JP3409636B2

JP3409636B2 - Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3409636B2
Application number: JP12733997A
Authority: JP
Inventors: 典丈光谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2003-05-26
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JPH10318023A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定装置に関す
る。【０００２】【従来の技術】内燃機関の排気通路に三元触媒を配置
し、機関排気に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_X等の成分を
浄化する排気浄化技術が広く知られている。また、三元
触媒が劣化して排気浄化能力が低下したことを早期に検
出する技術としては、三元触媒下流側の排気通路に排気
空燃比を検出する排気空燃比センサを配置し、この下流
側空燃比センサ出力に基づいて劣化の有無を判定する技
術が知られている。【０００３】三元触媒は、流入する排気の空燃比がリー
ンのときに排気中の酸素を吸収、貯蔵し、流入する排気
の空燃比がリッチになったときに貯蔵した酸素を放出す
る、いわゆるＯ₂ストレージ作用を行う。従って、三元
触媒のＯ₂ストレージ能力が十分にある場合には、三元
触媒上流側での排気空燃比が、理論空燃比を含むある範
囲内で変動している場合でも、三元触媒から下流側に流
出する排気の空燃比は三元触媒によるＯ₂の吸放出によ
りほぼ理論空燃比に維持される。このため、三元触媒上
流側で排気空燃比が比較的大きく変動していても三元触
媒下流側では排気空燃比の変動は小さくなる。【０００４】一方、上記Ｏ₂ストレージ作用は三元触媒
の劣化とともに低下し、三元触媒が吸放出可能なＯ₂量
は小さくなる。このため、三元触媒が劣化するにつれて
触媒下流側でも排気空燃比の変動が徐々に大きくなり、
劣化が進んでＯ₂ストレージ作用が失われた三元触媒で
は、触媒下流側の排気の空燃比も上流側の排気の空燃比
の変動に応じて同じ周期と振幅とで変動するようにな
る。【０００５】従って、三元触媒下流側に排気の空燃比を
検出する空燃比センサを設け、排気空燃比の変動を監視
することにより三元触媒の劣化の有無を効果的に検出す
ることができる。ところが、このように触媒下流側の空
燃比センサ出力変動に基づいて三元触媒の劣化有無を検
出していると、実際に機関空燃比が短時間目標空燃比か
らずれたような場合には、触媒劣化に誤検出を生じる場
合がある。すなわち、実際に機関空燃比が目標空燃比か
らずれて大きく変動したような場合には、触媒が正常で
あっても排気空燃比の変動がＯ₂ストレージ作用の許容
限界より大きくなってしまい、触媒下流側の排気空燃比
も大きく変動する場合がある。通常、機関空燃比は公知
の空燃比フィードバック制御により目標空燃比（理論空
燃比）近傍に維持されているため、触媒上流側の排気空
燃比は理論空燃比近傍で比較的小さな変動を繰り返し、
上記のように大きく理論空燃比からずれることはない。
しかし、実際には、空燃比フィードバック制御中であっ
ても種々の原因により機関排気空燃比が理論空燃比から
ずれる場合があり、触媒が正常であっても触媒下流側の
排気空燃比が大きく変動する場合がある。従って、この
ようなときに触媒下流側空燃比センサ出力変動に基づい
て触媒劣化判定を行うと、実際には正常な三元触媒が劣
化したと誤判定されてしまう場合がある。【０００６】本願出願人は、すでに特開平９−１１９３
０９号において上記誤判定を防止することが可能な触媒
劣化検出装置を提案している。上記出願の装置は、触媒
のＯ₂ストレージ量を予め定めた量に維持するように機
関空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置を有
する機関に、触媒下流側の空燃比センサ出力に基づいて
触媒劣化検出を行う装置を適用した場合の誤判定を防止
することを目的としたものである。すなわち、上記出願
の装置が適用される機関では、触媒のＯ₂ストレージ量
を常に一定の量（例えば最大Ｏ₂ストレージ量の５０％
程度）になるように制御して、空燃比が理論空燃比に対
して短時間リッチ側またはリーン側のいずれに振れた場
合でもＯ₂ストレージ作用の許容限界範囲を越えないよ
うにしている。このため、上記機関では、急加速等によ
り触媒に流入する排気空燃比がリーンになり、触媒のＯ
₂ストレージ量が増大（減少）したような場合には、機
関空燃比を短時間リッチ空燃比（リーン空燃比）にして
触媒のＯ₂ストレージ量を減少（増大）させる、いわゆ
るカウンタ制御を行う。このため、カウンタ制御実施時
には、触媒下流側で排気空燃比がリッチ側（あるいはリ
ーン側）に振れることがあり、触媒下流側空燃比センサ
出力が短期間変動する場合が生じる。【０００７】上記出願にかかる装置では、空燃比フィー
ドバック制御中に下流側空燃比センサ出力の軌跡長に基
づいて触媒の劣化を判定しているが、このように下流側
空燃比センサ出力が変動した場合には正常な触媒が劣化
したと誤判定される場合がある。そこで、上記出願にか
かる装置では、上流側空燃比センサ出力が理論空燃比を
中心とした所定の範囲から外れて変動した場合（実際に
触媒上流側の排気空燃比が大きく変動した場合）には、
所定の期間下流側空燃比センサ出力の軌跡長演算動作を
停止するようにして、算出した下流側空燃比センサ出力
軌跡長が空燃比カウンタ制御の影響を受けないようにし
ている。【０００８】【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に機関空燃比が理論空燃比から大きくずれたことを上流
側空燃比センサ出力から検出して触媒劣化検出を禁止す
るようにしていたのでは、誤検出を防止できない場合が
あることがその後の研究の結果判明している。例えば、
空燃比の変動が生じる時間が極めて短時間であるような
場合には空燃比センサ出力が実際の空燃比変動に追従で
きないことがある。この場合、実際の排気空燃比が前述
の所定空燃比範囲から短時間外れたにもかかわらず上流
側空燃比センサ出力は前述の所定範囲内にとどまるた
め、下流側空燃比センサ出力の軌跡長演算が実行されて
しまう場合が生じる。特に、上流側空燃比センサとして
比較的応答性の低いリニア空燃比センサ（排気空燃比と
１対１に対応して連続的に変化するリニアな出力を発生
する空燃比センサ）を使用し、下流側空燃比センサとし
て応答性の高いＯ₂センサ（排気空燃比が理論空燃比に
対してリッチかリーンかに応じて異なるレベルの出力を
発生し、理論空燃比付近で出力レベルが急変する空燃比
センサ）を使用したような場合には、触媒劣化誤判定が
生じ易くなる。【０００９】また、通常上記のような極めて短時間の空
燃比のずれは生じないがＥＧＲ（排気ガス再循環）を行
う機関、特に吸気マニホルド圧力に基づいて機関への燃
料供給量を制御する機関にＥＧＲを実施する場合には、
後述するような理由から極めて短い空燃比の変動が生じ
る場合があることが判明している。このため、このよう
な機関では、ＥＧＲのオン・オフがあると上述のように
上流側空燃比センサ出力を監視していた場合でも下流側
空燃比センサ出力に基づく触媒劣化判定に誤差が生じ易
くなる問題がある。【００１０】本発明は上記問題に鑑み、触媒下流側に配
置した空燃比センサ出力に基づいて触媒の劣化の有無を
判定する場合に、ＥＧＲのオン・オフにより触媒劣化誤
判定が生じることを防止可能な触媒劣化判定装置を提供
することを目的としている。【００１１】【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒の上流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒上流側の排気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配置され、前記
三元触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比セ
ンサと、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比に制御する
空燃比制御手段と、前記上流側空燃比センサにより検出
された排気空燃比が前記目標空燃比を含む所定の判定実
施空燃比範囲内にあるときに判定実施条件が成立したと
判断する判定実施条件判別手段と、前記判定実施条件が
成立したと判別されたときに、前記下流側空燃比センサ
出力に基づいて三元触媒が劣化したか否かを判定する触
媒劣化判定手段とを備えた内燃機関の触媒劣化判定装置
において、前記機関は、予め定めた条件下で機関の排気
の一部を機関吸気通路に再循環させるＥＧＲ手段を備
え、前記判定実施条件判別手段は更に、前記ＥＧＲ手段
