JPH07139400A - Catalyst deterioration discriminating device for internal combustion engine - Google Patents
Catalyst deterioration discriminating device for internal combustion engineInfo
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- JPH07139400A JPH07139400A JP5288416A JP28841693A JPH07139400A JP H07139400 A JPH07139400 A JP H07139400A JP 5288416 A JP5288416 A JP 5288416A JP 28841693 A JP28841693 A JP 28841693A JP H07139400 A JPH07139400 A JP H07139400A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、触媒コンバータの上流
側および下流側に空燃比センサを配設して内燃機関の空
燃比フィードバック制御を行う、いわゆるダブル空燃比
センサシステムにおける触媒劣化判別装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst deterioration determining device in a so-called double air-fuel ratio sensor system in which air-fuel ratio sensors are provided upstream and downstream of a catalytic converter to perform air-fuel ratio feedback control of an internal combustion engine. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関の空燃比フィードバック制御の
ために、触媒コンバータの上流側に設けたＯ2 センサ
（メインＯ2 センサ、ＭＯ2 センサ）による空燃比フィ
ードバック制御に加えて、下流側に設けたＯ2 センサ
（サブＯ2 センサ、ＳＯ2 センサ）による空燃比フィー
ドバックを行って、上流側Ｏ2 センサの出力特性のバラ
ツキ、燃料噴射弁等の部品のバラツキやそれらの経年あ
るいは経時変化を補償するダブルＯ2 センサシステムが
既に提案されている（特開昭６１−２８６５５０号公報
参照）。2. Description of the Related Art For air-fuel ratio feedback control of an internal combustion engine, in addition to air-fuel ratio feedback control by an O 2 sensor (main O 2 sensor, MO 2 sensor) provided on the upstream side of a catalytic converter, it is provided on the downstream side. The air-fuel ratio is fed back by the O 2 sensor (sub O 2 sensor, SO 2 sensor) to compensate for variations in the output characteristics of the upstream O 2 sensor, variations in parts such as the fuel injection valve, and their aging or changes over time. A double O 2 sensor system has already been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-286550).
【０００３】ところで、触媒コンバータとして用いられ
る三元触媒は、排気ガス中の有害ガスＨＣ、ＣＯの酸化
とＮＯx の還元を同時に行い、無害なＨ2 Ｏ、ＣＯ2 お
よびＮ2 に清浄化するものであり、流入する排気ガスの
空燃比がリーンの時にＯ2 を蓄積（Ｏ2 ストレージ）し
て酸化作用が活発に、還元作用が不活発となり、逆に、
空燃比がリッチの時に酸化作用が不活発に、還元作用が
活発になる。三元触媒のＯ2 ストレージ能力 (Ｏ2 stor
age capacity) が十分であり、この酸化と還元のバラン
スがとれた時、すなわち、理論空燃比付近の時に、三元
触媒は最も有効に作用する。By the way, a three-way catalyst used as a catalytic converter simultaneously oxidizes harmful gases HC and CO in exhaust gas and reduces NO x to purify them into harmless H 2 O, CO 2 and N 2. When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, O 2 is accumulated (O 2 storage) and the oxidizing action becomes active, the reducing action becomes inactive, and conversely,
When the air-fuel ratio is rich, the oxidizing action becomes inactive and the reducing action becomes active. O 2 storage capacity of three-way catalyst (O 2
When the age capacity is sufficient and the oxidation and reduction are well balanced, that is, near the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst works most effectively.
【０００４】図８は、上記のダブルＯ2 システムにおけ
るＭＯ2 センサの出力に対応するＳＯ2 センサの出力の
間の関係を説明するための波形図であり、上記した三元
触媒の作用から明らかなように、触媒が正常に働いてお
れば、触媒上流のＭＯ2 センサ出力は同図（Ａ）に示す
ように空燃比フィードバック周期に対応する周期で振動
するが、触媒下流のＳＯ2 センサ出力は同図（Ｂ）に示
すように安定した出力を示す。また、触媒が劣化してそ
のＯ2 ストレージ能力が低下すると、ＭＯ2 センサ出力
は同図（Ｃ）に示すように空燃比フィードバック周期に
対応する周期で振動するが、ＳＯ2 センサ出力は同図
（Ｄ）に示すようにＨＣ、ＣＯ、Ｈ2 等の未燃焼ガスの
影響を受けて出力特性が劣化する。こうして、ＳＯ2 セ
ンサ出力は幅が大きく、かつ、周期が短くなり、この結
果、ＳＯ2 センサによる空燃比フィードバック制御に乱
れが発生し、良好な空燃比が得られなくなり、燃費の悪
化、ドライバビリティの悪化、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯx エミ
ッションの悪化等を招くこととなる。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the relationship between the output of the SO 2 sensor corresponding to the output of the MO 2 sensor in the above double O 2 system, which is clear from the action of the above-mentioned three-way catalyst. such manner, I catalyst works normally, MO 2 sensor output upstream of the catalyst oscillates with a period corresponding to the air-fuel ratio feedback period as shown in (a), but a catalyst downstream of sO 2 sensor output Shows a stable output as shown in FIG. Further, when the catalyst deteriorates and its O 2 storage capacity decreases, the MO 2 sensor output oscillates in a cycle corresponding to the air-fuel ratio feedback cycle as shown in FIG. 7C, but the SO 2 sensor output As shown in (D), the output characteristics deteriorate due to the influence of unburned gases such as HC, CO, and H 2 . In this way, the SO 2 sensor output has a wide width and a short cycle, and as a result, the air-fuel ratio feedback control by the SO 2 sensor is disturbed, a good air-fuel ratio cannot be obtained, fuel consumption is deteriorated, and drivability is reduced. And HC, CO, NO x emissions, and the like.
【０００５】そこで、触媒の劣化を判別する方法とし
て、、ＭＯ2 センサの出力周期とＳＯ 2 センサの出力周
期との比を基準値と比較するものが提案された（特開昭
６１−２８６５５０号公報参照）。これは、図８に関し
て上述したように、触媒劣化前は、ＳＯ2 センサの出力
周期はＭＯ2 センサの出力周期に比較して大きいが、触
媒が劣化してそのＯ2 ストレージ能力が低下すると、Ｓ
Ｏ2 センサの出力周期はＭＯ2 センサの出力周期に対応
して変化するようになることを検出するものである。Therefore, as a method for determining the deterioration of the catalyst,
, MO2Sensor output cycle and SO 2Output frequency of sensor
It has been proposed to compare the ratio with the reference period with the period (Japanese Patent Laid-Open No.
61-286550). This is with respect to FIG.
As described above with reference to FIG.2Sensor output
The cycle is MO2It is larger than the sensor output cycle, but
The medium deteriorates and its O2When the storage capacity decreases, S
O2The output cycle of the sensor is MO2Supports sensor output cycle
Then, the change is detected.
