JP3063629B2 - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化判定装置Info
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- JP3063629B2 JP3063629B2 JP8212758A JP21275896A JP3063629B2 JP 3063629 B2 JP3063629 B2 JP 3063629B2 JP 8212758 A JP8212758 A JP 8212758A JP 21275896 A JP21275896 A JP 21275896A JP 3063629 B2 JP3063629 B2 JP 3063629B2
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気ガス
浄化用触媒の劣化判定装置に係わり、特に急激な加減速
を行った場合にも誤判定の発生を防止することのできる
内燃機関の触媒劣化判定装置に関する。
浄化用触媒の劣化判定装置に係わり、特に急激な加減速
を行った場合にも誤判定の発生を防止することのできる
内燃機関の触媒劣化判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用内燃機関において
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、内
燃機関の燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、
内燃機関における燃料噴射制御においては、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッ
チかリーンかを感知するＯ2 センサ（酸素濃度センサ）
（図２参照）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量
を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、内
燃機関の燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、
内燃機関における燃料噴射制御においては、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッ
チかリーンかを感知するＯ2 センサ（酸素濃度センサ）
（図２参照）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量
を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
【０００３】かかる空燃比フィードバック制御では、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
場所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサよりも緩やかに変化し、従って混
合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ2 セン
サシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイン空燃
比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 センサに
よるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであ
り、メイン空燃比フィードバック制御による空燃比補正
係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正するこ
とにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつきを吸
収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
素濃度を検出するＯ2 センサをできるだけ燃焼室に近い
場所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサよりも緩やかに変化し、従って混
合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ2 セン
サシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイン空燃
比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 センサに
よるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであ
り、メイン空燃比フィードバック制御による空燃比補正
係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正するこ
とにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつきを吸
収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
【０００４】以上のような精密な空燃比制御を実施して
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒により触媒が劣化してく
ると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはできない。
そこで、従来より、種々の触媒劣化判定装置が提案され
ている。その一つは、触媒下流側Ｏ2 センサによって暖
機後のＯ2 ストレージ効果（過剰の酸素を保持し未燃焼
排気物の浄化に利用する機能）の低下を検出することに
より、触媒の劣化を診断するものである。すなわち、触
媒の劣化は、結果として暖機後の浄化性能の低下を誘発
するが、この装置は、Ｏ2 ストレージ効果の低下を浄化
性能の低下と推定し、下流側Ｏ2 センサの出力信号を使
用して、その軌跡長、フィードバック周波数等を求め、
Ｏ2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化を判定
するものである。例えば、特開平５−９８９４８号公報
に開示された装置は、理論空燃比へのフィードバック制
御中において上流側及び下流側Ｏ2 センサの出力の軌跡
長を求め、それらの比に基づき触媒劣化を判定する装置
である。
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒により触媒が劣化してく
ると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはできない。
そこで、従来より、種々の触媒劣化判定装置が提案され
ている。その一つは、触媒下流側Ｏ2 センサによって暖
機後のＯ2 ストレージ効果（過剰の酸素を保持し未燃焼
排気物の浄化に利用する機能）の低下を検出することに
より、触媒の劣化を診断するものである。すなわち、触
媒の劣化は、結果として暖機後の浄化性能の低下を誘発
するが、この装置は、Ｏ2 ストレージ効果の低下を浄化
性能の低下と推定し、下流側Ｏ2 センサの出力信号を使
用して、その軌跡長、フィードバック周波数等を求め、
Ｏ2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化を判定
するものである。例えば、特開平５−９８９４８号公報
に開示された装置は、理論空燃比へのフィードバック制
御中において上流側及び下流側Ｏ2 センサの出力の軌跡
長を求め、それらの比に基づき触媒劣化を判定する装置
である。
【０００５】一方、近年においては、三元触媒が常に一
定の安定した浄化性能を発揮しうるように空燃比を制御
する内燃機関も開発されている。すなわち、Ｏ2 ストレ
ージ能力は、排気ガスがリーン状態にあるときに過剰分
の酸素を吸着し、排気ガスがリッチ状態にあるときに不
足分の酸素を放出することにより、排気ガスを浄化する
ものであるが、このような能力は有限なものである。従
って、Ｏ2 ストレージ能力を効果的に利用するために
は、排気ガスの空燃比が次にリッチ状態又はリーン状態
のいずれとなってもよいように、触媒中に貯蔵されてい
る酸素の量を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量の半分）
に維持することが肝要であり、そのように維持されてい
れば、常に一定のＯ2 吸着・放出作用が可能となり、結
果として触媒による一定の酸化・還元能力が常に得られ
る。
定の安定した浄化性能を発揮しうるように空燃比を制御
する内燃機関も開発されている。すなわち、Ｏ2 ストレ
ージ能力は、排気ガスがリーン状態にあるときに過剰分
の酸素を吸着し、排気ガスがリッチ状態にあるときに不
足分の酸素を放出することにより、排気ガスを浄化する
ものであるが、このような能力は有限なものである。従
って、Ｏ2 ストレージ能力を効果的に利用するために
は、排気ガスの空燃比が次にリッチ状態又はリーン状態
のいずれとなってもよいように、触媒中に貯蔵されてい
る酸素の量を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量の半分）
に維持することが肝要であり、そのように維持されてい
れば、常に一定のＯ2 吸着・放出作用が可能となり、結
果として触媒による一定の酸化・還元能力が常に得られ
る。
【０００６】このように触媒の浄化性能を維持すべくＯ
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
上流側空燃比センサとして空燃比をリニアに検出可能な
Ａ／Ｆセンサ（図３参照）が用いられ、比例及び積分動
作（ＰＩ動作）によるフィードバック制御が行われる。
すなわち、 次回燃料補正量＝Ｋp ＊（今回の燃料差）＋Ｋs ＊Σ
（これまでの燃料差） 但し、燃料差＝（実際に筒内で燃焼せしめられた燃料
量）−（吸入空気をストイキとする目標筒内燃料量） 実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量＝空気量検出値／
空燃比検出値 Ｋp ＝比例項ゲイン Ｋs ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
上流側空燃比センサとして空燃比をリニアに検出可能な
Ａ／Ｆセンサ（図３参照）が用いられ、比例及び積分動
作（ＰＩ動作）によるフィードバック制御が行われる。
すなわち、 次回燃料補正量＝Ｋp ＊（今回の燃料差）＋Ｋs ＊Σ
（これまでの燃料差） 但し、燃料差＝（実際に筒内で燃焼せしめられた燃料
量）−（吸入空気をストイキとする目標筒内燃料量） 実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量＝空気量検出値／
空燃比検出値 Ｋp ＝比例項ゲイン Ｋs ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
【０００７】上記した燃料補正量の演算式からわかるよ
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。
【０００８】かかるＯ2 ストレージ量一定制御システム
においても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補償
するために、触媒下流側にも空燃比センサ（Ｏ2 センサ
またはＡ／Ｆセンサ）が設けられることがある。従っ
て、この場合にも、ダブルＯ2センサシステムと同様
に、触媒のＯ2 ストレージ効果の低下を下流側空燃比セ
ンサで検出することにより、触媒の劣化を検出すること
が考えられる。
においても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補償
するために、触媒下流側にも空燃比センサ（Ｏ2 センサ
