JP2536611B2 - Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine - Google Patents

Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine

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JP2536611B2
JP2536611B2 JP1023962A JP2396289A JP2536611B2 JP 2536611 B2 JP2536611 B2 JP 2536611B2 JP 1023962 A JP1023962 A JP 1023962A JP 2396289 A JP2396289 A JP 2396289A JP 2536611 B2 JP2536611 B2 JP 2536611B2
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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。The present invention relates to a catalyst in an air-fuel ratio sensor system in which an air-fuel ratio sensor (in this specification, an oxygen concentration sensor (O 2 sensor)) is provided on the downstream side of a catalytic converter. The present invention relates to a deterioration determination device.

〔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個所、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、経時あるいは経年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61
−286550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、下流
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 at a point in the exhaust system as close as possible to the combustion chamber, that is, at the gathering portion of 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. Such O 2 component variation variation and the fuel injection valve and the output characteristics of the sensor, to compensate for time or secular change, a second O 2 sensor disposed downstream of the catalytic converter, by the upstream O 2 sensor 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:
-286550). In this double O 2 sensor system,
Although the O 2 sensor provided on the downstream side of the catalytic converter has a lower response speed than the downstream O 2 sensor,
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 that 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.

したがって、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
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 O 2 sensor output characteristic deteriorates, it directly affects the exhaust emission characteristic, while in the double O 2 sensor system,
Even if the output characteristic of the upstream 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
下しないように設定されている。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
ータが十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 set so that its function is not significantly deteriorated as long as the vehicle is used within the range of normally considered usage conditions. 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,NOx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、既に次の手段による触媒劣
化判別方法を提案している。Therefore, the applicant of the present application has already proposed a catalyst deterioration determination method using the following means.

１）上、下流側O2センサの出力周期の比較（参照：特開
昭61−286550号公報）、 ２）単位時間当りの下流側O2センサの出力の反転回数
（参照：特開昭63−97852号公報）、 ３）機関が理論空燃比運転状態から明瞭なリッチ状態に
強制的に移行する際の下流側O2センサの出力のリーンか
らリッチへの反転までの時間及び／または機関が理論空
燃比運転状態から明瞭なリーン状態に強制的に移行する
際の下流側O2センサの出力のリッチからリーンへの反転
までの時間（参照：特願昭63−179155号）、 ４）機関の運転状態がリーン状態からリッチ状態（もし
くは理論空燃比運転状態）に移行する際の下流側O2セン
サの出力のリーンからリッチへの反転までの時間及び／
または機関の運転状態がリッチ状態からリーン状態（も
しくは理論空燃比運転状態）に移行する際の下流側O2セ
ンサの出力のリッチからリーンへの反転までの時間（参
照：特願昭63−180336号）。1) Comparison of output cycles of upper and downstream O 2 sensors (see: JP-A-61-286550), 2) Number of reversals of output of downstream O 2 sensor per unit time (see: JP-A-63-286550) -97852 gazette), 3) When the engine is forced to shift from the stoichiometric air-fuel ratio operating state to the clear rich state, the time from the lean side to the reversal of the output of the downstream O 2 sensor and / or the engine is Time from the rich to lean reversal of the output of the downstream O 2 sensor when forcibly shifting from the stoichiometric air-fuel ratio operating state to the clear lean state (Reference: Japanese Patent Application No. 63-179155), 4) Engine of from operation state lean state from the lean output of the downstream O 2 sensor at the time of transition to the rich state (or the theoretical air-fuel ratio operating condition) until the inversion of the rich period and /
Or the time from the rich side to the lean side reversal of the output of the downstream O 2 sensor when the operating state of the engine changes from the rich state to the lean state (or the stoichiometric air-fuel ratio operating state) (see: Japanese Patent Application No. 63-180336). issue).

〔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、上述のいずれの触媒劣化判別システム
においても、実際の走行条件のもとで触媒劣化判別が行
われ、この結果、運転条件が比較的定常の場合には判別
可能であるが、実際の走行条件の場合には加減速が頻繁
に行われるために判別頻度が極端に低くなる。そこで、
判別頻度を上げるために判別運転条件の限定を緩める
と、一定の判別基準値では判別が不可能となり、したが
って、たとえ判別したとしても、その判別精度は低いと
いう課題がある。However, in any of the catalyst deterioration determination systems described above, catalyst deterioration determination is performed under actual running conditions, and as a result, it is possible to determine when the operating conditions are relatively steady, but In the case of the condition, since the acceleration / deceleration is frequently performed, the discrimination frequency becomes extremely low. Therefore,
If the limitation of the discriminating operation condition is loosened in order to increase the discrimination frequency, the discrimination becomes impossible with a constant discrimination reference value. Therefore, even if the discrimination is made, the discrimination accuracy is low.

したがって、本発明の目的は、O2センサを用いた高精
度の触媒劣化判別システムを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a highly accurate catalyst deterioration determination system that uses an O 2 sensor.

〔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、第1D図、第1E図、第1F図に示される。Means for solving the above problems are shown in FIGS. 1A and 1B.
Shown in Figures, Figure 1C, Figure 1D, Figure 1E, and Figure 1F.

第1A図においては、内燃機関の排気通路に設けられた
三元触媒CCROの下流側の排気通路に、機関の空燃比を検
出する下流側空燃比センサが設けられている。リッチ／
リーン強制反転手段は、機関が予め定められた運転状態
のときに、機関の空燃比を強制的にリッチにし、しかる
後に予め定められた期間だけ強制的にリーンにし、リッ
チ／リーン反転判別手段は下流側空燃比センサの出力V2
のリッチからリーンへの反転を判別する。時間計測手段
は機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後か
ら、下流側空燃比センサの出力V2がリッチからリーンへ
の反転するまでの時間CBを計測し、触媒劣化判別手段は
この時間CBから三元触媒の劣化を判別する。In FIG. 1A, a downstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine is provided in the exhaust passage downstream of the three-way catalyst CC RO provided in the exhaust passage of the internal combustion engine. rich/
The lean forced reversal means forcibly makes the air-fuel ratio of the engine rich when the engine is in a predetermined operating state, and thereafter forcibly makes it lean for a predetermined period. Output of downstream air-fuel ratio sensor V 2
Determine the reversal from rich to lean. The time measuring means measures the time CB from the forced reversal of the engine air-fuel ratio from rich to lean until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean, and the catalyst deterioration determination means Deteriorate the three-way catalyst from time CB.

第1B図においては、第1A図のリッチ／リーン強制反転
手段及びリッチ／リーン判定判別手段の代りに、リーン
／リッチ強制反転手段及びリーン／リッチ反転判別手段
を設けてある。そして、時間計測手段は機関の空燃比の
リーンかいらリッチへの強制反転後から、下流側空燃比
センサの出力V2がリッチからリーンへ反転するまでの時
間CAを計測する。この場合、触媒劣化判別手段は時間CA
から三元触媒の劣化を判別する。In FIG. 1B, a lean / rich forced inversion means and a lean / rich inversion determination means are provided in place of the rich / lean forced inversion means and the rich / lean determination determination means in FIG. 1A. Then, the time measuring means measures the time CA from the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine to the lean air-fuel ratio to the reversal of the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor from the rich air to the lean air-fuel ratio. In this case, the catalyst deterioration determination means is time CA
From this, the deterioration of the three-way catalyst is determined.

