃比が理論空燃比からリーン
に切換えられたと判断されたときから、下流側空燃比セ
ンサの出力がリッチからリーンへ反転するまでの時間を
計測するようにしている。In FIG. 1B, in the catalyst deterioration determination device shown in FIG. 1A, instead of the theoretical air-fuel ratio / rich switching determination means, the air-fuel ratio of the engine is controlled by feedback control during open-loop control from the theoretical air-fuel ratio by open loop control. A theoretical air-fuel ratio / lean switching determining means for determining that the engine has been switched to lean is provided, and the time measuring means is determined by the theoretical air-fuel ratio / lean switching determining means that the air-fuel ratio of the engine has been switched from the theoretical air-fuel ratio to lean. The time from when the output of the downstream air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean is measured.

第1C図においては、機関排気通路内に三元触媒CC_ROを
配置し、三元触媒CC_RO上流の機関排気通路内に機関の空
燃比を検出する上流側空燃比センサを配置すると共に三
元触媒CC_RO下流の機関排気通路内に機関の空燃比を検出
する下流側空燃比センサを配置し、機関の運転中におい
て機関の空燃比を理論空燃比に維持すべきときには上流
側空燃比センサおよび下流側空燃比センサの出力に基づ
いて空燃比をフィードバック制御し、機関運転中におい
て機関の空燃比を一時的にリーン又はリッチにすべきと
きには上流側センサおよび下流側センサの出力に基づく
フィードバック制御を一時的に中止して空燃比をオープ
ンループ制御するようにした内燃機関において、機関運
転中に機関の空燃比がフィードバック制御による理論空
燃比からオープループ制御によるリッチへ切換えられた
ことを判別する理論空燃比／リッチ切換判別手段と、理
論空燃比／リッチ切換判別手段によって機関の空燃比が
理論空燃比からリッチに切換えられたと判断されたとき
から、下流側空燃比センサの出力がリーンからリッチへ
反転するまでの第１時間を計測する第１の時間計測手段
と、機関運転中に機関の空燃比がフィードバック制御に
よる理論空燃比からオープンループ制御によるリーンへ
切換えられたことを判別する理論空燃比／リーン切換判
別手段と、理論空燃比／リーン切換判別手段によって機
関の空燃比が理論空燃比からリーンに切換えられたと判
断されたときから、下流側空燃比センサの出力がリッチ
からリーンへ反転するまでの第２の時間を計測する第２
の時間計測手段と、計測された第１、第２の時間から三
元触媒の劣化を判別する触媒劣化判別手段とを具備して
いる。In FIG. 1C, a three-way catalyst CC _RO is arranged in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine is arranged in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst CC _RO , and A downstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine is installed in the engine exhaust passage downstream of the catalyst CC _RO.When the air-fuel ratio of the engine should be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio while the engine is operating, the upstream air-fuel ratio sensor and Feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, and feedback control based on the output of the upstream side sensor and the downstream side sensor when the air-fuel ratio of the engine should be made temporarily lean or rich during engine operation In an internal combustion engine in which the air-fuel ratio is temporarily stopped and the air-fuel ratio is open-loop controlled, the air-fuel ratio of the engine becomes open loop from the theoretical air-fuel ratio by feedback control during engine operation. From the stoichiometric air-fuel ratio / rich switching discriminating means for discriminating that the air-fuel ratio of the engine has been switched from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich by the stoichiometric air-fuel ratio / rich switching discriminating means. First time measuring means for measuring a first time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from lean to rich, and the air-fuel ratio of the engine is controlled by feedback control while the engine is operating, based on open-loop control. From the stoichiometric air-fuel ratio / lean switching discriminating means for discriminating that the engine has been switched to lean and the stoichiometric air-fuel ratio / lean switching discriminating means, it is judged that the engine air-fuel ratio has been switched from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side. Second time for measuring the second time until the output of the air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean
And a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the three-way catalyst from the measured first and second times.

〔作 用〕[Work]

第1A図の手段によれば、理論空燃比運転状態からリッ
チ状態たとえば出力増量状態もしくはOTP増量状態への
強制的な移行の際の三元触媒からのO₂掃出し時間を計測
することにより三元触媒の最大O₂ストレージ量を間接的
に計測する。According to the means shown in FIG. 1A, the three-way catalyst is measured by measuring the O ₂ sweep time during the forced transition from the stoichiometric air-fuel ratio operating state to the rich state, for example, the output increasing state or the OTP increasing state. Indirectly measure the maximum O ₂ storage of the catalyst.

第1B図の手段によれば、理論空燃比運転状態からリー
ン状態たとえば燃料カット状態への強制的な移行の際の
三元触媒へのO₂ストレージ時間を計測することにより三
元触媒の最大O₂ストレージ量を間接的に計測する。According to the means shown in FIG. 1B, the maximum O of the three-way catalyst is measured by measuring the O ₂ storage time to the three-way catalyst when the stoichiometric air-fuel ratio operating state is forced to the lean state, for example, the fuel cut state. ₂ Measure the amount of storage indirectly.

第1C図の手段によれば、第1A図の手段における三元触
媒のO₂掃出し時間と第1B図の手段における三元触媒のO₂
ストレージ時間から三元触媒の最大O₂ストレージ量を間
接的に計測する。According to the means of Figure 1C, O ₂ of the three-way catalyst in the unit of O ₂ sweep time and Figure 1B the three-way catalyst in the unit of Figure 1A
The maximum O ₂ storage amount of the three-way catalyst is indirectly measured from the storage time.

以上の第1A図〜第1C図の手段による三元触媒の最大O₂
ストレージ量を間接的に計測することにより三元触媒の
劣化度を推定する。The maximum O ₂ of the three-way catalyst by the means shown in FIGS. 1A to 1C above.
The deterioration degree of the three-way catalyst is estimated by indirectly measuring the storage amount.

〔実施例〕〔Example〕

始めに、三元触媒のO₂ストレージ効果について説明す
ると、三元触媒はNO_X,CO,HCを同時に浄化するものであ
り、その浄化率ηを第３図の一転鎖線に示すように、理
論空燃比（λ＝１）よりリッチ側ではNOxの浄化率が大
きく、リーン側ではCO,HCの浄化率が大きい（HCは図示
しないが、COと同一傾向である）。この場合、三元触媒
は、空燃比がリーンのときにはO₂を取込み、空燃比がリ
ッチになったときにCO,HCを取込んでリーンのときに取
込まれたO₂と反応せしめるというO₂ストレージ効果を有
し、空燃比フィードバック制御はこのようなO₂ストレー
ジ効果を積極的に利用するため、最適な周波数、振幅で
空燃比を制御させるようにしている。一般に、三元触媒
は新品であればそのO₂ストレージ効果は大きく、従っ
て、第３図の実線に示すように、空燃比フィードバック
制御時には浄化率ηは向上し、要求浄化率ηをη_０とす
れば、制御可能な空燃比ウィンドウｗは実質的に広く
（ｗ＝w₁）なる。しかし、三元触媒が劣化すると、その
O₂ストレージ効果は小さくなり、従って、第３図の一点
鎖線に示すごとく、空燃比ウィンドウｗは非常に狭くな
り（ｗ＝w₂）、従って、理論空燃比に対する空燃比フィ
ードバック制御も、本来、この範囲（w₂）で行わなけれ
ばならない。この結果、HC,CO,NO_Xエミッションの増大
を招く。First, the O ₂ storage effect of the three-way catalyst will be explained. The three-way catalyst purifies NO _X , CO, and HC at the same time, and its purification rate η is theoretical as shown by the chain line in FIG. The purification rate of NOx is larger on the rich side than the air-fuel ratio (λ = 1), and the purification rates of CO and HC are large on the lean side (HC is not shown, but has the same tendency as CO). In this case, the three-way catalyst takes in O ₂ when the air-fuel ratio is lean, takes in CO and HC when the air-fuel ratio becomes rich, and reacts with O ₂ taken in when lean. has ₂ storage effect, because the air-fuel ratio feedback control using such O ₂ storage effect actively, optimal frequency, and so as to control the air-fuel ratio in amplitude. Generally, if a three-way catalyst is new, its O ₂ storage effect is large. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 3, the purification rate η is improved during the air-fuel ratio feedback control, and the required purification rate η is set to η ₀ . Then, the controllable air-fuel ratio window w becomes substantially wide (w = w ₁ ). However, if the three-way catalyst deteriorates,
The O ₂ storage effect becomes smaller, and therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, the air-fuel ratio window w becomes very narrow (w = w ₂ ). Therefore, the air-fuel ratio feedback control for the stoichiometric air-fuel ratio is essentially It must be done in this range (w ₂ ). As a result, HC, CO, and NO _X emissions increase.