が前記排気の再循環を開始したときから所定の期間、及
び前記排気の再循環を停止したときから所定の期間、前
記判定実施空燃比範囲を他の期間より狭く設定し、機関
空燃比が上記狭められた空燃比範囲内にあるときに前記
劣化判定手段による劣化の判定が行われるようにする変
更手段を備えた、内燃機関の触媒劣化判定装置が提供さ
れる。【００１２】すなわち、本発明では、前述の特開平９−
１１９３０９号と同様に上流側空燃比センサ出力が目標
空燃比を含む所定の判定実施空燃比範囲内にあるときに
下流側空燃比センサ出力に基づく触媒劣化判定条件が成
立したと判断する。また、本発明では、ＥＧＲ開始また
は停止（オン・オフ）が行われると、その後予め定めた
所定期間上記判定実施空燃比範囲を他の期間より狭く設
定する。通常、上流側空燃比センサ出力の応答が遅い場
合には、空燃比の短時間の変動が生じると上流側空燃比
センサ出力が実際の空燃比変化に追従して変動を始めて
も、センサ出力が大きく変化する前に実際の空燃比が目
標空燃比に復帰するために上流側空燃比センサ出力の変
化幅は小さくなる。このため、上流側空燃比センサ出力
は通常時の判定実施空燃比範囲外に出ない場合がある。
しかし、本発明では上記のようにＥＧＲオン・オフ後所
定の期間判定実施空燃比範囲を狭く設定するため、上流
側空燃比センサ出力の応答が遅い場合でも実際の空燃比
変動に応じてセンサ出力が変化を始めたことを正確に検
出することができる。このため、ＥＧＲオン・オフの影
響により下流側空燃比センサ出力に基づく触媒劣化判定
が影響を受けることが防止される。また、判定実施空燃
比範囲が狭く設定されても触媒の劣化判定は必ず中止さ
れるわけではなく、上流側空燃比センサにより検出され
た排気空燃比が狭められた判定実施空燃比範囲内にあれ
ば劣化の判定が実施される。【００１３】【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明を自動車用内燃
機関に適用した場合の全体構成を示す概略図である。図
１において、１は内燃機関本体を示す。本実施形態では
内燃機関１は多気筒機関が使用されており、図１はその
うちの１つの気筒についてのみ示しているが、他の気筒
についても同一の構成となっている。【００１４】図１において、２は機関１の吸気管、１６
は吸気管２に配置され運転者のアクセルペダル（図示せ
ず）の操作量に応じた開度をとるスロットル弁、２ａは
吸気管２に設けられたサージタンク、２ｂは各気筒の吸
気ポートとサージタンク２ａとを接続する吸気マニホル
ド、７は機関１の各気筒の吸気ポートに加圧燃料を噴射
する燃料噴射弁を示す。【００１５】本実施形態では、サージタンク２ａにはサ
ージタンク内の絶対圧力に応じた電圧信号を発生する吸
気管圧力センサ３が接続されている。一方、図１におい
て１１は各気筒の排気ポートを共通の集合排気管１４に
接続する排気マニホルドを示している。集合排気管１４
には、排気の空燃比が理論空燃比近傍のときに排気中の
ＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_Xの三成分を同時に浄化可能な三元触
媒３０が配置されている。また、排気マニホルド１１の
各気筒からの排気が合流する排気合流部には上流側空燃
比センサ１３が、三元触媒３０下流側の排気通路には下
流側空燃比センサ１５が、それぞれ設けられている。本
実施形態では、上流側空燃比センサ１３には排気中の酸
素濃度を検出し空燃比に比例したリニア出力電圧を発生
するリニア出力型空燃比センサ（リニア空燃比センサ）
が使用されており、下流側空燃比センサ１５には、排気
空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかに応じて
異なるレベルの電圧信号を出力し理論空燃比近傍で出力
電圧が急激に変化するＯ₂センサが用いられている。【００１６】なお、上述の上流側空燃比センサ１３、下
流側Ｏ₂センサ１５、及び吸気管圧力センサ３の出力信
号は、後述するＥＣＵ１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ
変換器１０１に入力される。図１に５、６で示すのは、
それぞれ機関１のクランク回転角を検出するクランク角
センサである。クランク角センサ５は、機関１のカム軸
（図示せず）近傍に設けられ、カム軸回転角が、例えば
クランク軸回転角に換算して７２０°毎に基準位置検出
用パルス信号を発生する。また、クランク角センサ６
は、クランク軸近傍に設けられ、クランク軸回転角３０
°毎にクランク角検出用パルス信号を発生する。これら
クランク角センサ５、６のパルス信号はＥＣＵ１０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。【００１７】ＥＣＵ（電子制御ユニット）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、ＣＰＵ１０
３の他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、メインスイッ
チオフ時にも記憶内容を保持可能なバックアップＲＡＭ
１０６、クロック発生回路１０７等が設けられている。【００１８】本実施形態では、ＥＣＵ１０は、機関１の
燃料噴射弁７を制御し、図示しない燃料噴射量演算ルー
チンで算出された量の燃料を気筒の吸気ポートに噴射す
る燃料噴射制御を行う。図に１１０で示すのは、ＥＣＵ
１０の燃料噴射信号に応じて燃料噴射弁７からの燃料噴
射を行う燃料噴射回路である。機関の回転数（回転速
度）データは、クランク角センサ６のパルス間隔に基づ
いて所定のクランク角毎（例えば３０°毎）の割込によ
り演算され、ＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。つ
まり、ＲＡＭ１０５には常に最新の回転速度データが格
納されている。【００１９】図１に２０で示すのは排気通路５を流れる
排気の一部を吸気通路２のサージタンク２ａ内に還流す
るＥＧＲ装置である。本実施例では、ＥＧＲ装置２０は
ＥＧＲ弁２１、ＥＧＲ制御弁２２を備えている。ＥＧＲ
弁２１は、排気マニホルド１１と吸気通路２のサージタ
ンク２ａとを連通するＥＧＲ通路２３に配置され、該Ｅ
ＧＲ通路２３を開閉する弁体２１ａを備えている。ま
た、ＥＧＲ弁２１は、ダイヤフラム２１ｂを介して両側
に形成された２つの圧力室２１ｃ、２１ｄを備えてい
る。弁体２１ａはダイヤフラム２１ｂに連結されてお
り、ダイヤフラム２１ｂの変形量に応じた量だけ移動す
る。また、圧力室２１ｃはＥＧＲ制御弁２２を介して図
示しない負圧源（例えば、吸気通路２の負圧を調圧して
制御弁２２に供給する調圧弁）に接続されており、更に
圧力室２１ｄは図示しないポートに通じて大気に開放さ
れている。図に２１ｅで示すのは弁体２１ａがＥＧＲ通
路２３を閉鎖する方向にダイヤフラム２１ｂを押圧付勢
するスプリングである。後述するように、ＥＧＲ制御弁
２２を介して負圧源から調圧された負圧が圧力室２１ｃ
に供給されると、ダイヤフラム２１ｂはスプリング２１
ｅの付勢力に抗して変形し、弁体２１ａを開弁方向に移
動させる。このため、ＥＧＲ弁２１は、ＥＧＲ制御弁２
２を介して供給される負圧の大きさに応じた開度をと
る。【００２０】ＥＧＲ制御弁２２は、ＥＧＲ弁２１の圧力
室２１ｃと負圧源とを接続する負圧通路２８上に配置さ
れたソレノイド式三方切換弁であり、ソレノイド通電時
にはＥＧＲ弁２１の圧力室２１ｃを大気に連通し、ソレ
ノイド除電時には圧力室２１ｃと負圧通路２８とを連通
する。ＥＧＲ制御弁２２のソレノイドへの通電は前述の
制御回路１０により制御される。【００２１】次に、本実施形態の機関の燃料噴射量算出
について説明する。本実施形態においては、機関通常運
転時の燃料噴射量（各燃料噴射弁の噴射時間）ＴＡＵ
は、期間の吸入空気量と機関回転数とに基づいて以下の
式から算出される。ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ×ＦＥＧＲここで、ＴＡＵＰは機関燃焼空燃比を理論空燃比に維持
するのに必要とされる燃料噴射量（基本燃料噴射量）で
あり、吸気管圧力センサ３で検出された吸気管圧力ＰＭ
と機関回転数ＮＥとに基づいて決定される。本実施形態
では、ＴＡＵＰの値は予め実験等により決定され、ＰＭ
とＮＥとを用いた数値テーブルとして制御回路１０のＲ
ＯＭ１０４に格納されている。また、ＦＡＦは空燃比補
正係数であり、上流側空燃比センサ１３、下流側Ｏ₂セ
ンサ１５出力に応じて設定される。ＦＥＧＲはＥＧＲ装
置２０の作動時の燃料噴射量補正係数である。【００２２】本実施形態では、空燃比補正係数ＦＡＦ
は、上流側空燃比センサ１３で検出された空燃比と目標
空燃比（本実施形態では理論空燃比）との偏差に応じて
ＰＩＤ制御（比例、積分微分制御）により設定される
が、本発明においては空燃比フィードバック制御の方法
は上記に限定されるわけではなく、機関空燃比を目標空
燃比に制御可能であれば他の公知の空燃比フィードバッ
ク制御を用いることができる。例えば、本実施形態にお