第1C図は、第1A図、第1B図を合体させたものである。
すなわち、第１の時間計測手段は機関の空燃比のリッチ
からリーンへの強制反転後から、下流側空燃比センサの
出力V2がリッチからリーンへ反転するまでの第１の時間
CBを計測し、第２の時間計測手段は、機関の空燃比のリ
ーンからリッチへの強制反転後から、下流側空燃比セン
サの出力V2がリーンからリッチへ反転するまでの第２の
時間CAを計測する。そして、触媒劣化判別手段は計測さ
れた第１、第２の時間CA,CBから三元触媒の劣化を判別
する。FIG. 1C is a combination of FIGS. 1A and 1B.
That is, the first time measuring means is the first time from the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor is reversed from rich to lean.
CB is measured, and the second time measuring means is the second time from the forced reversal of the engine air-fuel ratio from lean to rich until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor changes from lean to rich. Measure CA. Then, the catalyst deterioration determination means determines the deterioration of the three-way catalyst from the measured first and second times CA and CB.

第1D図においては、内燃機関の排気通路に設けられた
三元触媒CCROの上流側の排気通路には、機関の空燃比を
検出する上流側空燃比センサが設けられ、また、三元触
媒CCROの下流側の排気通路には、機関の空燃比を検出す
る下流側空燃比センサが設けられている。空燃比調整手
段は、上流側空燃比センサの出力V1および下流側空燃比
センサの出力V2に応じて機関の空燃比を調整する。リッ
チ／リーン強制反転手段は、機関が予め定められた運転
状態のときに、機関の空燃比を予め定められた期間だけ
強制的にリッチにし、しかる後に強制的にリーンにし、
リッチ／リーン反転判別手段は下流側空燃比センサの出
力V2のリッチからリーンへの反転を判別する。時間計測
手段は機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後
から、下流側空燃比センサ出力V2がリッチからリーンへ
反転するまでの時間CBを計測し、触媒劣化判別手段はこ
の時間CBから三元触媒の劣化を判別する。In FIG. 1D, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine is provided in the exhaust passage upstream of the three-way catalyst CC RO provided in the exhaust passage of the internal combustion engine. A downstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine is provided in the exhaust passage on the downstream side of CC RO . The air-fuel ratio adjusting means adjusts the air-fuel ratio of the engine according to the output V 1 of the upstream side air-fuel ratio sensor and the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor. The rich / lean forced reversal means forcibly enriches the air-fuel ratio of the engine for a predetermined period when the engine is in a predetermined operating state, and thereafter forcibly makes it lean.
The rich / lean inversion determining means determines whether the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor is inverted from rich to lean. The time measurement means measures the time CB from the forced reversal of the engine air-fuel ratio from rich to lean until the downstream side air-fuel ratio sensor output V 2 reverses from rich to lean, and the catalyst deterioration determination means uses this time CB. From this, the deterioration of the three-way catalyst is determined.

第1E図においては、第1D図のリッチ／リーン強制反転
手段及びリッチ／リーン判定判別手段の代りに、リーン
／リッチ強制反転手段及びリーン／リッチ反転判別手段
を設けてある。そして、時間計測手段は機関の空燃比の
リーンからリッチへの強制反転後から、下流側空燃比セ
ンサの出力V2がリッチからリーンへ反転するまでの時間
CAを計測する。この場合、触媒劣化判別手段は時間CAか
ら三元触媒の劣化を判別する。In FIG. 1E, a lean / rich forced inversion means and a lean / rich inversion determination means are provided in place of the rich / lean forced inversion means and the rich / lean determination determination means in FIG. 1D. And, the time measuring means is the time from the forced reversal of the engine air-fuel ratio from lean to rich until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean.
Measure CA. In this case, the catalyst deterioration determination means determines the deterioration of the three-way catalyst from the time CA.

第1F図は、第1D図、第1E図を合体させたものである。
すなわち、第１の時間計測手段は機関の空燃比のリッチ
からリーンへの強制反転後から、下流側空燃比センサの
出力V2がリッチからリーンへ反転するまでの第１の時間
CBを計測し、第２の時間計測手段は、機関の空燃比のリ
ーンからリッチへの強制反転後から、下流側空燃比セン
サの出力V2がリーンからリッチへ反転するまでの第２の
時間CAを計測する。そして、触媒劣化判別手段は計測さ
れた第１、第２の時間CA,CBから三元触媒の劣化を判別
する。FIG. 1F is a combination of FIGS. 1D and 1E.
That is, the first time measuring means is the first time from the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor is reversed from rich to lean.
CB is measured, and the second time measuring means is the second time from the forced reversal of the engine air-fuel ratio from lean to rich until the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor changes from lean to rich. Measure CA. Then, the catalyst deterioration determination means determines the deterioration of the three-way catalyst from the measured first and second times CA and CB.

〔作 用〕[Work]

第1A図および第1D図の手段によれば、機関がリッチ状
態にされることにより生ずる三元触媒のO2空状態を確認
した後に、機関がリーン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CB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。な
お、時間CBの計測開始前の三元触媒のO2空状態は完全な
O2空状態が好ましいので、上記リッチ状態は所定時間以
上保持することが好ましい。According to the means shown in FIGS. 1A and 1D, after confirming the O 2 empty state of the three-way catalyst caused by making the engine rich, the three-way catalyst 3 The maximum O 2 storage amount of the three-way catalyst is indirectly measured by measuring the O 2 storage time CB of the three-way catalyst. Note that the O 2 empty state of the three-way catalyst before the start of the time CB measurement is completely
Since the O 2 empty state is preferable, it is preferable to maintain the rich state for a predetermined time or longer.

第1B図および第1E図の手段によれば、機関がリーン状
態にされることにより生ずる三元触媒のO2ストレージ状
態を確認した後に、機関がリッチ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CA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。なお、時間CAの計測開始前の三元触媒のO2ストレー
ジ状態は完全なO2ストレージ状態（満杯状態）が好まし
いので、上記リーン状態は所定時間以上保持することが
好ましい。According to the means shown in FIGS. 1B and 1E, after confirming the O 2 storage state of the three-way catalyst caused by the lean state of the engine, the three-way catalyst during the forced transition to the rich state is detected. The maximum O 2 storage amount of the three-way catalyst is indirectly measured by measuring the O 2 sweep time CA from the former catalyst. Since the O 2 storage state of the three-way catalyst before the measurement of the time CA is preferably a complete O 2 storage state (full state), it is preferable to maintain the lean state for a predetermined time or longer.

第1C図および第1F図の手段によれば、第1A図、第1D図
の手段における三元触媒のO2ストレージ時間CBと第1B
図、第1E図の手段における三元触媒のO2掃出し時間CA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 FIGS. 1C and 1F, the O 2 storage time CB and the first B of the three-way catalyst in the means of FIGS. 1A and 1D are shown.
The maximum O 2 storage amount of the three-way catalyst is indirectly measured from the O 2 sweeping time CA of the three-way catalyst in the means shown in FIGS.

以上の第1A図〜第1F図の手段はいずれも、機関が所定
運転状態であって、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。たとえば、車検、定検や機関の暖機が十分であり安
定且つ触媒が十分暖められているといった状態で行うこ
とができるので、走行中の場合のように、過渡的挙動に
よる触媒劣化の誤判別は少ない。All of the means shown in FIGS. 1A to 1F above estimate the deterioration degree of the three-way catalyst by indirectly measuring the maximum O 2 storage amount of the three-way catalyst when the engine is in a predetermined operating state. . For example, it is possible to perform a vehicle inspection, a regular inspection, or a condition in which the engine is warmed up sufficiently and is stable and the catalyst is sufficiently warmed up. Is few.

〔実施例〕〔Example〕

第３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である。第３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、たとえば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101に提供されている。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. 3 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. 3, an air flow meter 3 is provided in an intake passage 2 of an engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the amount of intake air, and for example, incorporates a potentiometer and generates an output signal of an analog voltage proportional to the amount of intake air. This output signal is supplied to the A /
It is provided for the D converter 101. 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つの有毒成分HC,CO,NOx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 is provided with a catalytic converter 12 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies three toxic components HC, CO, and NO x in the exhaust gas.