またはＡ／Ｆセンサ）が設けられることがある。従っ
て、この場合にも、ダブルＯ2センサシステムと同様
に、触媒のＯ2 ストレージ効果の低下を下流側空燃比セ
ンサで検出することにより、触媒の劣化を検出すること
が考えられる。
【０００９】しかしながら触媒下流側に設けられた下流
側空燃比センサの出力は燃焼ガスが内燃機関から排出さ
れてからこの下流側空燃比センサに到達するまでの時間
の影響を受け、到達時間の長い時（即ち吸入空気量が少
ない時）は反転周期は長く軌跡長は短くなり、到達時間
の短い時（即ち吸入空気量が多い時）は反転周期は短く
軌跡長は長くなるため、加減速が発生した場合に誤判定
が発生するおそれがある。
側空燃比センサの出力は燃焼ガスが内燃機関から排出さ
れてからこの下流側空燃比センサに到達するまでの時間
の影響を受け、到達時間の長い時（即ち吸入空気量が少
ない時）は反転周期は長く軌跡長は短くなり、到達時間
の短い時（即ち吸入空気量が多い時）は反転周期は短く
軌跡長は長くなるため、加減速が発生した場合に誤判定
が発生するおそれがある。
【００１０】上記課題を解決するために、内燃機関が特
定運転状態にあるときに限り触媒の劣化判定を行う装置
がすでに提案されている（特公平７−２６５７８公報参
照）。
定運転状態にあるときに限り触媒の劣化判定を行う装置
がすでに提案されている（特公平７−２６５７８公報参
照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら燃料噴射
量を決定する際に実際に燃料噴射が実行される時の筒内
空気量を吸入空気量の変化率から推定する場合には、急
激な加減速が行われた場合、即ち吸入空気量が急変した
場合には以下の理由から触媒の劣化判定で誤判定が発生
するおそれが生じる。 １．急激な加減速が行われた場合は筒内空気量の推定精
度が悪化するため、推定筒内空気量に基づき算出された
燃料量を噴射した場合には空燃比を目標空燃比に制御す
ることができずフィードバック補正量が過大となる結果
制御空燃比の変動が大きくなり、劣化判定の精度が低下
する。 ２．触媒上流側の空燃比センサは高温の排気ガスに晒さ
れる結果検出特性がずれる劣化が発生する場合がある。
量を決定する際に実際に燃料噴射が実行される時の筒内
空気量を吸入空気量の変化率から推定する場合には、急
激な加減速が行われた場合、即ち吸入空気量が急変した
場合には以下の理由から触媒の劣化判定で誤判定が発生
するおそれが生じる。 １．急激な加減速が行われた場合は筒内空気量の推定精
度が悪化するため、推定筒内空気量に基づき算出された
燃料量を噴射した場合には空燃比を目標空燃比に制御す
ることができずフィードバック補正量が過大となる結果
制御空燃比の変動が大きくなり、劣化判定の精度が低下
する。 ２．触媒上流側の空燃比センサは高温の排気ガスに晒さ
れる結果検出特性がずれる劣化が発生する場合がある。
【００１２】上流側Ａ／Ｆセンサが劣化したときは、正
常な場合とは異なる電圧を出力する、即ち振幅に差が生
じるだけでなく、目標空燃比相当電圧との偏差に誤差を
生じるため空燃比フィードバック制御中であれば上流側
Ａ／Ｆセンサ出力が目標空燃比相当電圧を横切ってから
目標空燃比相当電圧を逆方向に横切るまでの周期にも差
が生じる。
常な場合とは異なる電圧を出力する、即ち振幅に差が生
じるだけでなく、目標空燃比相当電圧との偏差に誤差を
生じるため空燃比フィードバック制御中であれば上流側
Ａ／Ｆセンサ出力が目標空燃比相当電圧を横切ってから
目標空燃比相当電圧を逆方向に横切るまでの周期にも差
が生じる。
【００１３】この特性を利用して上流側Ａ／Ｆセンサ出
力の振幅と周期から上流側Ａ／Ｆセンサの劣化度合を推
定し劣化による検出特性の変化を補正することも可能で
あるが、急激な加減速により制御空燃比が大きく変動し
たときには上流側Ａ／Ｆセンサの劣化に対する補正が過
度となる結果、劣化判定の精度が低下する。上記誤判定
を回避するためには吸入空気量（あるいはスロットル弁
開度）の変動が所定範囲以上であるときに触媒の劣化判
定を中止すればよいが、触媒劣化判定の機会が減少す
る。
力の振幅と周期から上流側Ａ／Ｆセンサの劣化度合を推
定し劣化による検出特性の変化を補正することも可能で
あるが、急激な加減速により制御空燃比が大きく変動し
たときには上流側Ａ／Ｆセンサの劣化に対する補正が過
度となる結果、劣化判定の精度が低下する。上記誤判定
を回避するためには吸入空気量（あるいはスロットル弁
開度）の変動が所定範囲以上であるときに触媒の劣化判
定を中止すればよいが、触媒劣化判定の機会が減少す
る。
【００１４】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、三元触媒の劣化判定精度を維持しつつ判別機会を
増加するとともに、急激な加減速が発生した場合に誤判
定を防止することのできる内燃機関の触媒劣化判定装置
を提供することを目的とする。
って、三元触媒の劣化判定精度を維持しつつ判別機会を
増加するとともに、急激な加減速が発生した場合に誤判
定を防止することのできる内燃機関の触媒劣化判定装置
を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る内燃
機関の触媒劣化判定装置の基本構成図である。請求項１
に係る内燃機関の触媒劣化判定装置は、内燃機関の排気
通路に設けられた排気浄化用触媒の上流側に設けられ排
気ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上
流側空燃比センサＡと、少なくとも上流側空燃比センサ
Ａの出力に基づいて機関空燃比が目標空燃比となるよう
にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段Ｂと、排気浄化用触媒の下流側に設けられ排気ガス中
の酸素濃度を検出する下流側空燃比センサＣと、空燃比
フィードバック制御手段Ｂによる空燃比フィードバック
制御実行中の触媒劣化判定期間内において下流側空燃比
センサＣの出力に基づいて排気浄化用触媒の劣化を判定
する触媒劣化判定手段Ｄと、触媒劣化判定期間内に負荷
の変化量の積算値を算出する負荷変化量積算値算出手段
Ｅと、負荷変化量積算値算出手段Ｅで算出される負荷の
変化量の積算値が予め定められたしきい値以上となった
ときは触媒劣化判定手段Ｄによる排気浄化用触媒の劣化
の判定を中止する劣化検出中止手段Ｆと、を具備する。
機関の触媒劣化判定装置の基本構成図である。請求項１
に係る内燃機関の触媒劣化判定装置は、内燃機関の排気
通路に設けられた排気浄化用触媒の上流側に設けられ排
気ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上
流側空燃比センサＡと、少なくとも上流側空燃比センサ
Ａの出力に基づいて機関空燃比が目標空燃比となるよう
にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段Ｂと、排気浄化用触媒の下流側に設けられ排気ガス中
の酸素濃度を検出する下流側空燃比センサＣと、空燃比
フィードバック制御手段Ｂによる空燃比フィードバック
制御実行中の触媒劣化判定期間内において下流側空燃比
センサＣの出力に基づいて排気浄化用触媒の劣化を判定
する触媒劣化判定手段Ｄと、触媒劣化判定期間内に負荷
の変化量の積算値を算出する負荷変化量積算値算出手段
Ｅと、負荷変化量積算値算出手段Ｅで算出される負荷の
変化量の積算値が予め定められたしきい値以上となった
ときは触媒劣化判定手段Ｄによる排気浄化用触媒の劣化
の判定を中止する劣化検出中止手段Ｆと、を具備する。
【００１６】本装置によれば、触媒劣化判定期間内の負
荷変化が所定のしきい値以上であるときは排気浄化用触
媒の劣化判定が中止されるため、誤判定の発生が未然に
防止されるとともに判定の機会が最大限維持される。請
求項２に係る内燃機関の触媒劣化判定装置は、空燃比フ
ィードバック制御手段による空燃比フィードバック制御
実行中に触媒劣化判定期間より短い短期触媒劣化判定期
間内の負荷の変化量の積算値を算出する短期負荷変化量
積算値算出手段１７と、短期負荷変化量積算値算出手段
Ｇで算出される短期触媒劣化判定期間内の負荷の変化量
の積算値が予め定められた第２のしきい値以上となった
ときは触媒劣化判定手段Ｄによる排気浄化用触媒の劣化
の判定を中止する第２の劣化検出中止手段Ｈと、をさら
に具備する。
荷変化が所定のしきい値以上であるときは排気浄化用触
媒の劣化判定が中止されるため、誤判定の発生が未然に
防止されるとともに判定の機会が最大限維持される。請
求項２に係る内燃機関の触媒劣化判定装置は、空燃比フ
ィードバック制御手段による空燃比フィードバック制御
実行中に触媒劣化判定期間より短い短期触媒劣化判定期
間内の負荷の変化量の積算値を算出する短期負荷変化量
積算値算出手段１７と、短期負荷変化量積算値算出手段
Ｇで算出される短期触媒劣化判定期間内の負荷の変化量
の積算値が予め定められた第２のしきい値以上となった
ときは触媒劣化判定手段Ｄによる排気浄化用触媒の劣化
の判定を中止する第２の劣化検出中止手段Ｈと、をさら
に具備する。
【００１７】本装置によれば、触媒劣化判定期間内に短
時間の所定のしきい値以上の負荷変化があった場合にも
排気浄化用触媒の劣化判定が中止ため、負荷急変時の誤
判定の発生が未然に防止される。
時間の所定のしきい値以上の負荷変化があった場合にも
排気浄化用触媒の劣化判定が中止ため、負荷急変時の誤
判定の発生が未然に防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。図４は、本発明の一実施
形態に係る触媒劣化判別装置を備えた電子制御式内燃機
関の全体概要図である。内燃機関の燃焼に必要な空気
は、エアクリーナ２で濾過され、スロットルボディ４を
通ってサージタンク（インテークマニホルド）６で各気
筒の吸気管７に分配される。なお、その吸入空気流量
は、スロットルボディ４に設けられたスロットル弁５に
より調節されるとともに、エアフローメータ４０により
計測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３
により検出される。
の実施形態について説明する。図４は、本発明の一実施
形態に係る触媒劣化判別装置を備えた電子制御式内燃機
関の全体概要図である。内燃機関の燃焼に必要な空気
は、エアクリーナ２で濾過され、スロットルボディ４を
通ってサージタンク（インテークマニホルド）６で各気
筒の吸気管７に分配される。なお、その吸入空気流量
は、スロットルボディ４に設けられたスロットル弁５に
より調節されるとともに、エアフローメータ４０により
計測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３
により検出される。
【００１９】スロットル弁５の開度は、スロットル開度
センサ４２により検出される。また、スロットル弁５が
全閉状態のときにはアイドルスイッチ５２がオンとな
り、その出力であるスロットル全閉信号がアクティブと
なる。また、スロットル弁５をバイパスするアイドルア
ジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調節する
ためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６が設け
られている。
センサ４２により検出される。また、スロットル弁５が
全閉状態のときにはアイドルスイッチ５２がオンとな
り、その出力であるスロットル全閉信号がアクティブと
なる。また、スロットル弁５をバイパスするアイドルア
ジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調節する
ためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６が設け
られている。
【００２０】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。吸