第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一
実施例を示す全体概要図である。第４図において、機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測す
るものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気
量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器1
01に供給されている。ディストリビュータ４には、その
軸がたとえばクランク角に換算して720゜毎に基準位置
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ５および
クランク角に換算して30゜毎に基準位置検出用パルス信
号を発生するクランク角センサ６が設けられている。こ
れらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の
入出力インターフェイス102に供給され、このうち、ク
ランク角センサ６の出力はCPU103の割込み端子に供給さ
れる。FIG. 4 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 4, an air flow meter 3 is provided in the intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the amount of intake air, and has a built-in potentiometer to generate an analog voltage output signal proportional to the amount of intake air. This output signal is output from the A / D converter 1 with built-in multiplexer in the control circuit 10.
Supplied to 01. The distributor 4 has a crank angle sensor 5 whose axis generates, for example, a reference position detection pulse signal every 720 ° in terms of crank angle, and a reference position detection pulse signal in every 30 degrees which is converted into crank angle. A generated crank angle sensor 6 is provided. The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to an input / output interface 102 of the control circuit 10, and the output of the crank angle sensor 6 is supplied to an interrupt terminal of the CPU 103.

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設
けられている。Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from the fuel supply system to the intake port for each cylinder.

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャ
ケット８には、冷却水の温度を検出するための水温セン
サ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度TH
Wに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力もA/D変換器101に供給されている。The water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 9 is the temperature TH of the cooling water.
Generates an electric signal of analog voltage according to W. This output is also supplied to the A / D converter 101.

排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分HC,CO,NO_Xを同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12が設けられている。The exhaust system downstream of the exhaust manifold 11, a catalytic converter 12 is provided to accommodate the three harmful components HC in the exhaust gas, CO, a three-way catalyst that simultaneously purifies NO _X.

排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ12
の上流側には第１のO₂センサ13が設けられ、触媒コンバ
ータ12の下流側の排気管14には第２のO₂センサ15が設け
られている。O₂センサ13,15は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を発生する。すなわち、O₂センサ1
3,15は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側
かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10のA/D変換器1
01に供給する。The exhaust manifold 11 has a catalytic converter 12
A first O ₂ sensor 13 is provided on the upstream side, and a second O ₂ sensor 15 is provided on the exhaust pipe 14 downstream of the catalytic converter 12. The O ₂ sensors 13 and 15 generate an electric signal corresponding to the concentration of the oxygen component in the exhaust gas. That is, the O ₂ sensor 1
3, 15 are different output voltages depending on whether the air-fuel ratio is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
Supply to 01.

また、吸気通路２のスロットル弁16には、スロットル
弁16が全閉か否かを検出するためのアイドルスイッチ17
が設けられており、この出力信号LLは制御回路10の入出
力インターフェイス102に供給される。さらに、吸気通
路２のスロットル弁16には、スロットル弁16がある開度
たとえば70゜以上のときにオンとなるフルスイッチ18が
設けられており、この出力信号VLも制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給される。Further, the throttle valve 16 in the intake passage 2 is provided with an idle switch 17 for detecting whether or not the throttle valve 16 is fully closed.
Is provided, and the output signal LL is supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10. Further, the throttle valve 16 of the intake passage 2 is provided with a full switch 18 which is turned on when the throttle valve 16 has an opening of, for example, 70 ° or more. This output signal VL is also input / output interface of the control circuit 10. Supplied to 102.

19は触媒コンバータ12の三元触媒が劣化した判別され
たときに付勢されるアラームである。An alarm 19 is activated when it is determined that the three-way catalyst of the catalytic converter 12 has deteriorated.

制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス10
2、CPU103の外にROM104,RAM105、バックアップRAM106、
クロック発生回路107等が設けられている。The control circuit 10 is configured as a microcomputer, for example, and includes an A / D converter 101, an input / output interface 10
2, ROM104, RAM105, backup RAM106,
A clock generation circuit 107 and the like are provided.

また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、フ
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回
路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウン
カウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数して最
後にそのキャリアウト端子が“1"レベルとなったとき
に、フリップフロップ109がリセットされて駆動回路110
は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料
噴射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料
噴射量TAUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送
り込まれることになる。Further, in the control circuit 10, the down counter 108, the flip-flop 109, and the drive circuit 110 include the fuel injection valve 7
Is for controlling. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in a routine described later, the fuel injection amount TAU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is also set. As a result, the drive circuit 110 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and its carry-out terminal finally becomes “1” level, the flip-flop 109 is reset and the drive circuit 110 is reset.
Stops the energization of the fuel injection valve 7. That is, the fuel injection valve 7 is energized by the above-described fuel injection amount TAU, so that an amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is sent to the combustion chamber of the engine body 1.

なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換器101のA/D変
換終了時、入出力インターフェイス102がクランク角セ
ンサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路10
7からの割込信号を受信した時、等である。Note that the CPU 103 generates an interrupt when the A / D conversion of the A / D converter 101 ends, when the input / output interface 102 receives the pulse signal of the crank angle sensor 6,
When an interrupt signal from 7 is received, and so on.

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却
水温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルーチ
ンによって取込まれてRAM105の所定領域に格納される。
つまり、RAM105におけるデータＱおよびTHWは所定時間
毎に更新されている。また、回転速度データNeはクラン
ク角センサ６の30゜CA毎に割込みによって演算されてRA
M105の所定領域に格納される。The intake air amount data Q of the air flow meter 3 and the cooling water temperature data THW are fetched by an A / D conversion routine executed every predetermined time and stored in a predetermined area of the RAM 105.
That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. The rotation speed data Ne is calculated by an interrupt every 30 ° CA of the crank angle sensor 6 and is calculated by RA
It is stored in a predetermined area of M105.

第５図は上流側O₂センサ13の出力にもとづいて空燃比
補正計数FAFを演算する第１の空燃比フィードバック制
御ルッチンであって、所定時間たとえば4ms毎に実行さ
れる。FIG. 5 shows a first air-fuel ratio feedback control routine that calculates the air-fuel ratio correction count FAF based on the output of the upstream O ₂ sensor 13, and is executed every predetermined time, for example, 4 ms.

ステップ501では、上流側O₂センサ13による空燃比の
閉ループ（フィードバク）条件が成立しているか否かを
判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時、機関
始動中、始動後増量中、暖気増量中、パワー増量中、触
媒過熱防止のためOTP増量中、上流側O₂センサ13の出力
信号が一度も反転していない時、燃料カット中（XFC＝
“1"）等はいずれも閉ループ条件が不成立であり、その
他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が不
成立のときには、ステップ527に進んでFAFを開ループ制
御終了直前値とする。なお、一定値たとえば1.0として
もよい。他方、閉ループ条件成立の場合はステップ502
に進む。In step 501, it is determined whether or not the closed loop (feedback) condition of the air-fuel ratio by the upstream O ₂ sensor 13 is satisfied. For example, when the cooling water temperature is below a specified value, the output signal of the upstream O ₂ sensor 13 is inverted even once during engine startup, during startup increase, during warm air increase, power increase, OTP increase to prevent catalyst overheating. When not doing, during fuel cut (XFC =
The closed loop condition is not satisfied in all cases such as "1"), and the closed loop condition is satisfied in other cases. When the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 527, where FAF is set to the value immediately before the end of open loop control. In addition, it may be set to a fixed value, for example, 1.0. On the other hand, if the closed loop condition is satisfied, step 502
Proceed to.

なお、ステップ501における燃料カットフラグXFCは第
６図のルーチンにより実行される。このルーチンは所定
時間たとえば4ms毎に実行され、第７図に示すような燃
料カットフラグXFCを設定するためのものである。な
お、第７図において、N_cは燃料カット回転速度、N_Rは燃
料カット復帰回転素度を示し、いずれも機関の冷却水温
THWによって更新される。ステップ601では、アイドルス
イッチ17の出力信号LLが“1"か否か、すなわち、アイド
ル状態が否かを判別する。非アイドル状態であればステ
ップ604に進み、他方、アイドル状態であれば、ステッ
プ602に進む。ステップ602では、RAM105より回転速度N_e
を読み出して燃料カット回転速度N_cと比較し、ステップ
603では、燃料カット復帰回転速度N_Rと比較する。この
結果、N_e≦N_Rのときにはステップ604にて燃料カットフ
ラグXFCを“0"とし、N_e≧N_cのときにはステップ605に進
み、燃料カットフラグXFCを“1"とする。N_R≧N_e＜N_cの
ときには、フラグXFCは以前の状態に保持されることに
なる。そして、ステップ606にて終了する。The fuel cut flag XFC in step 501 is executed by the routine shown in FIG. This routine is executed every predetermined time, for example, every 4 ms, and is for setting the fuel cut flag XFC as shown in FIG. In FIG. 7, N _c is the fuel cut rotation speed, and N _R is the fuel cut return rotation intensity, both of which are the cooling water temperature of the engine.
Updated by THW. In step 601, it is determined whether or not the output signal LL of the idle switch 17 is "1", that is, whether or not the idle state is present. If it is in the non-idle state, the process proceeds to step 604, while if it is in the idle state, the process proceeds to step 602. At step 602, the rotation speed N _{e is determined} from the RAM 105.
Read out and compare with fuel cut rotation speed N _c , step
At 603, the fuel cut return rotational speed N _R is compared. As a result, when N _e ≦ N _R , the fuel cut flag XFC is set to “0” in step 604, and when N _e ≧ N _c , the process proceeds to step 605, and the fuel cut flag XFC is set to “1”. When N _R ≧ N _e <N _c , the flag XFC will be held in the previous state. Then, the process ends at step 606.