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13,5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13,1
5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101
に供給する。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102、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 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 5 generate electric signals according to the concentration of oxygen components in the exhaust gas. That is, the O 2 sensor 13,1
5 is an A / D converter 101 of the control circuit 10 that outputs different output voltages depending on whether the air-fuel ratio is lean or rich with respect to the theoretical air-fuel ratio.
Supply to. The control circuit 10 is configured as, for example, a microcomputer, and includes a ROM 104, a RAM 105, a backup RAM 106, a clock generation circuit 107, and the like in addition to the A / D converter 101, the input / output interface 102, and the CPU 103.

また、吸気通路２のスロットル弁16には、スロットル
弁16が全閉か否かを示す信号LLを発生するアイドルスイ
ッチ17が設けられている。このアイドル出力信号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。
また、18は点火時期等の調整用のＴ端子、19は触媒コン
バータ12の三元触媒が劣化したことを示すアラームであ
る。Further, the throttle valve 16 in the intake passage 2 is provided with an idle switch 17 for generating a signal LL indicating whether or not the throttle valve 16 is fully closed. The idle output signal LL is supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10.
Further, 18 is a T terminal for adjusting the ignition timing and the like, and 19 is an alarm indicating that the three-way catalyst of the catalytic converter 12 has deteriorated.

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T
AU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1
10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
そのボローアウト端子が“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TA
U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 to control. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in the routine described later, the fuel injection amount T
The AU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is also set. As a result, drive circuit 1
10 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and finally its borrow-out terminal becomes "1" level, the flip-flop 109 is set and the drive circuit 110 causes the fuel injection valve 7 to operate. Stop energizing. That is, the above-mentioned fuel injection amount TA
Only U, the fuel injection valve 7 is energized, and therefore the fuel injection amount TAU
The amount of fuel corresponding to 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
換終了後、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。The CPU 103 generates an interrupt when the input / output interface 102 receives the pulse signal of the crank angle sensor 6 after the A / D conversion of the A / D converter 101 is completed.
When an interrupt signal from 7 is received, and so on.

エアフローセンサ３のの吸入空気量データＱ及び冷却
水温データTHWは所定時間もしくは所定クランク角毎に
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毎の割
込みによって演算されてRAM105の所定領域に格納され
る。The intake air amount data Q and the cooling water temperature data THW of the air flow sensor 3 are fetched by an A / D conversion routine executed at a predetermined time or at a predetermined crank angle and are stored in the RAM 105.
Is stored in a predetermined area of. That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. Also,
The rotation speed data Ne is calculated by interruption of the crank angle sensor 6 every 30 ° CA and is stored in a predetermined area of the RAM 105.

第４図は上流側O2センサ13の出力にもとづいて空燃比
補正係数FAFを演算する第１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4ms毎に実行さ
れる。FIG. 4 is a first air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF based on the output of the upstream O 2 sensor 13, which is executed every predetermined time, for example, 4 ms.

ステップ401では、上流側O2センサ13による空燃比の
閉ループ（フィードバック）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、暖機増量中、パワー増量中、
触媒過熱防止のための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429に進み、空燃比補正係数FAFがその平
均値FAFAVとする。他方、閉ループ条件成立の場合はス
テップ402に進む。In step 401, 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 lower than or equal to a predetermined value, during engine start, during start increase, during warm up increase, during power increase,
During the increase of OTP to prevent catalyst overheating, the output signal of the upstream O 2 sensor 13 is never inverted, the closed loop condition is not satisfied during fuel cut, etc., and the closed loop condition is satisfied in other cases. . When the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 429, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to its average value FAFAV. On the other hand, if the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 402.

ステップ402では、触媒劣化判別条件成立か否かを判
別する。たとえば触媒劣化判別条件は、冷却水温THWが7
0℃≦THW≦100℃であること、負荷Q/Neが0.07≦Q/Ne≦
0.12を満足すること、他の増量系がすべて０であるこ
と、エアサクション（AS）がオフであること、始動後７
分以上経過したこと、吸気温度THAが10℃≦THA≦40℃で
あること、アイドルスイッチ17がオンであること（LL＝
“1"）、Ｔ端子18がオン状態であること等である。つま
り、点検時、機関の暖機が十分であり且つ触媒が十分暖
められているという条件が満たされることである。触媒
劣化判別条件が満足している場合には、ステップ430に
進み、劣化判別条件フラグXAをセットする。この場合に
は、上流側O2センサ13の出力V1による空燃比フィードバ
ック制御は中止される。なお、劣化判別条件フラグXAが
セットされると後述の触媒劣化判別ルーチンが実行され
る。In step 402, it is determined whether or not the catalyst deterioration determination condition is satisfied. For example, the catalyst deterioration determination condition is that the cooling water temperature THW is 7
0 ℃ ≤ THW ≤ 100 ℃, load Q / N e is 0.07 ≤ Q / N e ≤
Satisfies 0.12, all other increasing systems are 0, air suction (AS) is off, after starting 7
Minutes or more, intake air temperature THA is 10 ° C ≤ THA ≤ 40 ° C, idle switch 17 is on (LL =
"1"), the T terminal 18 is in the ON state, and the like. That is, at the time of inspection, the condition that the engine is sufficiently warmed up and the catalyst is sufficiently warmed up is satisfied. If the catalyst deterioration determination condition is satisfied, the routine proceeds to step 430, where the deterioration determination condition flag XA is set. In this case, the air-fuel ratio feedback control by the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is stopped. When the deterioration determination condition flag XA is set, a catalyst deterioration determination routine described below is executed.

他方ステップ401での閉ループ条件が成立し且つステ
ップ402にて劣化判別条件が成立しないときにはステッ
プ402′に進む。ステップ402′では、劣化判別条件フラ
グXAをリセットする。次に、ステップ403では、上流側O
2センサ13の出力V1をA/D変換して取込み、ステップ404
にてV1が比較電圧VR1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。リ
ーン（V1≦VR1）であれば、ステップ405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406にてCDLYを０とし、ステップ407に進む。ステッ
プ407では、ディレイカウンタCDLYを１減算し、ステッ
プ408,409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410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、
リーン（V1＞VR1）であれば、ステップ411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412にてCDLYを０とし、ステップ413に進む。ステ
ップ413ではディレイカウンタCDLYを１加算し、ステッ
プ414,415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416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。On the other hand, when the closed loop condition is satisfied in step 401 and the deterioration determination condition is not satisfied in step 402, the process proceeds to step 402 '. In step 402 ', the deterioration determination condition flag XA is reset. Next, in step 403, the upstream side O
2 Output V 1 of sensor 13 is A / D converted and captured, and step 404
At, it is determined whether or not V 1 is the comparison voltage V R1 or less, for example, 0.45 V, that is, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean. If lean (V 1 ≤V R1 ), it is determined in step 405 whether or not the delay counter CDLY is positive. If CDLY> 0, CDLY is set to 0 in step 406, and the flow advances to step 407. In step 407, the delay counter CDLY is decremented by 1, and in steps 408 and 409, 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 410. 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 lean (V 1 > V R1 ), it is determined in step 411 whether the delay counter CDLY is negative. If CDLY <0, CDLY is set to 0 in step 412, and the process proceeds to step 413. In step 413, the delay counter CDLY is incremented by 1, and in steps 414 and 415, 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 416. 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417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418にて、空燃比補正係数FAFの平均値FAFA
Vを、FAFAV←（FAF＋FAFO）/2より演算する。ステップ4
18′にてFAFをFAFOとする。つまり、FAFOは前回スキッ
プ時のFAF値である。次に、ステップ419にて、第１の空
燃比フラグF1の値により、ル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420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421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 417, it is determined whether or not the sign of the first air-fuel ratio flag F1 has been inverted, that is, it is determined whether the air-fuel ratio after the delay process has been inverted. If the air-fuel ratio is reversed, the average value FAFA of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is determined in step 418.
Calculate V from FAFAV ← (FAF + FAFO) / 2. Step 4
At 18 ', FAF becomes FAFO. That is, FAFO is the FAF value at the time of the previous skip. Next, at step 419, it is determined from the value of the first air-fuel ratio flag F1 whether the reversal is from lean to rich or from lean to rich. If it is the reverse from rich to lean, in step 420 FAF ← FAF
+ RSR is increased in a skip manner, and conversely, if lean is inverted to rich, in step 421 FAF ← FAF−RSL is reduced in a skip manner. That is, skip processing is performed.