気管７では、空気と燃料とが混合され、その混合気は、
吸気弁２４を介して内燃機関本体すなわち気筒（シリン
ダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃焼室２１におい
て、混合気は、ピストン２３により圧縮された後、点火
されて爆発・燃焼し、動力を発生する。そのような点火
は、点火信号を受けたイグナイタ６２が、点火コイル６
３の１次電流の通電及び遮断を制御し、その２次電流
が、点火ディストリビュータ６４を介してスパークプラ
グ６５に供給されることによりなされる。
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。吸
気管７では、空気と燃料とが混合され、その混合気は、
吸気弁２４を介して内燃機関本体すなわち気筒（シリン
ダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃焼室２１におい
て、混合気は、ピストン２３により圧縮された後、点火
されて爆発・燃焼し、動力を発生する。そのような点火
は、点火信号を受けたイグナイタ６２が、点火コイル６
３の１次電流の通電及び遮断を制御し、その２次電流
が、点火ディストリビュータ６４を介してスパークプラ
グ６５に供給されることによりなされる。
【００２１】なお、点火ディストリビュータ６４には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、内燃
機関本体（気筒）２０は、冷却水通路２２に導かれた冷
却水により冷却され、その冷却水温度は水温センサ４４
によって検出される。
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、内燃
機関本体（気筒）２０は、冷却水通路２２に導かれた冷
却水により冷却され、その冷却水温度は水温センサ４４
によって検出される。
【００２２】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆ
センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排
気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その
触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆ
センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排
気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その
触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。
【００２３】また、この内燃機関は、Ａ／Ｆセンサ４５
による空燃比フィードバック制御の制御中心を変動させ
ることによりＡ／Ｆセンサ４５の出力特性のばらつきを
補償するサブ空燃比フィードバック制御を実施する内燃
機関であり、触媒コンバータ３８より下流の排気系に
は、Ｏ2 センサ４６が設けられている。内燃機関電子制
御ユニット（ＥＣＵ）７０は、燃料噴射制御（空燃比制
御）、点火時期制御、アイドル回転速度制御などに加
え、触媒劣化判別処理を実行するマイクロコンピュータ
システムであり、そのハードウェア構成は、図５のブロ
ック図に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３
に格納されたプログラム及び各種のマップに従って、中
央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチ
からの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェー
ス回路７６を介して入力し、その入力信号に基づいて演
算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路７
７ａ〜７７ｄを介して各種アクチュエータ用制御信号を
出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、
その演算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場
所として使用される。また、バックアップＲＡＭ（Ｂ−
ＲＡＭ）７９は、バッテリ（図示せず）に直接接続され
ることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチ
がオフの状態においても保持されるべきデータ（例え
ば、各種の学習値）を格納するために使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、
データバス、及びコントロールバスからなるシステムバ
ス７２によって接続されている。
による空燃比フィードバック制御の制御中心を変動させ
ることによりＡ／Ｆセンサ４５の出力特性のばらつきを
補償するサブ空燃比フィードバック制御を実施する内燃
機関であり、触媒コンバータ３８より下流の排気系に
は、Ｏ2 センサ４６が設けられている。内燃機関電子制
御ユニット（ＥＣＵ）７０は、燃料噴射制御（空燃比制
御）、点火時期制御、アイドル回転速度制御などに加
え、触媒劣化判別処理を実行するマイクロコンピュータ
システムであり、そのハードウェア構成は、図５のブロ
ック図に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３
に格納されたプログラム及び各種のマップに従って、中
央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチ
からの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェー
ス回路７６を介して入力し、その入力信号に基づいて演
算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路７
７ａ〜７７ｄを介して各種アクチュエータ用制御信号を
出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、
その演算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場
所として使用される。また、バックアップＲＡＭ（Ｂ−
ＲＡＭ）７９は、バッテリ（図示せず）に直接接続され
ることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチ
がオフの状態においても保持されるべきデータ（例え
ば、各種の学習値）を格納するために使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、
データバス、及びコントロールバスからなるシステムバ
ス７２によって接続されている。
【００２４】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関において実行されるＥＣＵ７０の内燃機関制御処
理について、以下に説明する。点火時期制御は、クラン
ク角センサ５１から得られるエンジン回転速度およびそ
の他のセンサからの信号により、内燃機関の状態を総合
的に判定し、最適な点火時期を決定し、駆動制御回路７
７ｂを介してイグナイタ６２に点火信号を送るものであ
る。
燃機関において実行されるＥＣＵ７０の内燃機関制御処
理について、以下に説明する。点火時期制御は、クラン
ク角センサ５１から得られるエンジン回転速度およびそ
の他のセンサからの信号により、内燃機関の状態を総合
的に判定し、最適な点火時期を決定し、駆動制御回路７
７ｂを介してイグナイタ６２に点火信号を送るものであ
る。
【００２５】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からの内燃機関冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際の内燃機関回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からの内燃機関冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際の内燃機関回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
【００２６】以下では、空燃比制御（燃料噴射制御）及
び本発明に係る触媒劣化判別処理について詳細に説明す
べく、関連する処理ルーチンの手順を順次示す。図６
は、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、
所定のクランク角ごとに実行される。まず、本ルーチン
の前回までの走行により得られている筒内空気量ＭＣi
及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更新する。すなわち、第
ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回前のＭＣi 及びＦＣＲ
i を、第“ｉ＋１”回前のＭＣi+1 及びＦＣＲi+1 とす
る（ステップ１０２）。これは、図７に示されるよう
に、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣi および目標筒内燃料
量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回新た
にＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出するためである。
び本発明に係る触媒劣化判別処理について詳細に説明す
べく、関連する処理ルーチンの手順を順次示す。図６
は、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、
所定のクランク角ごとに実行される。まず、本ルーチン
の前回までの走行により得られている筒内空気量ＭＣi
及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更新する。すなわち、第
ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回前のＭＣi 及びＦＣＲ
i を、第“ｉ＋１”回前のＭＣi+1 及びＦＣＲi+1 とす
る（ステップ１０２）。これは、図７に示されるよう
に、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣi および目標筒内燃料
量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回新た
にＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出するためである。
【００２７】次いで、エアフローメータ４０、クランク
角センサ５１、及びスロットル開度センサ４２からの出
力に基づいて、現在の吸気流量ＱＡ、内燃機関回転速度
ＮＥ、及びスロットル開度ＴＡを求める（ステップ１０
４）。次いで、これらのＱＡ、ＮＥ、及びＴＡのデータ
より、筒内に供給される空気量ＭＣ0 を推定する（ステ
ップ１０６）。なお、一般に、筒内空気量は、吸気流量
ＱＡ及び内燃機関回転速度ＮＥから推定可能であるが、
本実施例では、スロットル開度ＴＡの値の変化より過渡
状態を検出し、過渡状態においても精密な空気量が算出
されるようにしている。
角センサ５１、及びスロットル開度センサ４２からの出
力に基づいて、現在の吸気流量ＱＡ、内燃機関回転速度
ＮＥ、及びスロットル開度ＴＡを求める（ステップ１０
４）。次いで、これらのＱＡ、ＮＥ、及びＴＡのデータ
より、筒内に供給される空気量ＭＣ0 を推定する（ステ
ップ１０６）。なお、一般に、筒内空気量は、吸気流量
