JPH09250334A - 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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- JPH09250334A JPH09250334A JP8060933A JP6093396A JPH09250334A JP H09250334 A JPH09250334 A JP H09250334A JP 8060933 A JP8060933 A JP 8060933A JP 6093396 A JP6093396 A JP 6093396A JP H09250334 A JPH09250334 A JP H09250334A
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの出力
に基づいて空燃比フィードバック制御を行う内燃機関に
おいて、Ａ／Ｆセンサの出力及び触媒下流側Ｏ2センサ
の出力に基づく触媒劣化判別を、空燃比変動による誤判
定をすることなく精度よく実行する。 【解決手段】 Ａ／Ｆセンサ出力の目標値からの変位と
Ｏ2 センサ出力の目標値からの変位との対応関係に基づ
いて、Ａ／Ｆセンサの出力に対する重み付け演算を行う
べく、Ａ／Ｆセンサ出力ＶＡＦを軌跡長演算用出力ＶＡ
ＦＨに変換する。そして、空燃比フィードバック制御の
実行中の所定期間内において、その軌跡長演算用出力Ｖ
ＡＦＨの軌跡長とＯ2 センサ出力の軌跡長とに基づいて
排気浄化触媒の劣化を検出する。
に基づいて空燃比フィードバック制御を行う内燃機関に
おいて、Ａ／Ｆセンサの出力及び触媒下流側Ｏ2センサ
の出力に基づく触媒劣化判別を、空燃比変動による誤判
定をすることなく精度よく実行する。 【解決手段】 Ａ／Ｆセンサ出力の目標値からの変位と
Ｏ2 センサ出力の目標値からの変位との対応関係に基づ
いて、Ａ／Ｆセンサの出力に対する重み付け演算を行う
べく、Ａ／Ｆセンサ出力ＶＡＦを軌跡長演算用出力ＶＡ
ＦＨに変換する。そして、空燃比フィードバック制御の
実行中の所定期間内において、その軌跡長演算用出力Ｖ
ＡＦＨの軌跡長とＯ2 センサ出力の軌跡長とに基づいて
排気浄化触媒の劣化を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを浄化す
べく内燃機関（エンジン）の排気通路に設けられた触媒
の劣化の有無を判別する装置（触媒劣化判別装置）に関
する。
べく内燃機関（エンジン）の排気通路に設けられた触媒
の劣化の有無を判別する装置（触媒劣化判別装置）に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用エンジンにおいて
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、エ
ンジンの燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、
エンジンにおける燃料噴射制御においては、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッ
チかリーンかを感知するＯ2 センサ（酸素濃度センサ）
（図１参照）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量
を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、エ
ンジンの燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、
エンジンにおける燃料噴射制御においては、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッ
チかリーンかを感知するＯ2 センサ（酸素濃度センサ）
（図１参照）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量
を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
【０００３】かかる空燃比フィードバック制御では、酸
素濃度を検出するＯ2 センサをできるだけ燃焼室に近い
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサよりも緩やかに変化し、従って混
合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ2 セン
サシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイン空燃
比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 センサに
よるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであ
り、メイン空燃比フィードバック制御による空燃比補正
係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正するこ
とにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつきを吸
収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
素濃度を検出するＯ2 センサをできるだけ燃焼室に近い
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサよりも緩やかに変化し、従って混
合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ2 セン
サシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイン空燃
比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 センサに
よるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであ
り、メイン空燃比フィードバック制御による空燃比補正
係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正するこ
とにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつきを吸
収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
【０００４】以上のような精密な空燃比制御を実施して
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒の作用により触媒が劣化
してくると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはでき
ない。そこで、従来より、種々の触媒劣化検出装置が提
案されている。その一つは、触媒下流側Ｏ2 センサによ
って暖機後のＯ2 ストレージ効果（過剰の酸素を保持し
未燃焼排気物の浄化に利用する機能）の低下を検出する
ことにより、触媒の劣化を診断するものである。すなわ
ち、触媒の劣化は、結果として暖機後の浄化性能の低下
を誘発するが、この装置は、Ｏ2 ストレージ効果の低下
を浄化性能の低下と推定し、下流側Ｏ2 センサの出力信
号を使用して、その軌跡長、フィードバック周波数等を
求め、Ｏ2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化
を検出するものである。例えば、特開平 5-98948号公報
に開示された装置は、理論空燃比へのフィードバック制
御中において上流側及び下流側Ｏ2 センサの出力の軌跡
長を求め、それらの比に基づき触媒劣化を検出する装置
である。