第５図に戻ると、ステップ502では、上流側O₂センサ1
3の出力V₁をA/D変換して取込み、ステップ503にてV₁が
比較電圧V_R1たとえば0.45V以下か否かを判別する、つま
り、空燃比がリッチかリーンかを判別する。空燃比がリ
ーン（V₁≦V_R1）であれば、ステップ504にてディレイカ
ウンタCDLYが負か否かを判別し、CDLY＞０であればステ
ップ505にてCDLYを０とし、ステップ506に進む。ステッ
プ506では、ディレイカウンタCDLYを１減算し、ステッ
プ507,508にてディレイカウンタCDLYを最小値TDLでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタCDLYが最小値TDL
に到達したときにはステップ509にて第１の空燃比フラ
グF1を“0"（リーン）とする。なお、最小値TDLは上流
側O₂センサ13の出力においてリッチからリーンへの変化
があってもリッチ状態であるとの判断を保持するための
リーン遅延状態であって、負の値で定義される。他方、
リッチ（V₁＞V_R1）であれば、ステップ510にてディレイ
カウンタCDLYが正か否かを判別し、CDLY＜０であればス
テップ511にてCDLYを０とし、ステップ512に進む。ステ
ップ512ではディレイカウンタCDLYを１加算し、ステッ
プ513,514にてディレイカウンタCDLYを最大値TDRでガー
ドする。この場合、ディレイカウンタCDLYが最大値TDR
に到達したときにはステップ515にて第１の空燃比フラ
グF1を“1"（リッチ）とする。なお、最大値TDRは上流
側O₂センサ13の出力においてリーンからリッチへの変化
があってもリーン状態であるとの判断を保持するための
リッチ遅延時間であって、正の値で定義される。Returning to FIG. 5, in step 502, the upstream O ₂ sensor 1
The output V ₁ of 3 is taken in by A / D conversion, and it is determined in step 503 whether V ₁ is the comparison voltage V _R1 or less, for example, 0.45 V, that is, whether the air-fuel ratio is rich or lean. If the air-fuel ratio is lean (V ₁ ≦ V _R1 ), it is determined in step 504 whether or not the delay counter CDLY is negative. If CDLY> 0, CDLY is set to 0 in step 505, and the process proceeds to step 506. . In step 506, the delay counter CDLY is decremented by 1, and in steps 507 and 508, the delay counter CDLY is guarded by the minimum value TDL. In this case, the delay counter CDLY has the minimum value TDL.
When it reaches, the first air-fuel ratio flag F1 is set to "0" (lean) at step 509. Note that TDL is a lean delay state for holding the judgment that the rich state even if the change from rich to lean in the output of the upstream O ₂ sensor 13 is defined by a negative value You. On the other hand,
If rich (V ₁ > V _R1 ), it is determined in step 510 whether the delay counter CDLY is positive, and if CDLY <0, CDLY is set to 0 in step 511, and the process proceeds to step 512. In step 512, the delay counter CDLY is incremented by 1, and in steps 513 and 514, the delay counter CDLY is guarded by the maximum value TDR. In this case, the delay counter CDLY has the maximum value TDR.
When it reaches, the first air-fuel ratio flag F1 is set to "1" (rich) in step 515. It should be noted that the maximum value TDR is a rich delay time for holding a judgment that the output is a lean state even if there is a change from lean to rich in the output of the upstream O ₂ sensor 13, and is defined as a positive value. It

ステップ516では、第１の空燃比フラグF1の符号が反
転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比
が反転したか否かを判別する。空燃比が反転していれ
ば、ステップ517にて、第１の空燃比フラグF1の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれ
ば、ステップ518にてFAF←FAF＋RSRとスキップ的に増大
させ、逆に、リーンからリッチへの反転であれば、ステ
ップ519にてFAF←FAF−RSLとスキップ的に減少させる。
つまり、スキップ処理を行う。In step 516, it is determined whether or not the sign of the first air-fuel ratio flag F1 has been inverted, that is, whether or not the air-fuel ratio after the delay processing has been inverted. If the air-fuel ratio is inverted, it is determined in step 517 whether the air-fuel ratio is inverted from rich to lean or from lean to rich, based on the value of the first air-fuel ratio flag F1. If the inversion is from rich to lean, then in step 518, FAF ← FAF + RSR is skipped, and if the inversion is from lean to rich, in step 519, FAF ← FAF−RSL is skipped. Decrease.
That is, skip processing is performed.

ステップ516にて第１の空燃比フラグF1の符号が反転
していなければ、ステップ520,521,522にて積分処理を
行う。つまり、ステップ520にて、F1＝“0"か否かを判
別し、F1＝“0"（リーン）であればステップ521にてFAF
←FAF＋KIRとし、他方、F1＝“1"（リッチ）であればス
テップ522にてFAF←FAF−KILとする。ここで、積分定数
KIR,KILはスキップ量RSR,RSLに比して十分小さく設定し
てあり、つまり、KIR（KIL）＜RSR（RSL）である。従っ
て、ステップ521はリーン状態（F1＝“0"）で燃料噴射
量を徐々に増大させ、ステップ522はリッチ状態（F1＝
“1"）で燃料噴射量を徐々に減少させる。If the sign of the first air-fuel ratio flag F1 is not inverted at step 516, integration processing is performed at steps 520, 521 and 522. That is, in step 520, it is determined whether or not F1 = "0". If F1 = "0" (lean), then in step 521 FAF
← FAF + KIR. On the other hand, if F1 = "1" (rich), then in step 522 FAF ← FAF-KIL. Where the integration constant
KIR, KIL is set sufficiently smaller than the skip amounts RSR, RSL, that is, KIR (KIL) <RSR (RSL). Therefore, step 521 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (F1 = "0"), and step 522 performs the rich state (F1 =
The fuel injection amount is gradually reduced by "1").

ステップ518,519,521,522にて演算された空燃比補正
係数FAFはステップ523,524に最小値たとえば0.8にてガ
ードされ、また、ステップ525,526にて最大値たとえば
1.2にてガードされる。これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは小さくな
り過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオー
バリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。The air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated at steps 518, 519, 521, 522 is guarded at steps 523, 524 at a minimum value, for example, 0.8, and at steps 525, 526 at a maximum value, for example,
Guarded at 1.2. Thus, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled with that value to prevent over-rich or over-lean.

上述のごとく演算されたFAFをRAM105に格納して、ス
テップ527にてこのルーチンは終了する。The FAF calculated as described above is stored in the RAM 105, and this routine ends at step 527.

第８図は第５図のフローチャートによる動作を補足説
明するタイミング図である。上流側O₂センサ13の出力に
より第８図（Ａ）に示すごとく、リッチ、リーン判別の
空燃比信号A/Fが得られると、ディレイカウンタCDLY
は、第８図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウント
アップされ、リーン状態でカウントダウンされる。この
結果、第８図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された空燃
比信号A/F′（フラグF1に相当）が形成される。たとえ
ば、時刻t₁にて空燃比信号A/F′がリーンからリッチに
変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリッチ
遅延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t₂にてリ
ッチに変化する。時刻t₃にて空燃比信号A/Fがリッチか
らリーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/
F′はリーン遅延時間（−TDL）相当だけリッチに保持さ
れた後に時刻t₄にてリーンに変化する。しかし空燃比信
号A/F′が時刻t₅,t₆,t₇のごとくリッチ遅延時間TDRの短
い期間で反転すると、ディレイカウンタCDLYが最大値TD
Rに到達するのに時間を要し、この結果、時刻t₈にて遅
延処理後の空燃比信号A/F′が反転される。つまり、遅
延処理後の空燃比信号A/F′は遅延処理前の空燃比信号A
/Fに比べて安定となる。このように遅延処理後の安定し
た空燃比信号A/F′にもとづいて第８図（Ｄ）に示す空
燃比補正係数FAFが得られる。FIG. 8 is a timing chart for supplementarily explaining the operation according to the flowchart of FIG. When an air-fuel ratio signal A / F for rich / lean discrimination is obtained from the output of the upstream O ₂ sensor 13 as shown in FIG. 8 (A), the delay counter CDLY
Is counted up in the rich state and counted down in the lean state as shown in FIG. 8 (B). As a result, as shown in FIG. 8 (C), a delayed air-fuel ratio signal A / F '(corresponding to the flag F1) is formed. For example, 'also is changed from lean to rich, the air-fuel ratio signal A / F which is delayed processed' air-fuel ratio signal A / F at time t ₁ is the time t ₂ after being held lean only the rich delay time TDR It changes richly at. Also the air-fuel ratio signal A / F from the rich at time t ₃ is changed to the lean, the delayed air-fuel ratio signal A /
F 'is changed to the lean at time t ₄ after being held rich only equivalent lean delay time (-TDL). However, when the air-fuel ratio signal A / F ′ is inverted during a short period of the rich delay time TDR as at times t ₅ , t ₆ , and t ₇ , the delay counter CDLY reaches the maximum value TD.
It takes time to reach R, and as a result, the delayed air-fuel ratio signal A / F ′ is inverted at time t ₈ . That is, the air-fuel ratio signal A / F ′ after the delay processing is the air-fuel ratio signal A before the delay processing.
Stable compared to / F. In this way, the air-fuel ratio correction coefficient FAF shown in FIG. 8D is obtained based on the stable air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing.