【０００６】しかし、ＭＯ2 センサの出力周期には、主
として機関の回転速度が関連する排気ガス流速が影響
し、ＳＯ2 センサの出力周期には、主として吸入空気量
に依存する触媒のＯ2 ストレージ量および空燃比が関連
する排気ガス流量が影響するが、排気ガス流速と排気ガ
ス流量との関係は機関の運転状態に応じて変化し、した
がって、上記した触媒劣化判別のための比較基準値は機
関の運転状態に応じて変動することとなる。そこで、触
媒劣化判別のための比較基準値を吸入空気量と回転速度
に応じて切り替えることが提案されている（特開平３−
５７８６２号公報参照）。However, the output cycle of the MO 2 sensor is mainly influenced by the exhaust gas flow velocity related to the rotational speed of the engine, and the output cycle of the SO 2 sensor is dependent on the O 2 storage of the catalyst which mainly depends on the intake air amount. Although the exhaust gas flow rate, which is related to the amount and the air-fuel ratio, has an effect, the relationship between the exhaust gas flow rate and the exhaust gas flow rate changes depending on the operating state of the engine, and therefore the comparison reference value for determining catalyst deterioration described above is It will fluctuate according to the operating condition of the engine. Therefore, it has been proposed to switch the comparison reference value for determining the catalyst deterioration in accordance with the intake air amount and the rotation speed (Japanese Patent Laid-Open No. HEI-3-
57862).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、本来、ＳＯ2 センサの出力は、触媒のＯ2 ス
トレージ能力と触媒に流入する排気ガスの空燃比との関
係により決定されるものである。図９は、この点を明ら
かにするためのもので、ダブルＯ2 システムにおけるＦ
ＡＦ（触媒入力ガスの空燃比したがってＭＯ2 センサ出
力、同図（Ａ））、触媒のＯ2 ストレージ量（同図
（Ｂ））およびＳＯ2 センサ出力（同図（Ｃ））の間の
関係を説明するための波形図である。太線は、空燃比フ
ィードバック周期が比較的速い正常な場合の例を示して
おり、触媒にリッチあるいはリーンなガスが比較的速い
周期で交互に流入し、リーンなガス中のＯ2 量は触媒の
Ｏ2 ストレージ能力（同図（Ｂ）のSTR(O2) ）に比較し
て少なく、また、リッチなガスは蓄積されたＯ2 により
十分に酸化されている。したがって、同図（Ａ）に示さ
れているように、触媒上流でのＡ／Ｆはリッチ／リーン
を繰り返すが、触媒下流でのＡ／Ｆは、触媒のＯ2 スト
レージ効果により、同図（Ｃ）に太線で示されているよ
うに、ほぼ理論空燃比の値（λ＝１）に保たれる。However, as described above, the output of the SO 2 sensor is originally determined by the relationship between the O 2 storage capacity of the catalyst and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst. is there. FIG. 9 is for clarifying this point, and is for F in the double O 2 system.
Relationship between AF (air-fuel ratio of catalyst input gas and therefore MO 2 sensor output, same figure (A)), catalyst O 2 storage amount (the same figure (B)) and SO 2 sensor output (the same figure (C)) 5 is a waveform diagram for explaining FIG. The thick line shows an example in the normal case where the air-fuel ratio feedback cycle is relatively fast, and rich or lean gas alternately flows into the catalyst at relatively fast cycles, and the amount of O 2 in the lean gas is Compared to the O 2 storage capacity (STR (O 2 ) in FIG. 3B), the rich gas is sufficiently oxidized by the accumulated O 2 . Therefore, as shown in FIG. 7A, the A / F upstream of the catalyst repeats rich / lean, but the A / F downstream of the catalyst is changed by the O 2 storage effect of the catalyst. As indicated by a thick line in C), the value is kept substantially at the stoichiometric air-fuel ratio value (λ = 1).
【０００８】他方、図９中の細線は、空燃比フィードバ
ック周期が遅くなった場合の例を示しており、触媒に流
入するリーンなガス中のＯ2 量が触媒のＯ2 ストレージ
能力（同図（Ｂ）のSTR(O2) ）に比較して多くなり、ま
た、リッチなガスの酸化のために必要なＯ2 量が不足す
るために、同図（Ｃ）に細線で示されているように、触
媒のＯ2 ストレージ能力を超えた時にサブＯ2 センサ出
力ＳＯ2 がリッチあるいはリーン側に振れることとな
る。この例は、単純にＦＡＦの振れ幅が一定で、周期の
みが遅くなった場合であるが、振れ幅が大きくなった場
合、および、周期が遅く、かつ、振れ幅が大きくなった
場合も、同様である。On the other hand, the thin line in FIG. 9 shows an example in which the air-fuel ratio feedback cycle is delayed, and the amount of O 2 in the lean gas flowing into the catalyst is the O 2 storage capacity of the catalyst (the same figure). It is larger than that of (STR (O 2 )) in (B), and the amount of O 2 required for the oxidation of the rich gas is insufficient. Therefore, the thin line is shown in FIG. As described above, when the O 2 storage capacity of the catalyst is exceeded, the sub-O 2 sensor output SO 2 swings to the rich or lean side. In this example, the fluctuation range of the FAF is simply constant and only the cycle is delayed. However, when the fluctuation range is large, or when the cycle is slow and the fluctuation range is large, It is the same.
【０００９】このように、触媒のＯ2 ストレージ能力以
上に触媒上流側の空燃比がリッチ／リーンに振動した場
合には、排気ガスが触媒を吹き抜ける現象が発生する。
この場合、上述した従来の触媒劣化判別法によれば、触
媒は劣化していないにもかかわらず、劣化したと誤判定
する場合が発生するという問題がある。加えて、触媒に
流入する排気ガスの空燃比は、ＭＯ2 センサの経時変化
により変化するが、この場合、従来の触媒劣化判別法で
は触媒のＯ2 ストレージ能力の低下を正確に検出するこ
とができないという問題がある。As described above, when the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst vibrates rich / lean beyond the O 2 storage capacity of the catalyst, a phenomenon occurs in which exhaust gas blows through the catalyst.
In this case, according to the above-described conventional catalyst deterioration determination method, there is a problem that the catalyst may be erroneously determined to be deteriorated even though the catalyst is not deteriorated. In addition, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst changes with the lapse of time of the MO 2 sensor. In this case, the conventional catalyst deterioration determination method can accurately detect the decrease in the O 2 storage capacity of the catalyst. There is a problem that you cannot do it.
【００１０】更に、従来の触媒劣化判別法におけるよう
に、吸入空気量すなわち機関負荷域や機関回転域等の機
関の運転条件により触媒劣化判別のための比較基準値を
変化させても、空燃比フィードバック制御の状態、特に
制御空燃比、を正確に判断できなければ、誤判定の可能
性が生じるという問題点もある。そこで、本発明は、高
精度のダブル空燃比センサシステムを採用する内燃機関
の触媒劣化判別装置を提供することを目的とする。Further, as in the conventional catalyst deterioration determination method, even if the comparison reference value for catalyst deterioration determination is changed depending on the intake air amount, that is, the engine operating conditions such as the engine load region and the engine rotation region, the air-fuel ratio is changed. If the feedback control state, particularly the control air-fuel ratio, cannot be accurately determined, there is also a problem in that erroneous determination may occur. Therefore, an object of the present invention is to provide a catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine that employs a highly accurate double air-fuel ratio sensor system.
