JPH055444A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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- JPH055444A JPH055444A JP3158354A JP15835491A JPH055444A JP H055444 A JPH055444 A JP H055444A JP 3158354 A JP3158354 A JP 3158354A JP 15835491 A JP15835491 A JP 15835491A JP H055444 A JPH055444 A JP H055444A
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- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
- F02D41/1443—Plural sensors with one sensor per cylinder or group of cylinders
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
バック制御する場合に、触媒装置の劣化の検出が、各気
筒群間の空燃比の変化の位相のズレに起因して正確でな
くなることを防止する。 【構成】V型エンジン1において、左バンク1aの空燃
比をその排気通路6aに配置した空燃比センサ19の出
力に基いてフィ−ドバック制御し、右バンク1bの空燃
比をその排気通路6bの空燃比センサ19に基いてフィ
−ドバック制御する。集合排気通路6cに触媒装置9を
配置し、その更に下流に排気ガス中の酸素濃度成分を検
出する濃度センサ20を配置する。上記触媒装置9の劣
化を濃度センサ20により検出しようとする際には、一
方の空燃比センサ19のみを用いて両バンクの空燃比を
総合してフィ−ドバック制御したり、両バンク間の空燃
比の変化の位相が同相であることを検出し、この状態に
限り劣化判定を行う。
Description
の改良に関し、特に排気通路に配置した触媒装置の劣化
検出の改良に関する。
装置として、例えば特開昭63−97852号公報に開
示されたものが知られている。このものは、図7に示す
ように、排気通路に配置した触媒装置のHC浄化性能が
その酸素吸着能力に正比例することに着目し、排気通路
の触媒装置の下流側に排気ガス中の酸素濃度を検出する
濃度センサを配置し、該濃度センサにより触媒装置の酸
素吸着能力を検出することにより、間接的に触媒装置の
劣化を検出するものである。
は例えば特開昭61−138849号公報に開示される
ように、例えばV型エンジンにおいて各気筒群毎に排気
通路を集合し、この各排気通路に空燃比センサを配置し
て、各気筒群別に混合気の空燃比をフィ−ドバック制御
するものがある。そして、この種の空燃比制御を行うエ
ンジンに対して上記のように濃度センサを用いて触媒装
置の劣化を検出することが考えられる。
に空燃比のフィ−ドバック制御を独立して行う関係上、
各気筒群間の排気行程のズレや、機器の機能,特性のバ
ラツキ、又は各気筒群間で排気ガスが触媒装置に接触す
る様子等が異なることから、各気筒群間で空燃比のリッ
チ,リーンの位相のずれが任意な周期で発生し、このた
め濃度センサによる触媒装置の劣化検出が困難になる。
あり、その目的は、上記のように各気筒群毎に空燃比の
フィ−ドバック制御を行うエンジンであっても、触媒装
置の劣化を正確に検出することにある。
め、本発明では各気筒群の空燃比の変化の位相が合致し
た状況で触媒装置の劣化を判定することとする。
決手段は、図1に示すように、気筒群1a,1b毎に設
けられた排気通路の各々に配置され、該各気筒群1a,
1b別に混合気の空燃比を検出する空燃比センサ19,
19と、該各空燃比センサ19,19の出力に基いて上
記各気筒群1a,1b別に空燃比のフィ−ドバック制御
を行う空燃比制御手段26とを備えるとともに、上記各
排気通路の下流を集合した集合排気通路に触媒装置が配
置されたエンジンの排気浄化装置を前提とする。そし
て、上記集合排気通路の触媒装置の下流側に、該集合排
気通路を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出する濃度セ