いても、前述の特願平７−２７９３４４号における空燃
比フィードバック制御と同様に、三元触媒３０のＯ₂ス
トレージ量を所定値に維持するような空燃比フィードバ
ック制御を行うことも可能である。【００２３】また、ＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲはＥＧＲ実
行により吸気管圧力ＰＭが変化した場合でも機関空燃比
を正確に目標空燃比に維持するための補正係数である。
前述のように、本実施形態では吸気管圧力センサ３で検
出した吸気管圧力に基づいて基本燃料噴射量ＴＡＵＰを
設定している。ところが、ＥＧＲを実施すると排気ガス
がスロットル弁１６下流側の吸気通路に供給されるた
め、機関の実際の吸入空気量は同一であっても吸気管圧
力ＰＭは上昇する。このため、ＥＧＲ実施時に吸気管圧
力センサ３で検出した圧力に基づいて基本燃料噴射量Ｔ
ＡＵＰを算出するとＴＡＵＰの値は機関を理論空燃比に
維持するのに必要な値より大きくなり、空燃比が理論空
燃比に対してリッチ側にずれる場合がある。このような
空燃比のずれが生じた場合であっても空燃比センサ１
３、１５に基づく空燃比フィードバック制御を実行する
ことによりある程度の時間が経過すると機関空燃比は理
論空燃比に収束するものの、理論空燃比に収束するまで
は三元触媒に流入する排気空燃比が理論空燃比からずれ
るため三元触媒での排気浄化作用が低下する場合があ
る。このため、本実施形態ではＥＧＲ実行時には補正係
数ＦＥＧＲをＥＧＲ量に応じた値（ＦＥＧＲ＜１．０）
に設定して燃料噴射量が過大になることを防止し、ＥＧ
Ｒオン・オフ時にも機関空燃比が理論空燃比に正確に維
持されるようにしている。なお、ＥＧＲ停止時にはＦＥ
ＧＲの値は１．０に設定される。【００２４】次に、本実施形態の触媒劣化判定について
説明する。本実施形態では、前述の特願平７−２７９３
４４号におけると同様に、下流側Ｏ₂センサ１５出力の
軌跡長に基づいて触媒の劣化の有無を算出する。また、
空燃比フィードバック制御中に外乱や前述のカウンタ制
御等により機関空燃比が理論空燃比から比較的大きく変
動した場合の劣化誤判定を防止するために、上流側空燃
比センサ１３出力が理論空燃比を含む所定の判定実施範
囲内にある場合にのみ下流側Ｏ₂センサ１５出力の軌跡
長を演算するようにしている。【００２５】しかし、本実施形態のようにＥＧＲを実施
する機関では、前述したようにＥＧＲオン・オフに伴っ
て短時間空燃比が大きく変動する場合があり、判定実施
空燃比範囲を大きく設定していたのでは触媒劣化の誤判
定を防止できない場合が生じる。上述のように、本実施
形態ではＥＧＲ実施時には燃料噴射量がＥＧＲ量に応じ
てＦＥＧＲだけ補正されるため、本来ＥＧＲのオン・オ
フに伴う空燃比の変動は生じないはずである。しかし、
実際には燃料噴射のＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲのみでは空
燃比の短時間の変動を防止し得ない場合が生じている。
以下、この問題について説明する。【００２６】上述のように、本実施形態ではＥＧＲオン
またはオフ時には、燃料噴射量はＥＧＲ補正係数ＦＥＧ
Ｒにより補正されるため、補正後の燃料噴射量は機関空
燃比を正確に理論空燃比に一致させる量になるはずであ
る。しかし、実際には機関の運転される負荷領域によっ
ては、補正係数ＦＥＧＲが実際の運転条件と正確に整合
していない場合がある。このような場合にはＥＧＲオン
・オフ後機関空燃比が空燃比センサ１３、１５出力に基
づくフィードバック制御により理論空燃比に収束するま
で短い時間空燃比のずれが生じる場合がある。【００２７】また、燃料噴射量のＥＧＲ補正は、実際に
はＥＧＲのオン・オフ（すなわちＥＧＲ制御弁２２のオ
ン・オフ）と同時に開始されるわけではなく、ＥＧＲ弁
２１とＥＧＲ制御弁２２の作動遅れや、ＥＧＲガスによ
り実際にサージタンク２ａ内の圧力が変化するまでの時
間を考慮して、ＥＧＲオン・オフ時から機関の負荷条件
により定まる所定のディレイ時間経過後に開始するよう
にしている。このため、このディレイ時間が実際の条件
に整合していない負荷領域では、ＥＧＲ補正が適切なタ
イミングで実施されない場合が生じ、短い時間空燃比が
大きく変動する場合が生じる。【００２８】更に、上記に起因する空燃比のずれは、通
常はそれ程大きくないものの、運転条件によってはＥＧ
Ｒのオン・オフが頻繁に繰り返されるような場合があ
り、上記ずれを補正するために空燃比フィードバック制
御のハンチングが生じ、空燃比のずれが増幅されてしま
う場合もある。このような、空燃比のずれが生じた場合
の触媒劣化誤判定を防止するためには、上述の判定実施
空燃比範囲を狭く設定することも考えられるが、常時判
定実施空燃比範囲を狭く設定したのでは通常の運転時に
僅かに空燃比が変動したような場合でも触媒劣化判定が
中断されてしまい、劣化判定実行頻度が少なくなる問題
がある。そこで、本実施形態では以下に説明するように
空燃比が短時間変動する可能性があるＥＧＲオン・オフ
時にのみ判定実施空燃比範囲を他の期間より狭く設定す
るようにして、触媒劣化判定実行頻度を低下させること
なく劣化誤判定を防止している。【００２９】図２、図３は上記ＥＧＲ実施状態に応じた
劣化判定操作を説明するフローチャートであり、図２は
劣化判定条件が成立しているか否かの判別操作を、図３
は実際の劣化判定操作を示している。図２、図３の操作
は、制御回路１０により一定時間毎に実行されるルーチ
ンによりそれぞれ行われる。まず、図２の劣化判定条件
が成立しているか否かの判定操作について説明する。図
２においてルーチンがスタートするとステップ２０１で
は触媒劣化判定の一般的な実行条件が成立しているか否
かが判定される。ここで、ステップ２０１で判定される
条件は、例えば空燃比フィードバック制御が実行中であ
るか否かであり、空燃比フィードバック制御が実行され
ていない場合には判定実施条件は不成立となり、ステッ
プ２０３で判定実施許可フラグＸＣＡＴの値が０にセッ
トされる。【００３０】また、ステップ２０１の実行条件が成立し
ていた場合には、次にステップ２０５でＥＧＲ実行フラ
グＸＥＧＲの値が前回ルーチン実行時から変化している
か否かが判定される。ＥＧＲ実行フラグＸＥＧＲの値
は、別途制御回路１０により実行されるルーチンによ
り、ＥＧＲを実施すべき条件が成立したときに１に設定
され、ＥＧＲ条件不成立の場合には０に設定される。ま
た、フラグＸＥＧＲの値が１にセットされると、ＥＧＲ
制御弁２２は開弁されＥＧＲ弁２１を通じて排気ガスの
一部が吸気通路２のサージタンク２ａに還流されるよう
になる。なお、ステップ２０５のＸＥＧＲ_i-1は、前回
ルーチン実行時のフラグＸＥＧＲの値を表している。【００３１】ステップ２０５でＸＥＧＲ≠ＸＥＧＲ_i-1
であった場合、すなわち前回ルーチン実行時から今回ル
ーチン実行時までの間にＥＧＲが開始されたか、あるい
は実施中のＥＧＲが停止された場合には、ステップ２０
７でＥＧＲ計時カウンタＣＴの値が０にセットされる。
また、ステップ２０５でＸＥＧＲ＝ＸＥＧＲ_i-1であっ
た場合、すなわち前回ルーチン実行時からＥＧＲの状態
に変化がなかった場合にはカウンタＣＴの値をリセット
することなくステップ２０９に進む。計時カウンタＣＴ
は、ステップ２１９でルーチン実行毎にカウントアップ
されるため、これによりカウンタＣＴの値はＥＧＲの状
態が変化してからの経過時間に対応した値にセットされ
るようになる。【００３２】次いで、ステップ２０９では上記カウンタ
ＣＴの値が所定値ＣＴ₀を越えたか否か、すなわちＥＧ
Ｒの状態が変化してからＣＴ₀に相当する時間が経過し
たか否かが判定される。ここで、ＣＴ₀はＥＧＲのオン
・オフによる空燃比のずれが生じた場合に、空燃比フィ
ードバック制御により空燃比を理論空燃比に収束させる
ために必要とされる時間である。ＣＴ₀の値は空燃比フ
ィードバック制御の種類、排気系の構成等により異なっ
て来るため、実際には実験等により決定することが好ま
しい。【００３３】ステップ２０９実行後、ステップ２１１と
２１３とでは、上記時間がＣＴ₀が経過しているか否か
に応じて、判定実施空燃比範囲が設定されるとともに現
在の上流側空燃比センサ１３出力がこの判定実施空燃比
範囲内にあるか否かが判定される。すなわち、ＣＴ＞Ｃ
Ｔ₀であった場合には、ステップ２１１で上流側空燃比
センサ出力ＶＡＦが通常の判定実施空燃比範囲の下限値
ＶＡＦＬと上限値ＶＡＦＨとの間にあるか否かが、また
ステップ２０９でＣＴ≦ＣＴ₀であった場合にはステッ
プ２１３でＶＡＦがＥＧＲ状態変化後の判定実施空燃比
範囲下限値ＶＡＦＬ′と上限値ＶＡＦＨ′との間にある
か否かが判定される。ここで、上記下上限値ＶＡＦＬ、
ＶＡＦＬ′及び上限値、ＶＡＦＨ、ＶＡＦＨ′の関係
は、ＶＡＦＬ＜ＶＡＦＬ′＜ＶＡＦ₀＜ＶＡＦＨ′＜Ｖ
ＡＦＨとされている（ＶＡＦ₀は上流側空燃比センサ１
３の理論空燃比相当出力である）。すなわち、ＥＧＲが
オン・オフされてから所定時間ＣＴ₀が経過するまでの
期間は判定実施空燃比範囲（ＶＡＦＬ′からＶＡＦ