【００１１】また、本発明は、触媒のＯ2 ストレージ能
力の低下を検出し、触媒吹き抜け現象による誤判定のな
いダブル空燃比センサシステムを採用する内燃機関の触
媒劣化判別装置を提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a catalyst deterioration determining device for an internal combustion engine which employs a double air-fuel ratio sensor system which detects a decrease in the O 2 storage capacity of the catalyst and does not make an erroneous determination due to a catalyst blow-by phenomenon. And
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】図１は、本発明による内
燃機関の触媒劣化判別装置の基本構成を示す概念構成図
であり、本装置は、排気ガス浄化用触媒１００の上流側
および下流側に配設された上流側空燃比センサ１０１お
よび下流側空燃比センサ１０２を用いた内燃機関の空燃
比フィードバック制御システムに適用され、上流側空燃
比センサ１０１の出力Ｖ1 の反転周期（１／ＣM ）と下
流側空燃比センサ１０２の出力Ｖ2 の反転周期（１／Ｃ
S ）との比（周期比演算手段１０３）を比較基準値ｋと
比較する（比較手段１０６）ことにより、触媒１００の
劣化を判別する内燃機関の触媒劣化判別装置であって、
触媒１００の上流側の空燃比変動のリッチ／リーンへの
空燃比振れの度合いを演算する空燃比振れ度合い演算手
段１０７と、機関の運転状態に応じた空燃比振れの度合
いの基準値を設定する空燃比振れ度合い基準値設定手段
１０８と、空燃比振れ度合い演算手段１０７により演算
された空燃比振れ度合いと、機関の運転状態を示すパラ
メータに応じて空燃比振れ度合い基準値設定手段１０８
により設定された空燃比振れ度合い基準値とを比較して
比率を求め、その比率に応じて判別のための比較基準値
ｋを増大方向に変化させる比較基準値演算手段１０９と
を備えている。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing the basic configuration of a catalyst deterioration determining device for an internal combustion engine according to the present invention. The present device is provided on the upstream side and the downstream side of an exhaust gas purifying catalyst 100. Is applied to an air-fuel ratio feedback control system of an internal combustion engine using an upstream side air-fuel ratio sensor 101 and a downstream side air-fuel ratio sensor 102, and the inversion cycle (1 / C of the output V 1 of the upstream side air-fuel ratio sensor 101 M ) and the inversion cycle (1 / C of the output V 2 of the downstream side air-fuel ratio sensor 102)
A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine for determining deterioration of the catalyst 100 by comparing a ratio (period ratio calculation means 103) with S ) with a comparison reference value k (comparison means 106),
The air-fuel ratio deviation degree calculating means 107 for calculating the degree of air-fuel ratio deviation to the rich / lean side of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst 100, and the reference value of the degree of air-fuel ratio deviation corresponding to the operating state of the engine are set. Air-fuel ratio deviation degree reference value setting means 108, air-fuel ratio deviation degree calculation means 107, and an air-fuel ratio deviation degree reference value setting means 108 in accordance with a parameter indicating an operating state of the engine.
The comparison reference value calculating means 109 is provided to compare the air-fuel ratio deviation degree reference value set by the above to obtain a ratio, and to change the comparison reference value k for discrimination in the increasing direction according to the ratio.
【００１３】本発明による触媒劣化判別基準を定めるた
めの空燃比振れ度合いとしては、触媒上流側の空燃比変
動の周期、空燃比変動の振れ幅、または、空燃比変動の
時間積分値を用いることができるAs the air-fuel ratio fluctuation degree for determining the catalyst deterioration determination standard according to the present invention, the cycle of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst, the fluctuation width of the air-fuel ratio fluctuation, or the time integrated value of the air-fuel ratio fluctuation is used. Can
【００１４】[0014]
【作用】上記構成によれば、触媒上流側の空燃比変動の
周期、振れ幅または時間積分値に基づく空燃比振れの度
合いに応じて、触媒劣化判別の判別基準である比較基準
値を変化させているので、触媒のＯ2 ストレージ能力の
低下を考慮した判別基準となり、触媒の吹き抜け現象に
基づく触媒劣化の誤判定を回避することができる。According to the above structure, the comparison reference value, which is the determination reference for catalyst deterioration determination, is changed in accordance with the degree of air-fuel ratio deviation based on the cycle, fluctuation width or time integration value of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst. Therefore, it becomes a discrimination criterion in consideration of the decrease of the O 2 storage capacity of the catalyst, and it is possible to avoid the erroneous determination of the catalyst deterioration based on the catalyst blow-through phenomenon.
【００１５】[0015]
【実施例】図２は、本発明による触媒劣化判別装置が適
用されるダブル空燃比センサシステムを採用した内燃機
関の空燃比制御装置の全体構成を示す概念構成図であ
る。機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が
配設されており、吸入空気量に比例した出力信号を発生
し、制御回路１０に供給する。ディストリビュータ４に
は、例えば７２０°および３０°のクランク角センサ５
および６が設けられており、それらの出力パルス信号も
制御回路１０に供給されている。また、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。更に、機関
本体１の気筒ブロックのウォータジャケット８には、冷
却水温を検出するための水温センサ９が設けられてお
り、冷却水温ＴＨＷに応じた信号を発生し、制御回路１
０に供給している。FIG. 2 is a conceptual configuration diagram showing the overall configuration of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that employs a double air-fuel ratio sensor system to which the catalyst deterioration determination device according to the present invention is applied. An air flow meter 3 is arranged in the intake passage 2 of the engine body 1 to generate an output signal proportional to the amount of intake air and supply the output signal to the control circuit 10. The distributor 4 includes, for example, crank angle sensors 5 of 720 ° and 30 °.
And 6 are provided, and their output pulse signals are also supplied to the control circuit 10. Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from the fuel supply system to the intake port for each cylinder. Further, the water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the cooling water temperature, which generates a signal according to the cooling water temperature THW, and the control circuit 1
0 is being supplied.
【００１６】排気マニホールド１１より下流の排気系に
は、排気浄化のための触媒コンバータ１２が設けられて
おり、そして、その上流側のマニホールド１１にメイン
Ｏ2センサ（ＭＯ2 センサ）１３、下流側の排気管１４
にサブＯ2 センサ（ＳＯ2 センサ）１５が配設され、そ
れぞれ、制御回路１０に排気ガス中の酸素濃度に応じた
信号を発生して供給する。また、吸気通路２のスロット
ル弁１６には、弁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が設けられており、信号ＬＬは
制御回路１０に供給されている。更に、アラーム１８が
設けられており、それは制御回路１０における触媒劣化
判別機能が劣化を判断した時に付勢される。An exhaust system downstream of the exhaust manifold 11 is provided with a catalytic converter 12 for purifying exhaust gas, and the upstream manifold 11 has a main O 2 sensor (MO 2 sensor) 13 and a downstream side. Exhaust pipe 14
A sub-O 2 sensor (SO 2 sensor) 15 is provided in each of them and supplies a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas to the control circuit 10, respectively. Further, the throttle valve 16 in the intake passage 2 is provided with an idle switch 17 for generating a signal LL indicating whether or not the valve is fully closed, and the signal LL is supplied to the control circuit 10. Further, an alarm 18 is provided, which is activated when the catalyst deterioration determination function in the control circuit 10 determines deterioration.
