JPH07116931B2 - 内燃機関の触媒劣化判別装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化判別装置Info
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- JPH07116931B2 JPH07116931B2 JP3336797A JP33679791A JPH07116931B2 JP H07116931 B2 JPH07116931 B2 JP H07116931B2 JP 3336797 A JP3336797 A JP 3336797A JP 33679791 A JP33679791 A JP 33679791A JP H07116931 B2 JPH07116931 B2 JP H07116931B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも触媒コンバ
ータの上流側の排気通路に設けられた空燃比センサ出力
に基づき機関の空燃比を理論空燃比に制御するととも
に、少なくとも触媒コンバータの下流側の排気通路に設
けられた空燃比センサ出力に基づき触媒コンバータの劣
化判別を行う内燃機関の触媒劣化判別装置に関する。
ータの上流側の排気通路に設けられた空燃比センサ出力
に基づき機関の空燃比を理論空燃比に制御するととも
に、少なくとも触媒コンバータの下流側の排気通路に設
けられた空燃比センサ出力に基づき触媒コンバータの劣
化判別を行う内燃機関の触媒劣化判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より内燃機関の排気系に空燃比セン
サ（Ｏ2 センサ）を設け、このセンサ出力により空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排
気系に設けられた触媒コンバータの浄化能力を有効活用
してエミッション特性を改善する技術は良く知られてい
る。また、最近では、上流側のＯ2 センサの特性の経時
変化等を精度良く補償するために、触媒コンバータの下
流にもＯ2 センサを設けて、フィードバック制御に利用
する、所謂、ダブルＯ2 センサシステムも開発されてい
る（特開昭６１−２８６５５０号公報参照）。
サ（Ｏ2 センサ）を設け、このセンサ出力により空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排
気系に設けられた触媒コンバータの浄化能力を有効活用
してエミッション特性を改善する技術は良く知られてい
る。また、最近では、上流側のＯ2 センサの特性の経時
変化等を精度良く補償するために、触媒コンバータの下
流にもＯ2 センサを設けて、フィードバック制御に利用
する、所謂、ダブルＯ2 センサシステムも開発されてい
る（特開昭６１−２８６５５０号公報参照）。
【０００３】このような技術においても、触媒コンバー
タが劣化すると排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯx 等の成分の
浄化能力が低下するので、触媒コンバータの劣化を検出
することが必要になり、種々の触媒劣化判別方法、装置
が提案されている。例えば、触媒が劣化してくると、空
燃比フィードバック中の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周
期（理論空燃比相当値を上下する（または横切る）周
期）が短くなってくるので、下流側Ｏ2 センサの出力の
反転周期（あるいは理論空燃比相当値を横切る反転回
数）と上流側Ｏ2 センサの出力の反転周期（あるいは理
論空燃比相当値を横切る反転回数）の比を求めて、この
比により触媒の劣化を判別する方法が提案されている
（特開昭６１−２８６５５０号公報，特開昭６３−９８
７８５２号公報参照）。
タが劣化すると排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯx 等の成分の
浄化能力が低下するので、触媒コンバータの劣化を検出
することが必要になり、種々の触媒劣化判別方法、装置
が提案されている。例えば、触媒が劣化してくると、空
燃比フィードバック中の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周
期（理論空燃比相当値を上下する（または横切る）周
期）が短くなってくるので、下流側Ｏ2 センサの出力の
反転周期（あるいは理論空燃比相当値を横切る反転回
数）と上流側Ｏ2 センサの出力の反転周期（あるいは理
論空燃比相当値を横切る反転回数）の比を求めて、この
比により触媒の劣化を判別する方法が提案されている
（特開昭６１−２８６５５０号公報，特開昭６３−９８
７８５２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のダブルＯ2 セン
サシステムにおいては上流側のＯ2 センサの特性のずれ
や気筒間の空燃比ばらつきに起因する制御空燃比（平均
空燃比、中心空燃比）の理論空燃比からのずれ等を下流
側Ｏ2 センサの出力に基づく空燃比補正値を用いて補償
するため、上流側Ｏ2 センサの特性が変化してフィード
バック制御される空燃比の中心値（平均値）が理論空燃
比から外れた場合でも通常であればこの空燃比の理論空
燃比からのずれは次第に補償され、空燃比の中心は理論
空燃比近傍に収束する。
サシステムにおいては上流側のＯ2 センサの特性のずれ
や気筒間の空燃比ばらつきに起因する制御空燃比（平均
空燃比、中心空燃比）の理論空燃比からのずれ等を下流
側Ｏ2 センサの出力に基づく空燃比補正値を用いて補償
するため、上流側Ｏ2 センサの特性が変化してフィード
バック制御される空燃比の中心値（平均値）が理論空燃
比から外れた場合でも通常であればこの空燃比の理論空
燃比からのずれは次第に補償され、空燃比の中心は理論
空燃比近傍に収束する。
【０００５】しかし、制御系の安定を図るため、或いは
何らかの原因による空燃比の誤った過補正を防止するこ
とを図るため前述の空燃比補正値には限界値（ガード
値）を設定することが多い。このため、空燃比中心の理
論空燃比からのずれが下流側Ｏ 2 センサの出力に基づく
空燃比補正値による補償可能範囲を超えて大きくなった
場合には、下流側Ｏ2 センサの出力に基づく空燃比補正
値が上記ガード値に到達すると、理論空燃比からのずれ
はそれ以上補償されず機関は理論空燃比から外れた空燃
比で運転されることになる。
何らかの原因による空燃比の誤った過補正を防止するこ
とを図るため前述の空燃比補正値には限界値（ガード
値）を設定することが多い。このため、空燃比中心の理
論空燃比からのずれが下流側Ｏ 2 センサの出力に基づく
空燃比補正値による補償可能範囲を超えて大きくなった
場合には、下流側Ｏ2 センサの出力に基づく空燃比補正
値が上記ガード値に到達すると、理論空燃比からのずれ
はそれ以上補償されず機関は理論空燃比から外れた空燃
比で運転されることになる。
【０００６】通常の運転ではこのような事態は生じない
ものの、例えば上流側Ｏ2 センサに割れや断線等の異常
が生じた場合や、上流側Ｏ2 センサが配置上影響を受け
やすい特定気筒の燃料噴射弁に異常が生じ、燃料噴射量
が過大又は過少になった場合等では上流側Ｏ2 センサ出
力が実際の空燃比を反映しなくなり、理論空燃比から大
きく外れた領域で空燃比制御が行われるようになるた
め、このような事態が生じ得る。
ものの、例えば上流側Ｏ2 センサに割れや断線等の異常
が生じた場合や、上流側Ｏ2 センサが配置上影響を受け
やすい特定気筒の燃料噴射弁に異常が生じ、燃料噴射量
が過大又は過少になった場合等では上流側Ｏ2 センサ出
力が実際の空燃比を反映しなくなり、理論空燃比から大
きく外れた領域で空燃比制御が行われるようになるた
め、このような事態が生じ得る。
【０００７】空燃比フィードバック制御中心が理論空燃
比から大きく外れると触媒下流側Ｏ 2 センサの位置では
排気空燃比は常にリッチ側又はリーン側になったままで
あり下流側Ｏ2 センサ出力はリッチ側出力又はリーン側
出力のまま保持され、出力の反転が生じなくなる。前述
の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周期から触媒劣化を判断
しているような場合、出力の反転が生じないため、実際
には触媒が劣化しているような場合であっても触媒が劣
化していないとの誤判定がなされることになり、修理点
検等の際の触媒交換の遅れを生じる恐れがある。
比から大きく外れると触媒下流側Ｏ 2 センサの位置では
排気空燃比は常にリッチ側又はリーン側になったままで
あり下流側Ｏ2 センサ出力はリッチ側出力又はリーン側
出力のまま保持され、出力の反転が生じなくなる。前述
の下流側Ｏ2 センサ出力の反転周期から触媒劣化を判断
しているような場合、出力の反転が生じないため、実際
には触媒が劣化しているような場合であっても触媒が劣
化していないとの誤判定がなされることになり、修理点
検等の際の触媒交換の遅れを生じる恐れがある。
【０００８】これを防止するために、例えば前回下流側
空燃比センサ出力が反転した後所定時間経過しても次の
反転が生じない場合には触媒劣化判定を中止するように
することも考えられる。しかし、下流側空燃比センサ出
力の反転周期は、運転条件等によって変動する場合があ
るため、前記所定時間の設定によっては劣化判定をすべ
き状態にあるにもかかわらず劣化判定が中止されてしま
う場合が生じ得る。
空燃比センサ出力が反転した後所定時間経過しても次の
反転が生じない場合には触媒劣化判定を中止するように
することも考えられる。しかし、下流側空燃比センサ出
力の反転周期は、運転条件等によって変動する場合があ
るため、前記所定時間の設定によっては劣化判定をすべ
き状態にあるにもかかわらず劣化判定が中止されてしま
う場合が生じ得る。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、触媒劣化判定
を中止すべき状況を正確に検出し誤判定を防止すること
が可能な触媒劣化判別装置を提供することを目的として
いる。
を中止すべき状況を正確に検出し誤判定を防止すること
が可能な触媒劣化判別装置を提供することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明によれば図１の構成を有する触媒劣化判別
装置が提供される。すなわち、内燃機関の排気通路に設
けられた三元触媒ＣＣROの上流側と下流側の排気通路に
は、それぞれ機関排気の空燃比を検出する上流側空燃比
センサと下流側空燃比センサとが設けられる。
めに、本発明によれば図１の構成を有する触媒劣化判別
装置が提供される。すなわち、内燃機関の排気通路に設
けられた三元触媒ＣＣROの上流側と下流側の排気通路に
は、それぞれ機関排気の空燃比を検出する上流側空燃比
センサと下流側空燃比センサとが設けられる。
【００１１】また、下流側空燃比センサ出力に基づいて
空燃比フィードバック制御に用いる定数を算出する定数
演算手段と、算出された前記定数と上流側空燃比センサ
出力とに基づいて機関の空燃比を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が設けられている。
更に、触媒劣化判定手段は、空燃比フィードバック制
御実行中の所定期間内での、前記下流側空燃比センサの
出力波形と所定値とで囲まれる部分の面積と、前記下流
側空燃比センサの出力波形の軌跡長との、少なくとも一
方に基づいて触媒の劣化を判別する。
空燃比フィードバック制御に用いる定数を算出する定数
演算手段と、算出された前記定数と上流側空燃比センサ
出力とに基づいて機関の空燃比を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が設けられている。
更に、触媒劣化判定手段は、空燃比フィードバック制
御実行中の所定期間内での、前記下流側空燃比センサの
出力波形と所定値とで囲まれる部分の面積と、前記下流
側空燃比センサの出力波形の軌跡長との、少なくとも一
方に基づいて触媒の劣化を判別する。
【００１２】禁止手段は、前記定数演算手段により算出
された空燃比フィードバック制御に用いる前記定数の値
が所定の限界値（ガード値）に到達したか否かを判定
し、ガード値に到達した場合には触媒劣化判定手段によ
る触媒の劣化判定実行を禁止する。
された空燃比フィードバック制御に用いる前記定数の値
が所定の限界値（ガード値）に到達したか否かを判定
し、ガード値に到達した場合には触媒劣化判定手段によ
る触媒の劣化判定実行を禁止する。
【００１３】
【作用】上述の手段による作用を図２を用いて説明す
る。図２(A) は上流側空燃比センサの出力ＶＯＭを示
す。空燃比フィードバック制御中はＶＯＭは理論空燃比
相当出力を中心にリッチ側とリーン側とに交互に変動す
る。図２(B),(C) は上流側空燃比センサ特性のずれや気
筒間の空燃比ばらつきが生じておらず、空燃比制御中心
が理論空燃比付近にある場合の下流側空燃比センサの出
力ＶＯＳを示し、図２(B) は触媒が劣化していない場
合、図２(C) は触媒が劣化している場合をそれぞれ示
す。
る。図２(A) は上流側空燃比センサの出力ＶＯＭを示
す。空燃比フィードバック制御中はＶＯＭは理論空燃比
相当出力を中心にリッチ側とリーン側とに交互に変動す