ＱＡ及び内燃機関回転速度ＮＥから推定可能であるが、
本実施例では、スロットル開度ＴＡの値の変化より過渡
状態を検出し、過渡状態においても精密な空気量が算出
されるようにしている。
【００２８】次いで、筒内空気量ＭＣ0 及び理論空燃比
ＡＦＴに基づき、 ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気を理論空燃比とするために
筒内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する
（ステップ１０８）。このようにして算出された筒内空
気量ＭＣ0 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られ
た最新のデータとして、図７に示されるような形式でＲ
ＡＭ７４内に記憶される。
ＡＦＴに基づき、 ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気を理論空燃比とするために
筒内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する
（ステップ１０８）。このようにして算出された筒内空
気量ＭＣ0 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られ
た最新のデータとして、図７に示されるような形式でＲ
ＡＭ７４内に記憶される。
【００２９】図８は、メイン空燃比フィードバック制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。ま
ず、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否か
を判定する（ステップ２０２）。例えば、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、Ａ／Ｆセンサ４５の出力信号変化がない時、燃料カ
ット中、等はフィードバック条件不成立となり、その他
の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、フィ
ードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし（ステッ
プ２１６）、本ルーチンを終了する。
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。ま
ず、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否か
を判定する（ステップ２０２）。例えば、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、Ａ／Ｆセンサ４５の出力信号変化がない時、燃料カ
ット中、等はフィードバック条件不成立となり、その他
の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、フィ
ードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし（ステッ
プ２１６）、本ルーチンを終了する。
【００３０】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている燃料量差（実際
に筒内で燃焼せしめられた燃料量と目標筒内燃料量との
差）ＦＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，
…，ｍ−１）回前のＦＤi を第“ｉ＋１”回前のＦＤ
i+1 とする（ステップ２０４）。これは、過去ｍ回分の
燃料量差ＦＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回
新たに燃料量差ＦＤ0 を算出するためである。
ンの前回までの走行により得られている燃料量差（実際
に筒内で燃焼せしめられた燃料量と目標筒内燃料量との
差）ＦＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，
…，ｍ−１）回前のＦＤi を第“ｉ＋１”回前のＦＤ
i+1 とする（ステップ２０４）。これは、過去ｍ回分の
燃料量差ＦＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回
新たに燃料量差ＦＤ0 を算出するためである。
【００３１】次いで、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧値Ｖ
ＡＦを検出する（ステップ２０６）。そして、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ２０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図３
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ２１０）。なお、図３の特性図は、
マップ化されてＲＯＭ７３にあらかじめ格納されてい
る。
ＡＦを検出する（ステップ２０６）。そして、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ２０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図３
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ２１０）。なお、図３の特性図は、
マップ化されてＲＯＭ７３にあらかじめ格納されてい
る。
【００３２】次に、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量
算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣ
n 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn （図７参照）に基づき、 ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲn なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
と目標筒内燃料量との差を求める（ステップ２１２）。
なお、このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒
内燃料量ＦＣＲn を採用する理由は、現在Ａ／Ｆセンサ
により検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を
考慮したためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空
気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく
必要があるのは、そのような時間差のためである。
算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣ
n 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn （図７参照）に基づき、 ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲn なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
と目標筒内燃料量との差を求める（ステップ２１２）。
なお、このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒
内燃料量ＦＣＲn を採用する理由は、現在Ａ／Ｆセンサ
により検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を
考慮したためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空
気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく
必要があるのは、そのような時間差のためである。
【００３３】次いで、 ＤＦ←Ｋfp＊ＦＤ0 ＋Ｋfs＊ΣＦＤi なる演算により、比例・積分制御（ＰＩ制御）による燃
料補正量ＤＦが決定される（ステップ２１４）。なお、
右辺第１項はＰＩ制御の比例項であり、Ｋfpは比例項ゲ
インである。また、右辺第２項はＰＩ制御の積分項であ
り、Ｋfsは積分項ゲインである。
料補正量ＤＦが決定される（ステップ２１４）。なお、
右辺第１項はＰＩ制御の比例項であり、Ｋfpは比例項ゲ
インである。また、右辺第２項はＰＩ制御の積分項であ
り、Ｋfsは積分項ゲインである。
【００３４】図９はサブ空燃比フィードバック制御ルー
チンの処理手順を示すフローチャートである。このルー
チンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの場
合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、メイ
ン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃比フ
ィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否かを
判定する（ステップ３０２）。条件不成立の場合には、
Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ステッ
プ３１２）、本ルーチンを終了する。
チンの処理手順を示すフローチャートである。このルー
チンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの場
合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、メイ
ン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃比フ
ィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否かを
判定する（ステップ３０２）。条件不成立の場合には、
Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ステッ
プ３１２）、本ルーチンを終了する。
【００３５】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている電圧差（実際に
検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力電
圧との差）ＶＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝
０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤi を第“ｉ＋１”回前
のＶＤi+1 とする（ステップ３０４）。これは、過去ｐ
回分の電圧差ＶＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、
今回新たに電圧差ＶＤ0を算出するためである。
ンの前回までの走行により得られている電圧差（実際に
検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力電
圧との差）ＶＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝
０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤi を第“ｉ＋１”回前
のＶＤi+1 とする（ステップ３０４）。これは、過去ｐ
回分の電圧差ＶＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、