【００１７】制御回路１０は、例えばマイクロコンピュ
ータにより構成されており、上記した各種の機関の運転
状態を示す信号を受け入れ、機関の運転条件に応じて、
二つの空燃比センサ１３および１５を用いた燃料噴射量
制御、すなわち、ダブル空燃比センサシステムを採用し
た空燃比フィードバック制御による燃料噴射制御および
その他各種の機関の動作制御を司る。The control circuit 10 is composed of, for example, a microcomputer, receives signals indicating the operating states of the various engines described above, and responds to the operating conditions of the engine.
It controls the fuel injection amount using the two air-fuel ratio sensors 13 and 15, that is, the fuel injection control by the air-fuel ratio feedback control adopting the double air-fuel ratio sensor system and the operation control of various other engines.
【００１８】図３は、そのダブル空燃比センサシステム
の概念的な機能構成を示すブロック図である。１３およ
び１５は、それぞれ、図２のＭＯ2 センサ１３およびＳ
Ｏ2センサ１５に相当する上流側および下流側の空燃比
センサ、２１はＭＯ2 センサ１３およびＳＯ2 センサ１
５による空燃比フィードバック制御におけるフィードバ
ック補正量（フィードバック補正係数ＦＡＦ）の演算手
段、２２は空燃比フィードバック補正量演算手段２１に
より演算されたフィードバック補正量を用いて燃料噴射
量ＴＡＵを制御するための燃料噴射量制御手段である。
比較的応答性の良いＭＯ2 センサ１３による空燃比フィ
ードバック制御は例えば４ｍｓ毎に主たる（メイン）制
御として実行され、応答性の遅いＳＯ2 センサ１５によ
る空燃比フィードバック制御は例えば５１２ｍｓ毎に従
たる（サブ）制御として実行される。なお、例えば空燃
比フィードバック補正量演算手段２１には、ＭＯ2 セン
サ１３およびＳＯ2 センサ１５により検出された空燃比
に関連する空燃比フラグの反転数をそれぞれ計数する反
転数カウンタＣM およびＣS が設けられている。FIG. 3 is a block diagram showing a conceptual functional configuration of the double air-fuel ratio sensor system. 13 and 15 are the MO 2 sensors 13 and S of FIG. 2, respectively.
Upstream and downstream air-fuel ratio sensors corresponding to the O 2 sensor 15, 21 is an MO 2 sensor 13 and a SO 2 sensor 1
5, a calculation unit for calculating a feedback correction amount (feedback correction coefficient FAF) in the air-fuel ratio feedback control, 22 is a fuel for controlling the fuel injection amount TAU using the feedback correction amount calculated by the air-fuel ratio feedback correction amount calculation unit 21. It is an injection amount control means.
The air-fuel ratio feedback control by the MO 2 sensor 13 having relatively high responsiveness is executed as a main control every 4 ms, for example, and the air-fuel ratio feedback control by the SO 2 sensor 15 having slow responsiveness follows, for example, every 512 ms ( Sub) executed as a control. Note that, for example, the air-fuel ratio feedback correction amount calculation means 21 includes inversion number counters C M and C S for respectively counting the number of inversions of the air-fuel ratio flag related to the air-fuel ratio detected by the MO 2 sensor 13 and the SO 2 sensor 15. Is provided.
【００１９】ここで、ダブル空燃比センサシステムにお
ける空燃比フィードバック制御系は、例えば、ＭＯ2 セ
ンサ１３およびＳＯ2 センサ１５による二つのフィード
バック制御系を設け、空燃比フィードバック補正量演算
手段２１はそれぞれの制御系のフィードバック補正量を
演算して、燃料噴射量制御手段２２がそれらのフィード
バック補正量を用いて燃料噴射量を決定する態様、ＭＯ
2 センサ１３による一つのフィードバック制御系を設
け、空燃比フィードバック補正量演算手段２１はその制
御に関与する積分定数、スキップ量、遅延時間、比較電
圧等の定数をＳＯ 2 センサ１５により調整する態様等の
種々の態様を採用することができる（詳細な実施例は、
例えば、上記した特開平３−５７８６２号公報を参照さ
れたい）。このダブル空燃比センサシステムによる空燃
比フィードバック制御系においては、ＳＯ2 センサ１５
はＭＯ2 センサ１３に比較して低い応答速度を有する
が、触媒コンバータの下流の排気ガスは温度が低く、有
害成分が少なく、また、十分に混合されており、しか
も、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態に近い値となって
いるので、比較的安定な出力特性を有しており、そのた
め、ＭＯ2 センサ１３の出力特性のバラツキを吸収し、
良好な排気エミッション特性を保証することができる。Here, in the double air-fuel ratio sensor system,
The air-fuel ratio feedback control system is, for example, MO2SE
Sensor 13 and SO2Two feeds by sensor 15
A back control system is installed to calculate the air-fuel ratio feedback correction amount.
The means 21 calculates the feedback correction amount of each control system.
The fuel injection amount control means 22 calculates and feeds them.
Mode in which the fuel injection amount is determined using the back correction amount, MO
2One feedback control system with sensor 13
The air-fuel ratio feedback correction amount calculation means 21 controls the control.
Integration constant, skip amount, delay time, comparison voltage
SO such as pressure 2Such as the mode of adjusting by the sensor 15
Various aspects may be employed (detailed examples include:
For example, refer to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-57862.
I want to). Air fuel by this double air-fuel ratio sensor system
In the ratio feedback control system, SO2Sensor 15
Is MO2It has a lower response speed than the sensor 13.
However, the temperature of the exhaust gas downstream of the catalytic converter is low and
There are few harmful components, and they are well mixed.
However, the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.
Therefore, it has a relatively stable output characteristic.
ME, MO2Absorbs variations in the output characteristics of the sensor 13,
Good exhaust emission characteristics can be guaranteed.
【００２０】しかし、上述したように、触媒コンバータ
の三元触媒が劣化すると、未燃焼ガスの影響を受けてＳ
Ｏ2 センサ１５の出力特性が悪化し、空燃比フィードバ
ック制御に乱れが生じて良好な空燃比を維持することが
できなくなる。そこで、例えば図２における制御回路１
０内に、触媒劣化判別機能１０−１が搭載されており、
触媒劣化を検出すると、アラーム１８を付勢して警告表
示する。本発明はこの触媒劣化判別機能１０−１に関し
ており、上記したように、そのための本発明による触媒
劣化判別装置の基本構成は図１に示されている通りであ
る。以下、本発明による触媒劣化判別装置の実施例につ
いて説明する。However, as described above, when the three-way catalyst of the catalytic converter deteriorates, it is affected by unburned gas and S
The output characteristic of the O 2 sensor 15 is deteriorated, and the air-fuel ratio feedback control is disturbed, so that a good air-fuel ratio cannot be maintained. Therefore, for example, the control circuit 1 in FIG.