る。図２(B),(C) は上流側空燃比センサ特性のずれや気
筒間の空燃比ばらつきが生じておらず、空燃比制御中心
が理論空燃比付近にある場合の下流側空燃比センサの出
力ＶＯＳを示し、図２(B) は触媒が劣化していない場
合、図２(C) は触媒が劣化している場合をそれぞれ示
す。
【００１４】図２(B),(C) からわかるように触媒が劣化
していない場合は触媒のＯ2 ストレージ効果により触媒
下流側での空燃比変動は緩やかであるため、下流側空燃
比センサ出力ＶＯＳのリッチ側とリーン側との間の反転
周期は長い（図２(B))。しかし、触媒が劣化してＯ2 ス
トレージ効果が低くなるとＶＯＳの反転周期は短くなり
次第に上流側空燃比センサ出力ＶＯＭの反転周期に近く
なる (図２(c))。
していない場合は触媒のＯ2 ストレージ効果により触媒
下流側での空燃比変動は緩やかであるため、下流側空燃
比センサ出力ＶＯＳのリッチ側とリーン側との間の反転
周期は長い（図２(B))。しかし、触媒が劣化してＯ2 ス
トレージ効果が低くなるとＶＯＳの反転周期は短くなり
次第に上流側空燃比センサ出力ＶＯＭの反転周期に近く
なる (図２(c))。
【００１５】従って、下流側空燃比センサの反転周期や
後述する軌跡長等を監視することにより触媒劣化を判定
することができる。次に図２ (D)〜(G) は上流側空燃比
の特性がずれたため、或いは気筒間の空燃比ばらつきが
生じたため、空燃比フィードバック制御中心が理論空燃
比から大きく外れた場合の下流側空燃比センサ出力ＶＯ
Ｓの変化を示す。
後述する軌跡長等を監視することにより触媒劣化を判定
することができる。次に図２ (D)〜(G) は上流側空燃比
の特性がずれたため、或いは気筒間の空燃比ばらつきが
生じたため、空燃比フィードバック制御中心が理論空燃
比から大きく外れた場合の下流側空燃比センサ出力ＶＯ
Ｓの変化を示す。
【００１６】前述のように上流側空燃比センサの出力特
性が大きくずれた場合、例えば、実際の機関空燃比はリ
ッチ側になっているにもかかわらず上流側空燃比センサ
がリーン側の出力を発生するような場合が生じる。この
場合、空燃比フィードバック制御手段は上流側空燃比セ
ンサの出力に基づいて、機関空燃比を更にリッチ側に制
御するため空燃比の制御中心は理論空燃比より大幅にリ
ッチ側に移行してしまう。
性が大きくずれた場合、例えば、実際の機関空燃比はリ
ッチ側になっているにもかかわらず上流側空燃比センサ
がリーン側の出力を発生するような場合が生じる。この
場合、空燃比フィードバック制御手段は上流側空燃比セ
ンサの出力に基づいて、機関空燃比を更にリッチ側に制
御するため空燃比の制御中心は理論空燃比より大幅にリ
ッチ側に移行してしまう。
【００１７】通常、このようなずれは、下流側空燃比セ
ンサ出力に基づく空燃比補正により補償されるが、特性
のずれが大きく、下流側空燃比補正量が限界値（ガード
値）に達した後はそれ以上の補正が行われず、機関空燃
比は理論空燃比より大幅にリッチ側の状態に保持され
る。また、上流側空燃比センサの特性がリーン側に大き
くずれた場合には、同様の理由から機関空燃比は理論空
燃比より大幅にリーン側に外れた状態に保持される。
ンサ出力に基づく空燃比補正により補償されるが、特性
のずれが大きく、下流側空燃比補正量が限界値（ガード
値）に達した後はそれ以上の補正が行われず、機関空燃
比は理論空燃比より大幅にリッチ側の状態に保持され
る。また、上流側空燃比センサの特性がリーン側に大き
くずれた場合には、同様の理由から機関空燃比は理論空
燃比より大幅にリーン側に外れた状態に保持される。
【００１８】図２(D),(E) は空燃比制御中心が大幅にリ
ッチ側に移行した場合の下流側空燃比センサ出力ＶＯＳ
を触媒が劣化していない場合（図２(D))と劣化した場合
（図２(E))について示す。また、図２(F),(G) は空燃比
制御中心が大幅にリーン側に移行した場合の触媒が劣化
していない場合（図２(F))と触媒が劣化した場合（図２
(G))の下流側空燃比センサ出力ＶＯＳを示す。
ッチ側に移行した場合の下流側空燃比センサ出力ＶＯＳ
を触媒が劣化していない場合（図２(D))と劣化した場合
（図２(E))について示す。また、図２(F),(G) は空燃比
制御中心が大幅にリーン側に移行した場合の触媒が劣化
していない場合（図２(F))と触媒が劣化した場合（図２
(G))の下流側空燃比センサ出力ＶＯＳを示す。
【００１９】空燃比制御中心が理論空燃比から外れてい
るため下流側空燃比センサ出力ＶＯＳはリッチ側又はリ
ーン側に固定されてしまい、触媒劣化の有無にかかわら
ず反転しなくなるため、ＶＯＳの反転周期により触媒劣
化を検出していると触媒が劣化していても触媒が劣化し
ていないとの誤判定がなされる。また、特に空燃比セン
サとしてＯ2 センサを用いた場合等は、センサ出力は理
論空燃比付近では空燃比変化に応じて大きく変化する
が、理論空燃比から大きく外れた領域では空燃比が多少
変動してもセンサ出力は大きな変動を示さない。
るため下流側空燃比センサ出力ＶＯＳはリッチ側又はリ
ーン側に固定されてしまい、触媒劣化の有無にかかわら
ず反転しなくなるため、ＶＯＳの反転周期により触媒劣
化を検出していると触媒が劣化していても触媒が劣化し
ていないとの誤判定がなされる。また、特に空燃比セン
サとしてＯ2 センサを用いた場合等は、センサ出力は理
論空燃比付近では空燃比変化に応じて大きく変化する
が、理論空燃比から大きく外れた領域では空燃比が多少
変動してもセンサ出力は大きな変動を示さない。
【００２０】このため、空燃比制御中心が理論空燃比か
ら大きく外れると触媒が劣化した場合でも出力ＶＯＳの
変動幅は非常に小さくなり、後述の下流側空燃比センサ
出力ＶＯＳの軌跡長による触媒劣化検出を行った場合で
も正確な劣化検出が困難となり、誤判定がなされる場合
がある。更には、下流側空燃比センサ出力の軌跡長さと
上流側空燃比センサ出力の軌跡長さの比が所定値以上に
て触媒が劣化したと判定するもの等でも、下流側空燃比
補正量がガード値で制限された場合には、この比の値
が、触媒劣化している場合と劣化していない場合とで接
近した値をとるようになるので、同様に誤判定される場
合がある。
ら大きく外れると触媒が劣化した場合でも出力ＶＯＳの
変動幅は非常に小さくなり、後述の下流側空燃比センサ
出力ＶＯＳの軌跡長による触媒劣化検出を行った場合で
も正確な劣化検出が困難となり、誤判定がなされる場合
がある。更には、下流側空燃比センサ出力の軌跡長さと
上流側空燃比センサ出力の軌跡長さの比が所定値以上に
て触媒が劣化したと判定するもの等でも、下流側空燃比
補正量がガード値で制限された場合には、この比の値
が、触媒劣化している場合と劣化していない場合とで接
近した値をとるようになるので、同様に誤判定される場
合がある。
【００２１】このように、触媒下流側空燃比センサ出力
が触媒の劣化程度に応じた挙動を示さなくなる場合に
は、触媒下流側空燃比センサ出力を用いた触媒劣化判定
方法では誤判定される場合が生ずる可能性がある。本発
明は、下流側空燃比センサ出力ＶＯＳに基づいて算出さ
れた空燃比補正量がガード値に達したこと、すなわち、
下流側空燃比センサ出力ＶＯＳが図２((D)〜(G))に示し
た状態にあることを検知して、触媒劣化判定を中止する
ことにより誤判定を防止するものである。
が触媒の劣化程度に応じた挙動を示さなくなる場合に
は、触媒下流側空燃比センサ出力を用いた触媒劣化判定
方法では誤判定される場合が生ずる可能性がある。本発
明は、下流側空燃比センサ出力ＶＯＳに基づいて算出さ
れた空燃比補正量がガード値に達したこと、すなわち、
下流側空燃比センサ出力ＶＯＳが図２((D)〜(G))に示し
た状態にあることを検知して、触媒劣化判定を中止する
ことにより誤判定を防止するものである。
【００２２】
【実施例】図３は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概略図である。図３において、
機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設け
られている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計
測するものであって、たとえばポテンショメータを内蔵
して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に提供されている。ディストリ
ビュータ４には、その軸がたとえばクランク角に換算し
て７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するク
ランク角センサ５およびクランク角に換算して３０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ６が設けられている。これらクランク角センサ５，６
のパルス信号は制御回路１０の入出力インターフェイス
１０２に供給され、このうちクランク角センサ６の出力
はＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。
置の一実施例を示す全体概略図である。図３において、
機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設け
られている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計
測するものであって、たとえばポテンショメータを内蔵
して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に提供されている。ディストリ
ビュータ４には、その軸がたとえばクランク角に換算し
て７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するク
ランク角センサ５およびクランク角に換算して３０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ６が設けられている。これらクランク角センサ５，６
のパルス信号は制御回路１０の入出力インターフェイス
１０２に供給され、このうちクランク角センサ６の出力
はＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。
【００２３】さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダ
ブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ９が設けられている。水温セ
ンサ９は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供
給されている。
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダ
ブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ９が設けられている。水温セ
ンサ９は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供
給されている。
【００２４】排気マニホールド１１より下流の排気系に
は、排気ガス中の３つの有毒成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx を
同時に浄化する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）を有する三元触
媒を収容する触媒コンバータ１２が設けられている。排
気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ１２
の上流側には第１のＯ2 センサ１３が設けられ、触媒コ
ンバータ１２の下流側の排気管１４には第２のＯ2 セン
サ１５が設けられている。Ｏ2 センサ１３，１５は排気
ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。す
なわち、Ｏ2 センサ１３，１５は空燃比が理論空燃比に
対してリーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧
を制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に出力する。制御
回路１０は、たとえばマイクロコンピュータとして構成
され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイス１
０２、ＣＰＵ１０３の外に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０
５、バックアップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０
７等が設けられている。
は、排気ガス中の３つの有毒成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx を
同時に浄化する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）を有する三元触
媒を収容する触媒コンバータ１２が設けられている。排
気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ１２