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒の作用により触媒が劣化
してくると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはでき
ない。そこで、従来より、種々の触媒劣化検出装置が提
案されている。その一つは、触媒下流側Ｏ2 センサによ
って暖機後のＯ2 ストレージ効果（過剰の酸素を保持し
未燃焼排気物の浄化に利用する機能）の低下を検出する
ことにより、触媒の劣化を診断するものである。すなわ
ち、触媒の劣化は、結果として暖機後の浄化性能の低下
を誘発するが、この装置は、Ｏ2 ストレージ効果の低下
を浄化性能の低下と推定し、下流側Ｏ2 センサの出力信
号を使用して、その軌跡長、フィードバック周波数等を
求め、Ｏ2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化
を検出するものである。例えば、特開平 5-98948号公報
に開示された装置は、理論空燃比へのフィードバック制
御中において上流側及び下流側Ｏ2 センサの出力の軌跡
長を求め、それらの比に基づき触媒劣化を検出する装置
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年において
は、三元触媒が常に一定の安定した浄化性能を発揮しう
るように空燃比を制御する内燃機関も開発されている。
すなわち、Ｏ2 ストレージ能力は、排気ガスがリーン状
態にあるときに過剰分の酸素を吸着し、排気ガスがリッ
チ状態にあるときに不足分の酸素を放出することによ
り、排気ガスを浄化するものであるが、このような能力
は有限なものである。従って、Ｏ2 ストレージ能力を効
果的に利用するためには、排気ガスの空燃比が次にリッ
チ状態又はリーン状態のいずれとなってもよいように、
触媒中に貯蔵されている酸素の量を所定量（例えば、最
大酸素貯蔵量の半分）に維持することが肝要であり、そ
のように維持されていれば、常に一定のＯ2 吸着・放出
作用が可能となり、結果として触媒による一定の酸化・
還元能力が常に得られる。
は、三元触媒が常に一定の安定した浄化性能を発揮しう
るように空燃比を制御する内燃機関も開発されている。
すなわち、Ｏ2 ストレージ能力は、排気ガスがリーン状
態にあるときに過剰分の酸素を吸着し、排気ガスがリッ
チ状態にあるときに不足分の酸素を放出することによ
り、排気ガスを浄化するものであるが、このような能力
は有限なものである。従って、Ｏ2 ストレージ能力を効
果的に利用するためには、排気ガスの空燃比が次にリッ
チ状態又はリーン状態のいずれとなってもよいように、
触媒中に貯蔵されている酸素の量を所定量（例えば、最
大酸素貯蔵量の半分）に維持することが肝要であり、そ
のように維持されていれば、常に一定のＯ2 吸着・放出
作用が可能となり、結果として触媒による一定の酸化・
還元能力が常に得られる。
【０００６】このように触媒の浄化性能を維持すべくＯ
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
空燃比をリニアに検出可能な空燃比センサ（Ａ／Ｆセン
サ）（図２参照）が用いられ、比例及び積分動作（ＰＩ
動作）によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）が行わ
れる。すなわち、 次回燃料補正量＝Ｋp ＊（今回の燃料差）＋Ｋs ＊Σ
（これまでの燃料差） 但し、燃料差＝（実際に筒内で燃焼せしめられた燃料
量）−（吸入空気をストイキとする目標筒内燃料量） 実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量＝空気量検出値／
空燃比検出値 Ｋp ＝比例項ゲイン Ｋs ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
空燃比をリニアに検出可能な空燃比センサ（Ａ／Ｆセン
サ）（図２参照）が用いられ、比例及び積分動作（ＰＩ
動作）によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）が行わ
れる。すなわち、 次回燃料補正量＝Ｋp ＊（今回の燃料差）＋Ｋs ＊Σ
（これまでの燃料差） 但し、燃料差＝（実際に筒内で燃焼せしめられた燃料
量）−（吸入空気をストイキとする目標筒内燃料量） 実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量＝空気量検出値／
空燃比検出値 Ｋp ＝比例項ゲイン Ｋs ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
【０００７】上記した燃料補正量の演算式からわかるよ
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。
【０００８】かかるＯ2 ストレージ量一定制御システム
においても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補償
するために、触媒下流側にＯ2 センサが設けられること
がある。従って、この場合にも、ダブルＯ2 センサシス
テムと同様に、触媒のＯ2 ストレージ効果の低下をＯ2
センサで検出することにより、触媒の劣化を検出するこ
とが考えられる。
においても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補償
するために、触媒下流側にＯ2 センサが設けられること
がある。従って、この場合にも、ダブルＯ2 センサシス
テムと同様に、触媒のＯ2 ストレージ効果の低下をＯ2
センサで検出することにより、触媒の劣化を検出するこ
とが考えられる。
【０００９】ところで、触媒下流側Ｏ2 センサの振れ方
は、触媒出ガスの空燃比変動に依存し、その触媒出ガス
の空燃比変動は、触媒入りガスの空燃比変動に依存する
ものであるため、たとえ触媒性能に変化がなくても、触
媒入りガスの空燃比変動幅が変化すると、下流側Ｏ2 セ
ンサの振れ方も変化する。従って、下流側Ｏ2 センサの
出力に基づいて触媒劣化を判定する場合に、触媒入りガ
スの空燃比変動幅の相違に起因する誤判定が誘発される
おそれがある。以下、その誤判定の理由について図を用
いて説明する。
は、触媒出ガスの空燃比変動に依存し、その触媒出ガス
の空燃比変動は、触媒入りガスの空燃比変動に依存する
ものであるため、たとえ触媒性能に変化がなくても、触
媒入りガスの空燃比変動幅が変化すると、下流側Ｏ2 セ
ンサの振れ方も変化する。従って、下流側Ｏ2 センサの
出力に基づいて触媒劣化を判定する場合に、触媒入りガ
スの空燃比変動幅の相違に起因する誤判定が誘発される
おそれがある。以下、その誤判定の理由について図を用
いて説明する。
【００１０】図３は、触媒入りガスの空燃比変動（これ
は、空燃比をリニアに検出する触媒上流側Ａ／Ｆセンサ
の出力電圧ＶＡＦにほぼ等しい）が便宜的に「極小」、
「小」、「中」、「大」及び「極大」のときに、触媒下
流側Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳがどのようになるか
を、触媒が正常の場合及び異常（劣化）の場合について
示す図である。ＶＡＦ変動従ってＶＡＦ軌跡長ＬＶＡＦ
が「極小」のときには、触媒の正常・異常にかかわら
ず、ＶＯＳの変動幅従ってＶＯＳ軌跡長ＬＶＯＳは「極
小」となり、また、軌跡長ＬＶＯＳとＬＶＡＦとの比、
すなわち軌跡長比は１．０となる。
は、空燃比をリニアに検出する触媒上流側Ａ／Ｆセンサ
の出力電圧ＶＡＦにほぼ等しい）が便宜的に「極小」、
「小」、「中」、「大」及び「極大」のときに、触媒下
流側Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳがどのようになるか
を、触媒が正常の場合及び異常（劣化）の場合について
示す図である。ＶＡＦ変動従ってＶＡＦ軌跡長ＬＶＡＦ
が「極小」のときには、触媒の正常・異常にかかわら