A catalyst deterioration determination function 10-1 is installed in 0,
When the catalyst deterioration is detected, the alarm 18 is activated and a warning is displayed. The present invention relates to this catalyst deterioration determination function 10-1, and as described above, the basic configuration of the catalyst deterioration determination device according to the present invention for that purpose is as shown in FIG. An embodiment of the catalyst deterioration determination device according to the present invention will be described below.
【００２１】図４は、本発明による触媒劣化判別装置の
一実施例を実現するためのソフトウェアにおける触媒劣
化判別のメインルーチンの概略を示すフローチャートで
ある。本ルーチンは、例えば、一定時間例えば１６ｍｓ
毎に実行される。まず、ステップ２０１において、下流
側のＳＯ2 センサ１５による空燃比フィードバック制御
の閉ループ条件、例えば、 上流側のＭＯ2 センサ１３による閉ループ条件の成立 冷却水温ＴＨＷが所定値（例えば７０℃）以上 スロットル弁が全閉ではない（ＬＬ＝“０”） ＳＯ2 センサ１５の活性状態 等を判断し、図３の空燃比フィードバック補正量演算手
段２１における反転数カウンタＣM およびＣS が有効で
あることを判別する。FIG. 4 is a flow chart showing an outline of a main routine for determining catalyst deterioration in software for realizing an embodiment of the catalyst deterioration determining device according to the present invention. This routine is, for example, a fixed time such as 16 ms.
It is executed every time. First, in step 201, the closed loop condition of the air-fuel ratio feedback control by the SO 2 sensor 15 on the downstream side, for example, the closed loop condition by the MO 2 sensor 13 on the upstream side is satisfied. Cooling water temperature THW is a predetermined value (eg 70 ° C.) or more Throttle valve Is not fully closed (LL = “0”) The active state of the SO 2 sensor 15 is judged, and it is determined that the inversion number counters C M and C S in the air-fuel ratio feedback correction amount calculation means 21 of FIG. 3 are effective. Determine.
【００２２】このステップ２０１の判断が否（Ｎ）であ
ればルーチンを終了するが、是（Ｙ）であれば、ステッ
プ２０２において時間計測カウンタＣN を＋１カウント
アップし、次いで、ステップ２０３において所定時間経
過したか否か（ＣN ＞ＣNA）を判断する。この所定時間
は１〜２分であり、例えば、ＣNA＝５０００である。所
定時間が経過すると、ステップ２０４において、ＭＯ2
センサ１３の出力Ｖ1の反転周期とＳＯ2 センサ１５の
出力Ｖ2 の反転周期との比の比較基準値ｋを、図５〜図
７に関連して説明する方法を用いて空燃比が変動する態
様（したがって、フィードバック補正係数ＦＡＦの変動
態様）に応じて変化させるように、演算する。If the determination in step 201 is negative (N), the routine is ended, but if it is yes (Y), the time measuring counter C N is incremented by +1 in step 202, and then in step 203 a predetermined value is determined. It is determined whether or not time has elapsed (C N > C NA ). This predetermined time is 1 to 2 minutes, and for example, C NA = 5000. When the predetermined time has elapsed, in step 204, MO 2
A comparison reference value k of the ratio between the inversion cycle of the output V 1 of the sensor 13 and the inversion cycle of the output V 2 of the SO 2 sensor 15 is changed by using the method described with reference to FIGS. The calculation is performed so as to change according to the mode (therefore, the mode of variation of the feedback correction coefficient FAF).
【００２３】その後、ステップ２０５において、ＭＯ2
センサ１３の出力Ｖ1 の反転周期とＳＯ2 センサ１５の
出力Ｖ2 の反転周期と比として、上記した空燃比フィー
ドバック補正量演算手段２１における反転数カウンタＣ
M およびＣS から得たＣS ／ＣM （反転周期∝１／反転
数）を用い、ステップ２０４において演算された比較基
準値ｋと比較する。すなわち、 ＣS ／ＣM ＞ｋ であるか否かを判断する。この結果、ＣS ／ＣM ＞ｋで
あれば、触媒劣化とみなし、ステップ２０６において、
例えば図２に示されているアラーム１８を付勢して警告
表示する。ＣS ／ＣM ≦ｋであれば、ステップ２０７に
直接進む。ステップ２０７においては、次の実行に備え
て、反転数カウンタＣM およびＣS をクリアする。Then, in step 205, MO 2
As a ratio of the inversion cycle of the output V 1 of the sensor 13 and the inversion cycle of the output V 2 of the SO 2 sensor 15, the inversion number counter C in the air-fuel ratio feedback correction amount calculation means 21 described above is used.
Using C S / C M (reversal period ∝1 / reversal number) obtained from M and C S , it is compared with the comparison reference value k calculated in step 204. That is, it is determined whether C S / C M > k. As a result, if C S / C M > k, it is regarded as catalyst deterioration, and in step 206,
For example, the alarm 18 shown in FIG. 2 is activated to display a warning. If C S / C M ≤k, the process directly proceeds to step 207. In step 207, the inversion number counters C M and C S are cleared in preparation for the next execution.
【００２４】図５は、比較基準値ｋの第１の計算法を実
現するソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
る。本第１の計算法は、メインのフィードバック（Ｆ／
Ｂ）周期を用いて、比較基準値ｋを変化させるものであ
る。すなわち、まず、ステップ３０１において、スロッ
トルの開度の変化量ＤＬＴＡが一定値α以下であること
（ＤＬＴＡ＜α）により、定常状態であることを判定す
る。スロットルの急操作時のような場合（Ｎ）は、本ル
ーチンを終了してｋ値の更新を行わない。定常時（Ｙ）
であれば、図９（Ａ）に実線矢印により例示されている
ように、メインのフィードバック補正係数ＦＡＦにおけ
るリッチ（あるいはリーン）方向のスキップのタイミン
グを判定する。否（Ｎ）であれば、ステップ３０７にお
いて、フィードバック周期カウンタＣＦＢを＋１進ませ
て待機する。リッチスキップのタイミングであれば
（Ｙ）、ステップ３０３において、機関の回転数ＮＥお
よび吸入空気量ＧＮを読み込む。FIG. 5 is a flow chart showing an example of software for realizing the first method of calculating the comparison reference value k. This first calculation method is based on the main feedback (F /
B) The comparison reference value k is changed by using the cycle. That is, first, in step 301, it is determined that the steady state is established by the change amount DLTA of the throttle opening being equal to or less than a constant value α (DLTA <α). In the case of sudden operation of the throttle (N), this routine is terminated and the k value is not updated. Regular (Y)
If so, the timing of skipping in the rich (or lean) direction in the main feedback correction coefficient FAF is determined, as illustrated by the solid arrow in FIG. If not (N), in step 307, the feedback cycle counter CFB is incremented by 1 and the process waits. If it is the rich skip timing (Y), the engine speed NE and the intake air amount GN are read in step 303.