の上流側には第１のＯ2 センサ１３が設けられ、触媒コ
ンバータ１２の下流側の排気管１４には第２のＯ2 セン
サ１５が設けられている。Ｏ2 センサ１３，１５は排気
ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。す
なわち、Ｏ2 センサ１３，１５は空燃比が理論空燃比に
対してリーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧
を制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に出力する。制御
回路１０は、たとえばマイクロコンピュータとして構成
され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイス１
０２、ＣＰＵ１０３の外に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０
５、バックアップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０
７等が設けられている。
【００２５】また、吸気通路２のスロットル弁１６に
は、スロットル弁１６が全閉か否かを示す信号ＬＬを発
生するアイドルスイッチ１７が設けられている。このア
イドル状態出力信号ＬＬは制御回路１０の入出力インタ
ーフェイス１０２に供給される。１８は２次空気導入吸
気弁であって、減速時あるいはアイドル時に２次空気を
排気管１１に供給して、ＨＣ，ＣＯエミッションを低減
するためのものである。
は、スロットル弁１６が全閉か否かを示す信号ＬＬを発
生するアイドルスイッチ１７が設けられている。このア
イドル状態出力信号ＬＬは制御回路１０の入出力インタ
ーフェイス１０２に供給される。１８は２次空気導入吸
気弁であって、減速時あるいはアイドル時に２次空気を
排気管１１に供給して、ＨＣ，ＣＯエミッションを低減
するためのものである。
【００２６】また、１９は触媒コンバータ１２の三元触
媒が劣化した場合に付勢されるアラーム、２０は触媒劣
化判定を中止した場合に付勢されるアラームである。さ
らに、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、
フリップフロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料
噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、後述
のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算される
と、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセ
ットされると共にフリップフロップ１０９もセットされ
る。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を
開始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号
（図示せず）を計数して最後にその出力端子が“１”レ
ベルとなったときに、フリップフロップ１０９がセット
されて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停止す
る。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７
は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃
料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる。
媒が劣化した場合に付勢されるアラーム、２０は触媒劣
化判定を中止した場合に付勢されるアラームである。さ
らに、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、
フリップフロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料
噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、後述
のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算される
と、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセ
ットされると共にフリップフロップ１０９もセットされ
る。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を
開始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号
（図示せず）を計数して最後にその出力端子が“１”レ
ベルとなったときに、フリップフロップ１０９がセット
されて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停止す
る。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７
は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃
料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる。
【００２７】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフ
ェイス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信
した時、等である。エアフローメータ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷは所定時間もしくは
所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによ
って取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱおよびＴＨＷは
所定時間毎に更新されている。また、回転速度データＮ
e はクランク角センサ６の３０°ＣＡ毎の割込みによっ
て演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフ
ェイス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信
した時、等である。エアフローメータ３の吸入空気量デ
ータＱおよび冷却水温データＴＨＷは所定時間もしくは
所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによ
って取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱおよびＴＨＷは
所定時間毎に更新されている。また、回転速度データＮ
e はクランク角センサ６の３０°ＣＡ毎の割込みによっ
て演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
【００２８】以下、図３の制御回路の動作を説明する。
図４，図５は上流側Ｏ2 センサ１３の出力にもとづいて
空燃比補正係数ＦＡＦを演算する空燃比フィードバック
制御ルーチンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行
する。ステップ４０１では、上流側Ｏ2 センサ１３によ
る空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立して
いるか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値以
下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワ
ー増量中、触媒過熱防止のための燃料噴射量増量中、上
流側Ｏ2 センサ１３の出力信号が一度も反転していない
時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不成立で
あり、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ルー
プ条件が不成立のときには、ステップ４２５に進み、空
燃比フィードバックフラグＸＭＦＢを“０”とし、ステ
ップ４２６に進む。なお、空燃比補正係数ＦＡＦを１．
０としてもよい。他方、閉ループ条件成立の場合はステ
ップ４０２に進む。
図４，図５は上流側Ｏ2 センサ１３の出力にもとづいて
空燃比補正係数ＦＡＦを演算する空燃比フィードバック
制御ルーチンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行
する。ステップ４０１では、上流側Ｏ2 センサ１３によ
る空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立して
いるか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値以
下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワ
ー増量中、触媒過熱防止のための燃料噴射量増量中、上
流側Ｏ2 センサ１３の出力信号が一度も反転していない
時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不成立で
あり、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ルー
プ条件が不成立のときには、ステップ４２５に進み、空
燃比フィードバックフラグＸＭＦＢを“０”とし、ステ
ップ４２６に進む。なお、空燃比補正係数ＦＡＦを１．
０としてもよい。他方、閉ループ条件成立の場合はステ
ップ４０２に進む。
【００２９】ステップ４０２では、上流側Ｏ2 センサ１
３の出力ＶＯＭをＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０
３にてＶＯＭが比較電圧ＶR1以下か否かにより空燃比が
リッチかリーンかを判別する。比較電圧ＶR1は、通常Ｏ
2 センサ出力の振幅中心の電圧とされ、本実施例ではＶ
R1＝０．４５Ｖである。ステップ４０３で空燃比がリー
ン、すなわちＶＯＭ≦ＶR1であればステップ４０４にて
ディレイカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬ
Ｙ＞０であればステップ４０５にてＣＤＬＹを０とし、
ステップ４０６に進む。ステップ４０６では、ディレイ
カウンタＣＤＬＹを１減算し、ステップ４０７，４０８
にてディレイカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガード
する。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最小値Ｔ
ＤＬに到達したときにはステップ４０９にて空燃比フラ
グＦ１を“０”（リーン）とする。なお、最小値ＴＤＬ
は上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリッチからリー
ンへの変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持
するためのリーン遅延状態であって、負の値で定義され
る。他方、リッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）であれば、ステップ
４１０にてディレイカウンタＣＤＬＹが負か否かを判別
し、ＣＤＬＹ＜０であればステップ４１１にてＣＤＬＹ
を０とし、ステップ４１２に進む。ステップ４１２では
ディレイカウンタＣＤＬＹを１加算し、ステップ４１
３，４１４にてディレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤ
Ｒでガードする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹ
が最大値ＴＤＲに到達したときにはステップ４１５にて
空燃比フラグＦ１を“１”（リッチ）とする。なお、最
大値ＴＤＲは上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリー
ンからリッチへの変化があってもリーン状態であるとの
判断を保持するためのリッチ遅延状態であって、正の値
で定義される。
３の出力ＶＯＭをＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０
３にてＶＯＭが比較電圧ＶR1以下か否かにより空燃比が
リッチかリーンかを判別する。比較電圧ＶR1は、通常Ｏ
2 センサ出力の振幅中心の電圧とされ、本実施例ではＶ
R1＝０．４５Ｖである。ステップ４０３で空燃比がリー
ン、すなわちＶＯＭ≦ＶR1であればステップ４０４にて
ディレイカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬ
Ｙ＞０であればステップ４０５にてＣＤＬＹを０とし、
ステップ４０６に進む。ステップ４０６では、ディレイ
カウンタＣＤＬＹを１減算し、ステップ４０７，４０８
にてディレイカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガード
する。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最小値Ｔ
ＤＬに到達したときにはステップ４０９にて空燃比フラ
グＦ１を“０”（リーン）とする。なお、最小値ＴＤＬ
は上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリッチからリー
ンへの変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持
するためのリーン遅延状態であって、負の値で定義され
る。他方、リッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）であれば、ステップ
４１０にてディレイカウンタＣＤＬＹが負か否かを判別
し、ＣＤＬＹ＜０であればステップ４１１にてＣＤＬＹ
を０とし、ステップ４１２に進む。ステップ４１２では
ディレイカウンタＣＤＬＹを１加算し、ステップ４１
３，４１４にてディレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤ
Ｒでガードする。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹ
が最大値ＴＤＲに到達したときにはステップ４１５にて
空燃比フラグＦ１を“１”（リッチ）とする。なお、最
大値ＴＤＲは上流側Ｏ2 センサ１３の出力においてリー
ンからリッチへの変化があってもリーン状態であるとの
判断を保持するためのリッチ遅延状態であって、正の値
で定義される。
【００３０】次に、ステップ４１６では、空燃比フラグ
Ｆ１の符号が反転したか否かを判別する、すなわち遅延
処理後の空燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が
反転していれば、ステップ４１７にて、空燃比フラグＦ
１の値により、リッチからリーンへの反転か、リーンか
らリッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへの
反転であれば、ステップ４１８にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ＋
ＲＳＲとスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッ
チへの反転であれば、ステップ４１９にて、ＦＡＦ←Ｆ
ＡＦ−ＲＳＬとスキップ的に減少させる。つまり、スキ
ップ処理を行う。
Ｆ１の符号が反転したか否かを判別する、すなわち遅延
処理後の空燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が
反転していれば、ステップ４１７にて、空燃比フラグＦ
１の値により、リッチからリーンへの反転か、リーンか
らリッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへの
反転であれば、ステップ４１８にて、ＦＡＦ←ＦＡＦ＋
ＲＳＲとスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッ
チへの反転であれば、ステップ４１９にて、ＦＡＦ←Ｆ
ＡＦ−ＲＳＬとスキップ的に減少させる。つまり、スキ
ップ処理を行う。
【００３１】ステップ４１６にて空燃比フラグＦ１の符
号が反転していなければ、ステップ４２０，４２１，４
２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ４２０に
て、Ｆ１＝“０”か否かを判別し、Ｆ１＝“０”（リー
ン）であればステップ４２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩ
Ｒとし、他方、Ｆ１＝“１”（リッチ）であればステッ
プ４２２にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬとする。ここで、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬに
比して十分小さく設定してあり、つまり、ＫＩＲ（ＫＩ
Ｌ）＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）である。従って、ステップ４２
１はリーン状態（Ｆ１＝“０”）で燃料噴射量を徐々に
増大させ、ステップ４２２はリッチ状態（Ｆ１＝
“１”）で燃料噴射量を徐々に減少させる。
号が反転していなければ、ステップ４２０，４２１，４
２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ４２０に
て、Ｆ１＝“０”か否かを判別し、Ｆ１＝“０”（リー
ン）であればステップ４２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩ
Ｒとし、他方、Ｆ１＝“１”（リッチ）であればステッ
プ４２２にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬとする。ここで、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬに
比して十分小さく設定してあり、つまり、ＫＩＲ（ＫＩ
Ｌ）＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）である。従って、ステップ４２
１はリーン状態（Ｆ１＝“０”）で燃料噴射量を徐々に
増大させ、ステップ４２２はリッチ状態（Ｆ１＝
“１”）で燃料噴射量を徐々に減少させる。
【００３２】次に、ステップ４２３では、ステップ４２
３，４２４，４２６，４２７にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦは最小値たとえば０．８にてガードされ、ま
た、最大値たとえば１．２にてガードされる。これによ
り、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり
過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で機関
の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになる
のを防ぐ。
３，４２４，４２６，４２７にて演算された空燃比補正
係数ＦＡＦは最小値たとえば０．８にてガードされ、ま
た、最大値たとえば１．２にてガードされる。これによ
り、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり
過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で機関
の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになる
のを防ぐ。
【００３３】ステップ４２４では、空燃比フィードバッ
クフラグＸＭＦＢを“１”とし、上述のごとく演算され
たＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納して、ステップ４２６に
てこのループは終了する。次に、本発明を上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力Ｖ1 及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力Ｖ
2 の両方を用いて空燃比フィードバック制御を行うダブ
ルＯ2 センサシステムに適用した場合について説明す
る。
クフラグＸＭＦＢを“１”とし、上述のごとく演算され
たＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納して、ステップ４２６に
てこのループは終了する。次に、本発明を上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力Ｖ1 及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力Ｖ
2 の両方を用いて空燃比フィードバック制御を行うダブ
ルＯ2 センサシステムに適用した場合について説明す
る。
【００３４】図６は図４，図５のフローチャートによる
動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力ＶＯＭにより図６(A) に示すごとくリッ
チ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、ディ
レイカウンタＣＤＬＹは、図６(B) に示すごとく、リッ
チ状態でカウントアップされ、リーン状態でカウントダ
ウンされる。この結果、図６(C) に示すごとく、遅延処
理された空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１に相当）が形
成される。たとえば、時刻ｔ1 にて空燃比信号Ａ／Ｆ′
がリーンからリッチに変化しても、遅延処理された空燃
比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリーンに保
持された後に時刻ｔ2 にてリッチに変化する。時刻ｔ3
にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変化して
も、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン遅延時
間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に時刻ｔ
4 にてリーンに変化する。しかし空燃比信号Ａ／Ｆが時
刻ｔ 5 ，ｔ6 ，ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲより
短い期間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹが最
大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結果、時刻
ｔ8 にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転され
る。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延処
理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。このよう
に遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′にもとづい
て図６(D) に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られる。
動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ2 セ
ンサ１３の出力ＶＯＭにより図６(A) に示すごとくリッ
チ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、ディ
レイカウンタＣＤＬＹは、図６(B) に示すごとく、リッ
チ状態でカウントアップされ、リーン状態でカウントダ
ウンされる。この結果、図６(C) に示すごとく、遅延処
理された空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１に相当）が形
成される。たとえば、時刻ｔ1 にて空燃比信号Ａ／Ｆ′
がリーンからリッチに変化しても、遅延処理された空燃
比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリーンに保
持された後に時刻ｔ2 にてリッチに変化する。時刻ｔ3
にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変化して
も、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン遅延時
間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に時刻ｔ
4 にてリーンに変化する。しかし空燃比信号Ａ／Ｆが時
刻ｔ 5 ，ｔ6 ，ｔ7 のごとくリッチ遅延時間ＴＤＲより
短い期間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹが最
大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結果、時刻
ｔ8 にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転され
る。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延処
理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。このよう
に遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′にもとづい
て図６(D) に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られる。
【００３５】次に、下流側Ｏ2 センサ１５による第２の
空燃比フィードバック制御について説明する。第２の空
燃比フィードバック制御としては、第１の空燃比フィー
ドバック制御定数としてのスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬ、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、も
しくは上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭの比較電圧Ｖ
R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ２を導入するシステムとがある。
空燃比フィードバック制御について説明する。第２の空
燃比フィードバック制御としては、第１の空燃比フィー
ドバック制御定数としてのスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬ、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、も
しくは上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭの比較電圧Ｖ
R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ２を導入するシステムとがある。
【００３６】たとえば、リッチスキップ量ＲＳＲを大き
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーンスキップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、他方、リーンスキップ量ＲＳＬを大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ量ＲＳＲを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。したがって、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチスキップ量ＲＳＲを補正すること
により空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数ＫＩ
Ｒを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーン積分定数ＫＩＬを小さくしても制御空燃比
をリッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数ＫＩＬを
大きくすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、ま
た、リッチ積分定数ＫＩＲを小さくしても制御空燃比を
リーン側に移行できる。従って、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチ積分定数ＫＩＲおよびリーン積分
定数ＫＩＬを補正することにより空燃比を制御できる。
リッチ遅延時間ＴＤＲを大きくもしくはリーン遅延時間
（−ＴＤＬ）を小さく設定すれば、制御空燃比はリッチ
側に移行でき、逆に、リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大
きくもしくはリッチ遅延時間（ＴＤＲ）を小さく設定す
れば、制御空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下
流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬを補正することにより空燃比が制御できる。
さらにまた、比較電圧ＶR1を大きくすると制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、比較電圧ＶR1を小さくする
と制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて比較電圧ＶR1を補
正することにより空燃比を制御できる。
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーンスキップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、他方、リーンスキップ量ＲＳＬを大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ量ＲＳＲを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。したがって、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチスキップ量ＲＳＲを補正すること
により空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数ＫＩ
Ｒを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーン積分定数ＫＩＬを小さくしても制御空燃比
をリッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数ＫＩＬを
大きくすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、ま
た、リッチ積分定数ＫＩＲを小さくしても制御空燃比を
リーン側に移行できる。従って、下流側Ｏ2 センサ１５
の出力に応じてリッチ積分定数ＫＩＲおよびリーン積分
定数ＫＩＬを補正することにより空燃比を制御できる。
リッチ遅延時間ＴＤＲを大きくもしくはリーン遅延時間
（−ＴＤＬ）を小さく設定すれば、制御空燃比はリッチ
側に移行でき、逆に、リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大
きくもしくはリッチ遅延時間（ＴＤＲ）を小さく設定す
れば、制御空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下
流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬを補正することにより空燃比が制御できる。
さらにまた、比較電圧ＶR1を大きくすると制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、比較電圧ＶR1を小さくする
と制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳに応じて比較電圧ＶR1を補
正することにより空燃比を制御できる。
【００３７】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側Ｏ2 センサによって可変とすることは
それぞれに長所がある。たとえば、遅延時間を可変とす
れば非常に微妙な空燃比の調整が可能であり、また、ス
キップ量を可変とすれば遅延時間のように空燃比のフィ
ードバック周期を長くすることなくレスポンスの良い制
御が可能である。従って、これら可変量は当然２つ以上
組み合わされて用いられ得る。
比較電圧を下流側Ｏ2 センサによって可変とすることは
それぞれに長所がある。たとえば、遅延時間を可変とす
れば非常に微妙な空燃比の調整が可能であり、また、ス
キップ量を可変とすれば遅延時間のように空燃比のフィ
ードバック周期を長くすることなくレスポンスの良い制
御が可能である。従って、これら可変量は当然２つ以上
組み合わされて用いられ得る。
【００３８】次に、空燃比フィードバック制御定数とし
てのスキップ量を可変にしたダブルＯ2 センサシステム
について説明する。図７，図８は下流側Ｏ2 センサ１５
の出力ＶＯＳにもとづく第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば５１２ms毎に実
行される。ステップ７０１〜７０６では、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５によって閉ループ条件か否かを判別する。たと
えば、上流側Ｏ2 センサ１３による閉ループ条件の不成
立（ステップ７０１）に加えて、冷却水温ＴＨＷが所定
値（たとえば７０℃）以下のとき（ステップ７０２）、
スロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１")のとき（ステッ
プ７０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ１
７の信号ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ等にもとづいて２次空気
が導入されているとき（ステップ７０４）、軽負荷のと
き（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1) (ステップ７０５）、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５が活性化していないとき（ステップ７０６）、
等が閉ループ条件が不成立であり、その他の場合が閉ル
ープ条件成立である。閉ループ条件不成立であれば、ス
テップ７１９に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをリセットし("０")、閉ループ条件成立であればス
テップ７０８に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをセットする("１")。
てのスキップ量を可変にしたダブルＯ2 センサシステム
について説明する。図７，図８は下流側Ｏ2 センサ１５
の出力ＶＯＳにもとづく第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば５１２ms毎に実
行される。ステップ７０１〜７０６では、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５によって閉ループ条件か否かを判別する。たと
えば、上流側Ｏ2 センサ１３による閉ループ条件の不成
立（ステップ７０１）に加えて、冷却水温ＴＨＷが所定
値（たとえば７０℃）以下のとき（ステップ７０２）、
スロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝“１")のとき（ステッ
プ７０３）、回転速度Ｎe 、車速、アイドルスイッチ１
７の信号ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ等にもとづいて２次空気
が導入されているとき（ステップ７０４）、軽負荷のと
き（Ｑ／Ｎe ＜Ｘ1) (ステップ７０５）、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５が活性化していないとき（ステップ７０６）、
等が閉ループ条件が不成立であり、その他の場合が閉ル
ープ条件成立である。閉ループ条件不成立であれば、ス
テップ７１９に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをリセットし("０")、閉ループ条件成立であればス
テップ７０８に進み、空燃比フィードバックフラグＸＳ
ＦＢをセットする("１")。
【００３９】ステップ７０９〜７１８のフローについて
説明する。ステップ７０９は、下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳをＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ７１０
にてＶＯＳが比較電圧ＶR2（たとえばＶR2＝０．５５
Ｖ）以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチか
リーンかを判別する。なお、比較電圧ＶR2は触媒コンバ
ータ１２の上流、下流で生ガスの影響による出力特性が
異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮して上
流側Ｏ2 センサ１３の出力の比較電圧ＶR1より高く設定
されているが、この設定は任意でもよい。（例えば、Ｖ
R1と同じ０．４５Ｖ）この結果、ＶＯＳ≦ＶR2（リー
ン）であればステップ７１１，７１２，７１３に進み、
ＶＯＳ＞ＶR2（リッチ）であればステップ７１４，７１
５，７１６に進む。すなわち、ステップ７１１では、Ｒ
ＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＲＳ（一定値）とし、つまり、リッチ
スキップ量ＲＳＲを増大させて空燃比をリッチ側に移行
させ、ステップ７１２，７１３では、ＲＳＲを最大値Ｍ
ＡＸ（９％）にてガードし、他方、ステップ７１４にて
ＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳとし、つまり、リッチスキップ