Ｈ′）は他の期間における判定実施空燃比範囲（ＶＡＦ
ＬからＶＡＦＨ）より狭い範囲に設定されることにな
る。【００３４】また、ステップ２１１、ステップ２１３の
いずれかで上流側空燃比センサ出力ＶＡＦが判定実施空
燃比範囲内にあるときにはステップ２１５で判定実施許
可フラグＸＣＡＴの値が１にセットされ、ステップ２１
１、ステップ２１３のいずれかでＶＡＦが判定実施空燃
比範囲外にあった場合にはステップ２０３で判定実施許
可フラグＸＣＡＴの値は０にセットされる。【００３５】上記により判定実施フラグの値を１または
０にセットした後、ステップ２１７ではＸＥＧＲ_i-1の
値が次回のルーチン実行に備えて更新され、ステップ２
１９では計時カウンタＣＴの値がカウントアップされて
本ルーチンは終了する。上述のように、図２の操作によ
り本実施形態では、ＥＧＲの状態が変化してから所定の
期間が経過するまでは、他の期間に較べて狭く設定され
た判定実施空燃比範囲を用いて触媒劣化判定実施の可否
が判断されるようになる。【００３６】図３は、本実施形態の触媒劣化判定操作を
説明するフローチャートである。本操作では、上流側空
燃比センサ１３出力ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦと下流側Ｏ
₂センサ１５出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳとを算出し、
下流側Ｏ₂センサ出力軌跡長ＬＶＯＳが上流側空燃比セ
ンサ出力軌跡長ＬＶＡＦの大きさに応じて定まる判定値
Ｌ_ref以上であった場合に三元触媒３０が劣化したと判
定する。触媒が劣化してＯ₂ストレージ作用が低下する
と前述のように触媒下流側の排気空燃比の変動が大きく
なるため、下流側Ｏ₂センサ出力の軌跡長も大きくな
る。このため、本実施形態では下流側Ｏ₂センサ出力の
軌跡長ＬＶＯＳが所定値以上になった場合に触媒が劣化
したと判定するようにしている。上流側空燃比センサ出
力軌跡長ＬＶＡＦに応じて判定値Ｌ_refを変更するの
は、機関運転状態に応じて触媒上流側空燃比が比較的長
い周期で振れることがあるため、このような実際の空燃
比変動の影響により下流側空燃比センサ出力に基づく触
媒劣化判定が影響を受けることを防止するためである。【００３７】図３においてルーチンがスタートすると、
ステップ３０１では、図２の操作で設定された判定実施
許可フラグＸＣＡＴの値が１（判定実行許可）であるか
否かが判定され、ＸＣＡＴ≠１（判定実行禁止）であっ
た場合には以下のステップを実行せずに直ちにルーチン
を終了する。これにより、上流側空燃比センサ出力ＶＡ
Ｆの変動が大きい場合には触媒劣化判定は実施されな
い。【００３８】また、ＸＣＡＴ＝１であった場合には、ス
テップ３０３で上流側空燃比センサ１３出力ＶＡＦと下
流側Ｏ₂センサ１５出力ＶＯＳとの軌跡長ＬＶＡＦ、Ｌ
ＶＯＳがそれぞれ、ＬＶＡＦ＝ＬＶＡＦ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦ_i-1｜ＬＶＯＳ＝ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳ_i-1｜として算出される。ここで、ＶＡＦ_i-1、ＶＯＳ_i-1は
それぞれ上流側空燃比センサ１３と下流側Ｏ₂センサ１
５との前回ルーチン実行時の出力値である。すなわち、
本実施形態では、センサ１３、１５の軌跡長は前回ルー
チン実行時から今回ルーチン実行時までのセンサ出力Ｖ
ＡＦ、ＶＯＳの変化量の絶対値を積算することにより近
似的に求められる。【００３９】上記によりＬＶＡＦとＬＶＯＳ算出後、ス
テップ３０５では次回のルーチン実行に備えてＶＡＦ
_i-1とＶＯＳ_i-1との値が更新される。次いで、ステッ
プ３０７では、軌跡長積算時間カウンタＣＴＣの値がカ
ウントアップされる。軌跡長積算時間カウンタＣＴＣ
は、判定終了後ステップ３２１でＬＶＡＦ、ＬＶＯＳと
ともに０にセットされるカウンタである。すなわち、カ
ウンタＣＴＣの値は、ステップ３０５の軌跡長積算を行
った累積時間（回数）を表している。【００４０】また、ステップ３０９では上記カウンタＣ
ＴＣの値が所定値ＣＴＣ₀を越えたか否かが判定され、
ＣＴＣ≦ＣＴＣ₀であった場合にはステップ３１１以下
は実行せずにそのままルーチンを終了する。すなわち、
本実施形態では機関の運転状態の短期的な変動が軌跡長
ＬＶＡＦ、ＬＶＯＳの値に大きく影響することを防止す
るために、ある程度長時間積算した軌跡長を用いて触媒
劣化判定を行う。軌跡長積算を行う時間（ＣＴＣ₀）
は、例えば本実施形態では数十秒程度の時間に設定され
る。【００４１】ステップ３０９で所定の軌跡長積算時間Ｃ
ＴＣ₀が経過していた場合には、ステップ３１１で、上
流側空燃比センサ１３出力軌跡長ＬＶＡＦに応じて触媒
劣化判定値Ｌ_refの値が設定される。本実施形態では予
め許容限界まで劣化した触媒を用いて種々の運転条件で
機関を運転し、ＬＶＡＦとＬ_refとの関係を実測して制
御回路１０のＲＯＭ１０４に数値テーブルの形で格納し
てある。ステップ３１１では、算出したＬＶＡＦの値に
基づいてこの数値テーブルから対応するＬ_refの値を読
みだす操作を行う。【００４２】上記により判定値Ｌ_ref設定後、ステップ
３１３では下流側Ｏ₂センサ１５出力の軌跡長ＬＶＯＳ
が判定値Ｌ_ref以上か否かが判定され、ＬＶＯＳ≧Ｌ
_refであった場合には、触媒が劣化しているためステッ
プ３１５で触媒劣化フラグＡＬＭの値を１にセットす
る。またＬＶＯＳ＜Ｌ_refであった場合には触媒は正常
であるためステップ３１７で劣化フラグＡＬＭの値は０
にセットされる。本実施形態では、ＡＬＭの値が１にセ
ットされると別途制御回路１０により実行される図示し
ないルーチンにより、運転席の警告灯（図示せず）が点
灯され、運転者に触媒が劣化したことを報知するように
されている。また、ステップ３１９ではフラグＡＬＭの
値は制御回路１０のバックアップＲＡＭ１０６に格納さ
れ、修理、点検に備えられる。そして、ステップ３２１
では、軌跡長ＬＶＡＦ、ＬＶＯＳ及び軌跡長積算時間カ
ウンタＣＴＣの値が０にセットされ、本ルーチンは終了
する。これにより、次回のルーチン実行時からは新たに
軌跡長ＬＶＡＦ、ＬＶＯＳの積算が開始される。【００４３】上述のように、本実施形態によればＥＧＲ
オン・オフから所定の期間（ＣＴＣ ₀）の間、判定実施
空燃比範囲が通常より狭く設定されるようになるため、
上流側空燃比センサ出力が正確に追従できない短時間の
空燃比変動が生じた場合でも正確に触媒劣化判定が禁止
されるようになり、触媒劣化の誤判定が生じることが防
止される。また、ＥＧＲの状態に変化のない通常運転時
には判定実施空燃比範囲は比較的広く設定されるように
なるため、触媒劣化判定の実行頻度が低下することが防
止される。【００４４】【発明の効果】上述のように、本発明によれば下流側空
燃比センサ出力に基づいて触媒劣化判定を行う際に、劣
化判定頻度を低下させることなくＥＧＲの開始や停止等
の影響を排除し、正確に触媒劣化を判定することが可能
になるという優れた効果を奏する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine.
A catalyst degradation determination device that determines the presence or absence of degradation of
You. [0002] 2. Description of the Related Art A three-way catalyst is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine.
HC, CO, NO contained in engine exhaust_XComponents
Exhaust gas purification technology for purifying is widely known. Also, Yuan
Early detection that the catalyst has deteriorated and the exhaust purification
The technology that comes out is that the exhaust gas is
An exhaust air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio
Technology to determine the presence or absence of deterioration based on the output of the side air-fuel ratio sensor
The art is known. [0003] The three-way catalyst has a low air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas.