ステップ417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422,423,424にて積分処理を
行う。つまり、ステップ422にて、F1＝“0"か否かを判
別し、F1＝“0"（リーン）であればステップ423にてFAF
←FAF＋KIRとし、他方、F1＝“1"（リッチ）であればス
テップ424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。した
がって、ステップ423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424はリッチ状態（F
1＝“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 in step 417, integration processing is performed in steps 422, 423 and 424. That is, in step 422, it is determined whether or not F1 = "0". If F1 = "0" (lean), then in step 423 FAF
← FAF + KIR. On the other hand, if F1 = "1" (rich), then in step 424 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 423 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (F1 = "0"), and step 424 in the rich state (F1
1 = "1") to gradually reduce the fuel injection amount.

ステップ420,421,423,424にて演算された空燃比補正
係数FAFはステップ425,426にて最小値たとえば0.8にて
ガードされ、また、ステップ427,428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 in steps 420, 421, 423, and 424 is guarded in steps 425 and 426 at the minimum value, for example, 0.8, and is also guarded at steps 427 and 428, at the maximum value, for example, 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431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 431.

第５図は第４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５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５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５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′
はリーン遅延信号（−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TDR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５図（Ｄ）に示す空燃比
補正係数FAFが得られる。FIG. 5 is a timing chart for supplementarily explaining the operation according to the flowchart of FIG. Rich as shown in FIG. 5 by the output of the upstream O 2 sensor 13 (A), when the air-fuel ratio A / F is obtained, the delay counter CDLY is
As shown in FIG. 5 (B), the count is performed in the rich state and the count is reduced in the lean state. As a result, a delayed air-fuel ratio signal A / F '(corresponding to the flag F1) is formed as shown in FIG. 5 (C). For example, the air-fuel ratio signal A / F is changed from lean to rich at time t 1, the air-fuel ratio signal A / F which is delayed processed 'at time t 2 after being held lean only the rich delay time TDR Change richly. Also the air-fuel ratio signal A / F from the rich at time t 3 is changed to the lean air-fuel ratio signal A / F which is delayed processed '
Changes to lean at time t 4 after being held rich only equivalent lean delay signal (-TDL). But the air-fuel ratio signal
If A / F is reversed at time t 5, a short period of rich delay time TDR as the t 6, t 7, it takes time delay counter CDLY reaches the maximum value TDR, the result, at time t 8 Thus, the air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing is inverted. That is, the air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing is more stable than the air-fuel ratio signal A / F before the delay processing. In this way, an air-fuel ratio correction coefficient FAF shown in FIG. 5D 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に
関与する定数としてのスキップ量RSR,RSL、積分定数KI
R,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VR1を可変にするとシステムと、第２
の空燃比補正係数FAF2を導入するシステムとがある。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 constants involved in the first air-fuel ratio feedback control, the integration constant KI
If the R, KIL, delay time TDR, TDL, or the comparison voltage V R1 of the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is made variable,
There is a system that introduces the 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。したがって、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。したがって、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K
IL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VR1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
VR1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
VR1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
When KIR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even when the lean integration constant KIL is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while when the lean integration constant KIL is increased, the control air-fuel ratio can be increased. It is possible to shift to the lean side, and also to shift the control air-fuel ratio to the lean side even if the rich integration constant KIR is reduced. Therefore, depending on the output of the downstream O 2 sensor 15, the rich integration constant KIR and the lean integration constant KIR
The air-fuel ratio can be controlled by correcting IL. If the rich delay time TDR is set large or the lean delay time (-TDL) is set small, the control air-fuel ratio can shift to the rich side,
On the contrary, if the lean delay time (-TDL) is set large or the rich delay time (TDR) 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, if the comparison voltage V R1 is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and the comparison voltage
The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side by reducing V R1 . Therefore, according to the output of the downstream O 2 sensor 15, the comparison voltage
The air-fuel ratio can be controlled by correcting VR1 .

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 amounts, integration constant, delay time, and comparison voltage can be varied by the downstream O 2 sensor, which has its advantages. 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 changed will be described.

第６図は下流側O2センサ15の出力にもとづく第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。ステップ601〜605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601）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602）、スロッ
トル弁16が全閉（LL＝“1"）のとき、（ステップ60
3）、軽負荷のとき（Q/Ne＜X1）（ステップ604）、下流
側O2センサ15が活性化していないとき（ステップ605）
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
613に進み、閉ループ条件であればステップ606に進む。FIG. 6 shows a second air-fuel ratio feedback control routine based on the output of the downstream O 2 sensor 15, which is executed every predetermined time, for example, 512 ms. In steps 601-605,
It is determined whether or not the closed loop condition by the downstream O 2 sensor 15 is satisfied. For example, when the closed loop condition is not satisfied by the upstream O 2 sensor 13 (step 601) and the cooling water temperature THW is a predetermined value (for example, 70 ° C.) or less (step 602), the throttle valve 16 is fully closed (LL = “ 1 "), (step 60
3) When the load is light (Q / Ne <X 1 ) (step 604), when the downstream O 2 sensor 15 is not activated (step 605)
Etc., the closed loop condition is not satisfied, and in other cases, the closed loop condition is satisfied. Step if not closed loop condition
Proceed to 613, and if it is a closed loop condition, proceed to step 606.

ステップ606では、触媒劣化判別条件フラグXAが“1"
（触媒劣化判別中）か否かを判別し、この結果、触媒劣
化判別中（XA＝“1"）であればステップ613に直接進
み、下流側O2センサ15の出力V2による空燃比フィードバ
ック制御を中止する。In step 606, the catalyst deterioration determination condition flag XA is "1".
It is determined whether or not (catalyst deterioration is being determined). As a result, if catalyst deterioration is being determined (XA = "1"), the process directly proceeds to step 613, and the air-fuel ratio feedback by the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is performed. Stop control.

閉ループ条件成立且つ触媒劣化判別中でなければ（XA
＝“0"）、ステップ607〜612に進む。If the closed loop condition is satisfied and the catalyst deterioration is not being determined (XA
= “0”), the process proceeds to steps 607-612.

ステップ607では、下流側O2センサ15の出力V2をA/D変
換して取り込み、ステップ608にてV2が比較電圧VR2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VR2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VR1より高く設定
されているが、この設定は任意でもよい。この結果、V2
≦VR2（リーン）であればステップ609にて、RSR←RSR＋
ΔRSとし、つまり、リッチスキップ量RSRを増大させて
空燃比をリッチ側に移行させ、他方、V2＞VR2（リッ
チ）であればステップ610にてRSR←RSR−ΔRSとし、つ
まり、リッチスキップ量RSRを減少させて空燃比をリー
ン側に移行させる。ステップ611では、RSRを最大値MAX
（＝7.5％）及び最小値MIN（＝2.5％）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の値であ
る。In step 607, the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is A / D converted and taken in, and in step 608 it is determined whether or not V 2 is the comparison voltage V R2, for example, 0.55 V or less, that is, the air-fuel ratio is Determine whether it 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 Although set high, this setting may be arbitrary. As a result, V 2
If ≦ V R2 (lean), in step 609, RSR ← RSR +
And .DELTA.Rs, that is, by increasing the rich skip amount RSR transitions the air-fuel ratio to the rich side, the RSR ← RSR-.DELTA.Rs at step 610 if the other, V 2> V R2 (rich), that is, the rich skip The amount RSR is reduced to shift the air-fuel ratio to the lean side. In step 611, RSR is set to the maximum value MAX.
(= 7.5%) and minimum value MIN (= 2.5%) to guard. It should be noted that the minimum value MIN is a value at which the transient followability is not impaired, and the maximum value MAX is a value at which driveability does not deteriorate due to air-fuel ratio fluctuations.