【００２５】次に、ステップ３０４において、例示され
ているようなＮＥ−ＧＮ座標上の関係を規定するＣＦＢ
std マップとして予め記憶されている基準周期ＣＦＢ
std を読み出し、そのＣＦＢstd とフィードバック周期
カウンタにより計測された周期ＣＦＢとを比較して 比較値ΔＣＦＢ＝ＣＦＢ／ＣＦＢstd ×１００ を得て、その比較値ΔＣＦＢに、例えば、なまし処理 ΔＣＦＢm ＝（６３×ΔＣＦＢm-1 ＋ΔＣＦＢm ）／６
４ を施して、なまし周期値ΔＣＦＢm を算出する。算出さ
れたなまし周期値ΔＣＦＢm を用いて、ステップ３０５
において、劣化判定レベルｋを計算する。この場合、例
えば、図示されているように、なまし周期値ΔＣＦＢm
が大きくなるとｋ値を増大し、また、異常に大きくなる
と、ｋ値を十分増大させ、実際上判定を停止させて誤判
定を避けるようにする。こうして、ｋ値が計算される
と、ステップ３０６において、リッチスキップタイミン
グ毎すなわち一周期毎にフィードバック周期カウンタＣ
ＦＢをクリアする。Next, in step 304, the CFB that defines the NE-GN coordinate relationship as illustrated.
Reference cycle CFB stored in advance as std map
std is read, the CFB std is compared with the period CFB measured by the feedback period counter to obtain a comparison value ΔCFB = CFB / CFB std × 100, and the comparison value ΔCFB is, for example, annealed ΔCFB m = (63 × ΔCFB m-1 + ΔCFB m ) / 6
4 is calculated to calculate the averaging cycle value ΔCFB m . Using the calculated smoothing period value ΔCFB m , step 305
In, the deterioration determination level k is calculated. In this case, for example, as shown in the figure, the smoothing cycle value ΔCFB m
When k becomes large, the k value is increased, and when it becomes abnormally large, the k value is sufficiently increased so that the judgment is actually stopped to avoid erroneous judgment. In this way, when the k value is calculated, in step 306, the feedback cycle counter C is provided for each rich skip timing, that is, for each cycle.
Clear FB.
【００２６】図６は、比較基準値ｋの第２の計算法を実
現するソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
る。本第２の計算法は、フィードバック補正係数ＦＡＦ
を用いて、比較基準値ｋを変化させるものである。すな
わち、まず、第１の計算法における図５のステップ３０
１と同様に、ステップ４０１において、スロットル開度
変化量ＤＬＴＡ＜αを判定して、定常状態を判断した
後、ステップ４０２において、図９（Ａ）に実線および
点線矢印により例示されているように、メインのフィー
ドバック補正係数ＦＡＦにおけるリッチおよびリーンの
両方向のスキップのタイミングを判定する。スキップタ
イミングでなければ（Ｎ）、本ルーチンは終了するが、
スキップタイミングであれば（Ｙ）、ステップ４０３に
おいて、今回のＦＡＦと前回の値ＦＡＦold との差ΔＦ
ＡＦ＝｜ＦＡＦ−ＦＡＦold ｜によりＦＡＦのスキップ
から次のスキップまでの振れ幅ΔＦＡＦを求めるととも
に、機関の回転数ＮＥおよび吸入空気量ＧＮを読み込
む。FIG. 6 is a flow chart showing an example of software for realizing the second calculation method of the comparison reference value k. The second calculation method is based on the feedback correction coefficient FAF
Is used to change the comparison reference value k. That is, first, step 30 in FIG. 5 in the first calculation method.
Similar to step 1, after the throttle opening change amount DLTA <α is determined in step 401 and the steady state is determined, in step 402, as illustrated by the solid and dotted arrows in FIG. 9A. , The timing of skipping in both the rich and lean directions in the main feedback correction coefficient FAF is determined. If it is not the skip timing (N), this routine ends,
If it is the skip timing (Y), in step 403, the difference ΔF between the current FAF and the previous value FAF old is ΔF.
AF = | FAF-FAF old | is used to determine the swing width ΔFAF from the FAF skip to the next skip, and the engine speed NE and the intake air amount GN are read.
【００２７】次に、ステップ４０４において、例示され
ているようなＮＥ−ＧＮ座標上の関係を規定するΔＦＡ
Ｆstd マップとして予め記憶されている基準周期ΔＦＡ
Ｆst d を読み出し、そのΔＦＡＦstd とステップ４０３
により計算された振れ幅ΔＦＡＦとを比較して 比較値ＤＦＡＦ＝ΔＦＡＦ／ΔＦＡＦstd ×１００ を得て、その比較値ＤＦＡＦに、例えば、なまし処理 ＤＦＡＦm ＝（６３×ＤＦＡＦm-1 ＋ＤＦＡＦm ）／６
４ を施して、なまし振れ幅ＤＦＡＦm を算出する。算出さ
れたなまし振れ幅ＤＦＡＦm を用いて、ステップ４０５
において、劣化判定レベルｋを計算する。この場合、例
えば、図示されているように、なまし振れ幅ＤＦＡＦm
が大きくなるとｋ値を増大し、また、異常に大きくなる
と、ｋ値を十分増大させ、実際上判定を停止させて誤判
定を避けるようにする。こうして、ｋ値が計算される
と、ステップ４０６において、スキップタイミング毎す
なわちＦＡＦのリッチ／リーン側の最大の振れ毎にＦＡ
Ｆold を更新する。Next, in step 404, ΔFA defining the relationship on the NE-GN coordinates as illustrated.
Reference period ΔFA stored in advance as the F std map
F st d is read, and ΔFAF std and step 403 are read out.
By comparing the shake width ΔFAF calculated by the above, a comparison value DFAF = ΔFAF / ΔFAF std × 100 is obtained, and the comparison value DFAF is calculated by, for example, the smoothing process DFAF m = (63 × DFAF m-1 + DFAF m ). / 6
4 is performed to calculate the smoothed runout width DFAF m . Using the calculated smoothing runout width DFAF m , step 405
In, the deterioration determination level k is calculated. In this case, for example, as illustrated, averaging amplitude DFAF m
When k becomes large, the k value is increased, and when it becomes abnormally large, the k value is sufficiently increased so that the judgment is actually stopped to avoid erroneous judgment. When the k value is calculated in this manner, in step 406, the FA value is calculated for each skip timing, that is, for each maximum deviation on the rich / lean side of the FAF.
Update F old .
【００２８】図７は、比較基準値ｋの第３の計算法を実
現するソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
る。本第３の計算法は、フィードバック補正係数ＦＡＦ
の積分値を用いて、比較基準値ｋを変化させるものであ
る。すなわち、まず、図５および図６のルーチンと同様
に、ステップ５０１において、スロットル開度変化量Ｄ
ＬＴＡ＜αを判定して、定常状態を判断した後、ステッ
プ５０２において、今回のＦＡＦおよび前回の値ＦＡＦ
old を読み込む。次いで、それらの値を用いて、ステッ
プ５０３において、ＦＡＦが増量中であるか否か（ＦＡ
Ｆ＋？）を判断する。FIG. 7 is a flow chart showing an example of software for realizing the third method of calculating the comparison reference value k. The third calculation method is based on the feedback correction coefficient FAF
The comparison reference value k is changed by using the integral value of. That is, first, similarly to the routines of FIGS. 5 and 6, in step 501, the throttle opening change amount D
After determining LTA <α and determining the steady state, in step 502, the current FAF and the previous value FAF are determined.