量ＲＳＲを減少させて空燃比をリーン側に移行させ、ス
テップ７１５，７１６にてＲＳＲを最小値ＭＩＮ（１
％）にてガードする。なお、最小値ＭＩＮは過渡追従性
がそこなわれないレベルの値であり、また、最大値ＭＡ
Ｘは空燃比変動によりドライバビリティの悪化が発生し
ないレベルの値である。
説明する。ステップ７０９は、下流側Ｏ2 センサ１５の
出力ＶＯＳをＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ７１０
にてＶＯＳが比較電圧ＶR2（たとえばＶR2＝０．５５
Ｖ）以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチか
リーンかを判別する。なお、比較電圧ＶR2は触媒コンバ
ータ１２の上流、下流で生ガスの影響による出力特性が
異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮して上
流側Ｏ2 センサ１３の出力の比較電圧ＶR1より高く設定
されているが、この設定は任意でもよい。（例えば、Ｖ
R1と同じ０．４５Ｖ）この結果、ＶＯＳ≦ＶR2（リー
ン）であればステップ７１１，７１２，７１３に進み、
ＶＯＳ＞ＶR2（リッチ）であればステップ７１４，７１
５，７１６に進む。すなわち、ステップ７１１では、Ｒ
ＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＲＳ（一定値）とし、つまり、リッチ
スキップ量ＲＳＲを増大させて空燃比をリッチ側に移行
させ、ステップ７１２，７１３では、ＲＳＲを最大値Ｍ
ＡＸ（９％）にてガードし、他方、ステップ７１４にて
ＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳとし、つまり、リッチスキップ
量ＲＳＲを減少させて空燃比をリーン側に移行させ、ス
テップ７１５，７１６にてＲＳＲを最小値ＭＩＮ（１
％）にてガードする。なお、最小値ＭＩＮは過渡追従性
がそこなわれないレベルの値であり、また、最大値ＭＡ
Ｘは空燃比変動によりドライバビリティの悪化が発生し
ないレベルの値である。
【００４０】ステップ７１７では、リーンスキップ量Ｒ
ＳＬを、 ＲＳＬ←１０％−ＲＳＲ とする。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とする。ステ
ップ７１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納する。そして、ステップ７２０に進む。
ＳＬを、 ＲＳＬ←１０％−ＲＳＲ とする。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とする。ステ
ップ７１８では、スキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬをＲＡＭ１
０５に格納する。そして、ステップ７２０に進む。
【００４１】このようにＲＳＲにガード値（ＭＡＸ，Ｍ
ＩＮ）を設けた結果、ＲＳＲがガード値に達した後は、
下流側Ｏ2 センサ出力によるそれ以上の空燃比補正は行
われない。図９は噴射量演算ルーチンであって、所定ク
ランク角たとえば３６０°ＣＡに実行される。ステップ
９０１では、ＲＡＭ１０５より吸入空気量データＱ及び
回転速度データＮe を読出して基本噴射量ＴＡＵＰ（理
論空燃比を得る噴射時間）を演算する。たとえばＴＡＵ
Ｐ←α・Ｑ／Ｎe （αは定数）とする。ステップ９０２
では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦ
・β＋γにより演算する。なお、β，γは他の運転状態
パラメータによって定まる補正量である。次いで、ステ
ップ９０３にて、噴射量ＴＡＵをダウンカウンタ１０８
にセットすると共にフリップフロップ１０９をセットし
て燃料噴射を開始させる。そして、ステップ９０４にて
このルーチンを終了する。
ＩＮ）を設けた結果、ＲＳＲがガード値に達した後は、
下流側Ｏ2 センサ出力によるそれ以上の空燃比補正は行
われない。図９は噴射量演算ルーチンであって、所定ク
ランク角たとえば３６０°ＣＡに実行される。ステップ
９０１では、ＲＡＭ１０５より吸入空気量データＱ及び
回転速度データＮe を読出して基本噴射量ＴＡＵＰ（理
論空燃比を得る噴射時間）を演算する。たとえばＴＡＵ
Ｐ←α・Ｑ／Ｎe （αは定数）とする。ステップ９０２
では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦ
・β＋γにより演算する。なお、β，γは他の運転状態
パラメータによって定まる補正量である。次いで、ステ
ップ９０３にて、噴射量ＴＡＵをダウンカウンタ１０８
にセットすると共にフリップフロップ１０９をセットし
て燃料噴射を開始させる。そして、ステップ９０４にて
このルーチンを終了する。
【００４２】なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵに相当
する時間が経過すると、ダウンカウンタ１０８の出力信
号によってフリップフロップ１０９がリセットされて燃
料噴射は終了する。図１０，図１１は触媒劣化判別ルー
チンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行される。
ステップ１００１では、空燃比フィードバックフラグＸ
ＭＦＢにより上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭによる
空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝“１")か否か
を判別し、ステップ１００２では、リーンモニタにより
上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側に所定期
間以上張り付いているか否かを判別し、ステップ１００
３では、リッチモニタにより上流側Ｏ2 センサ１３の出
力ＶＯＭがリッチ側に所定期間以上張り付いているか否
かを判別し、ステップ１００４では、空燃比フィードバ
ックフラグＸＳＦＢにより下流側Ｏ2 センサ１５の出力
ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ＝
“１")か否かを判別する。
する時間が経過すると、ダウンカウンタ１０８の出力信
号によってフリップフロップ１０９がリセットされて燃
料噴射は終了する。図１０，図１１は触媒劣化判別ルー
チンであって、所定時間たとえば４ms毎に実行される。
ステップ１００１では、空燃比フィードバックフラグＸ
ＭＦＢにより上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭによる
空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝“１")か否か
を判別し、ステップ１００２では、リーンモニタにより
上流側Ｏ2 センサ１３の出力ＶＯＭがリーン側に所定期
間以上張り付いているか否かを判別し、ステップ１００
３では、リッチモニタにより上流側Ｏ2 センサ１３の出
力ＶＯＭがリッチ側に所定期間以上張り付いているか否
かを判別し、ステップ１００４では、空燃比フィードバ
ックフラグＸＳＦＢにより下流側Ｏ2 センサ１５の出力
ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ＝
“１")か否かを判別する。
【００４３】この結果、上流側Ｏ2 センサ１３の出力Ｖ
ＯＭによる空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝
“１")であって、該出力ＶＯＭがリーン側もしくはリッ
チ側に張り付いてなく、かつ下流側Ｏ2 センサ１５の出
力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ
＝“１")のときのみ、図１１ステップ１００５以降を実
行する。
ＯＭによる空燃比フィードバック制御中（ＸＭＦＢ＝
“１")であって、該出力ＶＯＭがリーン側もしくはリッ
チ側に張り付いてなく、かつ下流側Ｏ2 センサ１５の出
力ＶＯＳによる空燃比フィードバック制御中（ＸＳＦＢ
＝“１")のときのみ、図１１ステップ１００５以降を実
行する。
【００４４】ステップ１００５とステップ１００６は下
流側Ｏ2 センサの出力に基づいて演算されたスキップ量
ＲＳＲがガード値ＭＡＸ又はＭＩＮに達しているか否か
の判定である。すなわちステップ１００５ではＲＳＲが
ＭＡＸ（９％）に達しているか否かが、また、ステップ
１００６ではＲＳＲがＭＩＮ（１％）に達しているか否
かが判定され、ＭＩＮ＜ＲＳＲ＜ＭＡＸの場合にのみス
テップ１００７で後述する触媒劣化判定が実行される。
流側Ｏ2 センサの出力に基づいて演算されたスキップ量
ＲＳＲがガード値ＭＡＸ又はＭＩＮに達しているか否か
の判定である。すなわちステップ１００５ではＲＳＲが
ＭＡＸ（９％）に達しているか否かが、また、ステップ
１００６ではＲＳＲがＭＩＮ（１％）に達しているか否
かが判定され、ＭＩＮ＜ＲＳＲ＜ＭＡＸの場合にのみス
テップ１００７で後述する触媒劣化判定が実行される。
【００４５】ＲＳＲがＭＡＸ又はＭＩＮに達している場
合にはステップ１００９からステップ１０１５が実行さ
れる。ステップ１００９では触媒劣化判定に用いるカウ
ンタＣＴ1 と後述する劣化判定用のパラメータ（ＣＳ，
ＶＯＭi , ＶＯＳi 等）がリセットされ、ステップ１０
１０ではカウンタＣＴ2 が＋1 カウントアップされる。
合にはステップ１００９からステップ１０１５が実行さ
れる。ステップ１００９では触媒劣化判定に用いるカウ
ンタＣＴ1 と後述する劣化判定用のパラメータ（ＣＳ，
ＶＯＭi , ＶＯＳi 等）がリセットされ、ステップ１０
１０ではカウンタＣＴ2 が＋1 カウントアップされる。
【００４６】次いでステップ１０１１では判定期間Ｔ2
が経過したか否かを判別し、ＣＴ2 ＞Ｔ2 であればステ
ップ１０１２で判定中止アラームフラグＡＬＭＳをセッ
トし("１")、ステップ１０１３で判定中止アラーム２０
を付勢して触媒劣化判定が中止されていることを報知す
る。次いでステップ１０１４では修理，点検のためアラ
ームフラグＡＬＭＳをバックアップラムＲＡＭ１０６に
格納してステップ１０１５でカウンタＣＴ2 をリセット
してルーチンを終了する。なお触媒劣化判定を実行した
場合もステップ１００８でＣＴ2 がリセットされる。
が経過したか否かを判別し、ＣＴ2 ＞Ｔ2 であればステ
ップ１０１２で判定中止アラームフラグＡＬＭＳをセッ
トし("１")、ステップ１０１３で判定中止アラーム２０
を付勢して触媒劣化判定が中止されていることを報知す
る。次いでステップ１０１４では修理，点検のためアラ
ームフラグＡＬＭＳをバックアップラムＲＡＭ１０６に
格納してステップ１０１５でカウンタＣＴ2 をリセット
してルーチンを終了する。なお触媒劣化判定を実行した
場合もステップ１００８でＣＴ2 がリセットされる。
【００４７】これによりＲＳＲがガード値ＭＡＸ又はＭ
ＩＮに達している場合には触媒劣化判定が中止され、誤
判定が防止されると共に、劣化判定中止アラームが出さ
れ、運転者に異常が報知される。次に、ステップ１００
７で示した触媒劣化判定サブルーチンについて説明す
る。
ＩＮに達している場合には触媒劣化判定が中止され、誤
判定が防止されると共に、劣化判定中止アラームが出さ
れ、運転者に異常が報知される。次に、ステップ１００
７で示した触媒劣化判定サブルーチンについて説明す
る。
【００４８】図１２は下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの反
転回数を用いた場合の触媒劣化判定を示す。図１２にお
いてサブルーチンがスタートするとステップ１２０１で
はカウンタＣＴ1 が＋1 カウントアップされ、ステップ
１２０２では所定の判定期間Ｔ1 が経過したか否かが判
定され、ＣＴ1 ＜Ｔ1 の場合にはステップ１２０３に進
み下流側空燃比センサ１５の出力ＶＯＳが前回ルーチン
実行時と較べてリッチ側（ＶＯＳ≧ＶR2）からリーン側
（ＶＯＳ＜ＶR2）に、又はリーン側からリッチ側に反転
したか否かが判別され、ＶＯＳが反転している場合には
ステップ１２０４でカウンタＣＳを＋1 カウントアップ
する。カウンタＣＳは所定時間内のＶＯＳ反転回数を計
数するためのカウンタである。
転回数を用いた場合の触媒劣化判定を示す。図１２にお
いてサブルーチンがスタートするとステップ１２０１で
はカウンタＣＴ1 が＋1 カウントアップされ、ステップ
１２０２では所定の判定期間Ｔ1 が経過したか否かが判
定され、ＣＴ1 ＜Ｔ1 の場合にはステップ１２０３に進
み下流側空燃比センサ１５の出力ＶＯＳが前回ルーチン
実行時と較べてリッチ側（ＶＯＳ≧ＶR2）からリーン側
（ＶＯＳ＜ＶR2）に、又はリーン側からリッチ側に反転
したか否かが判別され、ＶＯＳが反転している場合には
ステップ１２０４でカウンタＣＳを＋1 カウントアップ
する。カウンタＣＳは所定時間内のＶＯＳ反転回数を計
数するためのカウンタである。
【００４９】ステップ１２０２で判定期間Ｔ1 が経過し
ていた場合はステップ１２０５に進み、カウンタＣＳの