ず、ＶＯＳの変動幅従ってＶＯＳ軌跡長ＬＶＯＳは「極
小」となり、また、軌跡長ＬＶＯＳとＬＶＡＦとの比、
すなわち軌跡長比は１．０となる。
【００１１】次いで、ＬＶＡＦが「小」のときには、触
媒が正常であれば、Ｏ2 ストレージ効果により、ＬＶＯ
Ｓは「極小」のままで、軌跡長比は０．５となるが、触
媒が異常であれば、Ｏ2 ストレージ効果が発揮されず、
ＬＶＯＳは「中」、軌跡長比は２．０となってしまう。
次いで、ＬＶＡＦが「中」のときには、触媒が正常であ
れば、ＬＶＯＳは「小」、軌跡長比は０．２となり、触
媒が異常であれば、ＬＶＯＳは、限界値「大」（Ｏ2 セ
ンサにおけるいわゆるＺ特性の限界（図１参照）に対応
する）に達し、軌跡長比は１．５と減少する。次いで、
ＬＶＡＦが「大」のときには、触媒が正常であれば、Ｌ
ＶＯＳは「中」、軌跡長比は０．４となり、触媒が異常
であれば、ＬＶＯＳは「大」のままで、軌跡長比は１．
０とさらに小さくなる。最後に、ＬＶＡＦが「極大」の
ときには、触媒が正常であれば、ＬＶＯＳは限界値
「大」に達し、軌跡長比は０．６となり、触媒が異常で
あれば、ＬＶＯＳは「大」のままで、軌跡長比は０．６
とさらに小さくなる。
媒が正常であれば、Ｏ2 ストレージ効果により、ＬＶＯ
Ｓは「極小」のままで、軌跡長比は０．５となるが、触
媒が異常であれば、Ｏ2 ストレージ効果が発揮されず、
ＬＶＯＳは「中」、軌跡長比は２．０となってしまう。
次いで、ＬＶＡＦが「中」のときには、触媒が正常であ
れば、ＬＶＯＳは「小」、軌跡長比は０．２となり、触
媒が異常であれば、ＬＶＯＳは、限界値「大」（Ｏ2 セ
ンサにおけるいわゆるＺ特性の限界（図１参照）に対応
する）に達し、軌跡長比は１．５と減少する。次いで、
ＬＶＡＦが「大」のときには、触媒が正常であれば、Ｌ
ＶＯＳは「中」、軌跡長比は０．４となり、触媒が異常
であれば、ＬＶＯＳは「大」のままで、軌跡長比は１．
０とさらに小さくなる。最後に、ＬＶＡＦが「極大」の
ときには、触媒が正常であれば、ＬＶＯＳは限界値
「大」に達し、軌跡長比は０．６となり、触媒が異常で
あれば、ＬＶＯＳは「大」のままで、軌跡長比は０．６
とさらに小さくなる。
【００１２】従って、軌跡長ＬＶＯＳ又は軌跡長比ＬＶ
ＯＳ／ＬＶＡＦを比較して触媒劣化を判定しようとする
場合、触媒上流側Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶＡＦ
が「極小」又は「極大」のときには、劣化判定を禁止す
る必要があることがわかる。そこで、両センサの出力を
モニタし、所定時間にわたるそれらの軌跡長を求める場
合において、軌跡長ＬＶＡＦに対する上限値及び下限値
を設け、ＬＶＡＦがその範囲に入るときのみ、劣化判定
を実施するようにして誤判定を防止することが考えられ
る。
ＯＳ／ＬＶＡＦを比較して触媒劣化を判定しようとする
場合、触媒上流側Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶＡＦ
が「極小」又は「極大」のときには、劣化判定を禁止す
る必要があることがわかる。そこで、両センサの出力を
モニタし、所定時間にわたるそれらの軌跡長を求める場
合において、軌跡長ＬＶＡＦに対する上限値及び下限値
を設け、ＬＶＡＦがその範囲に入るときのみ、劣化判定
を実施するようにして誤判定を防止することが考えられ
る。
【００１３】しかし、その方法は、図３に示されるよう
にＶＡＦが一定に振れる場合に有効であるが、特定の最
悪条件下では誤判定の可能性がある。すなわち、Ａ／Ｆ
センサの出力電圧に基づく空燃比フィードバック制御に
おいては、その出力電圧と目標電圧（ストイキ相当電
圧）との偏差が大きいほど燃料補正量が大きくなるよう
に制御されるため、走行状態により空燃比の変動幅が大
きく変化する。つまり、定常走行時にはほとんど空燃比
変動がなく、過渡走行時にはその状態に応じた空燃比変
動が生ずる。
にＶＡＦが一定に振れる場合に有効であるが、特定の最
悪条件下では誤判定の可能性がある。すなわち、Ａ／Ｆ
センサの出力電圧に基づく空燃比フィードバック制御に
おいては、その出力電圧と目標電圧（ストイキ相当電
圧）との偏差が大きいほど燃料補正量が大きくなるよう
に制御されるため、走行状態により空燃比の変動幅が大
きく変化する。つまり、定常走行時にはほとんど空燃比
変動がなく、過渡走行時にはその状態に応じた空燃比変
動が生ずる。
【００１４】例えば、図４は、所定のモニタ期間におい
て突発的な空燃比変動が生じた場合を示している。モニ
タ期間は、同図（Ａ）に示されるように、一時的にＶＡ
Ｆ変動が「極小」になる区間とそれ以外のＶＡＦ変動が
「極大」になる区間とからのみなっている。従って、図
３に関して先に説明したように、ＶＯＳは、正常触媒の
場合と劣化触媒の場合とで同一の波形となる（同図
（Ｂ）参照）。それにもかかわらず、モニタ期間にわた
るＬＶＡＦは、突発的空燃比変動により増加するため、
ある程度の長さとなって前記した下限値よりも大きくな
り、劣化判定が実施されてしまう。また、ＶＡＦ変動
「極大」区間に相当するＶＯＳの変動は、いわゆるＺ特
性のため一定値より大きくなることはない。そのような
場合には、たとえ劣化触媒であっても、モニタ期間全体
にわたる軌跡長ＬＶＯＳは小さなままであるため、触媒
劣化なしと誤判定される。
て突発的な空燃比変動が生じた場合を示している。モニ
タ期間は、同図（Ａ）に示されるように、一時的にＶＡ
Ｆ変動が「極小」になる区間とそれ以外のＶＡＦ変動が
「極大」になる区間とからのみなっている。従って、図
３に関して先に説明したように、ＶＯＳは、正常触媒の
場合と劣化触媒の場合とで同一の波形となる（同図
（Ｂ）参照）。それにもかかわらず、モニタ期間にわた
るＬＶＡＦは、突発的空燃比変動により増加するため、
ある程度の長さとなって前記した下限値よりも大きくな
り、劣化判定が実施されてしまう。また、ＶＡＦ変動
「極大」区間に相当するＶＯＳの変動は、いわゆるＺ特
性のため一定値より大きくなることはない。そのような
場合には、たとえ劣化触媒であっても、モニタ期間全体
にわたる軌跡長ＬＶＯＳは小さなままであるため、触媒
劣化なしと誤判定される。
【００１５】また、図５は、空燃比変動の大きな走行状
態から定常走行状態に移行した場合を示している。この
場合も、モニタ期間は、同図（Ａ）に示されるように、
ＶＡＦ変動が「極大」になる区間とＶＡＦ変動が「極
小」になる区間とからのみなっている。従って、ＶＯＳ
は、正常触媒の場合と劣化触媒の場合とで同一の波形と
なる（同図（Ｂ）参照）。そして、モニタ期間にわたる
ＬＶＡＦは、両区間のＬＶＡＦが平均化されて前記した
上限値よりも小さくなり、劣化判定が実施されてしま
う。この場合には、たとえ正常触媒であっても、モニタ
期間全体にわたる軌跡長ＬＶＯＳは大きくなるため、触
媒劣化ありと誤判定される。このように、所定のモニタ
期間にわたる上流側Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶＡ
Ｆ及び下流側Ｏ2 センサ出力電圧軌跡長ＬＶＯＳに着目
しただけでは、触媒劣化判別を誤る可能性がある。
態から定常走行状態に移行した場合を示している。この
場合も、モニタ期間は、同図（Ａ）に示されるように、
ＶＡＦ変動が「極大」になる区間とＶＡＦ変動が「極
小」になる区間とからのみなっている。従って、ＶＯＳ
は、正常触媒の場合と劣化触媒の場合とで同一の波形と
なる（同図（Ｂ）参照）。そして、モニタ期間にわたる
ＬＶＡＦは、両区間のＬＶＡＦが平均化されて前記した
上限値よりも小さくなり、劣化判定が実施されてしま
う。この場合には、たとえ正常触媒であっても、モニタ
期間全体にわたる軌跡長ＬＶＯＳは大きくなるため、触
媒劣化ありと誤判定される。このように、所定のモニタ
期間にわたる上流側Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶＡ
Ｆ及び下流側Ｏ2 センサ出力電圧軌跡長ＬＶＯＳに着目