次に、下流側O₂センサ15による第２の空燃比フィード
バック制御について説明する。第２の空燃比フィードバ
ック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御定
数としてのスキップ量RSR,RSL、積分定数KIR,KIL、遅延
時間TDR,TDL、もしくは上流側O₂センサ13の出力V₁の比
較電圧V_R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補正
係数FAF2を導入するシスイテムとがある。Next, the second air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor 15 will be described. As the second air-fuel ratio feedback control, the skip amounts RSR, RSL as the first air-fuel ratio feedback control constants, the integration constants KIR, KIL, the delay times TDR, TDL, or the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 There are a system that makes the comparison voltage V _R1 variable and a system that introduces a second air-fuel ratio correction coefficient FAF2.

たとえば、リッチスキップ量RSRを大きくすると、制
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量RSLを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量RSLを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RSRを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行でき
る。従って、下流側O₂センサ15の出力に応じてリッチス
キップ量RSRおよびリーンスキップ量RSLを補正すること
により空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数KIR
を大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、ま
た、リーン積分定数KILを小さくしても制御空燃比をリ
ッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数KILを大きく
すると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リッ
チ積分定数KIRを小さくしても制御空燃比をリーン側に
移行できる。従って、下流側O₂センサ15の出力に応じて
リッチ積分定数KIRおよびリーン積分定数KILを補正する
ことにより空燃比が制御できる。リッチ遅延時間TDRを
大きくもしくはリーン遅延時間（−TDL）を小さく設定
すれば、制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆に、リー
ン遅延時間（−TDL）を大きくもしくはリッチ遅延時間
（TDR）を小さく設定すれば、制御空燃比はリーン側に
移行できる。つまり、下流側O₂センサ15の出力に応じて
遅延時間TDR,TDLを補正することにより空燃比が制御で
きる。さらにまた、比較電圧V_R1を大きくすると制御空
燃比をリッチ側に移行でき、また、比較電圧V_R1を小さ
くすると制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、
下流側O₂センサ15の出力に応じて比較電圧V_R1を補正す
ることにより空燃比が制御できる。For example, if the rich skip amount RSR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean skip amount RSL is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while the lean skip amount RSL is increased. , The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and the rich skip amount
Even if the RSR is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich skip amount RSR and the lean skip amount RSL according to the output of the downstream O ₂ sensor 15. Also, the rich integration constant KIR
The control air-fuel ratio can be shifted to the rich side by increasing the control air-fuel ratio, and the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side even if the lean integration constant KIL is reduced. The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side even if the rich integration constant KIR is reduced. Accordingly, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich integration constant KIR and the lean integration constant KIL in accordance with the output of the downstream O ₂ sensor 15. If the rich delay time TDR is increased or the lean delay time (-TDL) is set smaller, the control air-fuel ratio can shift to the rich side, and conversely, the lean delay time (-TDL) can be increased or the rich delay time (TDR) can be increased. If it is set small, the control air-fuel ratio can shift to the lean side. That is, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the delay time TDR, the TDL in accordance with the output of the downstream O ₂ sensor 15. Furthermore, it shifts the control air-fuel ratio by increasing the comparison voltage V _R1 to the rich side, also, possible shifts the control air-fuel ratio by decreasing the reference voltage V _R1 to the lean side. Therefore,
Air-fuel ratio can be controlled by correcting the reference voltage V _R1 in accordance with the output of the downstream O ₂ sensor 15.

これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比較電圧を
下流側O₂センサによって可変とすることはそれぞれに長
所がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の
調整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよ
うに空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレ
スポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変
量は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。Each of these skip amount, integration constant, delay time, and comparison voltage can be made variable by the downstream O ₂ sensor. For example, the delay time allows very fine adjustment of the air-fuel ratio, and the skip amount can be controlled with good response without lengthening the air-fuel ratio feedback cycle unlike the delay time. Therefore, these variable amounts can be used in combination of two or more.

次に、空燃比フィードバック制御に関与する定数とし
てのスキップ量を可変にしたダブルO₂センサシステムに
ついて説明する。Next, a double O ₂ sensor system in which the skip amount as a constant involved in the air-fuel ratio feedback control is variable will be described.

第９図は下流側O₂センサ15の出力にもとづいてスキッ
プ量RSR,RSLを演算する第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば512ms毎に実行
される。FIG. 9 is a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the skip amounts RSR, RSL based on the output of the downstream O ₂ sensor 15, which is executed every predetermined time, for example, 512 ms.

ステップ901〜905では、下流側O₂センサ15による閉ル
ープ条件か否かを判別する。たとえば、上流側O₂センサ
13による閉ループ条件の不成立（ステップ901）に加え
て、冷却水温THWが所定値（たとえば70℃）以下のとき
（ステップ902）、スロットル弁16が全閉（LL＝“1"）
のとき（ステップ903）、下流側O₂センサ15が活性化し
ていないとき（ステップ904）、軽負荷のとき（Q/N_e≦X
₁）（ステップ905）等が閉ループ条件が不成立であり、
その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ条件
でなければステップ912に進む。In steps 901 to 905, it is determined whether or not the closed loop condition by the downstream O ₂ sensor 15 is satisfied. For example, upstream O ₂ sensor
In addition to the fact that the closed loop condition is not satisfied due to 13 (step 901) and the cooling water temperature THW is below a predetermined value (for example, 70 ° C) (step 902), the throttle valve 16 is fully closed (LL = "1").
(Step 903), the downstream O ₂ sensor 15 is not activated (step 904), and when the load is light (Q / N _e ≦ X
₁ ) (Step 905) etc., the closed loop condition is not satisfied,
In other cases, the closed loop condition is satisfied. If it is not a closed loop condition, the process proceeds to step 912.

閉ループ条件が満たされていれば、ステップ906に進
む。ステップ906では、下流側O₂センサ15の出力V₂をA/D
変換して取込み、ステップ907にてV₂が比較電圧V_R2たと
えば0.55V以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリ
ッチかリーンかを判別する。なお、比較電圧V_R2は触媒
コンバータ12の上流、下流で生ガスの影響による出力特
性が異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮し
て上流側O₂センサ13の出力の比較電圧V_R1より高く設定
される。この結果、V₂≦V_R2（リーン）であれば、ステ
ップ908に進み、他方、V₂＞V_R2（リッチ）であればステ
ップ909に進む。ステップ908ではリッチスキップ量RSR
を比較的小さい値ΔRSだけ増加させ、他方、ステップ90
9ではリッチスキップ量RSRを値ΔRSだけ減少させる。な
お、ステップ908,909での積分量ΔRSは異ならせてもよ
く、可変としてもよい。ステップ910は、上述のごとく
演算されたRSRのガード処理を行うものであり、たとえ
ば最小値MIN＝2.5％、最大値MAX＝7.5％にてガードす
る。なお、最小値MINは過渡追従性がそこなわれないレ
ベルの値であり、また、最大値MAXは空燃比変動により
ドライバビリティの悪化が発生しないレベルである。If the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 906. In step 906, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 is converted to A / D.
It is converted and taken in. In step 907, it is determined whether or not V ₂ is the comparison voltage V _R2, for example, 0.55 V or less. That is, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean. Incidentally, than the comparison voltage V _R1 of the output of the comparison voltage V _R2 upstream O ₂ sensor 13 upstream of the catalytic converter 12, it and the degradation rate output characteristics due to the influence of the raw gas is different downstream in consideration of different like Set high. As a result, if V ₂ ≤V _R2 (lean), the process proceeds to step 908, while if V ₂ > V _R2 (rich), the process proceeds to step 909. In step 908, the rich skip amount RSR
Is increased by a relatively small value ΔRS, while step 90
At 9, the rich skip amount RSR is decreased by the value ΔRS. The integration amount ΔRS in steps 908 and 909 may be different or may be variable. In step 910, the RSR calculated as described above is guarded. For example, the minimum value MIN = 2.5% and the maximum value MAX = 7.5% are guarded. Note that the minimum value MIN is a value at which the transient followability is not deteriorated, and the maximum value MAX is a level at which the drivability does not deteriorate due to the air-fuel ratio fluctuation.

ステップ911では、リーチスキップ量RSLを、 RSL→10％−RSR にて演算する。つまり、RSR＋RSL＝10％である。 In step 911, the reach skip amount RSL is calculated by RSL → 10% −RSR. That is, RSR + RSL = 10%.

上述のごとく演算されたRSRはRAM105に格納された後
に、ステップ912にてこのルーチンは終了する。After the RSR calculated as described above is stored in the RAM 105, this routine ends at step 912.