今回新たに電圧差ＶＤ0を算出するためである。
【００３６】次いで、Ｏ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳ
を検出する（ステップ３０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ0 ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧差ＶＤ0 を
求める（ステップ３０８）。
を検出する（ステップ３０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ0 ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧差ＶＤ0 を
求める（ステップ３０８）。
【００３７】最後に、 ＤＶ←Ｋvp＊ＶＤ0 ＋Ｋvs＊ΣＶＤi なる演算により、ＰＩ制御によるＡ／Ｆセンサ出力電圧
補正量ＤＶを決定する（ステップ３１０）。なお、Ｋvp
及びＫvsは、それぞれ比例項及び積分項のゲインであ
る。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおい
て、Ａ／Ｆセンサによるフィードバック制御の制御中心
電圧を変化させるために使用される。
補正量ＤＶを決定する（ステップ３１０）。なお、Ｋvp
及びＫvsは、それぞれ比例項及び積分項のゲインであ
る。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおい
て、Ａ／Ｆセンサによるフィードバック制御の制御中心
電圧を変化させるために使用される。
【００３８】図１０は燃料噴射制御ルーチンの処理手順
を示すフローチャートである。このルーチンは、所定の
クランク角ごとに実行される。最初に、前述した筒内空
気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算出
された目標筒内燃料量ＦＣＲ 0 、及びメイン空燃比フィ
ードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィードバ
ック補正量ＤＦに基づき、 ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する（ステ
ップ４０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラメ
ータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、吸気温センサ４３、水温センサ４
４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含ま
れ、また、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態に
おいて吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づ
く補正が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量
ＦＩを燃料噴射弁６０の駆動制御回路７７ａにセットす
る（ステップ４０４）。
を示すフローチャートである。このルーチンは、所定の
クランク角ごとに実行される。最初に、前述した筒内空
気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算出
された目標筒内燃料量ＦＣＲ 0 、及びメイン空燃比フィ
ードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィードバ
ック補正量ＤＦに基づき、 ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する（ステ
ップ４０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラメ
ータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、吸気温センサ４３、水温センサ４
４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含ま
れ、また、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態に
おいて吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づ
く補正が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量
ＦＩを燃料噴射弁６０の駆動制御回路７７ａにセットす
る（ステップ４０４）。
【００３９】次に三元触媒の劣化判定ルーチンについて
説明するが、まず前提となる考え方を述べる。図１１は
Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの目標空燃比相当電圧ＶＡ
ＦＴ（例えば３．３Ｖ）からのずれを示す上流側偏差の
絶対値｜ΔＶＡＦ｜と、Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳの目
標空燃比相当電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）からのず
れを表す下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜との関係を、
劣化触媒の場合（実線）及び正常触媒の場合（破線）に
ついて示す特性図である。
説明するが、まず前提となる考え方を述べる。図１１は
Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの目標空燃比相当電圧ＶＡ
ＦＴ（例えば３．３Ｖ）からのずれを示す上流側偏差の
絶対値｜ΔＶＡＦ｜と、Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳの目
標空燃比相当電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）からのず
れを表す下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜との関係を、
劣化触媒の場合（実線）及び正常触媒の場合（破線）に
ついて示す特性図である。
【００４０】上流側偏差の絶対値｜ΔＶＡＦ｜が小さい
範囲では、正常触媒の場合も劣化触媒の場合も、下流側
偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜は小さな値となる。一方、上
流側偏差の絶対値｜ΔＶＡＦ｜が大きい範囲では、いわ
ゆるＺ特性限界のため正常触媒の場合も劣化触媒の場合
も、下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜はほぼ一定の値と
なる。
範囲では、正常触媒の場合も劣化触媒の場合も、下流側
偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜は小さな値となる。一方、上
流側偏差の絶対値｜ΔＶＡＦ｜が大きい範囲では、いわ
ゆるＺ特性限界のため正常触媒の場合も劣化触媒の場合
も、下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜はほぼ一定の値と
なる。
【００４１】上流側偏差の絶対値｜ΔＶＡＦ｜が中間の
範囲では、触媒が正常である場合には下流側偏差の絶対
値｜ΔＶＯＳ｜は小さな値であるが、触媒が劣化した場
合には下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜は大きな値とな
る。本実施例は、正常触媒と劣化触媒とで下流側偏差Δ
ＶＯＳに差が生ずるような範囲、即ち図１２に示すよう
に上流側偏差絶対値｜ΔＶＡＦ｜が極小又は極大の範囲
を除いた範囲（太線部分）で、触媒劣化判別のために演
算されたＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳの軌跡長とＡ
／Ｆセンサ４５の出力に基づいて応じて決定される劣化
判定値とを比較して触媒が劣化しているか否かを判定す
る。
範囲では、触媒が正常である場合には下流側偏差の絶対
値｜ΔＶＯＳ｜は小さな値であるが、触媒が劣化した場
合には下流側偏差の絶対値｜ΔＶＯＳ｜は大きな値とな
る。本実施例は、正常触媒と劣化触媒とで下流側偏差Δ
ＶＯＳに差が生ずるような範囲、即ち図１２に示すよう
に上流側偏差絶対値｜ΔＶＡＦ｜が極小又は極大の範囲
を除いた範囲（太線部分）で、触媒劣化判別のために演
算されたＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳの軌跡長とＡ
／Ｆセンサ４５の出力に基づいて応じて決定される劣化
判定値とを比較して触媒が劣化しているか否かを判定す
る。
【００４２】そのためには、Ｏ2 センサ４６と、Ａ／Ｆ
センサ４５の検出特性の相違を補正して１対１に対応さ
せることが必要となるが、図１３に示されるようにＡ／
Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦを劣化判定用出力ＶＡＦＨに
変換し、変換値に基づいて劣化判定値を算出する。な
お、同図における破線は、変換されない場合すなわち重
み付けがなされない場合の生値を表している。
センサ４５の検出特性の相違を補正して１対１に対応さ
せることが必要となるが、図１３に示されるようにＡ／
Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦを劣化判定用出力ＶＡＦＨに
変換し、変換値に基づいて劣化判定値を算出する。な
お、同図における破線は、変換されない場合すなわち重
み付けがなされない場合の生値を表している。
【００４３】しかし急加減速が発生したとき、即ちスロ
ットル弁開度が急変し吸入空気量が急変したときには、
前述のように制御空燃比が荒れるだけでなくＡ／Ｆセン
サの劣化に対して過補正が発生するため触媒の劣化判定
において誤判定が生じる。そこで本発明では、判定機会
をできるだけ多くしつつ誤判定をさけるために吸入空気
量の軌跡長に着目し、軌跡長が所定の判定値を越えたと
きに限り触媒劣化判定を中止することとした。
ットル弁開度が急変し吸入空気量が急変したときには、
前述のように制御空燃比が荒れるだけでなくＡ／Ｆセン
サの劣化に対して過補正が発生するため触媒の劣化判定
において誤判定が生じる。そこで本発明では、判定機会
をできるだけ多くしつつ誤判定をさけるために吸入空気
量の軌跡長に着目し、軌跡長が所定の判定値を越えたと
きに限り触媒劣化判定を中止することとした。
【００４４】ここで、吸入空気量の変動は様々な状況で
発生するため触媒の劣化モニタ期間の間における比較的
長周期の変動だけでなく比較的短周期の変動もあり、と
もに誤判定を生じるおそれがある。図１４は吸入空気量
の変化と劣化モニタ期間と関係説明図であって、長期モ
ニタ時間ｔＴＭ（例えば２０秒）では長周期の吸入空気
量の変動（実線）は検出できるものの、短周期の吸入空
気量の変動（破線）は検出不可能であり、誤判定を確実
に回避することはできない。
発生するため触媒の劣化モニタ期間の間における比較的
長周期の変動だけでなく比較的短周期の変動もあり、と
もに誤判定を生じるおそれがある。図１４は吸入空気量
の変化と劣化モニタ期間と関係説明図であって、長期モ
ニタ時間ｔＴＭ（例えば２０秒）では長周期の吸入空気
量の変動（実線）は検出できるものの、短周期の吸入空
気量の変動（破線）は検出不可能であり、誤判定を確実
に回避することはできない。
【００４５】逆に短期モニタ時間ｔＴＳ（例えば４〜５
秒）の場合は短周期の吸入空気量の変動（破線）は検出
可能であるものの長周期の吸入空気量の変動（実線）と
を区別することが不可能であり、短期モニタ時間ｔＴＳ