しただけでは、触媒劣化判別を誤る可能性がある。
【００１６】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、触媒
上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの出力に基づいて空燃
比フィードバック制御を行う内燃機関において、Ａ／Ｆ
センサの出力及び触媒下流側Ｏ2 センサの出力に基づく
触媒劣化判別を、機関空燃比の変動に起因する誤判定を
することなく精度よく実行する触媒劣化判別装置を提供
することにある。ひいては、本発明は、排気ガス浄化性
能の向上を図り、大気汚染防止に寄与することを目的と
する。
上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの出力に基づいて空燃
比フィードバック制御を行う内燃機関において、Ａ／Ｆ
センサの出力及び触媒下流側Ｏ2 センサの出力に基づく
触媒劣化判別を、機関空燃比の変動に起因する誤判定を
することなく精度よく実行する触媒劣化判別装置を提供
することにある。ひいては、本発明は、排気ガス浄化性
能の向上を図り、大気汚染防止に寄与することを目的と
する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａ／Ｆセンサ
の出力に対して重み付けを行うことにより触媒劣化判別
に適した値に変換する、という基本的着想に基づき、以
下に記載されるような技術構成を採用することにより、
上記目的を達成するものである。すなわち、本発明に係
る、内燃機関の触媒劣化判別装置は、内燃機関の排気通
路に設けられた排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃
比センサと、少なくとも前記空燃比センサの出力に基づ
いて機関空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御する空燃比フィードバック制御手段と、前記排気
浄化触媒の下流側に設けられたＯ2 センサと、前記空燃
比センサの出力の目標値からの変位と前記Ｏ2 センサの
出力の目標値からの変位との対応関係に基づいて、前記
空燃比センサの出力に対する重み付け演算をすべく、前
記空燃比センサの出力を軌跡長演算用出力に変換する空
燃比センサ出力変換手段と、前記空燃比フィードバック
制御手段による空燃比フィードバック制御の実行中の所
定期間内において、前記空燃比センサ出力変換手段によ
って算出された軌跡長演算用出力の軌跡長と前記Ｏ2 セ
ンサの出力の軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣
化を検出する触媒劣化検出手段と、を具備する。
の出力に対して重み付けを行うことにより触媒劣化判別
に適した値に変換する、という基本的着想に基づき、以
下に記載されるような技術構成を採用することにより、
上記目的を達成するものである。すなわち、本発明に係
る、内燃機関の触媒劣化判別装置は、内燃機関の排気通
路に設けられた排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃
比センサと、少なくとも前記空燃比センサの出力に基づ
いて機関空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御する空燃比フィードバック制御手段と、前記排気
浄化触媒の下流側に設けられたＯ2 センサと、前記空燃
比センサの出力の目標値からの変位と前記Ｏ2 センサの
出力の目標値からの変位との対応関係に基づいて、前記
空燃比センサの出力に対する重み付け演算をすべく、前
記空燃比センサの出力を軌跡長演算用出力に変換する空
燃比センサ出力変換手段と、前記空燃比フィードバック
制御手段による空燃比フィードバック制御の実行中の所
定期間内において、前記空燃比センサ出力変換手段によ
って算出された軌跡長演算用出力の軌跡長と前記Ｏ2 セ
ンサの出力の軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣
化を検出する触媒劣化検出手段と、を具備する。
【００１８】また、本発明によれば、上記触媒劣化判別
装置は、機関吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段
をさらに具備し、前記空燃比センサ出力変換手段は、該
吸入空気量検出手段によって検出された機関吸入空気量
に応じた変換処理を行うものであることが好ましい。さ
らに、本発明によれば、前記触媒劣化検出手段は、前記
軌跡長演算用出力の軌跡長に応じて決定される判定基準
値と前記Ｏ2 センサの出力の軌跡長とを比較することに
より前記排気浄化触媒の劣化を検出するものであること
が好ましい。
装置は、機関吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段
をさらに具備し、前記空燃比センサ出力変換手段は、該
吸入空気量検出手段によって検出された機関吸入空気量
に応じた変換処理を行うものであることが好ましい。さ
らに、本発明によれば、前記触媒劣化検出手段は、前記
軌跡長演算用出力の軌跡長に応じて決定される判定基準
値と前記Ｏ2 センサの出力の軌跡長とを比較することに
より前記排気浄化触媒の劣化を検出するものであること
が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００２０】図６は、本発明の一実施形態に係る触媒劣
化判別装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図で
ある。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２
でろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク
（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配
される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー
４に設けられたスロットル弁５により調節されるととも
に、エアフローメータ４０により計測される。また、吸
入空気温度は、吸気温センサ４３により検出される。さ
らに、吸気管圧力は、バキュームセンサ４１によって検
出される。
化判別装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図で
ある。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２
でろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク
（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配
される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー
４に設けられたスロットル弁５により調節されるととも
に、エアフローメータ４０により計測される。また、吸
入空気温度は、吸気温センサ４３により検出される。さ
らに、吸気管圧力は、バキュームセンサ４１によって検
出される。
【００２１】また、スロットル弁５の開度は、スロット
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
【００２２】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００２３】吸気管７では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
【００２４】なお、点火ディストリビュータ６４には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン本体（気筒）２０は、冷却水通路２２に導かれた冷