第10図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角毎たとえば360゜CA毎に実行される。ステップ1001で
は、燃料カットフラグXFCが“0"か否かを判別し、XFC＝
“1"であればステップ1008に直接進み、燃料噴射を実行
しない。他方、XFC＝“0"であればステップ1002に進
む。ステップ1002では、RAM105により吸入空気量データ
Ｑおよび回転速度データN_eを読出して基本噴射量TAUPを
演算する。たとえば、TAUP←α・Q/N_e（αは定数）とす
る。ステップ1003にてRAM105より冷却水温データTHWを
読出してROM104に格納された１次元マップにより暖機増
量値FWLを補間計算する。この暖機増量値FWLは、図示の
ごとく、現在の冷却水温THWが上昇するに従って小さく
なるように設定されている。次に、ステップ1004では、
負荷たとえば一回転当りの吸入空気量Q/N_eおよびフルス
イッチ18の出力信号VLに応じて出力増量値FPOWERをROM1
04に格納された２次元マップにより演算し、ステップ10
05では、負荷たとえば一回転当りの吸入空気量Q/N_eおよ
び回転速度N_eに応じてOTP増量値FOTPをROM104に格納さ
れた２次元マップにより演算する。なお、OTP増量値FOT
Pは高負荷時における触媒コンバータ、排気管等の加熱
を防ぐためのものである。そして、ステップ1006では、
最終噴射量TAUを、TAU←TAUP・FAF・（FWL＋FPOWER＋FO
TP＋β＋１）＋γにより演算する。なお、β，γは他の
運転状態パラメータによって定まる補正量であり、たと
えば図示しないスロットル位置センサからの位置、ある
いは吸気温センサからの信号、バッテリ電圧等により決
められる補正量であり、これらもRAM105に格納されてい
る。次いで、ステップ1007にて、噴射量TAUをダウンカ
ウンタ108にセットすると共にフリップフロップ109をセ
ットして燃料噴射を開始させる。そして、ステップ1008
にてこのルーチンは終了する。なお、上述のごとく、噴
射量TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ1
08のキャリアウト信号によってフリップフロップ109が
リセットされて燃料噴射は終了する。FIG. 10 shows an injection amount calculation routine, which is executed at every predetermined crank angle, for example, every 360 ° CA. In step 1001, it is judged whether or not the fuel cut flag XFC is "0", and XFC =
If it is "1", the process directly proceeds to step 1008 and fuel injection is not executed. On the other hand, if XFC = "0", the process proceeds to step 1002. In step 1002, the RAM 105 reads the intake air amount data Q and the rotation speed data N _e to calculate the basic injection amount TAUP. For example, TAUP ← α · Q / N _e (α is a constant). In step 1003, the cooling water temperature data THW is read from the RAM 105 and the warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in the ROM 104. As shown in the figure, the warm-up increase value FWL is set so as to decrease as the current cooling water temperature THW increases. Next, in step 1004,
The output increase value FPOWER is set to ROM1 according to the load, for example, the intake air amount Q / N _e per revolution and the output signal VL of the full switch 18.
Calculate with the two-dimensional map stored in 04, step 10
In 05, the OTP increase value FOTP is calculated by the two-dimensional map stored in the ROM 104 according to the load, for example, the intake air amount Q / N _e per rotation and the rotation speed N _e . The OTP increase value FOT
P is for preventing heating of the catalytic converter, exhaust pipe, etc. under high load. Then, in step 1006,
The final injection amount TAU, TAU ← TAUP ・ FAF ・ (FWL ＋ FPOWER ＋ FO
Calculate by TP + β + 1) + γ. Note that β and γ are correction amounts determined by other operating state parameters, for example, correction amounts determined by a position from a throttle position sensor (not shown), a signal from an intake temperature sensor, a battery voltage, etc. It is stored in. Next, at step 1007, the injection amount TAU is set to the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. And step 1008
Then, this routine ends. As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the down counter 1
The flip-flop 109 is reset by the carry-out signal 08 and the fuel injection ends.

第11図は触媒劣化判別ルーチンであって、所定時間た
とえば4ms毎に実行される。ステップ1101では、出力増
量値FPOWERにより出力増量状態か否かを判別する。ここ
で出力増量状態としては値FPOWERの大小は問わない。出
力増量状態でなければ（FPOWER＝０）、ステップ1112〜
1115のフローが実行され、出力増量状態であれば（FROW
ER≠０）、ステップ1102以降のフローに進む。FIG. 11 is a catalyst deterioration determination routine, which is executed every predetermined time, for example, every 4 ms. In step 1101, it is judged from the output increase value FPOWER whether or not the output is increased. Here, the value of FPOWER does not matter as the output increase state. If the output is not increased (FPOWER = 0), step 1112 ~
If the flow of 1115 is executed and the output is increased, (FROW
(ER ≠ 0), the process proceeds to step 1102 and subsequent steps.

なお、ステップ1101での出力増量値FPOWERの代りにOT
P増量値FOTPを用いてもよい。Note that OT is used instead of the output increase value FPOWER in step 1101.
The P weight increase value FOTP may be used.

ステップ1112〜1114は出力増量状態になった時点での
下流側O₂センサ15の出力V₂がリーンとなっていることが
確認された場合のみ触媒劣化判別を実行するための触媒
劣化判別実行フラグXEXEをセットする（“1"）ためのも
のである。すなわち、ステップ1112にて下流側O₂センサ
15の出力V₂をA/D変換して取込み、ステップ1113V₂≦V_R2
か否か、すなわち、触媒下流の空燃比がリーンか否かを
判別する。この結果、リーンであればステップ1114にて
実行フラグXEXEをセットし（“1"）、リッチであれば実
行フラグXEXEをリセットする（“0"）。そして、ステッ
プ1116にカウンタCNTをクリアしてステップ1117に進
む。Steps 1112 to 1114 are the catalyst deterioration determination execution flags for executing the catalyst deterioration determination only when it is confirmed that the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 at the time of the output increasing state is lean. It is for setting XEXE (“1”). That is, in step 1112, the downstream O ₂ sensor
Captures the output V ₂ of the 15 converts A / D, Step 1113V ₂ ≦ V _R2
Whether or not, that is, whether or not the air-fuel ratio downstream of the catalyst is lean is determined. As a result, if lean, the execution flag XEXE is set in step 1114 (“1”), and if rich, the execution flag XEXE is reset (“0”). Then, the counter CNT is cleared in step 1116 and the process proceeds to step 1117.

出力増量状態に切替わると、ステップ1101でのフロー
はステップ1102に進み、触媒劣化判別実行フラグXEXEが
“1"か否かを判別する。この結果、XEXE＝“0"であれば
ステップ1116に直接進み、触媒劣化判別を行わず、他
方、XEXE＝“1"であればステップ1103以降に進み、触媒
劣化判別を行う。After switching to the output increase state, the flow in step 1101 proceeds to step 1102, and it is determined whether or not the catalyst deterioration determination execution flag XEXE is "1". As a result, if XEXE = "0", the process directly proceeds to step 1116 and the catalyst deterioration determination is not performed. On the other hand, if XEXE = "1", the process proceeds to step 1103 and thereafter to perform catalyst deterioration determination.

ステップ1103では、上流側O₂センサ13の出力V₁をA/D
変換して取込み、ステップ1104にてV₁≧0.8V（リッチ）
か否かを判別する。なお、比較電圧をV_R1より高く0.8V
としたのは、上流側O₂センサ13のリッチ判定は、通常、
出力V₁がV_R1を横切ったか否かによって行われている
が、この上流側O₂センサ13が劣化し、上流側O₂センサ13
の出力V₁が不安定となると、触媒上流の空燃比がリーン
であるにもかかわらずリッチと誤判定をするため、比較
電圧をV_R1より比較的高い値に設定することで誤判定を
防止するためである。V₁≧0.8Vの場合のみステップ1105
に進む。At step 1103, the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 is set to A / D.
Convert and import, step 1104 V ₁ ≧ 0.8V (rich)
It is determined whether or not. In addition, the comparison voltage is higher than V _R1 and is 0.8V.
The reason is that the upstream O ₂ sensor 13 is normally judged to be rich.
It depends on whether or not the output V ₁ has crossed V _R1 , but this upstream O ₂ sensor 13 has deteriorated and the upstream O ₂ sensor 13
If the output V ₁ of the engine becomes unstable, it will be erroneously judged to be rich even though the air-fuel ratio upstream of the catalyst is lean.Therefore, the erroneous judgment can be prevented by setting the comparative voltage to a value relatively higher than V _R1. This is because Step 1105 only when V ₁ ≥ 0.8 V
Proceed to.

ステップ1105では、下流側O₂センサ15の出力V₂をA/D
変換して取込み、ステップ1106にてV₂≧0.8V（リッチ）
か否かを判別する。なお、比較電圧をV_R2より高く0.8V
としたのは、上述の同一理由である。この結果、V₂＜0.
8Vのときには、ステップ1107にてカウンタCNTを＋１カ
ウントアップして時間計測する。V₂≧0.8Vとなった時点
でステップ1106でのフローはステップ1108に進む。In Step 1105, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 is A / D
Convert and import, step 1106 V ₂ ≧ 0.8V (rich)
It is determined whether or not. In addition, the comparison voltage is higher than V _R2 by 0.8V.
The reason is the same as above. As a result, V ₂ <0.
When it is 8 V, the counter CNT is incremented by 1 in step 1107 to measure the time. When V ₂ ≧ 0.8 V, the flow in step 1106 proceeds to step 1108.