次に、ステップ612では、リーンスキップ量RSLを、 RSL←10％−RSR により演算する。つまり、RSR＋RSL＝10％で制御する。 Next, at step 612, the lean skip amount RSL is calculated by RSL ← 10% −RSR. In other words, control is performed with RSR + RSL = 10%.

そして、ステップ613にてこのルーチンは終了する。 Then, in step 613, this routine ends.

第７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、第８図は第７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。FIG. 7 is a catalyst deterioration determination routine, which is executed every predetermined time, for example, every 4 ms, and FIG. 8 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG.

時刻t1以前では、触媒劣化判別条件フラグXAは“0"で
あり、ステップ701からステップ713に進み、カウンタCN
T,CBをクリアし、ステップ714に進む。Before time t 1 , the catalyst deterioration determination condition flag XA is “0”, and the routine proceeds from step 701 to step 713, where the counter CN
Clear T and CB, and proceed to step 714.

時刻t1において、触媒劣化判別条件フラグXAが“0"か
ら“1"となると、ステップ701からステップ702〜704に
進み、空燃比は期間Ｔだけ強制的にリッチとされる。す
なわち、ステップ702にて時間計測カウンタCNTを１カウ
ントアップし、ステップ703にて、CNT＞Ｔか否かを判別
する。At time t 1 , when the catalyst deterioration determination condition flag XA changes from “0” to “1”, the process proceeds from step 701 to steps 702 to 704, and the air-fuel ratio is compulsorily made rich for the period T. That is, in step 702, the time measurement counter CNT is incremented by 1, and in step 703 it is determined whether CNT> T.

次にステップ704にて空燃比補正係数FAFを、 FAF←FAFAV＋Ａ とする。これにより、FAF＝FAFAV＋Ａの状態が時刻t2〜
t3（期間Ｔ）維持される。ここで、Ｔは触媒コンバータ
12の三元触媒が完全なO2空状態となるのに十分に長い期
間である。Next, at step 704, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to FAF ← FAFAV + A. As a result, the state of FAF = FAFAV + A changes from time t 2 to
t 3 (period T) is maintained. Where T is a catalytic converter
This is a sufficiently long period for the 12 three-way catalysts to be completely empty of O 2 .

次に、ステップ703における時刻t3いおいて、CNT＞Ｔ
が満足されると、ステップ705以降に進み、空燃比は強
制的にリーンとされる。すなわち、空燃比補正係数FAF
を、 FAF←FAFAV−Ｂ とする。ステップ706では、時間計測用カウンタCBを１
カウントアップし、ステップ707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708にてV2≦V
R2（リーン）か否かを判別する。つまり、カウンタCBに
より時刻t3から触媒下流空燃比がリッチからリーンへ反
転するまでの時間を計測する。Next, at time t 3 in step 703, CNT> T
Is satisfied, the routine proceeds to step 705 and thereafter, where the air-fuel ratio is forced to be lean. That is, the air-fuel ratio correction coefficient FAF
Let FAF ← FAFAV-B. In step 706, the time measuring counter CB is set to 1
Count up and in step 707 the downstream O 2 sensor 15
Output V 2 of A is converted and captured, and in step 708 V 2 ≤ V
Determine whether it is R2 (lean). That is, the counter CB measures the time from the time t 3 until the catalyst downstream air-fuel ratio reverses from rich to lean.

上述の結果、触媒下流空燃比がリッチからリーンへの
反転時点t4（もしくはt4′,t4″）にて、ステップ708で
のフローはステップ709に進む。ステップ709では、カウ
ンタCBが所定値CB0より小さいか否かを判別し、その結
果、CB＜CB0のときのみ、触媒劣化と判断し、ステップ7
10にてアラーム19を付勢し、ステップ711にてアラーム
ビットXALMを“1"としてバックアップRAM106に格納す
る。そして、ステップ712にてカウンタCNT,CBをクリア
してステップ714に進む。As a result, at the time point t 4 (or t 4 ′, t 4 ″) at which the catalyst downstream air-fuel ratio changes from rich to lean, the flow in step 708 proceeds to step 709. In step 709, the counter CB is set to the predetermined value. It is determined whether or not the value is smaller than CB0. As a result, only when CB <CB0, it is determined that the catalyst is deteriorated, and the step 7
The alarm 19 is activated at 10 and the alarm bit XALM is set to "1" and stored in the backup RAM 106 at step 711. Then, in step 712, the counters CNT and CB are cleared and the process proceeds to step 714.

なお、時刻t4（もしくはt4′,t4″）におけるカウン
タCBの値は、三元触媒が完全なO2空状態からO2ストレー
ジ状態への移行時間を示し、したがって、三元触媒の浄
化性能（劣化度）を示している。たとえば、第８図に示
すように、カウンタCBの値は、触媒劣化度が大きくなる
につれて、CB1,CB2,CB3と小さくなる。したがって、上
述の所定値CB0はたとえばCB1＞CB0＞CB2となる値であ
る。The value of the counter CB at time t 4 (or t 4 ′, t 4 ″) indicates the transition time of the three-way catalyst from the completely O 2 empty state to the O 2 storage state, and thus the three-way catalyst The purification performance (deterioration degree) is shown, for example, as shown in Fig. 8, the value of the counter CB decreases to CB1, CB2, CB3 as the catalyst deterioration degree increases. CB0 is a value that satisfies CB1>CB0> CB2, for example.

第９図も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、第10図は第９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９
図、第10図においては、第７図、第８図の場合とは異な
り、始めに強制的に空燃比をリーンとした後、しかる後
に空燃比をリッチと反転し、その時点から触媒下流空燃
比が実際に反転する時間までの時間CAを計測することに
より触媒劣化を判別するものである。FIG. 9 is also a catalyst deterioration determination routine, which is executed every predetermined time, for example, every 4 ms, and FIG. 10 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG. Ninth
Unlike FIGS. 7 and 8, in FIGS. 10 and 10, the air-fuel ratio is first forced to lean, and thereafter the air-fuel ratio is reversed to rich, and from that point the catalyst downstream air The catalyst deterioration is determined by measuring the time CA until the time when the fuel ratio actually reverses.

時刻t1において、触媒劣化判別条件フラグXAが“0"か
ら“1"となると、ステップ901からステップ902〜904に
進み、空燃比は期間Ｔだけ強制的にリーンとされる。す
なわち、ステップ902にて時間計測カウンタCNTを１カウ
ントアップし、ステップ903にて、CNT＞Ｔか否かを判別
する。次にステップ904にて空燃比補正係数FAFを、 FAF←FAFAV−Ｂ とする。これにより、FAF＝FAFAV−Ｂの状態が時刻t2〜
t3（期間Ｔ）維持される。ここで、Ｔは触媒コンバータ
12の三元触媒が完全なO2ストレージ状態となるのに十分
に長い期間である。At time t 1 , when the catalyst deterioration determination condition flag XA changes from “0” to “1”, the process proceeds from step 901 to steps 902 to 904, and the air-fuel ratio is forcibly made lean for the period T. That is, in step 902, the time measurement counter CNT is incremented by 1, and in step 903, it is determined whether or not CNT> T. Next, at step 904, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to FAF ← FAFAV-B. As a result, the state of FAF = FAFAV-B changes from time t 2 to
t 3 (period T) is maintained. Where T is a catalytic converter
Twelve three-way catalysts are long enough to reach full O 2 storage.