却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ４
４によって検出される。
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン本体（気筒）２０は、冷却水通路２２に導かれた冷
却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ４
４によって検出される。
【００２５】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆ
センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排
気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その
触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆ
センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排
気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その
触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。
【００２６】また、このエンジンは、Ａ／Ｆセンサ４５
による空燃比フィードバック制御の制御中心を変動させ
ることによりＡ／Ｆセンサ４５の出力特性のばらつきを
補償するサブ空燃比フィードバック制御を実施するエン
ジンであり、触媒コンバータ３８より下流の排気系に
は、Ｏ2 センサ４６が設けられている。
による空燃比フィードバック制御の制御中心を変動させ
ることによりＡ／Ｆセンサ４５の出力特性のばらつきを
補償するサブ空燃比フィードバック制御を実施するエン
ジンであり、触媒コンバータ３８より下流の排気系に
は、Ｏ2 センサ４６が設けられている。
【００２７】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）７０は、燃料噴射制御（空燃比制御）、点火時期制
御、アイドル回転速度制御などに加え、触媒劣化判別処
理を実行するマイクロコンピュータシステムであり、そ
のハードウェア構成は、図７のブロック図に示される。
リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプログ
ラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ／
Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介し
て入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、
その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ〜７７ｄを介
して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制御処
理過程における一時的なデータ記憶場所として使用され
る。また、バックアップＲＡＭ７９は、バッテリ（図示
せず）に直接接続されることにより電力の供給を受け、
イグニションスイッチがオフの状態においても保持され
るべきデータ（例えば、各種の学習値）を格納するため
に使用される。また、これらのＥＣＵ内の各構成要素
は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバス
からなるシステムバス７２によって接続されている。
Ｕ）７０は、燃料噴射制御（空燃比制御）、点火時期制
御、アイドル回転速度制御などに加え、触媒劣化判別処
理を実行するマイクロコンピュータシステムであり、そ
のハードウェア構成は、図７のブロック図に示される。
リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプログ
ラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ／
Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介し
て入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、
その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ〜７７ｄを介
して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制御処
理過程における一時的なデータ記憶場所として使用され
る。また、バックアップＲＡＭ７９は、バッテリ（図示
せず）に直接接続されることにより電力の供給を受け、
イグニションスイッチがオフの状態においても保持され
るべきデータ（例えば、各種の学習値）を格納するため
に使用される。また、これらのＥＣＵ内の各構成要素
は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバス
からなるシステムバス７２によって接続されている。
【００２８】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
【００２９】点火時期制御は、クランク角センサ５１か
ら得られるエンジン回転速度及びその他のセンサからの
信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な
点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを介してイグナ
イタ６２に点火信号を送るものである。
ら得られるエンジン回転速度及びその他のセンサからの
信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な
点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを介してイグナ
イタ６２に点火信号を送るものである。
【００３０】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
【００３１】以下では、空燃比制御（燃料噴射制御）及
び本発明に係る触媒劣化判別処理について詳細に説明す
べく、関連する処理ルーチンの手順を順次示す。
び本発明に係る触媒劣化判別処理について詳細に説明す
べく、関連する処理ルーチンの手順を順次示す。
【００３２】図８は、筒内空気量推定及び目標筒内燃料
量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。本ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行され
る。まず、本ルーチンの前回までの走行により得られて
いる筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更
新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回
前のＭＣi 及びＦＣＲi を、第“ｉ＋１”回前のＭＣ
i+1 及びＦＣＲi+1 とする（ステップ１０２）。これ
は、図９に示されるように、過去ｎ回分の筒内空気量Ｍ
Ｃi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ７４
内に記憶し、今回新たにＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出する
ためである。
量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。本ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行され