Read old . Then, using these values, in step 503, whether FAF is being increased (FA
F +? ) To judge.
【００２９】ステップ５０３の判断が増量中であれば
（Ｙ）、ステップ５０４に進み、ＦＡＦが減量から増量
に変化したかを判定する。増量が継続中であれば
（Ｎ）、ステップ５０８において、ＦＡＦを積算してリ
ッチ側のＦＡＦの積分値ＳＵＭr を蓄積するが、減量か
ら増量に変化した場合（Ｙ）は、ステップ５０５におい
て、例示されているようなＮＥ−ＧＮ座標のマップから
リーン側ＦＡＦ積分値の基準ＳＵＭl を読みだし、次い
で、それまで積算されたリーン側ＦＡＦの積分値ＳＵＭ
l と基準ＳＵＭl との比（ＳＵＭl ／基準ＳＵＭl ）を
用いて、ステップ５０６において、劣化判定レベルｋを
計算する。この場合、例えば、図示されているように、
比（ＳＵＭl ／基準ＳＵＭl ）が大きくなるとｋ値を増
大し、また、異常に大きくなると、ｋ値を十分増大さ
せ、実際上判定を停止させて誤判定を避けるようにす
る。こうして、ｋ値が計算されると、ステップ５０７に
おいて、次に積算が開始される積分値ＳＵＭr をクリア
する。If the determination in step 503 is increasing
(Y), proceed to step 504, increase FAF from decrease
It is judged whether it has changed to. If the increase is ongoing
(N) In step 508, the FAF is integrated and re-calculated.
Integrated value of FAF on the switch side SUMrAccumulate but lose weight
If the amount has changed to (Y), go to step 505.
From the map of NE-GN coordinates as illustrated
Standard SUM of lean side FAF integral valuelRead next
Then, the integrated value SUM of the lean side FAF accumulated until then
lAnd standard SUMlRatio with (SUMl/ Reference SUMl)
Then, in step 506, the deterioration determination level k is set to
calculate. In this case, for example, as shown,
Ratio (SUMl/ Reference SUMl) Becomes larger, the k value increases.
If it is too large or abnormally large, k value will be increased sufficiently.
In practice, stop the judgment to avoid erroneous judgment.
It When the k value is calculated in this way, step 507 is performed.
The integrated value SUM at which the next integration is startedrClear
To do.
【００３０】ステップ５０３の判断が減量中であれば
（Ｎ）、ステップ５０９に進み、ＦＡＦが増量から減量
に変化したかを判定する。減量が継続中であれば
（Ｎ）、ステップ５１３において、ＦＡＦを積算してリ
ーン側のＦＡＦの積分値ＳＵＭl を蓄積するが、増量か
ら減量に変化した場合（Ｙ）は、ステップ５１０におい
て、例示されているようなＮＥ−ＧＮ座標のマップから
リッチ側ＦＡＦ積分値の基準ＳＵＭr を読みだし、次い
で、それまで積算されたリーン側ＦＡＦの積分値ＳＵＭ
r と基準ＳＵＭr との比（ＳＵＭr ／基準ＳＵＭr ）を
用いて、ステップ５１１において、劣化判定レベルｋを
計算する。この場合、例えば、図示されているように、
比（ＳＵＭr ／基準ＳＵＭr ）が大きくなるとｋ値を増
大し、また、異常に大きくなると、ｋ値を十分増大さ
せ、実際上判定を停止させて誤判定を避けるようにす
る。こうして、ｋ値が計算されると、ステップ５１２に
おいて、次に積算が開始される積分値ＳＵＭl をクリア
する。If the determination in step 503 is under weight reduction,
(N), the process proceeds to step 509, where FAF is decreased from increased
It is judged whether it has changed to. If weight loss is ongoing
(N), in step 513, FAF is integrated and re-calculated.
FAF integral value SUMlAccumulate, but increase
If there is a decrease in weight (Y), go to step 510.
From the map of NE-GN coordinates as illustrated
Reference SUM of rich side FAF integral valuerRead next
Then, the integrated value SUM of the lean side FAF accumulated until then
rAnd standard SUMrRatio with (SUMr/ Reference SUMr)
Then, in step 511, the deterioration determination level k is set to
calculate. In this case, for example, as shown,
Ratio (SUMr/ Reference SUMr) Becomes larger, the k value increases.
If it is too large or abnormally large, k value will be increased sufficiently.
In practice, stop the judgment to avoid erroneous judgment.
It When the k value is calculated in this way, step 512 is executed.
The integrated value SUM at which the next integration is startedlClear
To do.
【００３１】上述した第１乃至第３の計算法によれば、
計算された比較基準値ｋは、メインの空燃比フィードバ
ック制御における空燃比変動のリッチあるいはリーンへ
振れる空燃比振れ周期、空燃比振れ幅、または、空燃比
振れの時間積分の値、すなわち、リッチあるいはリーン
への空燃比振れの度合いを演算し、演算された振れの度
合いと機関の運転状態に応じて空燃比振れの度合いの基
準値を設定するマップから読みだされた空燃比振れの度
合いの基準値とを比較し、その比率に応じて増大方向に
変化されることとなる。これにより、触媒劣化判別装置
における前述した触媒の吹き抜け現象による触媒劣化の
誤判定を回避することができる。According to the above-mentioned first to third calculation methods,
The calculated comparison reference value k is the value of the air-fuel ratio swing period that swings to rich or lean of the air-fuel ratio fluctuation in the main air-fuel ratio feedback control, the air-fuel ratio swing range, or the time integration value of the air-fuel ratio swing, that is, rich or Calculates the degree of air-fuel ratio runout to the lean, and sets the reference value of the degree of air-fuel ratio runout according to the calculated degree of runout and engine operating conditions. The standard of the degree of air-fuel ratio runout read from the map. The value is compared, and the value is changed in the increasing direction according to the ratio. As a result, it is possible to avoid erroneous determination of catalyst deterioration due to the catalyst blow-through phenomenon described above in the catalyst deterioration determination device.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明による内燃機関の触媒劣化判別装
置によれば、ダブル空燃比センサシステムによる空燃比
制御を採用した内燃機関の触媒劣化判別において、触媒
上流側の空燃比変動の振れの度合いに応じて、触媒劣化
判別の判別基準である比較基準値を変化させることによ
り、触媒の吹き抜け現象に基づく触媒劣化の誤判定を回
避することができるので、触媒劣化判別の精度を高め、
かつ、劣化判別の信頼性を高めることができる。According to the catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine of the present invention, in the catalyst deterioration determination of the internal combustion engine which employs the air-fuel ratio control by the double air-fuel ratio sensor system, the degree of fluctuation of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst. According to the above, by changing the comparison reference value which is the determination reference of the catalyst deterioration determination, it is possible to avoid the erroneous determination of the catalyst deterioration based on the blow-through phenomenon of the catalyst.