ンサ20を配置するとともに、設定条件の下で上記濃度
センサ20の出力に基いて上記触媒装置の劣化を検出す
る劣化検出手段27と、該劣化検出手段27による触媒
装置の劣化を検出するとき、上記空燃比制御手段26に
よる空燃比のフィ−ドバック制御を、1個の空燃比セン
サ19の出力に基いてエンジン全体の空燃比をフィ−ド
バック制御するように変更する制御変更手段28とを設
ける構成とする。
明の制御変更手段28及び劣化検出手段27を特定し
て、制御変更手段28を、劣化判定するときに複数の空
燃比センサ19,19を時間的に1個づつ順番に選択す
るものに限定し、劣化検出手段27を、選択された空燃
比センサ19の下での濃度センサ20の各出力値の平均
値により劣化を検出するものに限定する。
項1記載のエンジンの排気浄化装置において、制御変更
手段28及び劣化検出手段27に代えて、各気筒群の空
燃比のフィ−ドバック位相を検出する位相検出手段と、
該位相検出手段により各気筒群相互間のフィ−ドバック
位相が同相となったとき、濃度センサ20の出力に基い
て触媒装置の劣化を検出する劣化検出手段とを設ける構
成としている。
触媒装置の劣化を検出する際には、エンジン全体の空燃
比が1個の空燃比センサ19の出力に基いてフィ−ドバ
ック制御される。これにより、各気筒群1a,1bの間
の空燃比の変化の位相がほぼ一致するので、この状況で
劣化検出が容易に行われる。
うにエンジン全体の空燃比を1個の空燃比センサ19で
制御しても、各気筒群1a,1bの排気通路の長さが相
互に異なるために位相に若干のズレが生じる場合がある
が、劣化検出をする際には、先ず所定の空燃比センサ1
9が選択され、この状況の下での濃度センサ20の出力
値が収集された後、次いで他の空燃比センサ19が選択
され、この状況の下での濃度センサ20の出力値が収集
されることが繰返され、その後に各々の濃度センサ20
の出力値が平均値化されて、この平均値に基いて劣化判
定されるので、各気筒群1a,1bの排気通路長の相違
に起因する位相のズレに対処しながら触媒装置の劣化判
定を誤りなく行うことができる。
の空燃比のフィ−ドバック位相が位相検出手段により実
際に検出された時点で劣化が判定されるので、触媒装置
の劣化検出が正確に行われる。
明のエンジンの排気浄化装置によれば、各気筒群別に空
燃比をフィ−ドバック制御するエンジンでも、エンジン
全体を総合して空燃比を制御することで各気筒群の空燃
比のリッチ,リーンの変化の位相をほぼ一致させ、この
状況で触媒装置の劣化を判定するので、その劣化検出を
正確に行うことができる。
の排気通路長の相違による各気筒群間の空燃比の変化に
位相のズレがあっても、これを考慮した触媒装置の劣化
判定を行うことができる。
毎に空燃比を独立にフィ−ドバック制御している際で
も、その各空燃比の位相が実際に一致した時を検出し、
この検出時に限り劣化判定を行うので、触媒装置の正確
な劣化検出が可能である。
いて説明する。
エンジンであって、左右のバンク1a,1bには、所定
角度傾斜したシリンダ2内に嵌挿したピストン3により
容積可変に形成される燃焼室4が形成されている。該各
燃焼室4は、各々、独立した吸気通路5a,5b、及び
この両通路をその上流端部分に配置したサ−ジタンク5
cで合流させた1本の集合吸気通路5dを介して大気に
連通されていると共に、各バンク1a,1b毎に独立す
る排気通路6a,6b及びこれ等の下流端を集合した集
合排気通路6cを介して大気に開放されている。上記集
合吸気通路5dには、そのサ−ジタンク5c上流側に吸
入空気量を調整するスロットル弁7が配設されていると
共に、各独立吸気通路5a,5bには,各々、燃料を噴
射供給する燃料噴射弁8,8が配設されている。また、
集合排気通路6cには、該排気通路6cを流下する排気
ガスを浄化する触媒装置9が配置されている。
入空気量を検出するエアフロ−センサ、16はスロット
ル弁7の開度を検出する開度センサ、17はエンジン冷
却水温度を検出する水温センサ、18はクランク角によ
りエンジン回転数を検出するクランク角センサ、19,
19は2本の独立排気通路6a,6bに各々配置され、
独立排気通路6a,6bを流れる排気中の酸素濃度成分
により燃焼室4に供給した混合気の空燃比が設定値より
リッチかリ−ンかを検出する例えばジルコニア固体電解