のみで劣化判定を中止すると劣化判定の機会が減少する
こととなる。そこで本発明においては、吸入空気量の変
化の周期によらず誤判定を確実に防止するために、短期
モニタ時間（例えば４〜５秒）と長期モニタ時間（例え
ば２０秒）の両方を用いて吸入空気量の変化を監視して
いる。
秒）の場合は短周期の吸入空気量の変動（破線）は検出
可能であるものの長周期の吸入空気量の変動（実線）と
を区別することが不可能であり、短期モニタ時間ｔＴＳ
のみで劣化判定を中止すると劣化判定の機会が減少する
こととなる。そこで本発明においては、吸入空気量の変
化の周期によらず誤判定を確実に防止するために、短期
モニタ時間（例えば４〜５秒）と長期モニタ時間（例え
ば２０秒）の両方を用いて吸入空気量の変化を監視して
いる。
【００４６】図１５は本発明における吸入空気量変動の
監視方法の説明図であって、横軸に時間を、縦軸に吸入
空気量の変化量の絶対値の積算値をとる。即ち、所定の
長期モニタ時間ｔＴＭにおける吸入空気量の変化量の絶
対値の積分値である長期積分値が、太実線（ａ）に示す
ように長期判定値ｔＱＭを越えないときは吸入空気量は
急変していないものとして触媒の劣化判定を継続する。
逆に、長期積分値が細実線（ｂ）に示すように長期判定
値ｔＱＭを越えたときは吸入空気量は急変しているもの
として触媒の劣化判定を中止する。
監視方法の説明図であって、横軸に時間を、縦軸に吸入
空気量の変化量の絶対値の積算値をとる。即ち、所定の
長期モニタ時間ｔＴＭにおける吸入空気量の変化量の絶
対値の積分値である長期積分値が、太実線（ａ）に示す
ように長期判定値ｔＱＭを越えないときは吸入空気量は
急変していないものとして触媒の劣化判定を継続する。
逆に、長期積分値が細実線（ｂ）に示すように長期判定
値ｔＱＭを越えたときは吸入空気量は急変しているもの
として触媒の劣化判定を中止する。
【００４７】さらに、所定の短期モニタ時間ｔＴＳにお
ける吸入空気量の変化量の絶対値の積分値である短期積
分値が、太破線（ｃ）に示すように短期判定値ｔＱＳを
越えないときは吸入空気量は急変していないとして触媒
に劣化判定を継続する。逆に、短期積分値が細破線
（ｄ）に示すように短期判定値ｔＱＳを越えたときは吸
入空気量は急変しているものとして触媒の劣化判定を中
止する。
ける吸入空気量の変化量の絶対値の積分値である短期積
分値が、太破線（ｃ）に示すように短期判定値ｔＱＳを
越えないときは吸入空気量は急変していないとして触媒
に劣化判定を継続する。逆に、短期積分値が細破線
（ｄ）に示すように短期判定値ｔＱＳを越えたときは吸
入空気量は急変しているものとして触媒の劣化判定を中
止する。
【００４８】図１６は劣化判定中止のための吸入空気変
化量軌跡長しきい値の決定方法の説明図であって、
（イ）に示すように吸入空気量の周期および振幅を様々
に変化させて、吸入空気量およびＡ／Ｆセンサの出力電
圧の軌跡長を調べる。そして（ロ）に示すように振幅を
変数、周期をパラメータとして、吸入空気量の軌跡長お
よびＡ／Ｆセンサの出力電圧をグラフに整理する。
化量軌跡長しきい値の決定方法の説明図であって、
（イ）に示すように吸入空気量の周期および振幅を様々
に変化させて、吸入空気量およびＡ／Ｆセンサの出力電
圧の軌跡長を調べる。そして（ロ）に示すように振幅を
変数、周期をパラメータとして、吸入空気量の軌跡長お
よびＡ／Ｆセンサの出力電圧をグラフに整理する。
【００４９】そして正常触媒が劣化していると誤判定さ
れる判定基準値と、劣化したＡ／Ｆセンサが正常である
と誤判定される限界の電圧補正値との交点の振幅および
周期を求める。例えば、（ロ）の実線の場合（振幅がＸ
1 の場合）には触媒劣化判定値に対する限界周期はＡ1
となり、Ａ／Ｆセンサの電圧補正値に対する限界周期は
Ｂ1 となる。
れる判定基準値と、劣化したＡ／Ｆセンサが正常である
と誤判定される限界の電圧補正値との交点の振幅および
周期を求める。例えば、（ロ）の実線の場合（振幅がＸ
1 の場合）には触媒劣化判定値に対する限界周期はＡ1
となり、Ａ／Ｆセンサの電圧補正値に対する限界周期は
Ｂ1 となる。
【００５０】同様に複数の振幅Ｘi に対応する周期Ｐi
（Ａi およびＢi ）を求め、（ハ）に示すように周期−
振幅平面にプロットして誤判定を生じる境界線の方程式
を振幅Ｘを従属変数、周期Ｐを独立変数としてカーブフ
ィッティングにより求める。Ｘ＝Ｘ（Ｐ）この境界値を
使用して、劣化判定中止のための吸入空気変化量軌跡長
しきい値ｔＱは次式から算出される。
（Ａi およびＢi ）を求め、（ハ）に示すように周期−
振幅平面にプロットして誤判定を生じる境界線の方程式
を振幅Ｘを従属変数、周期Ｐを独立変数としてカーブフ
ィッティングにより求める。Ｘ＝Ｘ（Ｐ）この境界値を
使用して、劣化判定中止のための吸入空気変化量軌跡長
しきい値ｔＱは次式から算出される。
【００５１】ｔＱ＝Ｘ＊（モニタ期間）／Ｐ＝Ｘ（Ｐ）
＊（モニタ期間）／Ｐ なおＰの値としては図１６（ハ）において振幅Ｘが飽和
する値を選択する。なお、上記説明においては周期を変
数、振幅をパラメータとしてしきい値を決定している
が、振幅を変数、周期をパラメータとしてしきい値を決
定してもよい。
＊（モニタ期間）／Ｐ なおＰの値としては図１６（ハ）において振幅Ｘが飽和
する値を選択する。なお、上記説明においては周期を変
数、振幅をパラメータとしてしきい値を決定している
が、振幅を変数、周期をパラメータとしてしきい値を決
定してもよい。
【００５２】図１７は上述の判定を具現するための劣化
判定ルーチンのフローチャートであって、所定の一定時
間間隔（例えば６５ミリ秒）毎に実行される。まず、三
元触媒の劣化判別を実行する条件が成立しているかを判
定する（ステップ５０２）。即ち、三元触媒の劣化判定
は以下の条件が全て成立しているときに実行される。 （１）アイドルスイッチ５２がオフである、即ちアイド
リング状態でないこと。 （２）吸入空気量ＱＡのなまし値ＱＡＳＭが所定の範囲
（例えば５リットル／秒以上１５リットル／秒以下）で
あること。 （３）図８に示すメイン空燃比フィードバック制御ルー
チンのステップ２０８でで算出されるＡ／Ｆセンサ出力
電圧補正量ＤＶによる補正後のＡ／Ｆセンサ出力ＶＡＦ
が理論空燃比相当電圧（３．３Ｖ）を中心とする所定の
範囲（例えば３．０ボルト以上３．５ボルト以下）であ
ること。
判定ルーチンのフローチャートであって、所定の一定時
間間隔（例えば６５ミリ秒）毎に実行される。まず、三
元触媒の劣化判別を実行する条件が成立しているかを判
定する（ステップ５０２）。即ち、三元触媒の劣化判定
は以下の条件が全て成立しているときに実行される。 （１）アイドルスイッチ５２がオフである、即ちアイド
リング状態でないこと。 （２）吸入空気量ＱＡのなまし値ＱＡＳＭが所定の範囲
（例えば５リットル／秒以上１５リットル／秒以下）で
あること。 （３）図８に示すメイン空燃比フィードバック制御ルー
チンのステップ２０８でで算出されるＡ／Ｆセンサ出力
電圧補正量ＤＶによる補正後のＡ／Ｆセンサ出力ＶＡＦ
が理論空燃比相当電圧（３．３Ｖ）を中心とする所定の
範囲（例えば３．０ボルト以上３．５ボルト以下）であ
ること。
【００５３】なお吸入空気量ＱＡのなまし値ＱＡＳＭは
後述の吸入空気量なまし値算出ルーチンで予め定められ
た短時間周期（例えば８ミリ秒）毎に実行される。上記
条件（１）〜（３）のいずれかの条件が成立していない
ときは、直接劣化判定ルーチンを終了する。逆に上記条
件（１）〜（３）がすべて成立しているときは、ステッ
プ５０４以下の処理が実行される。
後述の吸入空気量なまし値算出ルーチンで予め定められ
た短時間周期（例えば８ミリ秒）毎に実行される。上記
条件（１）〜（３）のいずれかの条件が成立していない
ときは、直接劣化判定ルーチンを終了する。逆に上記条
件（１）〜（３）がすべて成立しているときは、ステッ
プ５０４以下の処理が実行される。
【００５４】吸入空気量の長周期の変化を監視するため
の長期モニタ時間を計時する長期カウンタＣＪＴＭおよ
び吸入空気量の短周期の変化を監視するための短期モニ
タ時間を計時する短期カウンタＣＪＴＳをそれぞれイン
クリメントする（ステップ５０４）。そして劣化判定値
積算処理（ステップ５０６）を、吸入空気変化量積算処
理（ステップ５０８）を実行するが、それぞれの詳細に
ついては後述する。
の長期モニタ時間を計時する長期カウンタＣＪＴＭおよ
び吸入空気量の短周期の変化を監視するための短期モニ
タ時間を計時する短期カウンタＣＪＴＳをそれぞれイン
クリメントする（ステップ５０４）。そして劣化判定値
積算処理（ステップ５０６）を、吸入空気変化量積算処
理（ステップ５０８）を実行するが、それぞれの詳細に
ついては後述する。
【００５５】次に前述の劣化判定中止のための吸入空気
変化量軌跡長しきい値算出式を用いて短期カウンタＣＪ
ＴＳの関数として短期急変判定値ｔＱＳを求める（ステ
ップ５１０）。 ｔＱＳ＝ｔＱＳ（ＣＪＴＳ） さらに吸入空気量積算処理において算出された短期積算
値ＱＩＮＴＳが短期急変判定値ｔＱＳ以上であるかを判
定し（ステップ５１２）、吸入空気量が急変したと判定
されたときは誤判定を避けるために劣化判定を行わずに
直接ステップ５２４に進み次の劣化判定に備える。な
お、短期間に吸入空気量が急変していないときには劣化
判定を行うためにステップ５１４以下の処理を実行す
る。
変化量軌跡長しきい値算出式を用いて短期カウンタＣＪ
ＴＳの関数として短期急変判定値ｔＱＳを求める（ステ
ップ５１０）。 ｔＱＳ＝ｔＱＳ（ＣＪＴＳ） さらに吸入空気量積算処理において算出された短期積算
値ＱＩＮＴＳが短期急変判定値ｔＱＳ以上であるかを判
定し（ステップ５１２）、吸入空気量が急変したと判定
されたときは誤判定を避けるために劣化判定を行わずに
直接ステップ５２４に進み次の劣化判定に備える。な
お、短期間に吸入空気量が急変していないときには劣化
判定を行うためにステップ５１４以下の処理を実行す
る。
【００５６】短期カウンタＣＪＴＳが予め定められた短
期モニタ時間ｔＴＳを越えたかが判定され（ステップ５
１４）、短期モニタ時間を過ぎたときは次の短期間の吸
入空気量の急変を監視するために短期吸入空気変化量積
算値ＱＩＮＴＳおよび短期カウンタＣＪＴＳをクリア
（ステップ５１６）してステップ５１８に進む。短期モ
ニタ時間を過ぎていないときは、長期カウンタＣＪＴＭ
が予め定められた長期モニタ時間ｔＴＭを越えたかが判
定される（ステップ５１８）。
期モニタ時間ｔＴＳを越えたかが判定され（ステップ５
１４）、短期モニタ時間を過ぎたときは次の短期間の吸
入空気量の急変を監視するために短期吸入空気変化量積
算値ＱＩＮＴＳおよび短期カウンタＣＪＴＳをクリア
（ステップ５１６）してステップ５１８に進む。短期モ
ニタ時間を過ぎていないときは、長期カウンタＣＪＴＭ
が予め定められた長期モニタ時間ｔＴＭを越えたかが判
定される（ステップ５１８）。
【００５７】そして長期モニタ時間が経過していないと
きは、劣化判定のタイミングではないとして劣化判定を
実施せずにこのルーチンを終了する。逆に長期モニタ時
間ｔＴＭが経過したときには、長期積算値ＱＩＮＴＭが
予め定められた長期急変判定値ｔＱＭ以上であるかを判
定する（ステップ５２０）。なお、長期急変判定値ｔＱ
Ｍは前述の劣化判定中止のための吸入空気変化量軌跡長
しきい値算出式においてモニタ時間に長期モニタ時間ｔ
ＴＭを代入することにより決定される。
きは、劣化判定のタイミングではないとして劣化判定を
実施せずにこのルーチンを終了する。逆に長期モニタ時
間ｔＴＭが経過したときには、長期積算値ＱＩＮＴＭが
予め定められた長期急変判定値ｔＱＭ以上であるかを判
定する（ステップ５２０）。なお、長期急変判定値ｔＱ
Ｍは前述の劣化判定中止のための吸入空気変化量軌跡長
しきい値算出式においてモニタ時間に長期モニタ時間ｔ
ＴＭを代入することにより決定される。
【００５８】そして長期間にわたって吸入空気量が所定
量以上変化したときは、誤判定を避けるために劣化判定
を行うことなくステップ５２４に進み、次の劣化判定に
備える。逆に長期間にわたる吸入空気量の変化が認めら