次に、ステップ903における時刻t3において、CNT＞Ｔ
が満足されると、ステップ905に進み、空燃比は強制的
にリッチとされる。すなわち、空燃比補正係数FAFを、 FAF←FAFAV＋Ａ とする。ステップ906では、時間計測用カウンタCAを１
カウントアップし、ステップ907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908にてV2＞V
R2（リッチ）か否かを判別する。つまり、カウンタCAに
より時刻t3から触媒下流空燃比がリーンからリッチへ反
転するまでの時間を計測する。Next, at time t 3 in step 903, CNT> T
Is satisfied, the routine proceeds to step 905, where the air-fuel ratio is compulsorily made rich. That is, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to FAF ← FAFAV + A. In step 906, the time measuring counter CA is set to 1
Count up and in step 907 the downstream O 2 sensor 15
Output V 2 of A is converted and taken in, and in step 908 V 2 > V
Determine whether it is R2 (rich). That is, the counter CA measures the time from the time t 3 until the catalyst downstream air-fuel ratio is reversed from lean to rich.

上述の結果、触媒下流空燃比がリーンからリッチへの
反転時点t4（もしくはt4′,t4″）にて、ステップ908で
のフローはステップ909に進む。ステップ909では、カウ
ンタCAが所定値CA0より小さいか否かを判別し、その結
果、CA＜CA0のときのみ、触媒劣化と判断し、ステップ9
10にてアラーム19を付勢し、ステップ911にてアラーム
ビットXALMを“1"としてバックアップRAM106に格納す
る。そして、ステップ912にてカウンタCNT,CAをクリア
してステップ914に進む。As a result, at the time t 4 (or t 4 ′, t 4 ″) at which the catalyst downstream air-fuel ratio changes from lean to rich, the flow in step 908 proceeds to step 909. In step 909, the counter CA is set to the predetermined value. It is determined whether or not the value is smaller than CA0. As a result, only when CA <CA0, it is determined that the catalyst is deteriorated, and the step 9
The alarm 19 is activated at 10 and the alarm bit XALM is set to "1" and stored in the backup RAM 106 at step 911. Then, in step 912, the counters CNT and CA are cleared and the process proceeds to step 914.

なお、時刻t4（もしくはt4′,t4″）におけるカウン
タCAの値は、三元触媒が完全なO2ストレージ状態からの
O2掃き出し状態への移行時間を示し、したがって、三元
触媒の浄化性能（劣化度）を示している、たとえば、第
10図に示すように、カウンタCAの値は、触媒劣化度が大
きくなるにつれて、CA1,CA2,CA3と小さくなる。したが
って、上述の所定値CA0はたとえばCA1＞CA0＞CA2となる
値である。The value of the counter CA at the time t 4 (or t 4 ′, t 4 ″) is calculated from the complete O 2 storage state of the three-way catalyst.
It shows the transition time to the O 2 sweep-out state, and therefore shows the purification performance (deterioration degree) of the three-way catalyst.
As shown in FIG. 10, the value of the counter CA decreases to CA1, CA2, CA3 as the degree of catalyst deterioration increases. Therefore, the above-mentioned predetermined value CA0 is, for example, a value that satisfies CA1>CA0> CA2.

第11図も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、第12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。FIG. 11 is also a catalyst deterioration determination routine, which is executed every predetermined time, for example, 4 ms, and FIG. 12 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG.

第11図、第12図においては、第７図、第８図の場合及
び第９図、第10図の場合とを合体させたものである。す
なわち、始めに強制的に空燃比をリッチした後に、しか
る後に空燃比をリーンと反転し、その時点から触媒下流
空燃比を実際に反転する時点までの時間CBを計測し、さ
らに、空燃比をリッチと反転し、その時点から触媒下流
空燃比が実際に反転する時点までの時間CAを計測し、こ
れらの和CA＋CBにより触媒劣化を判別するようにしたも
のである。In FIGS. 11 and 12, the cases of FIGS. 7 and 8 and the cases of FIGS. 9 and 10 are combined. That is, after first forcibly enriching the air-fuel ratio, the air-fuel ratio is then reversed to lean, and the time CB from that time to the time when the catalyst downstream air-fuel ratio is actually reversed is measured, and further the air-fuel ratio is The time CA is reversed from rich to the time when the catalyst downstream air-fuel ratio is actually reversed, and the time CA is measured, and the catalyst deterioration is discriminated by the sum of these CA + CB.

時刻t1以前では触媒劣化判別条件フラグXAは“0"であ
るので、ステップ1101からステップ1118に進み、カウン
タCNT,CA,CBをクリアしてステップ1119に進む。Since the catalyst deterioration determination condition flag XA is “0” before the time t 1 , the process proceeds from step 1101 to step 1118, the counters CNT, CA, CB are cleared and the process proceeds to step 1119.

時刻t1において、触媒劣化判別条件フラグXAが“0"か
ら“1"となると、ステップ1101からステップ1102〜1105
に進み、空燃比は期間Ｔだけ強制的にリッチとされる。
すなわち、ステップ1102にて時間計測カウンタCNTを１
カウントアップし、ステップ1103,1104にて、CNT＞2Tか
否か、及びCNT＞Ｔか否かを判別する。次にステップ110
5にて空燃比補正係数FAFを、 FAF←FAFAV＋Ａ とする。これにより、FAF＝FAFAV＋Ａの状態が時刻t2〜
t3（期間Ｔ）維持される。ここで、Ｔは触媒コンバータ
12の三元触媒が完全なO2空状態となるのに十分に長い期
間である。At time t 1 , when the catalyst deterioration determination condition flag XA changes from “0” to “1”, steps 1101 to 1102 to 1105
Then, the air-fuel ratio is forcibly made rich during the period T.
That is, in step 1102, the time measurement counter CNT is set to 1
After counting up, in steps 1103 and 1104, it is determined whether or not CNT> 2T and CNT> T. Next step 110
In step 5, set the air-fuel ratio correction coefficient FAF to FAF ← FAFAV + A. As a result, the state of FAF = FAFAV + A changes from time t 2 to
t 3 (period T) is maintained. Where T is a catalytic converter
This is a sufficiently long period for the 12 three-way catalysts to be completely empty of O 2 .

次に、Ｔ＜CNT≦2Tの間すなわち、時刻t3〜t5では、
ステップ1104でのフローがステップ1106〜1109に進む。
ステップ1106〜1109では、空燃比を強制的にリーンとし
て（FAF←FAFAV−Ｂ）反転させ、その時点から触媒下流
空燃比が実際に反転するまでの時間CBを計測する。すな
わち、第12図におけるCB1,CB2,CB3に相当する時間を計
測する。Next, between T <CNT ≦ 2T, that is, at times t 3 to t 5 ,
The flow of step 1104 proceeds to steps 1106-1109.
In steps 1106-1109, the air-fuel ratio is forcibly made lean (FAF ← FAFAV-B) and inverted, and the time CB from that time until the catalyst downstream air-fuel ratio is actually inverted is measured. That is, the time corresponding to CB1, CB2, CB3 in FIG. 12 is measured.

なお、カウンタCNTが2Tである時刻では、触媒コンバ
ータ12の三元触媒が完全なO2ストレージ状態となってい
る。At the time when the counter CNT is 2T, the three-way catalyst of the catalytic converter 12 is in a complete O 2 storage state.