質ラムダセンサより成る空燃比センサとしてのO2 セン
サ、20は集合排気通路6cの触媒装置9の下流側に配
置され、該集合排気通路6cを流れる排気中の酸素濃度
成分を検出する例えばジルコニア固体電解質ラムダセン
サより成る濃度センサとしてのO2 センサ、21は車速
を検出する車速センサである。
15〜21の信号は、内部にCPU等を備えたコントロ
−ラ25に入力されている。該コントロ−ラ25は、上
記2個の空燃比センサ19,19の出力に基いて各々の
燃料噴射弁8,8の燃料噴射量を独立に調整して、各バ
ンク1a,1bという2つの気筒群別に混合気の空燃比
をエンジン運転状態に応じた設定空燃比にフィ−ドバッ
ク制御する空燃比制御手段26として機能すると共に、
濃度センサ20により触媒装置9の劣化を検出する機能
を有する。尚、図2において、26はスロットル弁7を
バイパスする吸気量を調整してアイドル回転数を調整す
るアイドル調整装置である。
ンサ20の出力に基づく触媒装置9の劣化検出を図3の
検出フロ−に基いて説明する。
a1で上記各センサからのデータを読込んだ後、ステッ
プSa2で触媒装置9の劣化を検出する条件が成立して
いるか否かを判別する。この条件は、例えばエンジン水
温が設定値以上であり、車速が設定範囲内にあり、且つ
空燃比のフィ−ドバック制御中にある際に成立する。そ
して、劣化検出条件が成立すると、ステップSa3で一
方のバンク1aの空燃比センサ19を使用して両バンク
1a,1b全体での混合気の空燃比のフィ−ドバック制
御を実行して、ステップSa4で触媒装置9の劣化を判
定検出する。この劣化の判定は、例えば図6に示すよう
に濃度センサ20の出力周波数の増大で行ったり、濃度
センサ20の出力の振幅の変化に基いて行ったり、又は
図8に示すように空燃比センサ19の反転回数/濃度セ
ンサ20の反転回数が設定値以上になったことにより行
う。
5で触媒装置9の劣化時と判定された異常時には、ステ
ップSa6で触媒装置9の劣化異常を表示する警告灯を
点灯制御して終了する。
ステップSa2及びSa4により、予め設定した劣化検
出条件の成立下で濃度センサ20の出力に基いて触媒装
置9の劣化を検出するようにした劣化検出手段27を構
成している。また、同制御フロ−のステップSa3によ
り、上記劣化検出手段27による触媒装置9の劣化の検
出をするときに、上記空燃比制御手段26による各気筒
群毎の空燃比のフィ−ドバック制御を、1個の空燃比セ
ンサ19の出力に基いて両バンク1a,1bを総合した
エンジン全体の空燃比としてフィ−ドバック制御するよ
うにした制御変更手段28を構成している。
ンク1a,1b別に空燃比をフィ−ドバック制御するエ
ンジン1であっても、触媒装置9の劣化を検出しようと
する際には、一方のバンク1aの空燃比センサ19の出
力に基いてエンジン1の全体が共通の空燃比に制御され
る。このことにより、各バンク1a,1bの空燃比の変
化がほぼ同一位相になるので、空燃比の位相のズレに起
因する触媒装置9の誤った劣化判定を防止することがで
き、劣化判定を正確に行うことができる。
ロ−を示し、上記図3の制御フロ−とは、ステップSb
3〜Sb7が異なる。つまり、ステップSb3で一方の
バンク1aの空燃比センサ19にてエンジン1全体とし
ての空燃比のフィ−ドバック制御を設定時間実行し、こ
の状態にてステップSb4で濃度センサ20の出力の反
転回数を計測する。
ンク1bの空燃比センサ19にてエンジン1全体として
の空燃比のフィ−ドバック制御を設定時間のあいだ実行
して、ステップSb6でこの状態での濃度センサ20の
出力の反転回数を計測する。
計測した各々の濃度センサ20の出力の反転回数の平均
値を求め、この反転回数の平均値を劣化時に相当する基
準値と比較して、触媒装置9の劣化判定を行う。
及びSb5により、制御変更手段28を限定して、劣化
判定する際の複数の空燃比センサ19,19を時間的に
順番に1個づつ選択するように構成している。また、ス
テップSb4,Sb6及びSb7により、劣化検出手段
27を限定して、上記各々選択された空燃比センサ19
の下での濃度センサ20の各出力値の平均値によって劣
化を判定検出するように構成している。
ク1aの排気通路6aと右バンク1bの排気通路6bと
では図2から判るように前者の方が排気通路長が長く、
このため、エンジン1全体を総合して空燃比を制御する