Absorbs, stores, and flows in the oxygen in the exhaust
Releases stored oxygen when air-fuel ratio of fuel becomes rich
So-called O_TwoPerforms a storage action. Therefore, ternary
O of catalyst_TwoIf the storage capacity is sufficient, three yuan
If the exhaust air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst
Flow from the three-way catalyst to the downstream side
The air-fuel ratio of the exhaust gas is O_TwoBy absorbing and releasing
It is almost maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, on the three-way catalyst
Three-way contact even when the exhaust air-fuel ratio fluctuates relatively large on the upstream side
On the downstream side of the medium, the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio becomes small. On the other hand, the above O_TwoStorage function is three-way catalyst
Decreases with the deterioration of O and can be absorbed and released by the three-way catalyst._Twoamount
Becomes smaller. Therefore, as the three-way catalyst deteriorates,
Fluctuations in the exhaust air-fuel ratio gradually increase also on the downstream side of the catalyst,
Deterioration progresses and O_TwoThree-way catalyst with lost storage function
Is the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the catalyst and the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream.
Fluctuates with the same period and amplitude in response to fluctuations in
You. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas is set downstream of the three-way catalyst.
Equipped with an air-fuel ratio sensor to detect and monitor changes in exhaust air-fuel ratio
To effectively detect the deterioration of the three-way catalyst
Can be However, the space downstream of the catalyst is
Detection of deterioration of three-way catalyst based on fuel ratio sensor output fluctuation
The engine air-fuel ratio is
In the case of misalignment, the
There is a case. That is, whether the engine air-fuel ratio is actually the target air-fuel ratio
If it fluctuates greatly and the catalyst is normal,
Even if the air-fuel ratio of exhaust gas fluctuates_TwoTolerance of storage action
Exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst
May also vary greatly. Usually, the engine air-fuel ratio is known
Target air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio)
(Fuel ratio), the exhaust air upstream of the catalyst
The fuel ratio repeats relatively small fluctuations near the stoichiometric air-fuel ratio,
As described above, there is no large deviation from the stoichiometric air-fuel ratio.
However, actually, during air-fuel ratio feedback control,
However, the engine exhaust air-fuel ratio may deviate from the stoichiometric air-fuel ratio due to various causes.
It may shift, and even if the catalyst is normal,
The exhaust air-fuel ratio may fluctuate greatly. Therefore, this
In such a case, based on the output fluctuation of the air-fuel ratio sensor on the catalyst downstream side
When the catalyst deterioration judgment is made, the normal three-way catalyst is actually inferior.
May be erroneously determined to have changed. [0006] The applicant of the present application has alreadyJP-A-9-1193
No. 09Catalyst that can prevent the above erroneous determination in
A degradation detection device is proposed. The device of the above application is a catalyst
O_TwoA mechanism to maintain the storage amount at a predetermined amount
Air-fuel ratio control device that feedback controls the air-fuel ratio
Engine based on the air-fuel ratio sensor output downstream of the catalyst.
Prevents erroneous determination when using a device that detects catalyst deterioration
It is intended to do so. That is, the above application
In an engine to which the device of (1) is applied, the catalyst O_TwoStorage amount
Is always a constant amount (eg, maximum O_Two50% of storage
Control) so that the air-fuel ratio is
Short-term swing to either the rich side or the lean side
Even if O_TwoDo not exceed the allowable limit of storage action
I'm trying. For this reason, the above-mentioned
The exhaust air-fuel ratio flowing into the catalyst becomes lean,
_TwoIf the amount of storage increases (decreases),
Set the air-fuel ratio for a short time to a rich air-fuel ratio (lean air-fuel ratio)
O of catalyst_TwoDecrease (increase) the amount of storage, so-called
Perform counter control. Therefore, when counter control is performed
The exhaust air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst is rich (or
The air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst
The output may fluctuate for a short period. In the apparatus according to the above application, the air-fuel ratio fee is
During feedback control, based on the trajectory length of the downstream air-fuel ratio sensor output,
The deterioration of the catalyst is determined based on the
Normal catalyst deteriorates when air-fuel ratio sensor output fluctuates
May be erroneously determined to have occurred. Therefore, the above application
In such a device, the output of the upstream air-fuel ratio sensor
If it fluctuates out of the predetermined range around the center (actually,
If the exhaust air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst fluctuates greatly)
The trajectory length calculation operation of the downstream air-fuel ratio sensor output is performed for a predetermined period.
Stop and calculate the downstream air-fuel ratio sensor output
Make sure that the trajectory length is not affected by the air-fuel ratio counter control.
ing. [0008] However, as described above,
That the engine air-fuel ratio greatly deviated from the stoichiometric air-fuel ratio
Prohibits catalyst deterioration detection by detecting from the side air-fuel ratio sensor output
May not prevent false detections.
Some evidence has been found in subsequent studies. For example,
The time when the fluctuation of the air-fuel ratio occurs is extremely short
In this case, the output of the air-fuel ratio sensor
May not work. In this case, the actual exhaust air-fuel ratio
Upstream despite a short time outside the specified air-fuel ratio range
The output of the side air-fuel ratio sensor stays within the aforementioned predetermined range.
Therefore, the trajectory length calculation of the downstream air-fuel ratio sensor output is executed.
In some cases. In particular, as an upstream air-fuel ratio sensor
Linear air-fuel ratio sensor with relatively low response (exhaust air-fuel ratio and
Generates linear output that changes continuously in one-to-one correspondence
Downstream air-fuel ratio sensor)
And responsive O_TwoSensor (exhaust air-fuel ratio
Different levels of output depending on whether it is rich or lean.
Air-fuel ratio that occurs and the output level changes suddenly near the stoichiometric air-fuel ratio
Sensor), erroneous determination of catalyst deterioration
It is easy to occur. [0009] In addition, usually, the sky is extremely short as described above.
No EGR (exhaust gas recirculation)
To the engine, especially to the engine based on intake manifold pressure.
When performing EGR on an engine that controls the feed rate,
The air-fuel ratio fluctuates very short for reasons described below.
It has been found that there may be cases. Therefore, like this
In some engines, if EGR is on or off,
Even when monitoring the output of the upstream air-fuel ratio sensor, the downstream side
Errors easily occur in catalyst deterioration judgment based on air-fuel ratio sensor output
There is a problem. [0010] The present invention has been made in view of the above problems, and is arranged downstream of the catalyst.
Based on the output of the installed air-fuel ratio sensor.
When the determination is made, the catalyst deterioration is incorrect due to the ON / OFF of the EGR.
Providing a catalyst deterioration judgment device that can prevent judgment from occurring
It is intended to be. [0011] According to the first aspect of the present invention,
According to the three-way catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine,
The three-way catalyst is disposed in an exhaust passage on the upstream side of the three-way catalyst.
An upstream air-fuel ratio sensor that detects the exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst
Disposed in the exhaust passage downstream of the three-way catalyst,
The downstream air-fuel ratio sensor detects the exhaust air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst.
And the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to a target air-fuel ratio.
Detected by air-fuel ratio control means and the upstream air-fuel ratio sensor
The determined exhaust air-fuel ratio is a predetermined determination result including the target air-fuel ratio.
When the determination execution condition is satisfied when the air-fuel ratio is within the range.
A judgment execution condition judging means for judging, and the judgment execution condition
When it is determined that the condition is satisfied, the downstream air-fuel ratio sensor
Touch to determine whether the three-way catalyst has deteriorated based on the output
Apparatus for determining catalyst deterioration of internal combustion engine, including medium deterioration determining means
In the above, the engine is operated under predetermined conditions.
EGR means for recirculating part of the air to the engine intake passage
The determination execution condition determining means further includes the EGR means.
For a predetermined period from the time when the
A predetermined period after the recirculation of exhaust
Set the air-fuel ratio range to be narrower than other periods
The air-fuel ratio is reducedWasWhen within the air-fuel ratio range,
A change that allows the deterioration judgment by the deterioration judgment means to be performed.
Device for determining catalyst deterioration of an internal combustion engine, the device comprising:
It is. That is, in the present invention, the aforementionedJP-A-9-
119309The upstream air-fuel ratio sensor output is the same as
When the specified judgment including the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range
A condition for determining catalyst deterioration based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor is satisfied.
Judge that it is standing. Also, in the present invention, the EGR start or
Is stopped (on / off), then
The air-fuel ratio range for performing the above judgment for a predetermined period is set narrower than other periods.
Set. Usually, when the response of the upstream air-fuel ratio sensor output is slow,
If the air-fuel ratio fluctuates for a short time, the upstream air-fuel ratio
The sensor output starts to fluctuate following the actual air-fuel ratio change.
The actual air-fuel ratio before the sensor output changes significantly.
Change of the upstream air-fuel ratio sensor output to return to the reference air-fuel ratio
The width of the pattern becomes smaller. For this reason, the upstream air-fuel ratio sensor output
May not be out of the range of the air-fuel ratio for which the judgment is made in the normal state.
However, in the present invention, the EGR on / off
The fixed period judgment is performed.