値から触媒が劣化しているか否かを判定する。すなわ
ち、判定期間Ｔ1 内のＶＯＳ反転回数が所定値ＣＳ0 以
上である場合は、図２(C) に示す状態であると考えられ
るので触媒が劣化したと判定し、ステップ１２０６でア
ラームフラグＡＬＭをセット("１")すると共に、ステッ
プ１２０７で触媒劣化アラーム１９を付勢し、触媒が劣
化したことを報知する。またステップ１２０５でＣＳ＜
ＣＳ0 であった場合は図２(B) に示す状態であると考え
られるので触媒劣化なしと判定し、ステップ１２０８で
アラームフラグＡＬＭをリセット("０")、ステップ１２
０９でアラームを消勢する。上記実行後ステップ１２１
０では触媒劣化判定が実行されたことを示すため、判定
中止アラームフラグＡＬＭＳのリセット("０")と判定中
止アラーム２０の消勢が行われ、ステップ１２１１では
修理点検のためフラグＡＬＭ及びＡＬＭＳがバックアッ
プラムＲＡＭ１０６に格納され、ステップ１２１２でカ
ウンタＣＴ1 ，ＣＳをクリアした後サブルーチンを終了
する。尚、上流側空燃比センサ出力ＶＯＭの判定期間Ｔ
1 内のＶＯＭ反転回数も別のカウンタＣＭにてカウント
し、（ＣＳ／ＣＭ）が所定値以上のとき、触媒劣化と判
定することもできる。
ていた場合はステップ１２０５に進み、カウンタＣＳの
値から触媒が劣化しているか否かを判定する。すなわ
ち、判定期間Ｔ1 内のＶＯＳ反転回数が所定値ＣＳ0 以
上である場合は、図２(C) に示す状態であると考えられ
るので触媒が劣化したと判定し、ステップ１２０６でア
ラームフラグＡＬＭをセット("１")すると共に、ステッ
プ１２０７で触媒劣化アラーム１９を付勢し、触媒が劣
化したことを報知する。またステップ１２０５でＣＳ＜
ＣＳ0 であった場合は図２(B) に示す状態であると考え
られるので触媒劣化なしと判定し、ステップ１２０８で
アラームフラグＡＬＭをリセット("０")、ステップ１２
０９でアラームを消勢する。上記実行後ステップ１２１
０では触媒劣化判定が実行されたことを示すため、判定
中止アラームフラグＡＬＭＳのリセット("０")と判定中
止アラーム２０の消勢が行われ、ステップ１２１１では
修理点検のためフラグＡＬＭ及びＡＬＭＳがバックアッ
プラムＲＡＭ１０６に格納され、ステップ１２１２でカ
ウンタＣＴ1 ，ＣＳをクリアした後サブルーチンを終了
する。尚、上流側空燃比センサ出力ＶＯＭの判定期間Ｔ
1 内のＶＯＭ反転回数も別のカウンタＣＭにてカウント
し、（ＣＳ／ＣＭ）が所定値以上のとき、触媒劣化と判
定することもできる。
【００５０】図１３，１４は触媒劣化判定の別の実施例
を示すフローチャートである。本実施例では、上流側Ｏ
2 センサ１３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと下流側Ｏ
2 センサ１５の出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳとを用いて
触媒劣化判定を行っている。図２(B),(C) に示すように
空燃比制御中心が理論空燃比から大幅に外れていない場
合には、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは触媒が劣化する
につれて変動幅が大きく、又変動周期が短くなる。この
ため触媒劣化後のＶＯＳの波形の軌跡長（図２(C))は、
触媒が劣化していない場合（図２(B))より大きくなる。
従ってＶＯＳの軌跡長を監視することにより触媒の劣化
を判定することができる。
を示すフローチャートである。本実施例では、上流側Ｏ
2 センサ１３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと下流側Ｏ
2 センサ１５の出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳとを用いて
触媒劣化判定を行っている。図２(B),(C) に示すように
空燃比制御中心が理論空燃比から大幅に外れていない場
合には、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは触媒が劣化する
につれて変動幅が大きく、又変動周期が短くなる。この
ため触媒劣化後のＶＯＳの波形の軌跡長（図２(C))は、
触媒が劣化していない場合（図２(B))より大きくなる。
従ってＶＯＳの軌跡長を監視することにより触媒の劣化
を判定することができる。
【００５１】本実施例では下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳ
の軌跡長ＬＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡
長ＬＶＯＭとの比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。図１３においてサブルーチンがスタ
ートするとステップ１３０１では上流側Ｏ 2 センサ１３
の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭが近似的にＬＶＯＭ←Ｌ
ＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶＯＭi-1 ｜により演算される。こ
こでＶＯＭi は前回ルーチン実行時の上流側Ｏ2 センサ
出力である（図１８参照）。次いでステップ１３０２で
は次回のルーチン実行に備えＶＯＭi-1 ←ＶＯＭの更新
が行われる。
の軌跡長ＬＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡
長ＬＶＯＭとの比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。図１３においてサブルーチンがスタ
ートするとステップ１３０１では上流側Ｏ 2 センサ１３
の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭが近似的にＬＶＯＭ←Ｌ
ＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶＯＭi-1 ｜により演算される。こ
こでＶＯＭi は前回ルーチン実行時の上流側Ｏ2 センサ
出力である（図１８参照）。次いでステップ１３０２で
は次回のルーチン実行に備えＶＯＭi-1 ←ＶＯＭの更新
が行われる。
【００５２】ステップ１３０３，１３０４では上記と同
様に下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳの演
算とＶＯＳi-1 の更新が行われる。次いで図１４、ステ
ップ１３０５ではカウンタＣＴ1 の＋1 カウントアップ
が行われ、ステップ１３０６ではＣＴ1 が所定の判定期
間Ｔ1 を越えたか否かが判定される。ＣＴ1 ＞Ｔ1 であ
る場合にはステップ１３０７でＬＶＯＳとＬＶＯＭとの
比が所定値Ｋ以上か否かを判定し、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ
≧Ｋである場合には触媒劣化と判定し、ステップ１３０
８，１３０９にてアラームフラグＡＬＭのセットと触媒
劣化アラーム付勢が行われる。またＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ
＜Ｋである場合はアラームフラグＡＬＭのリセット（ス
テップ１３１０）と触媒劣化アラームの消勢（ステップ
１３１１）とが行われる。
様に下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳの演
算とＶＯＳi-1 の更新が行われる。次いで図１４、ステ
ップ１３０５ではカウンタＣＴ1 の＋1 カウントアップ
が行われ、ステップ１３０６ではＣＴ1 が所定の判定期
間Ｔ1 を越えたか否かが判定される。ＣＴ1 ＞Ｔ1 であ
る場合にはステップ１３０７でＬＶＯＳとＬＶＯＭとの
比が所定値Ｋ以上か否かを判定し、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ
≧Ｋである場合には触媒劣化と判定し、ステップ１３０
８，１３０９にてアラームフラグＡＬＭのセットと触媒
劣化アラーム付勢が行われる。またＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ
＜Ｋである場合はアラームフラグＡＬＭのリセット（ス
テップ１３１０）と触媒劣化アラームの消勢（ステップ
１３１１）とが行われる。
【００５３】また上記動作終了後アラームフラグＡＬＭ
Ｓのリセットと判定中止アラーム２０の消勢（ステップ
１３１２）、バックアップラムＲＡＭ１０６への格納
（ステップ１３１３）、パラメータのクリア（ステップ
１３１４）が行われるのは、図１２の実施例と同様であ
る。なお、本実施例では、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳ
の軌跡長ＬＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡
長ＬＶＯＭとの比を用いて触媒劣化の判定を行っている
が、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳのみ
を用いて、ＬＶＯＳが所定値以上になったときに触媒が
劣化したと判定するようにしても良い。
Ｓのリセットと判定中止アラーム２０の消勢（ステップ
１３１２）、バックアップラムＲＡＭ１０６への格納
（ステップ１３１３）、パラメータのクリア（ステップ
１３１４）が行われるのは、図１２の実施例と同様であ
る。なお、本実施例では、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳ
の軌跡長ＬＶＯＳと上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡
長ＬＶＯＭとの比を用いて触媒劣化の判定を行っている
が、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳのみ
を用いて、ＬＶＯＳが所定値以上になったときに触媒が
劣化したと判定するようにしても良い。
【００５４】次に図１５，１６に触媒劣化判定の更に別
の実施例を示す。本実施例では上述の軌跡長ＬＶＯＳ，
ＬＶＯＭに加えて、ＶＯＳ及びＶＯＭとそれぞれ比較電
圧Ｖ R2 ,ＶR1とによって囲まれる面積ＡＶＯＳ，ＡＶＯ
Ｍ（図２(A),(B),(C) の斜線部分) を用いることにより
更に精度の高い判定を可能としている。図２(B) に示す
ように触媒が劣化していない場合は下流側Ｏ2 センサ出
力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳは比較的小さいが、ＶＯＳと
比較電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＳは比較的大きくな
る。
の実施例を示す。本実施例では上述の軌跡長ＬＶＯＳ，
ＬＶＯＭに加えて、ＶＯＳ及びＶＯＭとそれぞれ比較電
圧Ｖ R2 ,ＶR1とによって囲まれる面積ＡＶＯＳ，ＡＶＯ
Ｍ（図２(A),(B),(C) の斜線部分) を用いることにより
更に精度の高い判定を可能としている。図２(B) に示す
ように触媒が劣化していない場合は下流側Ｏ2 センサ出
力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳは比較的小さいが、ＶＯＳと
比較電圧とで囲まれる面積ＡＶＯＳは比較的大きくな
る。
【００５５】一方、図２(C) に示すように触媒が劣化し
た場合は前述のように軌跡長ＬＶＯＳは比較的大きくな
るのに対して、面積ＡＶＯＳは比較的小さくなる。この
ため、軌跡長ＬＶＯＳと共に面積ＡＶＯＳを監視するこ
とにより触媒劣化の有無をより正確に判定することがで
きる。尚、これらの詳細は本願出願人が先に出願した特
願平３−３３１８１０号に記載されている。
た場合は前述のように軌跡長ＬＶＯＳは比較的大きくな
るのに対して、面積ＡＶＯＳは比較的小さくなる。この
ため、軌跡長ＬＶＯＳと共に面積ＡＶＯＳを監視するこ
とにより触媒劣化の有無をより正確に判定することがで
きる。尚、これらの詳細は本願出願人が先に出願した特
願平３−３３１８１０号に記載されている。
【００５６】本実施例では上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭ
の軌跡長ＬＶＯＭと面積ＡＶＯＭ及び下流側Ｏ2 センサ
出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと面積ＡＶＯＳとを用い
て、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ、ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを演算
し、図１７（Ａ）、または図１７（Ｂ）に示すマップか
ら触媒劣化の有無を判定している。図１５でルーチンが
スタートするとステップ１５０１，１５０２では上流側
Ｏ 2 センサ１３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭ、面積Ａ
ＶＯＭ及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳの軌跡長