場合であっても、各バンク1a,1b間で空燃比の変化
に位相のズレが若干残る場合も生じる。しかし、各空燃
比センサ19,19を順番に1個づつ選択した際の濃度
センサ20の各々の反転回数の平均値によって触媒装置
9の劣化判定を行うので、上記位相のズレがあっても、
触媒装置9の劣化判定をこの位相のズレに影響を受ける
ことなく正確に判定することができる。
を示し、上記の説明とはステップSc3〜Sc5のみが
異なる。つまり、ステップSc3で両空燃比センサ1
9,19の検出信号により各バンク1a,1bの空燃比
の変化の位相を実際にモニターする。そして、ステップ
Sc4で各バンク間の位相が同相となれば、ステップS
c5でこの同相となった場合に限り触媒装置9の劣化判
定を行う。
ップSc3により、各バンク1a,1bの空燃比のフィ
−ドバック位相を検出する位相検出手段29を構成して
いると共に、ステップSc4及びSc5により、上記位
相検出手段29により各気筒相互間のフィ−ドバッ位相
が同相となったとき、濃度センサ20の出力に基いて触
媒装置の劣化を検出する劣化検出手段30を構成してい
る。
ク1a,1bの空燃比の位相が実際に同相になった状況
の下で初めて触媒装置9の劣化が検出されるので、触媒
装置9の劣化判定を正確に行うことができる。
1b間で空燃比のフィ−ドバック定数が異なる値に設定
されている場合には、劣化判定を行う際には、劣化検出
条件の成立時に上記のフィ−ドバック定数を同一値に統
一することが行われる。
てもよい。
ンの排気浄化装置に適用したが、本発明は、その他、工
場に固定配置するエンジンの排気浄化装置に対しても同
様に適用できるのは勿論である。
トを示す図である。
トを示す図である。
トを示す図である。
が増大する様子を示す説明図である。
性を示す図である。
の判定回数/濃度センサの反転回数特性を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】気筒群毎に設けられた排気通路の各々に配
置され、該各気筒群別に混合気の空燃比を検出する空燃
比センサと、該各空燃比センサの出力に基いて上記各気
筒群別に空燃比のフィ−ドバック制御を行う空燃比制御
手段とを備えるとともに、上記各排気通路の下流を集合
した集合排気通路に触媒装置が配置されたエンジンの排
気浄化装置において、上記集合排気通路の触媒装置の下
流側に、該集合排気通路を流れる排気ガス中の酸素濃度
を検出する濃度センサが配置されるとともに、設定条件
の下で上記濃度センサの出力に基いて上記触媒装置の劣
化を検出する劣化検出手段と、該劣化検出手段による触
媒装置の劣化を検出するとき、上記空燃比制御手段によ
る空燃比のフィ−ドバック制御を、1個の空燃比センサ
の出力に基いてエンジン全体の空燃比をフィ−ドバック
制御するように変更する制御変更手段とを備えたことを
特徴とするエンジンの排気浄化装置。 【請求項2】制御変更手段は、劣化判定するときに複数
の空燃比センサを時間的に1個づつ順番に選択するもの
であり、劣化検出手段は、選択された空燃比センサの下
での濃度センサの各出力値の平均値により劣化を検出す
るものであることを特徴とする請求項1記載のエンジン
の排気浄化装置。 【請求項3】請求項1記載のエンジンの排気浄化装置に
おいて、制御変更手段及び劣化検出手段に代えて、各気
筒群の空燃比のフィ−ドバック位相を検出する位相検出
手段と、該位相検出手段により各気筒群相互間のフィ−
ドバック位相が同相となったとき、濃度センサの出力に
基いて触媒装置の劣化を検出する劣化検出手段とを備え
たことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
Priority Applications (2)
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ID=15669830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3158354A Expired - Lifetime JP2960576B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | エンジンの排気浄化装置 |
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