Actual air-fuel ratio even when the response of the side air-fuel ratio sensor output is slow
Accurately detects that the sensor output has begun to change in response to fluctuations.
Can be issued. For this reason, the shadow of EGR on / off
Catalyst deterioration judgment based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor
Is prevented from being affected. In addition, the judgment execution air-fuel
Even if the ratio range is set narrow, the determination of catalyst deterioration is always stopped.
Not detected by the upstream air-fuel ratio sensor.
The exhaust air-fuel ratio has been narrowed.
In this case, the determination of deterioration is performed. [0013] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment will be described. FIG. 1 shows an internal combustion engine for an automobile according to the present invention.
It is a schematic diagram showing the whole composition when applied to an engine. Figure
In 1, 1 indicates an internal combustion engine main body. In this embodiment,
The internal combustion engine 1 uses a multi-cylinder engine, and FIG.
Only one cylinder is shown, but the other cylinders
Has the same configuration. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an intake pipe of the engine 1;
Is arranged in the intake pipe 2 and the driver's accelerator pedal (not shown)
The throttle valve that takes an opening according to the operation amount
The surge tank 2b provided in the intake pipe 2 has an intake port for each cylinder.
Intake manifold connecting the air port and the surge tank 2a
And 7 inject pressurized fuel into the intake port of each cylinder of the engine 1.
1 shows a fuel injection valve to be used. In this embodiment, the surge tank 2a has
Generates a voltage signal corresponding to the absolute pressure in the storage tank.
A tracheal pressure sensor 3 is connected. On the other hand, in FIG.
11 connects the exhaust port of each cylinder to the common exhaust pipe 14
The connecting exhaust manifold is shown. Collective exhaust pipe 14
When the air-fuel ratio of the exhaust is near the stoichiometric air-fuel ratio,
HC, CO, NO_XTernary contact that can simultaneously purify the three components
The medium 30 is provided. Also, the exhaust manifold 11
The upstream air-fuel is located at the exhaust junction where exhaust from each cylinder merges.
A ratio sensor 13 is provided in the exhaust passage on the downstream side of the three-way catalyst 30.
A flow-side air-fuel ratio sensor 15 is provided, respectively. Book
In the embodiment, the upstream air-fuel ratio sensor 13 detects the acid in the exhaust gas.
Detects elemental concentration and generates linear output voltage proportional to air-fuel ratio
Linear output type air-fuel ratio sensor (linear air-fuel ratio sensor)
And the downstream side air-fuel ratio sensor 15
Depending on whether the air-fuel ratio is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio
Outputs voltage signals of different levels and outputs near the stoichiometric air-fuel ratio
O where voltage changes rapidly_TwoSensors are used. The above-mentioned upstream air-fuel ratio sensor 13, lower
Outflow side O_TwoOutput signals of the sensor 15 and the intake pipe pressure sensor 3
The symbol indicates an A / D with a built-in multiplexer of the ECU 10 described later.
It is input to converter 101. In FIG. 1, reference numerals 5 and 6 indicate
Crank angle for detecting crank rotation angle of engine 1
It is a sensor. The crank angle sensor 5 is a camshaft of the engine 1.
(Not shown), the camshaft rotation angle is, for example,
Reference position is detected every 720 ° in terms of crankshaft rotation angle
Generates a pulse signal for use. Also, the crank angle sensor 6
Is provided near the crankshaft and has a crankshaft rotation angle of 30.
A crank angle detection pulse signal is generated every °. these
Pulse signals from the crank angle sensors 5 and 6 are input to the ECU 10.
The output interface 102 supplies the
The output of the link angle sensor 6 is supplied to an interrupt terminal of the CPU 103.
Be paid. The ECU (electronic control unit) 10
For example, it is configured as a microcomputer and A / D conversion
Device 101, input / output interface 102, CPU 10
3 and the ROM 104, the RAM 105, and the main switch.
Backup RAM that can retain the stored contents even during ti-off
106, a clock generation circuit 107, and the like. In the present embodiment, the ECU 10
The fuel injection valve 7 is controlled, and a fuel injection amount calculation
Inject the calculated amount of fuel into the cylinder's intake port.
Control the fuel injection. In the figure, reference numeral 110 denotes an ECU.
Fuel injection from the fuel injection valve 7 in response to the fuel injection signal 10
This is a fuel injection circuit that performs injection. Engine speed (rotational speed
Degree) data is based on the pulse interval of the crank angle sensor 6.
At predetermined crank angles (for example, every 30 °)
Is calculated and stored in a predetermined area of the RAM 105. One
That is, the latest rotational speed data is always stored in the RAM 105.
Has been delivered. In FIG. 1, what is indicated by 20 flows through the exhaust passage 5.
Part of the exhaust gas is recirculated into the surge tank 2a of the intake passage 2.
EGR device. In the present embodiment, the EGR device 20
An EGR valve 21 and an EGR control valve 22 are provided. EGR
The valve 21 is provided between the exhaust manifold 11 and the surge
The EGR passage 23 communicates with the engine 2a.
A valve element 21a for opening and closing the GR passage 23 is provided. Ma
The EGR valve 21 is connected to both sides via a diaphragm 21b.
And two pressure chambers 21c and 21d formed in
You. The valve element 21a is connected to the diaphragm 21b.
Move by an amount corresponding to the amount of deformation of the diaphragm 21b.
You. Further, the pressure chamber 21c is connected via an EGR control valve 22.
A negative pressure source not shown (for example, by adjusting the negative pressure of the intake passage 2)
Control valve for supplying to the control valve 22).
The pressure chamber 21d is opened to the atmosphere through a port (not shown).
Have been. In the figure, reference numeral 21e indicates that the valve 21a is
The diaphragm 21b is pressed and urged in the direction to close the road 23.
Spring. As described later, the EGR control valve
The negative pressure regulated from the negative pressure source via the pressure chamber 21c
Is supplied to the diaphragm 21b.
e, the valve 21a is deformed against the urging force, and the valve body 21a is moved in the valve opening direction.
Move. For this reason, the EGR valve 21 is
The opening according to the magnitude of the negative pressure supplied via
You. The EGR control valve 22 controls the pressure of the EGR valve 21.
It is arranged on a negative pressure passage 28 connecting the chamber 21c and the negative pressure source.
Solenoid three-way switching valve
Communicates the pressure chamber 21c of the EGR valve 21 with the atmosphere,
The pressure chamber 21c communicates with the negative pressure passage 28 during the neutralization of the solenoid.
I do. The energization of the solenoid of the EGR control valve 22 is described above.
It is controlled by the control circuit 10. Next, calculation of the fuel injection amount of the engine according to this embodiment
Will be described. In the present embodiment, the engine normal operation
Fuel injection amount during rotation (injection time of each fuel injection valve) TAU
Is based on the intake air amount and the engine speed during the period.
It is calculated from the formula. TAU = TAUP × FAF × FEGR Here, TAUP maintains the engine combustion air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio.
Fuel injection amount (basic fuel injection amount) required to perform
Yes, intake pipe pressure PM detected by intake pipe pressure sensor 3
And the engine speed NE. This embodiment
Then, the value of TAUP is determined in advance by experiments, etc., and PM
Of the control circuit 10 as a numerical table using
It is stored in the OM 104. FAF is the air-fuel ratio supplement.
It is a positive coefficient, and the upstream air-fuel ratio sensor 13 and the downstream O_TwoC
It is set according to the output of the sensor 15. FEGR is EGR equipment
It is a fuel injection amount correction coefficient when the device 20 is operated. In this embodiment, the air-fuel ratio correction coefficient FAF
Is the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 13 and the target
According to the deviation from the air-fuel ratio (the stoichiometric air-fuel ratio in this embodiment)
Set by PID control (proportional, integral derivative control)
However, in the present invention, the method of air-fuel ratio feedback control
Is not limited to the above.
If the fuel ratio can be controlled, other known air-fuel ratio feedback
Block control can be used. For example, in this embodiment,
However, the air-fuel in Japanese Patent Application No. 7-279344 mentioned above
As in the case of the ratio feedback control, the O_TwoS
Air-fuel ratio feedback that keeps the storage amount at the specified value
Lock control can also be performed. The EGR correction coefficient FEGR is equal to the EGR actual
Engine air-fuel ratio even when the intake pipe pressure PM changes
Is a correction coefficient for accurately maintaining the target air-fuel ratio.
As described above, in the present embodiment, detection is performed by the intake pipe pressure sensor 3.
The basic fuel injection amount TAUP is calculated based on the intake pipe pressure
You have set. However, when EGR is performed, exhaust gas
Is supplied to the intake passage downstream of the throttle valve 16.
Therefore, even if the actual intake air volume of the engine is the same,
The power PM rises. Therefore, when the EGR is performed, the intake pipe pressure
The basic fuel injection amount T based on the pressure detected by the force sensor 3
When AUP is calculated, the value of TAUP is set to the stoichiometric air-fuel ratio of the engine.