る。まず、本ルーチンの前回までの走行により得られて
いる筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更
新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回
前のＭＣi 及びＦＣＲi を、第“ｉ＋１”回前のＭＣ
i+1 及びＦＣＲi+1 とする（ステップ１０２）。これ
は、図９に示されるように、過去ｎ回分の筒内空気量Ｍ
Ｃi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ７４
内に記憶し、今回新たにＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出する
ためである。
【００３３】次いで、バキュームセンサ４１、クランク
角センサ５１、及びスロットル開度センサ４２からの出
力に基づいて、現在の吸気管圧力ＰＭ、エンジン回転速
度ＮＥ、及びスロットル開度ＴＡを求める（ステップ１
０４）。次いで、これらのＰＭ、ＮＥ、及びＴＡのデー
タより、筒内に供給される空気量ＭＣ0 を推定する（ス
テップ１０６）。なお、一般に、筒内空気量は、吸気管
圧力ＰＭ及びエンジン回転速度ＮＥから推定可能である
が、本実施例では、スロットル開度ＴＡの値の変化より
過渡状態を検出し、過渡状態においても精密な空気量が
算出されるようにしている。
角センサ５１、及びスロットル開度センサ４２からの出
力に基づいて、現在の吸気管圧力ＰＭ、エンジン回転速
度ＮＥ、及びスロットル開度ＴＡを求める（ステップ１
０４）。次いで、これらのＰＭ、ＮＥ、及びＴＡのデー
タより、筒内に供給される空気量ＭＣ0 を推定する（ス
テップ１０６）。なお、一般に、筒内空気量は、吸気管
圧力ＰＭ及びエンジン回転速度ＮＥから推定可能である
が、本実施例では、スロットル開度ＴＡの値の変化より
過渡状態を検出し、過渡状態においても精密な空気量が
算出されるようにしている。
【００３４】次いで、筒内空気量ＭＣ0 及び理論空燃比
ＡＦＴに基づき、 ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒
内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する（ス
テップ１０８）。このようにして算出された筒内空気量
ＭＣ0 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られた最
新のデータとして、図９に示されるような形式でＲＡＭ
７４内に記憶される。
ＡＦＴに基づき、 ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒
内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する（ス
テップ１０８）。このようにして算出された筒内空気量
ＭＣ0 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られた最
新のデータとして、図９に示されるような形式でＲＡＭ
７４内に記憶される。
【００３５】図１０は、メイン空燃比フィードバック制
御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。こ
のルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。ま
ず、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否か
を判定する（ステップ２０２）。例えば、冷却水温が所
定値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量
中、Ａ／Ｆセンサ４５の出力信号変化がない時、燃料カ
ット中、等はフィードバック条件不成立となり、その他
の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、フィ
ードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし（ステッ
プ２１６）、本ルーチンを終了する。
御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。こ
のルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。ま
ず、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否か
を判定する（ステップ２０２）。例えば、冷却水温が所
定値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量
中、Ａ／Ｆセンサ４５の出力信号変化がない時、燃料カ
ット中、等はフィードバック条件不成立となり、その他
の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、フィ
ードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし（ステッ
プ２１６）、本ルーチンを終了する。
【００３６】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている燃料量差（実際
に筒内で燃焼せしめられた燃料量と目標筒内燃料量との
差）ＦＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，
…，ｍ−１）回前のＦＤi を第“ｉ＋１”回前のＦＤ
i+1 とする（ステップ２０４）。これは、過去ｍ回分の
燃料量差ＦＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回
新たに燃料量差ＦＤ0 を算出するためである。
ンの前回までの走行により得られている燃料量差（実際
に筒内で燃焼せしめられた燃料量と目標筒内燃料量との
差）ＦＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，
…，ｍ−１）回前のＦＤi を第“ｉ＋１”回前のＦＤ
i+1 とする（ステップ２０４）。これは、過去ｍ回分の
燃料量差ＦＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回
新たに燃料量差ＦＤ0 を算出するためである。
【００３７】次いで、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧値Ｖ
ＡＦを検出する（ステップ２０６）。次いで、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ２０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図２
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ２１０）。なお、図２の特性図は、
マップ化されてＲＯＭ７３にあらかじめ格納されてい
る。
ＡＦを検出する（ステップ２０６）。次いで、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ２０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図２
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ２１０）。なお、図２の特性図は、
マップ化されてＲＯＭ７３にあらかじめ格納されてい
る。
【００３８】次に、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量