さらに、CNT＞2T、すなわち時刻t5以降では、ステッ
プ1103でのフローはステップ1110〜1117に進む。ステッ
プ1110では、空燃比は強制的にリッチとされる。すなわ
ち、空燃比補正係数FAFを、 FAF←FAFAV＋Ａ とする。ステップ1111,1112,1113にてカウンタCAにより
時刻t5から触媒下流空燃比がリーンからリッチへ反転す
るまでの時間を計測する。Furthermore, when CNT> 2T, that is, after time t 5 , the flow in step 1103 proceeds to steps 1110 to 1117. In step 1110, the air-fuel ratio is compulsorily made rich. That is, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to FAF ← FAFAV + A. In steps 1111, 1112, and 1113, the counter CA measures the time from the time t 5 until the catalyst downstream air-fuel ratio reverses from lean to rich.

上述の結果、触媒下流空燃比がリーンからリッチへの
反転時点t6（もしくはt6′,t6″）にて、ステップ1113
でのフローはステップ1114に進む。ステップ1114では、
和CA＋CBが所定値X2より小さいか否かを判別し、その結
果、CA＋CB＜X2のときのみ、触媒劣化と判断し、ステッ
プ1115にてアラーム19を付勢し、ステップ1116にてアラ
ームビットXALMを“1"としてバックアップRAM106に格納
する。そして、ステップ1117にてカウンタCNT,CA,CBを
クリアしてステップ1118に進む。As a result of the above, at the time t 6 (or t 6 ′, t 6 ″) at which the catalyst downstream air-fuel ratio changes from lean to rich, step 1113
Then, the flow proceeds to step 1114. In step 1114,
CA + CB is determined whether or not the predetermined value X 2 is smaller than the sum, as a result, only when CA + CB <of X 2, determines that the catalyst deterioration, urges the alarm 19 in step 1115, the alarm bit in step 1116 The XALM is stored in the backup RAM 106 as "1". Then, in step 1117, the counters CNT, CA and CB are cleared and the process proceeds to step 1118.

上述のカウンタCAの値は三元触媒の完全なO2ストレー
ジ状態からO2掃き出し状態への移行時間を表わし、ま
た、カウンタCBの値は三元触媒の完全なO2空状態からO2
ストレージ状態への移行時間を表わすので、その和CA＋
CBは三元触媒の浄化性能（劣化度）をより高精度に示し
ている。このCA＋CBの値は、第12図に示すように、触媒
劣化度が大きくなるにつれて、CA1＋CB1,CA2＋CB2,CA3
＋CB3と小さくなる。したがって、上述の所定値X2はた
とえばCA1＋CB1＞X2＞CA2＋CB2となる値である。The value of the counter CA described above represents the transition time from the complete O 2 storage state of the three-way catalyst to the O 2 sweep state, and the value of the counter CB from the complete O 2 empty state of the three-way catalyst to O 2
It represents the transition time to the storage state, so the sum CA +
CB shows the purification performance (deterioration degree) of the three-way catalyst with higher accuracy. As shown in FIG. 12, the value of CA + CB is CA1 + CB1, CA2 + CB2, CA3 as the degree of catalyst deterioration increases.
It becomes smaller as + CB3. Therefore, the above-mentioned predetermined value X 2 is a value such that CA1 + CB1> X 2 > CA2 + CB2.

第13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実行される。ステップ1301ではRAM
105より吸入空気量データＱ及び回転速度データNeを読
出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTAUP←α・
Q/Ne（αは定数）とする。ステップ1302では、最終噴射
量TAUを、TAU←TAUP・FAF・β＋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
正量である。次いで、ステップ1303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1004にてこのルーチンは終了する。FIG. 13 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, 360 ° CA. RAM in step 1301
The intake air amount data Q and the rotational speed data Ne are read from 105 to calculate the basic injection amount TAUP. For example, TAUP ← α ・
Q / Ne (α is a constant). In step 1302, the final injection amount TAU is calculated by TAU ← TAUP · FAF · β + γ. Here, β and γ are correction amounts determined by other operation state parameters. Next, at step 1303, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. Then, in step 1004, this routine ends.

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108のボローアウト信号によ
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。As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the flip-flop 109 is reset by the borrow-out signal of the down counter 108 and the fuel injection ends.

なお、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は応答性の良い
上流側O2センサによる制御を主として行い、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。The first air-fuel ratio feedback control is performed every 4ms.
Also, the reason why the second air-fuel ratio feedback control is performed every 512 ms is that the air-fuel ratio feedback control mainly performs the control by the upstream O 2 sensor having a high response, and the control by the downstream O 2 sensor having a low response. It is to do so.

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、等を下流側O2センサの出力により補正す
るダブルO2センサシステムにも、また、第２の空燃比補
正係数を導入するダブルO2センサシステムにも本発明を
適用し得る。また、スキップ量、遅延時間、積分定数の
うちの２つを同時に制御することにより制御性を向上で
きる。さらにスキップ量RSR,RSLのうちの一方を固定し
他方のみを可変とすることも、遅延時間TDR,TDLのうち
の一方を固定し他方のみを可変とすることも、あるいは
リッチ積分定数KLR、リーン積分定数KILの一方を固定し
他方を可変とすることも可能である。In addition, a constant involved in other control in the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor, for example, a delay time, an integration constant, etc. also in the double O 2 sensor system that corrects by the output of the downstream O 2 sensor, The present invention can be applied to a double O 2 sensor system that introduces a second air-fuel ratio correction coefficient. Controllability can be improved by simultaneously controlling two of the skip amount, the delay time, and the integration constant. Further, it is possible to fix one of the skip amounts RSR and RSL and make only the other variable, or to fix one of the delay times TDR and TDL and make only the other variable, or to use the rich integration constant KLR or lean. It is also possible to fix one of the integration constants KIL and make the other variable.

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、燃料噴射弁により吸気系
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て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1301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1302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 valve controls the fuel injection amount to the intake system is described. However, the present invention can be applied to a carburetor-type internal combustion engine. For example, the air-fuel ratio is controlled by adjusting the intake air amount of the engine using 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 1301 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 rotational 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。特に、上流側空燃比センサとし
てTiO2センサを用いると、制御応答性が向上し、下流側
空燃比センサの出力による過補正が防止できる。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. In particular, when a TiO 2 sensor is used as the upstream air-fuel ratio sensor, the control response is improved and overcorrection due to the output of the downstream air-fuel ratio sensor can be prevented.

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、高い精度でもっ
て三元触媒の劣化を判別することができる。As described above, according to the present invention, the deterioration of the three-way catalyst can be determined with high accuracy.