The air-fuel ratio becomes larger than the value required to maintain
The fuel ratio may be shifted to the rich side in some cases. like this
Even when the air-fuel ratio is shifted, the air-fuel ratio sensor 1
Execute air-fuel ratio feedback control based on 3, 15
After a certain period of time, the engine air-fuel ratio
Although it converges to the stoichiometric air-fuel ratio, until it converges to the stoichiometric air-fuel ratio
Means that the exhaust air-fuel ratio flowing into the three-way catalyst deviates from the stoichiometric air-fuel ratio
Therefore, the exhaust gas purifying action of the three-way catalyst may be reduced.
You. For this reason, in the present embodiment, when EGR is performed, the correction
The number FEGR is a value corresponding to the EGR amount (FEGR <1.0)
To prevent the fuel injection amount from becoming excessive,
The engine air-fuel ratio accurately maintains the stoichiometric air-fuel ratio even when R is on / off.
To be held. When the EGR is stopped, the FE
The value of GR is set to 1.0. Next, the catalyst deterioration judgment of this embodiment will be described.
explain. In this embodiment, the aforementioned Japanese Patent Application No. Hei 7-2793 is used.
As in No. 44, the downstream O_TwoSensor 15 output
The presence or absence of catalyst deterioration is calculated based on the trajectory length. Also,
During the air-fuel ratio feedback control, a disturbance or the counter
The engine air-fuel ratio changes relatively greatly from the stoichiometric air-fuel ratio
In order to prevent erroneous determination of deterioration due to
The output of the ratio sensor 13 is a predetermined judgment execution range including the stoichiometric air-fuel ratio.
Only when it is within the enclosure_TwoTrajectory of sensor 15 output
The length is calculated. However, EGR is performed as in the present embodiment.
As described above, the engine that
The air-fuel ratio may fluctuate significantly for a short time
If the air-fuel ratio range is set too large, misjudgment of catalyst deterioration is made
May not be prevented. As described above, this implementation
In the embodiment, when the EGR is performed, the fuel injection amount depends on the EGR amount.
FEGR is corrected by the
The air-fuel ratio should not fluctuate as a result. But,
Actually, the fuel injection EGR correction coefficient FEGR alone is empty.
In some cases, short-term fluctuations in fuel ratio cannot be prevented.
Hereinafter, this problem will be described. As described above, in this embodiment, the EGR is turned on.
Alternatively, when the fuel injection amount is off, the fuel injection amount is determined by the EGR correction coefficient FEG.
R, the corrected fuel injection amount is
The amount should match the stoichiometric air-fuel ratio exactly.
You. However, actually, depending on the load area where the engine is operated,
The correction coefficient FEGR exactly matches the actual operating conditions.
You may not. In such a case, EGR on
・ The engine air-fuel ratio after turning off is based on the outputs of the air-fuel ratio sensors 13 and 15.
Until the stoichiometric air-fuel ratio converges
In some cases, the air-fuel ratio may shift for a short time. The EGR correction of the fuel injection amount is actually performed by
Is ON / OFF of the EGR (that is, ON / OFF of the EGR control valve 22).
Not start at the same time as the EGR valve
Due to delays in the operation of the EGR control valve 21 and the EGR control valve 22 and EGR gas.
When the pressure in the surge tank 2a actually changes
The load condition of the engine from the time of EGR on / off
Start after the elapse of the predetermined delay time determined by
I have to. For this reason, this delay time
In the load range where the EGR correction is not appropriate,
In some cases, the air-fuel ratio is not
A large fluctuation may occur. Further, the deviation of the air-fuel ratio caused by the above is generally
Although not always so large, depending on the operating conditions, EG
There are cases where the on / off of R is frequently repeated.
Air-fuel ratio feedback system to compensate for the deviation.
Hunting occurs and the deviation of the air-fuel ratio is amplified.
In some cases. When such an air-fuel ratio deviation occurs
In order to prevent erroneous determination of catalyst deterioration,
Although it is conceivable to set the air-fuel ratio range narrow,
If the constant execution air-fuel ratio range is set narrow, during normal operation
Even when the air-fuel ratio fluctuates slightly, catalyst deterioration judgment
The problem is interrupted and the frequency of execution of deterioration judgment decreases.
There is. Therefore, in the present embodiment, as described below,
EGR on / off when air-fuel ratio may fluctuate for a short time
Set the air-fuel ratio range narrower than other periods
To reduce the frequency of execution of catalyst deterioration determination
Erroneous deterioration is prevented. FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams according to the above-mentioned EGR operation state.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a deterioration determination operation, and FIG.
The operation of determining whether or not the deterioration determination condition is satisfied is shown in FIG.
Indicates an actual deterioration determination operation. Operation of FIGS. 2 and 3
Is a routine executed by the control circuit 10 at regular intervals.
Each is done by. First, the deterioration determination condition shown in FIG.
The operation for determining whether or not is established will be described. Figure
When the routine starts in step 2, in step 201
Indicates whether general execution conditions for catalyst deterioration determination are satisfied
Is determined. Here, it is determined in step 201
The condition is, for example, that air-fuel ratio feedback control is being executed.
Whether or not air-fuel ratio feedback control is executed.
If not, the execution condition is not satisfied and the
In step 203, the value of the determination execution permission flag XCAT is set to 0.
Is Also, the execution condition of step 201 is satisfied.
If the EGR execution flag has been
XEGR value has changed since the last execution of the routine
Is determined. EGR execution flag XEGR value
Is a routine executed by the control circuit 10 separately.
And set to 1 when the condition to execute EGR is satisfied
When the EGR condition is not satisfied, the value is set to 0. Ma
When the value of the flag XEGR is set to 1, the EGR
The control valve 22 is opened and the exhaust gas is
A part is returned to the surge tank 2a of the intake passage 2.
become. Note that the XEGR in step 205_i-1Is the last
This shows the value of the flag XEGR during execution of the routine. In step 205, XEGR ≠ XEGR_i-1
In other words, if the
EGR was started before the execution of the routine, or
If the ongoing EGR is stopped, step 20
At 7, the value of the EGR time counter CT is set to 0.
In step 205, XEGR = XEGR_i-1So
The EGR state since the last execution of the routine
Resets the value of counter CT if there is no change in
Proceed to step 209 without performing. Time counter CT
Counts up each time the routine is executed in step 219
As a result, the value of the counter CT is changed to the state of EGR.
Is set to a value corresponding to the elapsed time since the
Become so. Next, at step 209, the counter
CT value is a predetermined value CT₀EG
CT after the state of R changes₀The time corresponding to
Is determined. Where CT₀Is EGR on
・ If the air-fuel ratio shifts due to off, the air-fuel ratio
Convergence of air-fuel ratio to stoichiometric air-fuel ratio by feedback control
Is the time needed for it. CT₀Is the air-fuel ratio
Depends on feedback control type, exhaust system configuration, etc.
In practice, it is preferable to actually determine by experiment, etc.
New After execution of step 209, step 211 and
213, the above time is CT₀Whether or not
The determination execution air-fuel ratio range is set according to the
The output of the current upstream air-fuel ratio sensor 13 is the air-fuel ratio at which this determination is made.
It is determined whether it is within the range. That is, CT> C
T₀If so, in step 211 the upstream air-fuel ratio
The sensor output VAF is the lower limit of the normal determination execution air-fuel ratio range
Whether it is between VAFL and the upper limit value VAFH,
In step 209, CT ≦ CT₀If it is
In step 213, the VAF determines the air-fuel ratio after the EGR state change.
Range between lower limit value VAFL 'and upper limit value VAHH'
Is determined. Here, the lower upper limit value VAFL,
Relationship between VAFL 'and upper limit value, VAFH, VAFH'
Is VAFL <VAFL ′ <VAF₀<VAFH '<V
AFH (VAF₀Is the upstream air-fuel ratio sensor 1
3 corresponding to the theoretical air-fuel ratio). That is, EGR
Predetermined time CT after turning on / off₀Until elapse
The period is the judgment execution air-fuel ratio range (from VAFL ′ to VAF).
H ′) is the determination execution air-fuel ratio range (VAF) in another period.
L to VAFH).
You. In steps 211 and 213,
In either case, the upstream side air-fuel ratio sensor output VAF is determined to be empty.
If it is within the fuel ratio range, the determination is permitted in step 215.
The value of the enable flag XCAT is set to 1 and step 21
1. VAF is determined in either step 213.
If the ratio is out of the range, the judgment is permitted in step 203.
The value of the enable flag XCAT is set to 0. As described above, the value of the determination execution flag is set to 1 or
After setting to 0, in step 217, XEGR_i-1of
The value is updated in preparation for the next routine execution, step 2
At 19, the value of the time counter CT is counted up.
This routine ends. As described above, the operation of FIG.
In the present embodiment, after the EGR state changes,
Until the period expires, it is set narrower than the other periods.
Of catalyst deterioration judgment using air-fuel ratio range
Will be determined. FIG. 3 shows the operation for determining the catalyst deterioration according to this embodiment.
It is a flowchart explaining. In this operation, the upstream
Locus length LVAF of output VAF of fuel ratio sensor 13 and downstream O
_TwoThe trajectory length LVOS of the sensor 15 output VOS is calculated,
Downstream O_TwoWhen the sensor output trajectory length LVOS is
Judgment value determined according to the magnitude of sensor output trajectory length LVAF
L_refIf the above is true, it is determined that the three-way catalyst 30 has deteriorated.