このように、カウンタCNTは、触媒劣化判別実行フラ
グXEXE＝“1"のもとでV₁≧0.8Vになった時点からV₂≧0.
8Vになった時点までの時間を計測する。この時間は三元
触媒のO₂ストレージ効果すなわち三元触媒の劣化度に依
存する。すなわち、三元触媒が劣化せず、O₂ストレージ
効果が大であれば、この時間は大きく、他方、三元触媒
が劣化してO₂ストレージ効果が小であれば、この時間は
小さい。As described above, the counter CNT has V ₂ ≧ 0 from the time when V ₁ ≧ 0.8V under the catalyst deterioration determination execution flag XEXE = “1”.
Measure the time until it reaches 8V. This time depends on the O ₂ storage effect of the three-way catalyst, that is, the degree of deterioration of the three-way catalyst. That is, if the three-way catalyst does not deteriorate and the O ₂ storage effect is large, this time is large, while if the three-way catalyst deteriorates and the O ₂ storage effect is small, this time is small.

従って、ステップ1108にてCNT≦ｍ（所定値）であれ
ば、三元触媒は劣化したものとみなし、ステップ1109で
は、劣化診断フラグXDIAGをセットし（“1"）、ステッ
プ1110にてバックアップRAM106に格納し、ステップ1111
にてアラーム19を付勢する。他方、CNT≧ｍであればス
テップ1116に直接進む。Therefore, if CNT ≦ m (predetermined value) in step 1108, it is considered that the three-way catalyst has deteriorated, the deterioration diagnosis flag XDIAG is set (“1”) in step 1109, and the backup RAM 106 in step 1110. Stored in step 1111
Activate alarm 19 at. On the other hand, if CNT ≧ m, the process directly proceeds to step 1116.

そして、ステップ1116を介してステップ1117にて第11
図のルーチンは終了する。Then, in step 1117 through step 1116, the 11th
The illustrated routine ends.

第12図、第13図は第11図のフローチャートを補足説明
するためのタイミング図である。第12図は三元触媒が正
常な場合を示す。すなわち、時刻t₀にて明瞭なリッチ状
態である出力増量状態に入ると、その時点t₀での触媒下
流の空燃比が明瞭なリーン状態か否かを示す下流側O₂セ
ンサ15の出力V₂により設定された触媒劣化判別フラグXE
XEが“1"の条件のもとで触媒劣化判別が開始される。す
なわち、カウンタCNTは明瞭なリーン状態（時刻t₁）か
ら明瞭なリッチ状態（時刻t₂）までの強制的な以降時間
を計測する。第12図の場合には、この期間が大きいの
で、第11図のステップ1108でのフローはステップ1116に
直接進み、アラームは発生しない。他方、第13図は三元
触媒が劣化した場合を示す。この場合には、明瞭なリー
ン状態（時刻t₁）から明瞭なリッチ状態（時刻t₂）まで
の強制的な移行時間が小さく、第11図のステップ1108で
のフローはステップ1109に進み、アラームが発生する。12 and 13 are timing charts for supplementary explanation of the flowchart of FIG. FIG. 12 shows the case where the three-way catalyst is normal. That is, the time when entering the output increasing state which is distinct rich state at t _0, the output V of the downstream O ₂ sensor 15 which indicates whether the air-fuel ratio is distinct lean state of the catalyst downstream of the at the time t ₀ Catalyst deterioration determination flag XE set by ₂
The catalyst deterioration determination is started under the condition that XE is "1". That is, the counter CNT measures the forced subsequent time from the clear lean state (time t ₁ ) to the clear rich state (time t ₂ ). In the case of FIG. 12, since this period is large, the flow in step 1108 of FIG. 11 directly proceeds to step 1116 and no alarm is generated. On the other hand, FIG. 13 shows the case where the three-way catalyst has deteriorated. In this case, the compulsory transition time from the clear lean state (time t ₁ ) to the clear rich state (time t ₂ ) is short, and the flow in step 1108 of FIG. 11 proceeds to step 1109 and the alarm Occurs.

第14図も触媒劣化判別ルーチンであり、第11図の場合
とは逆に、明瞭なリーン状態である燃料カットへ移行の
際の三元触媒へのO₂ストレージ時間により三元触媒の劣
化度を判別する。すなわち、ステップ1401では、燃料カ
ットフラグXFCにより燃料カット状態か否かを判別す
る。燃料カット状態でなければ（XFC＝“0"）、ステッ
プ1412〜1415のフローが実行され、燃料カット状態であ
れば（XFC＝“1"）、ステップ1402以降のフローに進
む。FIG. 14 is also a catalyst deterioration determination routine, and contrary to the case of FIG. 11, the degree of deterioration of the three-way catalyst depends on the O ₂ storage time to the three-way catalyst when shifting to the fuel cut, which is a clear lean state. To determine. That is, in step 1401, it is determined by the fuel cut flag XFC whether or not the fuel is cut. If it is not in the fuel cut state (XFC = "0"), the flow of steps 1412 to 1415 is executed. If it is in the fuel cut state (XFC = "1"), the flow proceeds to step 1402 and the subsequent steps.

ステップ1412〜1414は燃料カット状態になった時点で
の下流側O₂センサ15の出力V₂がリッチとなっていること
が確認された場合のみ触媒劣化判別を実行するための触
媒劣化判別実行フラグXEXEをセットする（“1"）ための
ものである。すなわち、ステップ1412にて下流側O₂セン
サ15の出力V₂をA/D変換して取込み、ステップ1413にてV
₂＞V_R2か否か、すなわち、触媒下流の空燃比がリッチか
否かを判別する。この結果、リッチであればステップ14
14にて実行フラグXEXEをセットし（“1"）、リーンであ
ればステップ1415にて実行フラグXEXEをリセットする
（“0"）。そしてステップ1416にカウンタCNTをクリア
してステプ1417に進む。Steps 1412 to 1414 are catalyst deterioration determination execution flags for executing catalyst deterioration determination only when it is confirmed that the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 at the time of the fuel cut state is rich. It is for setting XEXE (“1”). That is, in step 1412, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 is A / D converted and captured, and in step 1413 V 2
_It is determined whether ₂ > V _R2 , that is, whether the air-fuel ratio downstream of the catalyst is rich. If the result is rich, step 14
In step 14, the execution flag XEXE is set (“1”), and if it is lean, in step 1415 the execution flag XEXE is reset (“0”). Then, in step 1416, the counter CNT is cleared and the process proceeds to step 1417.

燃料カット状態に切替わると、ステップ1401でのフロ
ーはステップ1402に進み、触媒劣化判別実行フラグXEXE
が“1"か否かを判別する。この結果、XEXE＝“0"であれ
ばステップ1416に直接進み、触媒劣化判別を行わず、他
方、XEXE＝“1"であればステップ1403以降に進み、触媒
劣化判別を行う。When switching to the fuel cut state, the flow in step 1401 proceeds to step 1402, and the catalyst deterioration determination execution flag XEXE
Determines whether is "1". As a result, if XEXE = “0”, the process directly proceeds to step 1416 and the catalyst deterioration determination is not performed. On the other hand, if XEXE = “1”, the process proceeds to step 1403 and thereafter to perform the catalyst deterioration determination.

ステップ1403では、上流側O₂センサ13の出力V₁をA/D
変換して取込み、ステップ1404にてV₁≦V_R1（リーン）
か否かを判別する。なお、この場合も、比較電圧をV_R1
より低くして上流側O₂センサ13の出力V₁が不安定となっ
ても誤判別を防止するすることが可能である。V₁≦V_R1
の場合のみステップ1405に進む。At step 1403, the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 is set to A / D.
Convert and import, step 1404 V ₁ ≤ V _R1 (Lean)
It is determined whether or not. In this case also, the comparison voltage is set to V _R1
Even if the output V _{1 of} the upstream O ₂ sensor 13 becomes unstable by making it lower, it is possible to prevent misjudgment. V ₁ ≤ V _R1
In the case of, proceed to step 1405.

ステップ1405では、下流側O₂センサ15の出力V₂をA/D
変換して取込み、ステップ1106にてV₂≦V_R2（リーン）
か否かを判別する。なお、上述と同一理由により比較電
圧をV_R2より低くしてもよい。この結果、V₂＞V_R2のとき
には、ステップ1407にてカウンタCNTを＋１カウントア
ップして時間計測する。V₂≦V_R2となった時点で、ステ
ップ1406ではフローはステップ1408に進む。In step 1405, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 is set to A / D.
Convert and import, step 1106 V ₂ ≤ V _R2 (Lean)
It is determined whether or not. The comparison voltage may be lower than V _R2 for the same reason as above. As a result, when V ₂ > V _R2 , the counter CNT is incremented by +1 in step 1407 to measure the time. When V ₂ ≦ V _R2 , the flow advances to step 1408 in step 1406.