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

第1A図、第1B図、第1C図、第1D図、第1E図、第1F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エミッション特性図、 第３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４図、第６図、第７図、第９図、第11図、第13図は第
３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５図、第８図、第10図、第12図はそれぞれ第４図、第
７図、第９図、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。 １……機関本体、２……エアフローメータ、 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、 14……下流側O2センサ、 17……アイドルスイッチ。1A, 1B, 1C, 1D, 1E, and 1F are overall block diagrams for explaining the configuration of the present invention, and FIG. 2 is a single O 2 sensor system and a double O 2 sensor system. FIG. 3 is an emission characteristic diagram for explaining a sensor system, FIG. 3 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, FIG. 4, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 11 and 13 are flowcharts for explaining the operation of the control circuit of FIG. 3, and FIGS. 5, 8, 10 and 12 are FIG. 4, FIG. 7, and FIG. 9, respectively. FIG. 12 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG. 11 and FIG. 1 ...... engine body, 2 ...... airflow meter, 4 ...... distributor, 5,6 ...... crank angle sensor, 10 ...... control circuit, 12 ...... catalytic converter, 13 ...... upstream O 2 sensor, 14 ...... Downstream O 2 sensor, 17 …… Idle switch.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリッチにし、しかる後に強制的にリーンするリッチ／
リーン強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリッチからリーンへの
反転を判別するリッチ／リーン反転判別手段と、 前記機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後か
ら、前記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時間計測手段と、 該計測された時間から前記三元触媒の劣化を判別する触
媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。1. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine; a downstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine; When the operating state of is a predetermined operating state, the air-fuel ratio of the engine is forcibly made rich only for a predetermined period, and thereafter, forcibly made rich /
A lean forced reversal unit, a rich / lean reversal determination unit that determines reversal of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor from rich to lean, and a lean / lean reversal determination unit after the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean An internal combustion engine including a time measuring means for measuring the time until the output of the side air-fuel ratio sensor changes from rich to lean and a catalyst deterioration judging means for judging deterioration of the three-way catalyst from the measured time. Catalyst deterioration determination device. 【請求項２】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリーンにし、しかる後に強制的にリッチにするリーン
／リッチ強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリーンからリッチへの
反転を判別するリーン／リッチ反転判別手段と、 前記機関の空燃比のリーンからリッチへの強制反転後か
ら、前記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前記三元触媒の劣化を判別する触
媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。2. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, a downstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine, and the engine. The lean / rich forced reversal means forcibly making the air-fuel ratio of the engine lean for a predetermined period and then forcibly rich when the operating state of the engine is a predetermined operating state; A lean / rich inversion determination means for determining the lean-to-rich inversion of the output of the side air-fuel ratio sensor, and the output of the downstream-side air-fuel ratio sensor is lean after the forced inversion of the air-fuel ratio of the engine from lean to rich. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine, comprising: a time measuring means for measuring a time from when the fuel cell changes to a rich state; and a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the three-way catalyst based on the measured time. 【請求項３】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリッチにし、しかる後に強制的にリーンにするリッチ
／リーン強制反転手段と、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリーンにし、しかる後に強制的にリッチにするリーン
／リッチ強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリッチからリーンへの
反転およびリーンからリッチの反転を判別する反転判別
手段と、 前記機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後か
ら、前記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１の時間を計測する第１の時間計測
手段と、 前記機関の空燃比のリーンからリッチへの強制反転後か
ら、前記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の時間から前記三元触媒の劣化
を判別する触媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。3. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine; a downstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine; Rich / lean forced reversal means for forcibly making the air-fuel ratio of the engine rich for a predetermined period and then forcibly leaning when the operating state of the engine is a predetermined operating state; The lean / rich forced reversal means forcibly making the air-fuel ratio of the engine lean for a predetermined period and then forcibly rich when the operating state of the engine is a predetermined operating state; Inversion determination means for determining inversion of the output of the side air-fuel ratio sensor from rich to lean and inversion of lean to rich, and after the forced inversion of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean, the downstream air A first time measuring means for measuring a first time until the output of the ratio sensor reverses from rich to lean; and after the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from lean to rich, the downstream side air-fuel ratio sensor Second time measuring means for measuring a second time until the output of the engine reverses from lean to rich, and catalyst deterioration determination for determining deterioration of the three-way catalyst from the measured first and second times An apparatus for determining catalyst deterioration of an internal combustion engine, comprising: 【請求項４】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサの出力および前記下流側空燃比
センサの出力に応じて前記機関の空燃比の調整する空燃
比調整手段と、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリッチにし、しかる後に強制的にリーンするリッチ／
リーン強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリッチからリーンへの
反転を判別するリッチ／リーン反転判別手段と、 前記機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後か
ら、前記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時間計測手段と、 該計測された時間から前記三元触媒の劣化を判別する触
媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。4. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an upstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage upstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine, and the three-way catalyst. A downstream side air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the engine provided in the exhaust passage on the downstream side of the original catalyst, and an output of the upstream side air-fuel ratio sensor and an output of the downstream side air-fuel ratio sensor of the engine Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio, when the operating state of the engine is a predetermined operating state, the air-fuel ratio of the engine is forcibly made rich only for a predetermined period, and then forcibly. Rich to lean
A lean forced reversal unit, a rich / lean reversal determination unit that determines reversal of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor from rich to lean, and a lean / lean reversal determination unit after the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean An internal combustion engine including a time measuring means for measuring the time until the output of the side air-fuel ratio sensor changes from rich to lean and a catalyst deterioration judging means for judging deterioration of the three-way catalyst from the measured time. Catalyst deterioration determination device. 【請求項５】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の排気通路の下流側に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサの出力および前記下流側空燃比
センサの出力に応じて前記機関の空燃比の調整する空燃
比調整手段と、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリーンにし、しかる後に強制的にリッチにするリーン
／リッチ強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリーンからリッチへの
反転を判別するリーン／リッチ反転判別手段と、 前記機関の空燃比のリーンからリッチへの強制反転後か
ら、前記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前記三元触媒の劣化を判別する触
媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。5. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an upstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage upstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine, and the three-way catalyst. A downstream side air-fuel ratio sensor that is provided on the downstream side of the exhaust passage of the original catalyst and detects the air-fuel ratio of the engine, and the output of the upstream side air-fuel ratio sensor and the output of the downstream side air-fuel ratio sensor Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio, when the operating state of the engine is a predetermined operating state, the air-fuel ratio of the engine is forcibly made lean only for a predetermined period, and then forcibly. A lean / rich forced reversal means for making rich, a lean / rich inversion discrimination means for discriminating the lean to rich reversal of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, and a forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from lean to rich Later A time measuring means for measuring the time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor changes from lean to rich, and a catalyst deterioration judging means for judging deterioration of the three-way catalyst from the measured time. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine. 【請求項６】内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
と、 該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の排気通路の下流側に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサの出力および前記下流側空燃比
センサの出力に応じて前記機関の空燃比を調整する空燃
比調整手段と、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリッチにし、しかる後に強制的にリーンにするリッチ
／リーン強制反転手段と、 前記機関の運転状態が予め定められた運転状態のとき
に、前記機関の空燃比を予め定められた期間だけ強制的
にリーンにし、しかる後に強制的にリッチにするリーン
／リッチ強制反転手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリッチからリーンへの
反転およびリーンからリッチの反転を判別する反転判別
手段と、 前記機関の空燃比のリッチからリーンへの強制反転後か
ら、前記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１の時間を計測する第１の時間計測
手段と、 前記機関の空燃比のリーンからリッチへの強制反転後か
ら、前記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の時間から前記三元触媒の劣化
を判別する触媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判別装置。6. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an upstream air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage upstream of the three-way catalyst for detecting an air-fuel ratio of the engine, and the three-way catalyst. A downstream side air-fuel ratio sensor that is provided on the downstream side of the exhaust passage of the original catalyst and detects the air-fuel ratio of the engine, and the output of the upstream side air-fuel ratio sensor and the output of the downstream side air-fuel ratio sensor Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio, when the operating state of the engine is a predetermined operating state, the air-fuel ratio of the engine is forcibly made rich only for a predetermined period, and then forcibly. Rich / lean forced reversal means for leaning, and when the operating state of the engine is a predetermined operating state, the air-fuel ratio of the engine is forcibly made lean only for a predetermined period, and then forcibly. To make rich Rich / lean forced reversal means, reversal discrimination means for discriminating between lean-to-lean reversal and lean-to-rich reversal of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, and forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from rich to lean After the first time measuring means for measuring a first time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor reverses from rich to lean, and after the forced reversal of the air-fuel ratio of the engine from lean to rich. , Second time measuring means for measuring a second time until the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is reversed from lean to rich, and the three-way catalyst of the three-way catalyst from the measured first and second times. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine, comprising: a catalyst deterioration determination means for determining deterioration.
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