算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣ
n 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn （図９参照）に基づき、 ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲn なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
と目標筒内燃料量との差を求める（ステップ２１２）。
なお、このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒
内燃料量ＦＣＲn を採用する理由は、現在Ａ／Ｆセンサ
により検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を
考慮したためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空
気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく
必要があるのは、そのような時間差のためである。
算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣ
n 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn （図９参照）に基づき、 ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲn なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
と目標筒内燃料量との差を求める（ステップ２１２）。
なお、このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒
内燃料量ＦＣＲn を採用する理由は、現在Ａ／Ｆセンサ
により検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を
考慮したためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空
気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく
必要があるのは、そのような時間差のためである。
【００３９】次いで、 ＤＦ←Ｋfp＊ＦＤ0 ＋Ｋfs＊ΣＦＤi なる演算により、比例・積分制御（ＰＩ制御）による燃
料補正量ＤＦが決定される（ステップ２１４）。なお、
右辺第１項はＰＩ制御の比例項であり、Ｋfpは比例項ゲ
インである。また、右辺第２項はＰＩ制御の積分項であ
り、Ｋfsは積分項ゲインである。
料補正量ＤＦが決定される（ステップ２１４）。なお、
右辺第１項はＰＩ制御の比例項であり、Ｋfpは比例項ゲ
インである。また、右辺第２項はＰＩ制御の積分項であ
り、Ｋfsは積分項ゲインである。
【００４０】図１１は、サブ空燃比フィードバック制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン
の場合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、
メイン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃
比フィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判定する（ステップ３０２）。条件不成立の場合に
は、Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ス
テップ３１２）、本ルーチンを終了する。
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン
の場合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、
メイン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃
比フィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判定する（ステップ３０２）。条件不成立の場合に
は、Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ス
テップ３１２）、本ルーチンを終了する。
【００４１】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている電圧差（実際に
検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力電
圧との差）ＶＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝
０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤi を第“ｉ＋１”回前
のＶＤi+1 とする（ステップ３０４）。これは、過去ｐ
回分の電圧差ＶＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、
今回新たに電圧差ＶＤ0を算出するためである。
ンの前回までの走行により得られている電圧差（実際に
検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力電
圧との差）ＶＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝
０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤi を第“ｉ＋１”回前
のＶＤi+1 とする（ステップ３０４）。これは、過去ｐ
回分の電圧差ＶＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、
今回新たに電圧差ＶＤ0を算出するためである。
【００４２】次いで、Ｏ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳ
を検出する（ステップ３０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ0 ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧差ＶＤ0 を
求める（ステップ３０８）。
を検出する（ステップ３０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ0 ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧差ＶＤ0 を
求める（ステップ３０８）。
【００４３】最後に、 ＤＶ←Ｋvp＊ＶＤ0 ＋Ｋvs＊ΣＶＤi なる演算により、ＰＩ制御によるＡ／Ｆセンサ出力電圧
補正量ＤＶを決定する（ステップ３１０）。なお、Ｋvp
及びＫvsは、それぞれ比例項及び積分項のゲインであ
る。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおい
て、Ａ／Ｆセンサによるフィードバック制御の制御中心
電圧を変化させるために使用される。
補正量ＤＶを決定する（ステップ３１０）。なお、Ｋvp
及びＫvsは、それぞれ比例項及び積分項のゲインであ
る。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおい
て、Ａ／Ｆセンサによるフィードバック制御の制御中心
電圧を変化させるために使用される。
【００４４】図１２は、燃料噴射制御ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。このルーチンは、所定