れないときは、判定実行処理（ステップ５２２）を行っ
てステップ５２４に進む。なお、判定実行処理の詳細は
後述する。
量以上変化したときは、誤判定を避けるために劣化判定
を行うことなくステップ５２４に進み、次の劣化判定に
備える。逆に長期間にわたる吸入空気量の変化が認めら
れないときは、判定実行処理（ステップ５２２）を行っ
てステップ５２４に進む。なお、判定実行処理の詳細は
後述する。
【００５９】そして次の劣化判定に備えて短期カウンタ
ＣＪＴＳ、長期カウンタＣＪＴＭ、短期積算値ＱＩＮＴ
Ｓおよび長期積算値ＱＩＮＴＭをすべてクリア（ステッ
プ５２４）してこのルーチンを終了する。図１８は吸入
空気量ＱＡのなまし値ＱＡＳＭを算出の吸入空気量なま
し値算出ルーチンで８ミリ秒毎に時間割り込みとして実
行される。
ＣＪＴＳ、長期カウンタＣＪＴＭ、短期積算値ＱＩＮＴ
Ｓおよび長期積算値ＱＩＮＴＭをすべてクリア（ステッ
プ５２４）してこのルーチンを終了する。図１８は吸入
空気量ＱＡのなまし値ＱＡＳＭを算出の吸入空気量なま
し値算出ルーチンで８ミリ秒毎に時間割り込みとして実
行される。
【００６０】まずエアフローメータ４０の出力である瞬
時吸入空気量Ｑi を読み込み（ステップ６０２）、所定
のクランクシャフト回転角度（４気筒内燃機関の場合は
１８０°ＣＡ）に読み込まれた瞬時吸入空気量Ｑi の相
加平均値ＱＡを算出する（ステップ６０４）。 ＱＡ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ＋・・・＋ＱNCYL）／ＮＣＹＬ ただし、ＮＣＹＬは所定のクランクシャフト回転角度間
の瞬時吸入空気量Ｑiの読み込み回数である。
時吸入空気量Ｑi を読み込み（ステップ６０２）、所定
のクランクシャフト回転角度（４気筒内燃機関の場合は
１８０°ＣＡ）に読み込まれた瞬時吸入空気量Ｑi の相
加平均値ＱＡを算出する（ステップ６０４）。 ＱＡ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ＋・・・＋ＱNCYL）／ＮＣＹＬ ただし、ＮＣＹＬは所定のクランクシャフト回転角度間
の瞬時吸入空気量Ｑiの読み込み回数である。
【００６１】そして次式により最新のなまし値ＱＡＳＭ
i を算出して（ステップ６０６）、このルーチンを終了
する。 ＱＡＳＭi ＝ＱＡＳＭi-1 ＋（ＱＡ−ＱＡＳＭi-1 ）＊
ＴＩＭＣ ただし、ＱＡＳＭi-1 は前回算出されたなまし値、ＴＩ
ＭＣはエアフローメータで検出された吸入空気量ＱＡに
対する筒内空気量の応答時定数で１未満の値であり内燃
機関回転数が低くなるほど小さな値となる。
i を算出して（ステップ６０６）、このルーチンを終了
する。 ＱＡＳＭi ＝ＱＡＳＭi-1 ＋（ＱＡ−ＱＡＳＭi-1 ）＊
ＴＩＭＣ ただし、ＱＡＳＭi-1 は前回算出されたなまし値、ＴＩ
ＭＣはエアフローメータで検出された吸入空気量ＱＡに
対する筒内空気量の応答時定数で１未満の値であり内燃
機関回転数が低くなるほど小さな値となる。
【００６２】図１９は劣化判定ルーチンのステップ５０
６で実行される劣化判定値積算処理のフローチャートで
あって、まず上流側Ａ／Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦおよ
び下流側Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳを読み込む（ステ
ップ５０６ａ）。次にＡ／Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦと
下流側Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳとを１対１に対応さ
せるために図１２の関係を使用してＡ／Ｆセンサ４５の
生出力ＶＡＦを劣化判定用出力ＶＡＦＨに変換（ステッ
プ５０６ｂ）する。なお図１２の関係は予めＲＯＭ７３
中に記憶されている。
６で実行される劣化判定値積算処理のフローチャートで
あって、まず上流側Ａ／Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦおよ
び下流側Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳを読み込む（ステ
ップ５０６ａ）。次にＡ／Ｆセンサ４５の出力ＶＡＦと
下流側Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳとを１対１に対応さ
せるために図１２の関係を使用してＡ／Ｆセンサ４５の
生出力ＶＡＦを劣化判定用出力ＶＡＦＨに変換（ステッ
プ５０６ｂ）する。なお図１２の関係は予めＲＯＭ７３
中に記憶されている。
【００６３】そして生出力ＶＡＦの軌跡長である生軌跡
長ＬＶＡＦを次式により更新（ステップ５０６ｃ）す
る。 ＬＶＡＦi ←ＬＶＡＦi-1 ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＯ｜ ただし、ＬＶＡＦi-1 は前回算出された生軌跡長であ
る。次に劣化判定用出力ＶＡＦＨの軌跡長である劣化判
定用軌跡長ＬＶＡＦを次式により更新（ステップ５０６
ｄ）する。
長ＬＶＡＦを次式により更新（ステップ５０６ｃ）す
る。 ＬＶＡＦi ←ＬＶＡＦi-1 ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＯ｜ ただし、ＬＶＡＦi-1 は前回算出された生軌跡長であ
る。次に劣化判定用出力ＶＡＦＨの軌跡長である劣化判
定用軌跡長ＬＶＡＦを次式により更新（ステップ５０６
ｄ）する。
【００６４】 ＬＶＡＦi ←ＬＶＡＦi-1 ＋｜ＶＡＦＨ−ＶＡＦＨＯ｜ ただし、ＬＶＡＦi-1 は前回算出された劣化判定用軌跡
長である。さらに、Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳの軌跡
長であるＯ2 センサ軌跡長ＬＶＯＳを次式により更新
（ステップ５０６ｅ）する。 ＬＶＯＳi ←ＬＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜であ
る。
長である。さらに、Ｏ2 センサ４６の出力ＶＯＳの軌跡
長であるＯ2 センサ軌跡長ＬＶＯＳを次式により更新
（ステップ５０６ｅ）する。 ＬＶＯＳi ←ＬＶＯＳi-1 ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜であ
る。
【００６５】ただし、ＬＶＯＳi-1 は前回算出されたＯ
2 センサ軌跡長である。また次式に基づきＡ／Ｆセンサ
４５の出力の囲む面積であるＡ／Ｆセンサ面積ＳＶＡＦ
を次式により更新（５０６ｆ）する。 ＳＶＡＦi ←ＳＶＡＦi-1 ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＴ｜ ただし、ＳＶＡＦi-1 は前回算出されたＡ／Ｆセンサ面
積、ＶＡＦＴは目標空燃比相当電圧であり目標空燃比が
理論空燃比であれば３．３Ｖでなる。
2 センサ軌跡長である。また次式に基づきＡ／Ｆセンサ
４５の出力の囲む面積であるＡ／Ｆセンサ面積ＳＶＡＦ
を次式により更新（５０６ｆ）する。 ＳＶＡＦi ←ＳＶＡＦi-1 ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＴ｜ ただし、ＳＶＡＦi-1 は前回算出されたＡ／Ｆセンサ面
積、ＶＡＦＴは目標空燃比相当電圧であり目標空燃比が
理論空燃比であれば３．３Ｖでなる。
【００６６】そして次回の実行に備えてＶＡＦＯ、ＶＡ
ＦＨＯおよびＶＯＳＯを更新（ステップ５０６ｇ）し
て、この処理を終了する。 ＶＡＦＯ←ＶＡＦ ＶＡＦＨＯ←ＶＡＦＨ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ 図２０は劣化判定ルーチンのステップ５０８で実行され
る吸入空気変化量積算処理のフローチャートであって、
まず次式により長期積算値ＱＩＮＴＭを算出（ステップ
５０８ａ）する。
ＦＨＯおよびＶＯＳＯを更新（ステップ５０６ｇ）し
て、この処理を終了する。 ＶＡＦＯ←ＶＡＦ ＶＡＦＨＯ←ＶＡＦＨ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ 図２０は劣化判定ルーチンのステップ５０８で実行され
る吸入空気変化量積算処理のフローチャートであって、
まず次式により長期積算値ＱＩＮＴＭを算出（ステップ
５０８ａ）する。
【００６７】ＱＩＮＴＭi ←ＱＩＮＴＭi-1 ＋｜ＱＡＳ
Ｍ−ＱＡＳＭＯ｜ ただし、ＱＩＮＴＭi-1 は前回算出された長期積算値で
ある。次に次式により短期積算値ＱＩＮＴＳを算出（ス
テップ５０８ｂ）する。 ＱＩＮＴＳi ←ＱＩＮＴＳi-1 ＋｜ＱＡＳＭ−ＱＡＳＭ
Ｏ｜ ただし、ＱＩＮＴＳi-1 は前回算出された短期積算値で
ある。
Ｍ−ＱＡＳＭＯ｜ ただし、ＱＩＮＴＭi-1 は前回算出された長期積算値で
ある。次に次式により短期積算値ＱＩＮＴＳを算出（ス
テップ５０８ｂ）する。 ＱＩＮＴＳi ←ＱＩＮＴＳi-1 ＋｜ＱＡＳＭ−ＱＡＳＭ
Ｏ｜ ただし、ＱＩＮＴＳi-1 は前回算出された短期積算値で
ある。
【００６８】そして次回に備えてＱＡＳＭＯを次式によ
り更新（ステップ５０８ｃ）して、この処理を終了す
る。 ＱＡＳＭＯ←ＱＡＳＭ 図２１は劣化判定ルーチンのステップ５２２で実行され
る判定実行処理のフローチャートであって、まず劣化判
定基準値算出処理を実行（ステップ５２２ａ）するが詳
細については後述する。
り更新（ステップ５０８ｃ）して、この処理を終了す
る。 ＱＡＳＭＯ←ＱＡＳＭ 図２１は劣化判定ルーチンのステップ５２２で実行され
る判定実行処理のフローチャートであって、まず劣化判
定基準値算出処理を実行（ステップ５２２ａ）するが詳
細については後述する。
【００６９】次に下流側Ｏ2 センサ４６の軌跡長ＬＶＯ
Ｓが劣化判定基準値Ｌref 以上であるかを判定（ステッ
プ５２２ｂ）する。ＬＶＯＳ≧Ｌref であるときは触媒
は劣化しているものとして、アラームフラグＡＬＭＣＣ
を "１" に設定（ステップ５２２ｃ）し、アラームラン
プ６８を点灯（ステップ５２２ｄ）して、ステップ５２
２ｆに進む。
Ｓが劣化判定基準値Ｌref 以上であるかを判定（ステッ
プ５２２ｂ）する。ＬＶＯＳ≧Ｌref であるときは触媒
は劣化しているものとして、アラームフラグＡＬＭＣＣ
を "１" に設定（ステップ５２２ｃ）し、アラームラン
プ６８を点灯（ステップ５２２ｄ）して、ステップ５２
２ｆに進む。
【００７０】ＬＶＯＳ＜Ｌref であるときは触媒は劣化
していないものとして、アラームフラグＡＬＭＣＣを "
０" にリセット（ステップ５２２ｅ）してステップ５２
２ｆに進む。そして、修理点検時に触媒の劣化情報の収
集が可能なようにアラームフラグＡＬＭＣＣをＢ−ＲＡ
Ｍ７９に格納（ステップ５２２ｆ）して、この処理を終
了する。
していないものとして、アラームフラグＡＬＭＣＣを "
０" にリセット（ステップ５２２ｅ）してステップ５２
２ｆに進む。そして、修理点検時に触媒の劣化情報の収
集が可能なようにアラームフラグＡＬＭＣＣをＢ−ＲＡ
Ｍ７９に格納（ステップ５２２ｆ）して、この処理を終
了する。
【００７１】図２２は判定実行処理のステップ５２２ａ
の劣化判定基準値算出処理のフローチャートであって、
図１９の劣化判定値積算処理で算出されるＡ／Ｆセンサ
面積ＳＶＡＦを生軌跡長ＬＶＡＦで除して、Ａ／Ｆセン
サの劣化程度を表すパラメータである補正量ＡＶＡＦを
算出（ステップａ１）する。 ＡＶＡＦ←ＳＶＡＦ／ＬＶＡＦ そして補正量ＡＶＡＦの関数としてＡ／Ｆセンサの劣化
度合を補正したＡ／Ｆセンサ４５の出力電圧である補正
電圧Ｖadj を算出（ステップａ２）する。
の劣化判定基準値算出処理のフローチャートであって、
図１９の劣化判定値積算処理で算出されるＡ／Ｆセンサ
面積ＳＶＡＦを生軌跡長ＬＶＡＦで除して、Ａ／Ｆセン
サの劣化程度を表すパラメータである補正量ＡＶＡＦを
算出（ステップａ１）する。 ＡＶＡＦ←ＳＶＡＦ／ＬＶＡＦ そして補正量ＡＶＡＦの関数としてＡ／Ｆセンサの劣化