このように、カウンタCNTは、触媒劣化判別実行フラ
グXEXE＝“1"のもとでV₁≦V_R2になった時点からV₂≦V_R2
になった時点までの時間を計測する。この時間も三元触
媒のO₂ストレージ効果すなわち三元触媒の劣化度に依存
する。すなわち、三元触媒が劣化せず、O₂ストレージ効
果が大であれば、この時間は大きく、他方、三元触媒が
劣化してO₂ストレージ効果が小であれば、この時間は小
さい。As described above, the counter CNT has V ₂ ≦ V _R2 from the time when V ₁ ≦ V _R2 under the catalyst deterioration determination execution flag XEXE = “1”.
Measure the time until it becomes. This time also depends on the O ₂ storage effect of the three-way catalyst, that is, the deterioration degree of the three-way catalyst. That is, if the three-way catalyst does not deteriorate and the O ₂ storage effect is large, this time is large, while if the three-way catalyst deteriorates and the O ₂ storage effect is small, this time is small.

従って、ステップ1408にてCNT≦ｍ（所定値）であれ
ば、三元触媒は劣化したものとみなし、ステップ1409で
は、劣化診断フラグXDIAGをセットし（“1"）、ステッ
プ1410にてバックアップRAM106に格納し、ステップ1411
にてアラーム19を付勢する。他方、CNT≧ｍであればス
テップ1416に直接進む。Therefore, if CNT ≦ m (predetermined value) in step 1408, it is considered that the three-way catalyst has deteriorated, the deterioration diagnosis flag XDIAG is set (“1”) in step 1409, and the backup RAM 106 in step 1410. Stored in step 1411
Activate alarm 19 at. On the other hand, if CNT ≧ m, the process directly proceeds to step 1416.

そして、ステップ1416を介してステップ1417にて第14
図のルーチンは終了する。Then, in step 1417 through step 1416, the 14th
The illustrated routine ends.

第15図、第16図は第14図のフローチャートを補足説明
するためのタイミング図である。第15図は三元触媒が正
常な場合を示す。すなわち、図示のごとく、車速SPDお
よび負荷Q/Neが変化し、時刻t₀にて明瞭なリーン状態で
ある燃料カット状態に入ると、その時点t₀での触媒下流
の空燃比が明瞭なリッチ状態か否かを示す下流側O₂セン
サ15の出力V₂により設定された触媒劣化判別フラグXEXE
が“1"の条件のもとで触媒劣化判別が開始される。すな
わちカウンタCNTは明瞭なリッチ状態（時刻t₁）から明
瞭なリーン状態（時刻t₂）までの強制的な移行時間を計
測する。15 and 16 are timing charts for supplementary explanation of the flowchart of FIG. FIG. 15 shows the case where the three-way catalyst is normal. That is, as shown in the figure, when the vehicle speed SPD and the load Q / Ne change and the fuel cut state, which is a clear lean state at time t ₀ , is entered, the air-fuel ratio downstream of the catalyst at the time t ₀ is clearly rich. The catalyst deterioration determination flag XEXE set by the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 indicating whether or not
The catalyst deterioration determination is started under the condition of "1". That is, the counter CNT measures the compulsory transition time from the clear rich state (time t ₁ ) to the clear lean state (time t ₂ ).

第15図の場合には、この期間が大きいので、第14図の
ステップ1408でのフローはステップ1416に直接進み、ア
ラームは発生しない。他方、第16図の三元触媒が劣化し
た場合を示す。この場合には、明瞭なリッチ状態（時刻
t₁）から明瞭なリーン状態（時刻t₂）までの強制的な移
行時間が小さく、第14図のステップ1408でのフローチャ
ート1409に進み、アラームが発生する。In the case of FIG. 15, since this period is large, the flow in step 1408 of FIG. 14 directly proceeds to step 1416 and no alarm is generated. On the other hand, FIG. 16 shows a case where the three-way catalyst has deteriorated. In this case, a clear rich state (time
The compulsory transition time from t ₁ ) to the clear lean state (time t ₂ ) is short, and the process proceeds to the flowchart 1409 in step 1408 of FIG. 14 and an alarm occurs.

なお、第11図のルーチンおよび第14図のルーチンを組
合せることも可能である。すなわち、明瞭なリーン状態
（XEXE＝“1"）から明瞭なリッチ状態（FPOWER≠０もし
くはFOTP≠０への移行の際の下流側O₂センサ15の出力V₂
のリッチへの反転時間TAを求め（第11図のルーチン）、
また、明瞭なリッチ状態（XEXE＝“1"）から明瞭なリー
ン状態（XFC＝“1"）への移行の際の下流側O₂センサ15
の出力V₂のリーンへの反転時間TBを求め（第14図のルー
チン）、時間TA,TBの和TA＋TBにより三元触媒の劣化度
を判別できる。すなわち、この場合、値TA,TBに比較し
てTA＋TBの方が大きく、従って、三元触媒の劣化判別の
精度が高くなる。It is also possible to combine the routine of FIG. 11 and the routine of FIG. That is, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 at the time of transition from the clear lean state (XEXE = "1") to the clear rich state (FPOWER ≠ 0 or FOTP ≠ 0)
The reversal time TA to rich of is calculated (routine in FIG. 11),
In addition, the downstream O ₂ sensor during the transition from the clear rich state (XEXE = “1”) to the clear lean state (XFC = “1”) 15
The inversion time TB of the output V ₂ of the above is leaned (the routine of FIG. 14), and the deterioration degree of the three-way catalyst can be determined by the sum TA + TB of the times TA and TB. That is, in this case, TA + TB is larger than the values TA and TB, and therefore the accuracy of the deterioration determination of the three-way catalyst becomes higher.

なお、上述の実施例において、触媒劣化が判別された
ときには、下流側O₂センサ15による閉ループを停止して
もよく、これにより、エミッションの悪化を未然に防止
できる。In the above-described embodiment, when it is determined that the catalyst has deteriorated, the closed loop by the downstream O ₂ sensor 15 may be stopped, which can prevent the emission from deteriorating.

また、第１の空燃比フィードバック制御は4ms毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は512ms毎に行
われるのは、空燃比フィードバック制御の応答性の良い
上流側O₂センサによる制御を主にして行い、応答性の悪
い下流側O₂センサによる制御を従にして行うためであ
る。Also, the first air-fuel ratio feedback control is performed every 4 ms,
The second air-fuel ratio feedback control is performed every 512 ms because it is mainly controlled by the upstream O ₂ sensor having a good responsiveness of the air-fuel ratio feedback control and by the downstream O ₂ sensor having a poor responsiveness. This is because the control is performed subordinately.

また、上流側O₂センサによる空燃比フィードバック制
御における他の制御に関与する定数、たとえば遅延時
間、積分定数、上流側O₂センサの比較電圧（参照：特開
昭55−37562号公報）等を下流側O₂センサの出力により
補正するダブルO₂センサシステムあるいは第２の空燃比
補正係数を導入したダブルO₂センサシステムにも、本発
明を適用し得る。Further, constants involved in other control in the air-fuel ratio feedback control by the upstream O ₂ sensor, such as delay time, integration constant, comparison voltage of the upstream O ₂ sensor (see JP-A-55-37562), etc. The present invention can also be applied to a double O ₂ sensor system that corrects by the output of the downstream O ₂ sensor or a double O ₂ sensor system that introduces a second air-fuel ratio correction coefficient.

また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの
代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤーセンサ等を
用いることもできる。Further, as the intake air amount sensor, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor, or the like can be used instead of the air flow meter.

さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の
回転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空
気圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度
および機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算しても
よい。Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine speed, but the fuel injection amount is calculated according to the intake air pressure and the engine speed, or the throttle valve opening and the engine speed. The fuel injection amount may be calculated.

さらに、上述の実施例では、燃料噴射量により吸気系
への燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブ
レタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エ
レクトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）によ
り機関の吸入空気量を調整した空燃比を制御するもの、
エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブ
によりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系
通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を
制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量
を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合に
は、ステップ1002における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ1004にて最終燃料噴射量TAU
に相当する供給空気量が演算される。Further, in the above-described embodiment, the internal combustion engine in which the fuel injection amount to the intake system is controlled by the fuel injection amount is described. However, the present invention can be applied to a carburetor type internal combustion engine. For example, one that controls the air-fuel ratio by adjusting the intake air amount of the engine with an electric air control valve (EACV),
Electric bleed air control valve adjusts the air bleed amount of the carburetor to control the air-fuel ratio by introducing air into the main passage and the slow passage, and controls the amount of secondary air sent to the exhaust system of the engine. The present invention can be applied to a device to be adjusted. In this case, the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAUP in step 1002 is determined by the carburetor itself, that is, it is determined in accordance with the intake pipe negative pressure according to the intake air amount and the rotation speed of the engine. At the final fuel injection amount TAU
Is calculated.

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてO₂セ
ンサを用いたが、COセンサ、リーンミクスチャセンサ等
を用いることもできる。Furthermore, in the above-described embodiment, the O ₂ sensor is used as the air-fuel ratio sensor, but a CO sensor, a lean mixture sensor, or the like may be used.

さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわ
ちディジタル回路によって構成されているが、アナログ
回路により構成することもできる。Further, although the above-mentioned embodiment is constituted by a microcomputer, that is, a digital circuit, it may be constituted by an analog circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、三元触媒の劣化
を精度よく制御できる。As described above, according to the present invention, it is possible to accurately control the deterioration of the three-way catalyst.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1A図〜第1C図は本発明の構成を説明するための全体ブ
ロック図、 第２図はシングルO₂センサシステムおよびダブルO₂セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第３図は三元触媒のO₂ストレージ効果を説明するグラフ
図、 第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第５図、第６図、第９図、第10図、第11図、第14図、は
第４図の制御回路の動作を説明するためのフローチャー
ト、 第７図は第６図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第８図は第５図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第12図、第13図は、第11図のフローチャートを補足説明
するためのタイミング図、 第15図、第16図は第14図のフローチャートを補足説明す
るためのタイミング図である。 １……機関本体、３……エアフロメータ、 ４……ディストリビュータ、 5,6……クランク角センサ、 10……制御回路、12……触媒コンバータ、 13……上流側O₂センサ、 15……下流側O₂センサ、 17……アイドルスイッチ、 18……フルスイッチ。1A to 1C are overall block diagrams for explaining the configuration of the present invention, FIG. 2 is an exhaust emission characteristic diagram for explaining a single O ₂ sensor system and a double O ₂ sensor system, and FIG. FIG. 4 is a graph for explaining the O ₂ storage effect of the catalyst, FIG. 4 is an overall schematic view showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 9, FIG. 10, 11 and 14 are flow charts for explaining the operation of the control circuit of FIG. 4, FIG. 7 is a timing chart for supplementary explanation of the flow chart of FIG. 6, and FIG. Timing charts for supplementary explanation of the flowchart of FIG. 5, FIGS. 12 and 13 are timing charts for supplementary explanation of the flowchart of FIG. 11, and FIGS. 15 and 16 are flowcharts of FIG. FIG. 8 is a timing chart for supplementary explanation. 1 ...... engine body, 3 ...... airflow meter, 4 ...... distributor, 5,6 ...... crank angle sensor, 10 ...... control circuit, 12 ...... catalytic converter, 13 ...... upstream O ₂ sensor, 15 ...... Downstream O ₂ sensor, 17 …… idle switch, 18 …… full switch.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 幸一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 古橋 道雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 澤本 広幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 園田 幸弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−55818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97852（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Koichi Hoshi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Michio Furuhashi 1, Toyota Town, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. ( 72) Inventor Hiroyuki Sawamoto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Yukihiro Sonoda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (56) Reference: JP-A-51 -55818 (JP, A) JP-A-63-97852 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】機関排気通路内に三元触媒を配置し、三元
触媒上流の機関排気通路内に機関の空燃比を検出する上
流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関
排気通路内に機関の空燃比を検出する下流側空燃比セン
サを配置し、機関の運転中において機関の空燃比を理論
空燃比に維持すべきときには上流側空燃比センサおよび
下流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比をフィード
バック制御し、機関運転中において機関の空燃比を一時
的にリーン又はリッチにすべきときには上流側センサお
よび下流側センサの出力に基づくフィードバック制御を
一時的に中止して空燃比をオープンループ制御するよう
にした内燃機関において、機関運転中に機関の空燃比が
上記フイードバック制御による理論空燃比から上記オー
プンループ制御によりリッチへ切換えられたことを判別
する理論空燃比／リッチ切換判別手段と、該理論空燃比
／リッチ切換判別手段によって機関の空燃比が理論空燃
比からリッチに切換えられたと判断されたときから、下
流側空燃比センサの出力がリーンからリッチへ反転する
までの時間を計測する時間計測手段と、該計測された時
間から三元触媒の劣化を判別する触媒劣化判別手段とを
具備した内燃機関の触媒劣化判別装置。1. A three-way catalyst is arranged in an engine exhaust passage, an upstream side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the engine is arranged in an engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst, and an engine exhaust downstream of the three-way catalyst is arranged. A downstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine is installed in the passage, and when the air-fuel ratio of the engine should be maintained at the theoretical air-fuel ratio during engine operation, the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the downstream air-fuel ratio sensor Feedback control of the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio, and when the air-fuel ratio of the engine should be temporarily made lean or rich during engine operation, the feedback control based on the output of the upstream side sensor and the downstream side sensor is temporarily stopped and In an internal combustion engine with open-loop control of the fuel ratio, the air-fuel ratio of the engine changes from the theoretical air-fuel ratio by the feedback control to the open-loop control while the engine is operating. From the stoichiometric air-fuel ratio / rich switching discriminating means for discriminating that the engine air-fuel ratio has been switched to the rich air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio. An internal combustion engine equipped with time measuring means for measuring the time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor changes from lean to rich, and catalyst deterioration judging means for judging deterioration of the three-way catalyst from the measured time. Catalyst deterioration determination device. 【請求項２】請求項２に記載の触媒劣化判別装置におい
て、上記理論空燃比／リッチ切換判別手段の代りに、機
関運転中に機関の空燃比が上記フィードバック制御によ
る理論空燃比から上記オープンループ制御によるリーン
に切換えられたことを判別する理論空燃比／リーン切換
判別手段を設け、上記時間計測手段は該理論空燃比／リ
ーン切換判別手段によって機関の空燃比が理論空燃比か
らリーンに切換えられたと判断されたときから、下流側
空燃比センサの出力がリッチからリーンへ反転するまで
の時間を計測するようにした内燃機関の触媒劣化判別装
置。2. The catalyst deterioration determination device according to claim 2, wherein instead of the stoichiometric air-fuel ratio / rich switching determination means, the air-fuel ratio of the engine during engine operation is changed from the theoretical air-fuel ratio by the feedback control to the open loop. A theoretical air-fuel ratio / lean switching discriminating means for discriminating that the control has been switched to lean is provided, and the time measuring means switches the air-fuel ratio of the engine from the stoichiometric air-fuel ratio to lean by the theoretical air-fuel ratio / lean switching discriminating means. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine, which measures the time from when it is determined that the output of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean. 【請求項３】機関排気通路内に三元触媒を配置し、三元
触媒上流の機関排気通路内に機関の空燃比を検出する上
流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関
排気通路内に機関の空燃比を検出する下流側空燃比セン
サを配置し、機関の運転中において機関の空燃比を理論
空燃比に維持すべきときには上流側空燃比センサおよび
下流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比をフィード
バック制御し、機関運転中において機関の空燃比を一時
的にリーン又はリッチにすべきときには上流側センサお
よび下流側センサの出力に基づくフィードバック制御を
一時的に中止して空燃比をオープンループ制御するよう
にした内燃機関において、機関運転中に機関の空燃比が
上記フィードバック制御による理論空燃比から上記オー
プン制御によるリッチへ切換えられたことを判別する理
論空燃比／リッチ切換判別手段と、該理論空燃比／リッ
チ切換判別手段によって機関の空燃比が理論空燃比から
リッチに切換えられたと判断されたときから、下流側空
燃比センサの出力がリーンからリッチへ反転するまでの
第１の時間を計測する第１の時間計測手段と、機関運転
中に機関の空燃比が上記フィードバック制御による理論
空燃比から上記オープンループ制御によるリーンへ切換
えられたことを判別する理論空燃比／リーン切換判別手
段と、該理論空燃比／リーン切換判別手段によって機関
の空燃比が理論空燃比からリーンに切換えられたと判断
されたときから、下流側空燃比センサの出力がリッチか
らリーンへ反転するまでの第２の時間を計測する第２の
時間計測手段と、該計測された第１、第２の時間から三
元触媒の劣化を判別する触媒劣化判別手段とを具備した
内燃機関の触媒劣化判別装置。3. A three-way catalyst is arranged in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine is arranged in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst, and the engine exhaust downstream of the three-way catalyst. A downstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine is installed in the passage, and when the air-fuel ratio of the engine should be maintained at the theoretical air-fuel ratio during engine operation, the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the downstream air-fuel ratio sensor Feedback control of the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio, and when the air-fuel ratio of the engine should be temporarily made lean or rich during engine operation, the feedback control based on the output of the upstream side sensor and the downstream side sensor is temporarily stopped and In an internal combustion engine with open-loop control of the fuel ratio, the air-fuel ratio of the engine during engine operation changes from the theoretical air-fuel ratio obtained by the feedback control The stoichiometric air-fuel ratio / rich switching determination means and the theoretical air-fuel ratio / rich switching determination means determines that the engine air-fuel ratio has been switched from the theoretical air-fuel ratio to the rich side. First time measuring means for measuring a first time until the output of the side air-fuel ratio sensor reverses from lean to rich, and the air-fuel ratio of the engine during engine operation from the theoretical air-fuel ratio by the feedback control to the open loop. The stoichiometric air-fuel ratio / lean switching discriminating means for discriminating that the air-fuel ratio of the engine has been switched to lean from the stoichiometric air-fuel ratio / lean switching discriminating means. Second time measuring means for measuring a second time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean, and the measured first time Catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine and a catalyst degradation determination means for determining deterioration of the three-way catalyst from the second time.