Set. The catalyst deteriorates and O_TwoStorage effect is reduced
As described above, the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst is large.
The downstream O_TwoThe locus length of the sensor output is also large.
You. For this reason, in this embodiment, the downstream O_TwoSensor output
Catalyst deteriorates when trajectory length LVOS exceeds a predetermined value
Is determined to have been made. Outgoing air-fuel ratio sensor
Determination value L according to force locus length LVAF_refTo change
Indicates that the catalyst upstream air-fuel ratio is relatively long
Such as actual air-fuel
Touch based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor
This is to prevent the medium deterioration determination from being affected. When the routine starts in FIG.
In step 301, the judgment set by the operation of FIG.
Whether the value of the permission flag XCAT is 1 (judgment execution permission)
It is determined whether or not XCAT ≠ 1 (determination execution prohibited).
If not, the routine is immediately executed without performing the following steps.
To end. As a result, the upstream air-fuel ratio sensor output VA
If the fluctuation of F is large, the catalyst deterioration determination is not performed.
No. When XCAT = 1, the scan
At step 303, the output VAF of the upstream air-fuel ratio sensor 13 is
Outflow side O_TwoLocus length LVAF, L with sensor 15 output VOS
VOS, LVAF = LVAF + | VAF-VAF_i-1| LVOS = LVOS + | VOS−VOS_i-1| Is calculated as Where VAF_i-1, VOS_i-1Is
The upstream air-fuel ratio sensor 13 and the downstream O_TwoSensor 1
5 is the output value at the time of execution of the previous routine. That is,
In the present embodiment, the trajectory lengths of the sensors 13 and 15 are
Sensor output V from the execution of the routine to the execution of this routine
By integrating the absolute values of the change amounts of AF and VOS,
It is required similarly. After calculating LVAF and LVOS as described above,
In step 305, the VAF is prepared for the next routine execution.
_i-1And VOS_i-1Is updated. Next,
In step 307, the value of the trajectory length integration time counter CTC is counted.
It will be up. Track length integration time counter CTC
Are set to LVAF and LVOS in step 321 after the determination is completed.
Both counters are set to 0. That is,
The value of the counter CTC is obtained by performing the trajectory length integration in step 305.
Accumulated time (number of times). In step 309, the counter C
TC value is a predetermined value CTC₀It is determined whether or not
CTC ≦ CTC₀If so, step 311 and below
Terminates the routine without executing. That is,
In this embodiment, short-term fluctuations in the operating state of the engine
It prevents the values of LVAF and LVOS from being greatly affected.
In order to use the catalyst length
Perform deterioration judgment. Time for trajectory length integration (CTC₀)
Is set to a time of about several tens of seconds in the present embodiment, for example.
You. At step 309, a predetermined trajectory length integration time C
TC₀If has passed, in step 311,
Depending on the output trajectory length LVAF of the output side air-fuel ratio sensor 13, the catalyst
Deterioration judgment value L_refIs set. In the present embodiment,
Under various operating conditions using a catalyst degraded to the permissible limit
Operate the engine, LVAF and L_refMeasure the relationship with
Stored in the ROM 104 of the control circuit 10 in the form of a numerical table
It is. In step 311, the calculated LVAF value is
From this numerical table based on the corresponding L_refRead the value of
Perform the operation to find out. From the above, the judgment value L_refAfter setting, step
At 313, the downstream O_TwoLocus length LVOS of sensor 15 output
Is the judgment value L_refIt is determined whether or not LVOS ≧ L
_refIf it is, the catalyst has deteriorated and
In step 315, the value of the catalyst deterioration flag ALM is set to 1.
You. Also, LVOS <L_refIf the catalyst is normal
In step 317, the value of the deterioration flag ALM is set to 0.
Is set to In this embodiment, the value of ALM is set to 1
Is executed by the control circuit 10 when it is set.
No warning light (not shown) in driver's seat
Lights to alert the driver that the catalyst has deteriorated.
Have been. In step 319, the flag ALM is set.
The value is stored in the backup RAM 106 of the control circuit 10.
Be prepared for repair and inspection. Then, step 321
Then, the trajectory length LVAF, LVOS and the trajectory length integration time
The value of the counter CTC is set to 0, and this routine ends.
I do. As a result, a new
The integration of the trajectory lengths LVAF and LVOS is started. As described above, according to the present embodiment, the EGR
Predetermined period from ON / OFF (CTC ₀Judgment performed during)
Since the air-fuel ratio range will be set narrower than usual,
If the output of the upstream air-fuel ratio sensor cannot
Accurately inhibits catalyst deterioration determination even when air-fuel ratio fluctuations occur
To prevent erroneous determination of catalyst deterioration.
Is stopped. Also, during normal operation with no change in the EGR state
In order for the air-fuel ratio range to be determined to be set relatively wide
Therefore, it is possible to prevent the frequency of executing the catalyst deterioration determination from being reduced.
Is stopped. [0044] As described above, according to the present invention, the downstream air space is provided.
When making a catalyst deterioration determination based on the output of the fuel ratio sensor,
Starting and stopping EGR without reducing the frequency of
Can accurately determine catalyst deterioration by eliminating the effects of
The effect is excellent.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の排気浄化装置を自動車用内燃機関に適
用した場合の概略構成を説明する図である。【図２】図１の実施形態の触媒劣化判定操作を説明する
フローチャートである。【図３】図１の実施形態の触媒劣化判定操作を説明する
フローチャートである。【符号の説明】１…内燃機関１０…制御回路１３…上流側空燃比センサ１５…下流側Ｏ₂センサ２０…ＥＧＲ装置３０…三元触媒BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration in a case where an exhaust emission control device of the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle. FIG. 2 is a flowchart illustrating a catalyst deterioration determination operation according to the embodiment of FIG. 1; FIG. 3 is a flowchart illustrating a catalyst deterioration determination operation of the embodiment of FIG. 1; [Reference Numerals] 1 ... internal combustion engine 10 ... control circuit 13 ... upstream air-fuel ratio sensor 15 ... downstream O ₂ sensor 20 ... EGR device 30 ... three-way catalyst

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｅ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５ＢＺＡＢＺＡＢ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｄ３０１ＮＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 F01N 11/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI F02D 41/02 301 F02D 41/02 301E 41/04 305 41/04 305B ZAB ZAB 43/00 301 43/00 301D 301N F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F01N 3/08-3/38 F01N 9/00 F01N 11/00 F02D 41/00-41/40 F02D 43/00-45 / 00

Claims

(57)【特許請求の範囲】【請求項１】内燃機関の排気通路に配置された三元触
媒と、前記三元触媒の上流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒上流側の排気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配置され、前記三元
触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサ
と、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制
御手段と、前記上流側空燃比センサにより検出された排気空燃比が
前記目標空燃比を含む所定の判定実施空燃比範囲内にあ
るときに判定実施条件が成立したと判断する判定実施条
件判別手段と、前記判定実施条件が成立したと判別されたときに、前記
下流側空燃比センサ出力に基づいて三元触媒が劣化した
か否かを判定する触媒劣化判定手段とを備えた内燃機関
の触媒劣化判定装置において、前記機関は、予め定めた条件下で機関の排気の一部を機
関吸気通路に再循環させるＥＧＲ手段を備え、前記判定実施条件判別手段は更に、前記ＥＧＲ手段が前
記排気の再循環を開始したときから所定の期間、及び前
記排気の再循環を停止したときから所定の期間、前記判
定実施空燃比範囲を他の期間より狭く設定し、機関空燃
比が上記狭められた空燃比範囲内にあるときに前記劣化
判定手段による劣化の判定が行われるようにする変更手
段を備えた、内燃機関の触媒劣化判定装置。(57) Claims 1. A three-way catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and an exhaust gas disposed in an exhaust passage upstream of the three-way catalyst and upstream of the three-way catalyst. An upstream air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio; a downstream air-fuel ratio sensor that is disposed in an exhaust passage downstream of the three-way catalyst and detects an exhaust air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst; Air-fuel ratio control means for controlling an air-fuel ratio to a target air-fuel ratio; and a determination execution condition when an exhaust air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor is within a predetermined determination execution air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio. And a catalyst for determining whether the three-way catalyst has deteriorated based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor when it is determined that the determination execution condition has been satisfied. Of an internal combustion engine equipped with a deterioration determination means In the deterioration determination device, the engine includes EGR means for recirculating a part of the exhaust gas of the engine to an engine intake passage under predetermined conditions. The determination execution condition determination means further includes: predetermined time period from when starting recirculation, and a predetermined time period from the time of stopping the recirculation of the exhaust, the determination carried out air-fuel ratio range is set narrower than other periods, empty the engine air-fuel ratio is narrowed above An apparatus for determining catalyst deterioration of an internal combustion engine, comprising: changing means for determining deterioration by the deterioration determining means when the deterioration is within a fuel ratio range.