ＬＶＯＳ、面積ＡＶＯＳが演算される。ここで軌跡長Ｌ
ＶＯＭ，ＡＶＯＳは図１３と同じ式で演算され、面積Ａ
ＶＯＭ，ＡＶＯＳは近似的に以下の式を用いて演算され
る（図１８参照）。
の軌跡長ＬＶＯＭと面積ＡＶＯＭ及び下流側Ｏ2 センサ
出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと面積ＡＶＯＳとを用い
て、ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ、ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを演算
し、図１７（Ａ）、または図１７（Ｂ）に示すマップか
ら触媒劣化の有無を判定している。図１５でルーチンが
スタートするとステップ１５０１，１５０２では上流側
Ｏ 2 センサ１３の出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭ、面積Ａ
ＶＯＭ及び下流側Ｏ2 センサ１５の出力ＶＯＳの軌跡長
ＬＶＯＳ、面積ＡＶＯＳが演算される。ここで軌跡長Ｌ
ＶＯＭ，ＡＶＯＳは図１３と同じ式で演算され、面積Ａ
ＶＯＭ，ＡＶＯＳは近似的に以下の式を用いて演算され
る（図１８参照）。
【００５７】ＡＶＯＭ←ＡＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶR1｜ ＡＶＯＳ←ＡＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶR2｜ ＶR1 ,ＶR2はそれぞれ上流側と下流側Ｏ2 センサ出力の
比較電圧である。次いでステップ１５０３では次回のル
ーチン実行に備えてＶＯＭi-1 ←ＶＯＭ，ＶＯＳi-1 ←
ＶＯＳの更新が行われ、図１６ステップ１５０４に進
む。
比較電圧である。次いでステップ１５０３では次回のル
ーチン実行に備えてＶＯＭi-1 ←ＶＯＭ，ＶＯＳi-1 ←
ＶＯＳの更新が行われ、図１６ステップ１５０４に進
む。
【００５８】ステップ１５０４ではカウンタＣＴ1 の＋
1 カウントアップが行われ、ステップ１５０５ではＣＴ
1 が所定の判定時間Ｔ1 を越えたか否かが判定される。
ＣＴ 1 ＞Ｔ1 である場合にはステップ１５０６で軌跡長
比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ及び面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを
演算し、ステップ１５０７でこの軌跡長比と面積比とに
基づいて図１７（Ａ）、または図１７（Ｂ）のマップか
ら触媒劣化の有無を判定する。
1 カウントアップが行われ、ステップ１５０５ではＣＴ
1 が所定の判定時間Ｔ1 を越えたか否かが判定される。
ＣＴ 1 ＞Ｔ1 である場合にはステップ１５０６で軌跡長
比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ及び面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを
演算し、ステップ１５０７でこの軌跡長比と面積比とに
基づいて図１７（Ａ）、または図１７（Ｂ）のマップか
ら触媒劣化の有無を判定する。
【００５９】ステップ１５０７で触媒劣化と判定された
場合にはアラームフラグＡＬＭのセット（ステップ１５
０８）、触媒劣化アラーム付勢（ステップ１５０９）
が、また触媒が劣化していないと判定された場合にはア
ラームフラグＡＬＭのリセット（ステップ１５１０）、
触媒劣化アラームの消勢（ステップ１５１１）が行われ
る。これらの動作終了後アラームフラグＡＬＭＳのリセ
ットと判定中止アラーム２０の消勢（ステップ１５１
２）、バックアップラムＲＡＭ１０６への格納（ステッ
プ１５１３）、パラメータのクリア（ステップ１５１
４）が行われるのは図１２，１３の実施例と同様であ
る。
場合にはアラームフラグＡＬＭのセット（ステップ１５
０８）、触媒劣化アラーム付勢（ステップ１５０９）
が、また触媒が劣化していないと判定された場合にはア
ラームフラグＡＬＭのリセット（ステップ１５１０）、
触媒劣化アラームの消勢（ステップ１５１１）が行われ
る。これらの動作終了後アラームフラグＡＬＭＳのリセ
ットと判定中止アラーム２０の消勢（ステップ１５１
２）、バックアップラムＲＡＭ１０６への格納（ステッ
プ１５１３）、パラメータのクリア（ステップ１５１
４）が行われるのは図１２，１３の実施例と同様であ
る。
【００６０】また、上記実施例では下流側Ｏ2 センサ出
力に基づいてスキップ量ＲＳＲを変更する空燃比制御の
場合についてのみ説明したが、本発明は、下流側Ｏ2 セ
ンサ出力に基づいて前述の積分定数や遅延時間、比較電
圧等の制御定数を変更する空燃比制御の場合にも同様に
適用可能である。この場合、劣化判定中止の要否（図１
１、ステップ１００５，１００６）はＲＳＲがガード値
に達したか否かの代わりに、これらの制御定数がガード
値に達したか否かで判断すれば良い。
力に基づいてスキップ量ＲＳＲを変更する空燃比制御の
場合についてのみ説明したが、本発明は、下流側Ｏ2 セ
ンサ出力に基づいて前述の積分定数や遅延時間、比較電
圧等の制御定数を変更する空燃比制御の場合にも同様に
適用可能である。この場合、劣化判定中止の要否（図１
１、ステップ１００５，１００６）はＲＳＲがガード値
に達したか否かの代わりに、これらの制御定数がガード
値に達したか否かで判断すれば良い。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、下流側空燃比センサ出
力に基づく空燃比補正量がガード値に達した場合に触媒
劣化判定動作を中止するようにしたことにより、上流側
空燃比センサ特性のずれ等が生じた場合に触媒劣化の誤
判定が生じることを防止できるので、誤判定による触媒
交換時期の遅れを防止することができる。
力に基づく空燃比補正量がガード値に達した場合に触媒
劣化判定動作を中止するようにしたことにより、上流側
空燃比センサ特性のずれ等が生じた場合に触媒劣化の誤
判定が生じることを防止できるので、誤判定による触媒
交換時期の遅れを防止することができる。
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】触媒劣化による下流側空燃比センサ出力の変化
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図である。
施例を示す全体概略図である。
【図４】図３の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図５】図３の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図６】図４，図５の制御動作を補足説明するタイミン
グ図である。
グ図である。
【図７】図３の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図８】図３の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図９】図３の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図１０】図３の制御回路の触媒劣化判別動作を説明す
るためのフローチャートの一部である。
るためのフローチャートの一部である。
【図１１】図３の制御回路の触媒劣化判別動作を説明す
るためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
【図１２】図１１の触媒劣化判定サブルーチンの実施例
を示すフローチャートの一部である。
を示すフローチャートの一部である。
【図１３】図１１の触媒劣化判定サブルーチンの別の実
施例を示すフローチャートの一部である。
施例を示すフローチャートの一部である。
【図１４】図１１の触媒劣化判定サブルーチンの別の実
施例を示すフローチャートの一部である。
施例を示すフローチャートの一部である。
【図１５】図１１の触媒劣化判定サブルーチンの、図１
２から図１４とは別の実施例を示すフローチャートであ
る。
２から図１４とは別の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図１６】図１１の触媒劣化判定サブルーチンの、図１
２から図１４とは別の実施例を示すフローチャートであ
る。
２から図１４とは別の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図１７】図１５，図１６の触媒劣化判定に用いるマッ
プを示す図である。
プを示す図である。
【図１８】空燃比センサ出力の軌跡長と面積の定義を示
す図である。
す図である。
１…機関本体 ２…エアフローメータ ４…ディストリビュータ ５，６…クランク角センサ １０…制御回路 １２…触媒コンバータ １３…上流側Ｏ2 センサ １５…下流側Ｏ2 センサ １７…アイドルスイッチ １９…触媒劣化アラーム ２０…判定中止アラーム
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた、Ｏ2
ストレージ効果を有する三元触媒と、 該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記下流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比フィー
ドバック制御に用いる定数を算出する定数演算手段と、 前記定数と前記上流側空燃比センサ出力とに基づいて機
関の空燃比を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、 前記空燃比フィードバック制御実行中の所定期間内で
の、前記下流側空燃比センサの出力波形と所定値とで囲
まれる部分の面積と、前記下流側空燃比センサの出力波
形の軌跡長との、少なくとも一方に基づいて前記三元触
媒の劣化を判別する触媒劣化判定手段と、 前記定数演算手段により算出された空燃比フィードバッ
ク制御に用いる定数の値が所定のガード値に達したとき
に 前記触媒劣化判定手段による触媒劣化判定を禁止する
禁止手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の触媒劣
化判別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336797A JPH07116931B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336797A JPH07116931B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171923A JPH05171923A (ja) | 1993-07-09 |
| JPH07116931B2 true JPH07116931B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=18302775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3336797A Expired - Fee Related JPH07116931B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116931B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2900890B2 (ja) * | 1996-08-09 | 1999-06-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
| JP4930347B2 (ja) | 2007-11-30 | 2012-05-16 | 株式会社デンソー | 内燃機関の異常診断装置 |
| EP2784293A4 (en) * | 2011-11-24 | 2015-08-12 | Toyota Motor Co Ltd | DEVICE FOR DETERMINING THE AIR-FUEL RATIO A METHOD FOR DETERMINING THE AIR-FUEL RATIO |
| JP6110270B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の異常診断装置 |
| JP6414462B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2018-10-31 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の故障検出装置 |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3336797A patent/JPH07116931B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05171923A (ja) | 1993-07-09 |
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