度合を補正したＡ／Ｆセンサ４５の出力電圧である補正
電圧Ｖadj を算出（ステップａ２）する。
【００７２】Ｖadj ＝Ｖadj （ＡＶＡＦ） 図２３は補正電圧を決定するためのグラフであって、横
軸に補正量ＡＶＡＦを、縦軸に補正電圧Ｖadj をとる。
次に劣化判定用軌跡長ＬＶＡＦに補正電圧Ｖadj を乗じ
て、Ａ／Ｆセンサの劣化を補正した劣化判定用軌跡長で
ある補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴを求め（ステップａ
３）、補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴの関数として劣化
判定基準値Ｌre f を求める（ステップａ４）。
軸に補正量ＡＶＡＦを、縦軸に補正電圧Ｖadj をとる。
次に劣化判定用軌跡長ＬＶＡＦに補正電圧Ｖadj を乗じ
て、Ａ／Ｆセンサの劣化を補正した劣化判定用軌跡長で
ある補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴを求め（ステップａ
３）、補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴの関数として劣化
判定基準値Ｌre f を求める（ステップａ４）。
【００７３】Ｌref ＝Ｌref （ＬＣＡＴ） 図２４は劣化判定基準値Ｌref を求めるためのグラフで
あって、横軸に補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴを、縦軸
に劣化判定基準値Ｌref をとる。即ち劣化判定基準値Ｌ
ref は、ほぼ補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴが大きくな
るにつれて大となる。
あって、横軸に補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴを、縦軸
に劣化判定基準値Ｌref をとる。即ち劣化判定基準値Ｌ
ref は、ほぼ補正劣化判定用軌跡長ＬＣＡＴが大きくな
るにつれて大となる。
【００７４】以上の実施例においては吸入空気量の変動
が大きい場合に触媒の劣化判定を中止しているが、スロ
ットル弁の変動が大きい場合に触媒の劣化判定を中止す
ることとしてもよい。さらに上記実施例においてはＯ2
センサ４６の軌跡長が上流側Ａ／Ｆセンサ４５の出力に
基づいて決定される劣化判定基準値以上となったか否か
によって三元触媒の劣化判定を実施しているが、変換後
上流側Ａ／Ｆセンサ軌跡長と下流側Ｏ 2 センサの軌跡長
との比が劣化判定基準比以上となったか否かによって劣
化判定を実行することも可能である。
が大きい場合に触媒の劣化判定を中止しているが、スロ
ットル弁の変動が大きい場合に触媒の劣化判定を中止す
ることとしてもよい。さらに上記実施例においてはＯ2
センサ４６の軌跡長が上流側Ａ／Ｆセンサ４５の出力に
基づいて決定される劣化判定基準値以上となったか否か
によって三元触媒の劣化判定を実施しているが、変換後
上流側Ａ／Ｆセンサ軌跡長と下流側Ｏ 2 センサの軌跡長
との比が劣化判定基準比以上となったか否かによって劣
化判定を実行することも可能である。
【００７５】なおこの場合の劣化判定基準比もＡ／Ｆセ
ンサ４５の出力に基づいて決定することが望ましい。ま
た、上記実施例においては下流側空燃比センサとしてＯ
2 センサを使用しているが、上流側空燃比センサと同じ
くＡ／Ｆセンサを使用してもよい。この場合は上流側空
燃比センサ出力の軌跡長と下流側空燃比センサの軌跡長
とは１対１に対応しているため劣化判定の際の１対１に
対応させるための変換（図１９のステップ５０６ｂ）は
不要となる。
ンサ４５の出力に基づいて決定することが望ましい。ま
た、上記実施例においては下流側空燃比センサとしてＯ
2 センサを使用しているが、上流側空燃比センサと同じ
くＡ／Ｆセンサを使用してもよい。この場合は上流側空
燃比センサ出力の軌跡長と下流側空燃比センサの軌跡長
とは１対１に対応しているため劣化判定の際の１対１に
対応させるための変換（図１９のステップ５０６ｂ）は
不要となる。
【００７６】
【発明の効果】請求項１に係る内燃機関の触媒劣化判定
装置によれば、負荷変動により触媒の劣化判定において
誤判定が生じることを防止するために吸入空気変動量の
軌跡長が実験的に決定された基準値を越えたときに判定
は中止されるため、劣化判定の精度を損なうことなく劣
化判定の機会を確保することが可能となる。
装置によれば、負荷変動により触媒の劣化判定において
誤判定が生じることを防止するために吸入空気変動量の
軌跡長が実験的に決定された基準値を越えたときに判定
は中止されるため、劣化判定の精度を損なうことなく劣
化判定の機会を確保することが可能となる。
【００７７】請求項２に係る内燃機関の触媒劣化判定装
置によれば、触媒モニタ期間内の負荷変動が少ない場合
であっても触媒モニタ期間内で瞬時的に大きな負荷変動
が発生した場合にも誤判定の発生を防止することが可能
となる。
置によれば、触媒モニタ期間内の負荷変動が少ない場合
であっても触媒モニタ期間内で瞬時的に大きな負荷変動
が発生した場合にも誤判定の発生を防止することが可能
となる。
【図１】本発明に係る内燃機関の触媒劣化判定装置の基
本構成図である。
本構成図である。
【図２】Ｏ2 センサの検出特性図である。
【図３】Ａ／Ｆセンサの検出特性図である。
【図４】実施例の構成図である。
【図５】ＥＣＵのハードウエア構成図である。
【図６】筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチ
ンのフローチャートである。
ンのフローチャートである。
【図７】ＲＡＭ内記憶状態説明図である。
【図８】メイン空燃比フィードバック制御ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】サブ空燃比フィードバック制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１０】燃料噴射制御ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図１１】検出特性図である。
【図１２】劣化判定範囲の説明図である。
【図１３】変換特性図である。
【図１４】吸入空気量変動と監視期間の説明図である。
【図１５】吸入空気量変動の監視方法の説明図である。
【図１６】しきい値決定方法の説明図である。
【図１７】劣化判定ルーチンのフローチャートである。
【図１８】吸入空気量なまし値算出ルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１９】劣化判定値積算処理のフローチャートであ
る。
る。
【図２０】吸入空気変化量積算処理のフローチャートで
ある。
ある。
【図２１】判定実行処理のフローチャートである。
【図２２】劣化判定基準値算出処理のフローチャートで
ある。
ある。
【図２３】補正電圧を決定するためのグラフである。
【図２４】劣化判定基準値を決定するためのグラフであ
る。
る。
２…エアクリーナ ４…スロットルボデー ５…スロットル弁 ６…サージタンク ８…アイドリングアジャスト通路 １０…燃料タンク １１…燃料ポンプ １２…燃料パイプ ２０…内燃機関 ２１…燃焼室 ２２…冷却水通路 ２３…ピストン ２４…吸気弁 ２６…排気弁 ３０…排気マニホールド ３４…排気管 ３８…三元触媒 ４０…エアフローメータ ４２…スロットル弁開度センサ ４３…吸気温センサ ４４…水温センサ ４５…Ａ／Ｆセンサ ４６…Ｏ2 センサ ５０…基準位置検出センサ ５１…クランク角センサ ５２…アイドルスイッチ ５３…車速センサ ６０…燃料噴射弁 ６２…イグナイタ ６３…点火コイル ６４…ディストリビュータ ６５…点火栓 ６６…ＩＣＶ ６８…アラームランプ ７０…ＥＣＵ ７１…ＣＰＵ ７２…システムバス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…Ａ／Ｄ変換回路 ７６…入力インターフェイス回路 ７７ａ〜ｄ…駆動制御回路 ７９…ＢＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/20 - 3/24 F02D 41/14 F02D 45/00
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化用触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸素濃度に
ほぼ比例する出力特性を有する上流側空燃比センサと、 少なくとも前記上流側空燃比センサの出力に基づいて機
関空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段と、 排気浄化用触媒の下流側に設けられ、排気ガス中の酸素
濃度を検出する下流側空燃比センサと、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
ドバック制御実行中の触媒劣化判定期間内において、前
記下流側空燃比センサの出力に基づいて排気浄化用触媒
の劣化を判定する触媒劣化判定手段と、 前記触媒劣化判定期間内に負荷の変化量の積算値を算出
する負荷変化量積算値算出手段と、 前記負荷変化量積算値算出手段で算出される負荷の変化
量の積算値が予め定められたしきい値以上となったとき
は前記触媒劣化判定手段による排気浄化用触媒の劣化の
判定を中止する劣化検出中止手段と、を具備する内燃機
関の触媒劣化判定装置。 - 【請求項２】 前記空燃比フィードバック制御手段によ
る空燃比フィードバック制御実行中に触媒劣化判定期間
より短い短期触媒劣化判定期間内の負荷の変化量の積算
値を算出する短期負荷変化量積算値算出手段と、 前記短期負荷変化量積算値算出手段で算出される短期触
媒劣化判定期間内の負荷の変化量の積算値が予め定めら
れた第２のしきい値以上となったときは前記触媒劣化判
定手段による排気浄化用触媒の劣化の判定を中止する第
２の劣化判定中止手段と、をさらに具備する請求項１に
記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8212758A JP3063629B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8212758A JP3063629B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054225A JPH1054225A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3063629B2 true JP3063629B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16627927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8212758A Expired - Fee Related JP3063629B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063629B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4237202B2 (ja) | 2006-06-06 | 2009-03-11 | 三菱電機株式会社 | 空燃比フィードバック制御装置 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP8212758A patent/JP3063629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1054225A (ja) | 1998-02-24 |
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