In addition, the reliability of deterioration determination can be improved.
【図１】本発明による内燃機関の触媒劣化判別装置の基
本構成を示す概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing a basic configuration of a catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine according to the present invention.
【図２】本発明による触媒劣化判別装置が適用されるダ
ブル空燃比センサシステムを採用した内燃機関の空燃比
制御装置の全体構成を示す概念構成図である。FIG. 2 is a conceptual configuration diagram showing the overall configuration of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that employs a double air-fuel ratio sensor system to which the catalyst deterioration determination device according to the present invention is applied.
【図３】ダブル空燃比センサシステムの概念的な機能構
成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conceptual functional configuration of a double air-fuel ratio sensor system.
【図４】本発明による触媒劣化判別装置の一実施例を実
現するためのソフトウェアにおける触媒劣化判別のメイ
ンルーチンの概略を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an outline of a main routine of catalyst deterioration determination in software for realizing an embodiment of the catalyst deterioration determination device according to the present invention.
【図５】比較基準値ｋの第１の計算法を実現するソフト
ウェアの一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of software that implements a first calculation method of a comparison reference value k.
【図６】比較基準値ｋの第２の計算法を実現するソフト
ウェアの一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of software that realizes a second calculation method of a comparison reference value k.
【図７】比較基準値ｋの第３の計算法を実現するソフト
ウェアの一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an example of software that realizes a third calculation method of a comparison reference value k.
【図８】ダブルＯ2 システムにおけるＭＯ2 センサの出
力に対応するＳＯ2 センサの出力の間の関係を説明する
ための波形図である。8 is a waveform diagram for explaining the relationship between the output of the SO 2 sensors corresponding to the output of the MO 2 sensor in double O 2 system.
【図９】ダブルＯ2 システムにおけるＦＡＦ（Ａ）、触
媒のＯ2 ストレージ量（Ｂ）およびＳＯ2 センサ出力
（Ｃ）の間の関係を説明するための波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the relationship between FAF (A), catalyst O 2 storage amount (B) and SO 2 sensor output (C) in a double O 2 system.
１…機関本体 ２…吸気通路 ３…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 ７…燃料噴射弁 ８…ウォータジャケット ９…水温センサ １０…制御回路 １１…排気マニホールド １２…触媒コンバータ １３…メインＯ2 センサ １４…排気管 １５…サブＯ2 センサ １６…スロットル弁 １７…アイドルスイッチ １８…アラーム ２１…空燃比フィードバック補正量演算手段 ２２…燃料噴射量制御手段 １００…触媒 １０１…上流側空燃比センサ １０２…下流側空燃比センサ １０３…第１の周期演算手段 １０４…第２の周期演算手段 １０５…周期比演算手段 １０６…比較手段 １０７…空燃比振れ度合い演算手段 １０８…空燃比振れ度合い基準値設定手段 １０９…比較基準値演算手段1 ... Engine body 2 ... Intake passage 3 ... Air flow meter 4 ... Distributor 5, 6 ... Crank angle sensor 7 ... Fuel injection valve 8 ... Water jacket 9 ... Water temperature sensor 10 ... Control circuit 11 ... Exhaust manifold 12 ... Catalytic converter 13 ... Main O 2 sensor 14 ... Exhaust pipe 15 ... Sub O 2 sensor 16 ... Throttle valve 17 ... Idle switch 18 ... Alarm 21 ... Air-fuel ratio feedback correction amount calculation means 22 ... Fuel injection amount control means 100 ... Catalyst 101 ... Upstream air-fuel ratio sensor 102 ... Downstream air-fuel ratio sensor 103 ... First cycle calculating means 104 ... Second cycle calculating means 105 ... Cycle ratio calculating means 106 ... Comparison means 107 ... Air-fuel ratio deviation degree calculating means 108 ... Air-fuel ratio deviation degree reference value setting Means 109 ... Comparison reference value calculation means
Claims (4)
側に配設された上流側空燃比センサおよび下流側空燃比
センサを用いた内燃機関の空燃比フィードバック制御シ
ステムに適用され、該上流側空燃比センサの出力の反転
周期と該下流側空燃比センサの出力の反転周期との比を
比較基準値と比較することにより、該触媒の劣化を判別
する内燃機関の触媒劣化判別装置であって、 上記触媒の上流側の空燃比変動のリッチ／リーンへの空
燃比振れの度合いを演算する空燃比振れ度合い演算手段
と、 機関の運転状態に応じた空燃比振れの度合いの基準値を
設定する空燃比振れ度合い基準値設定手段と、 上記空燃比振れ度合い演算手段により演算された空燃比
振れ度合いと、機関の運転状態を示すパラメータに応じ
て上記空燃比振れ度合い基準値設定手段により設定され
た空燃比振れ度合い基準値とを比較して比率を求め、該
比率に応じて上記比較基準値を増大方向に変化させる比
較基準値演算手段とを備えた内燃機関の触媒劣化判別装
置。1. The present invention is applied to an air-fuel ratio feedback control system of an internal combustion engine using an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor arranged upstream and downstream of an exhaust gas purifying catalyst. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine for determining deterioration of the catalyst by comparing a ratio of an inversion cycle of the output of the air-fuel ratio sensor and an inversion cycle of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor with a comparison reference value. , The air-fuel ratio deviation degree calculating means for calculating the degree of air-fuel ratio deviation to the rich / lean of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst, and the reference value of the degree of air-fuel ratio deviation according to the operating state of the engine are set. The air-fuel ratio deviation degree reference value setting means, the air-fuel ratio deviation degree calculated by the air-fuel ratio deviation degree calculating means, and the air-fuel ratio deviation degree reference value setting according to the parameter indicating the operating state of the engine. Deterioration of a catalyst of an internal combustion engine provided with a comparison reference value calculation means for obtaining a ratio by comparing the air-fuel ratio deviation degree reference value set by the setting means and changing the comparison reference value in an increasing direction according to the ratio. Discriminator.
別装置において、空燃比振れ度合いが触媒上流側の空燃
比変動の周期である装置。2. The catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio fluctuation degree is a cycle of air-fuel ratio fluctuations on the upstream side of the catalyst.
別装置において、空燃比振れ度合いが触媒上流側の空燃
比変動の振れ幅である装置。3. The catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio fluctuation degree is a fluctuation range of the air-fuel ratio fluctuation on the upstream side of the catalyst.
別装置において、空燃比振れ度合いが触媒上流側の空燃
比変動の時間積分値である装置。4. The catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio fluctuation degree is a time integral value of air-fuel ratio fluctuations on the upstream side of the catalyst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288416A JPH07139400A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Catalyst deterioration discriminating device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288416A JPH07139400A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Catalyst deterioration discriminating device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139400A true JPH07139400A (en) | 1995-05-30 |
Family
ID=17729936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5288416A Pending JPH07139400A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Catalyst deterioration discriminating device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139400A (en) |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP5288416A patent/JPH07139400A/en active Pending
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