のクランク角ごとに実行される。最初に、前述した筒内
空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算
出された目標筒内燃料量ＦＣＲ0 、及びメイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィード
バック補正量ＤＦに基づき、 ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する（ステ
ップ４０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラメ
ータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、吸気温センサ４３、水温センサ４
４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含ま
れ、また、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態に
おいて吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づ
く補正が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量
ＦＩを燃料噴射弁６０の駆動制御回路７７ａにセットす
る（ステップ４０４）。
順を示すフローチャートである。このルーチンは、所定
のクランク角ごとに実行される。最初に、前述した筒内
空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算
出された目標筒内燃料量ＦＣＲ0 、及びメイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィード
バック補正量ＤＦに基づき、 ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する（ステ
ップ４０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラメ
ータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、吸気温センサ４３、水温センサ４
４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含ま
れ、また、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態に
おいて吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づ
く補正が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量
ＦＩを燃料噴射弁６０の駆動制御回路７７ａにセットす
る（ステップ４０４）。
【００４５】さて、前述したように、触媒劣化判別処理
においては、所定のモニタ期間にわたる上流側Ａ／Ｆセ
ンサ及び下流側Ｏ2 センサの出力電圧軌跡長に着目した
平均的処理を実施した場合、誤判定に至る可能性があ
る。そこで、本発明では、瞬時々々におけるばらつき要
因を検出し、補正するようにする。図１３は、Ａ／Ｆセ
ンサ出力電圧ＶＡＦの目標電圧（ストイキ相当電圧）Ｖ
ＡＦＴ（例えば３．３Ｖ）からの変位ΔＶＡＦと、Ｏ2
センサ出力電圧ＶＯＳの目標電圧（ストイキ相当電圧）
ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）からの変位ΔＶＯＳとの関
係を、劣化触媒の場合（実線）及び正常触媒の場合（破
線）について示す特性図である。図３を用いて先に説明
したように、｜ΔＶＡＦ｜がかなり小さい範囲では、正
常触媒の場合も劣化触媒の場合も、｜ΔＶＯＳ｜は、等
しく小さな値となる。一方、｜ΔＶＡＦ｜がかなり大き
な範囲では、いわゆるＺ特性限界のため、正常触媒の場
合も劣化触媒の場合も、｜ΔＶＯＳ｜は、等しく一定の
値となる。
においては、所定のモニタ期間にわたる上流側Ａ／Ｆセ
ンサ及び下流側Ｏ2 センサの出力電圧軌跡長に着目した
平均的処理を実施した場合、誤判定に至る可能性があ
る。そこで、本発明では、瞬時々々におけるばらつき要
因を検出し、補正するようにする。図１３は、Ａ／Ｆセ
ンサ出力電圧ＶＡＦの目標電圧（ストイキ相当電圧）Ｖ
ＡＦＴ（例えば３．３Ｖ）からの変位ΔＶＡＦと、Ｏ2
センサ出力電圧ＶＯＳの目標電圧（ストイキ相当電圧）
ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）からの変位ΔＶＯＳとの関
係を、劣化触媒の場合（実線）及び正常触媒の場合（破
線）について示す特性図である。図３を用いて先に説明
したように、｜ΔＶＡＦ｜がかなり小さい範囲では、正
常触媒の場合も劣化触媒の場合も、｜ΔＶＯＳ｜は、等
しく小さな値となる。一方、｜ΔＶＡＦ｜がかなり大き
な範囲では、いわゆるＺ特性限界のため、正常触媒の場
合も劣化触媒の場合も、｜ΔＶＯＳ｜は、等しく一定の
値となる。
【００４６】そこで、本発明では、正常触媒の場合と劣
化触媒の場合とでΔＶＯＳに差が生ずるような範囲で主
として触媒劣化判別のためのＶＡＦ軌跡長演算がなされ
るようにしている。すなわち、図１４に示されるよう
に、｜ΔＶＡＦ｜が極小又は極大の範囲を除いた範囲
（太線部分）で主としてＶＡＦの軌跡長が積算されるよ
うにする。そのため、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦに対
して重み付けがなされるよう、図１５に示されるように
ＶＡＦをＶＡＦＨに変換し、このＶＡＦＨを軌跡長演算
用出力電圧とする。なお、同図における破線は、変換さ
れない場合すなわち重み付けがなされない場合の生値を
表している。換言すれば、このような変換を施すことに
より、変換後Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦＨは、あるＯ
2 センサ出力電圧ＶＯＳに対応して一意的に定まる値と
なる。
化触媒の場合とでΔＶＯＳに差が生ずるような範囲で主
として触媒劣化判別のためのＶＡＦ軌跡長演算がなされ
るようにしている。すなわち、図１４に示されるよう
に、｜ΔＶＡＦ｜が極小又は極大の範囲を除いた範囲
（太線部分）で主としてＶＡＦの軌跡長が積算されるよ
うにする。そのため、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦに対
して重み付けがなされるよう、図１５に示されるように
ＶＡＦをＶＡＦＨに変換し、このＶＡＦＨを軌跡長演算
用出力電圧とする。なお、同図における破線は、変換さ
れない場合すなわち重み付けがなされない場合の生値を
表している。換言すれば、このような変換を施すことに
より、変換後Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦＨは、あるＯ
2 センサ出力電圧ＶＯＳに対応して一意的に定まる値と
なる。
【００４７】図１６及び図１７は、そのような処理を具
体化した触媒劣化判別ルーチンの処理手順を示すフロー
チャートである。本ルーチンは、所定の時間周期で実行
される。まず、ステップ５０２では、劣化判定のための
モニタ条件が成立するか否かを判定し、モニタ条件不成
立の場合には本ルーチンを終了し、モニタ条件成立の場
合にはステップ５０４に進む。このモニタ条件は、例え
ば、Ａ／Ｆセンサ４５の出力に基づくメイン空燃比フィ
ードバック制御中であること、Ｏ2 センサ４６の出力に
基づくサブ空燃比フィードバック制御中であること、機
関負荷が所定値以上であること等である。
体化した触媒劣化判別ルーチンの処理手順を示すフロー
チャートである。本ルーチンは、所定の時間周期で実行
される。まず、ステップ５０２では、劣化判定のための
モニタ条件が成立するか否かを判定し、モニタ条件不成
立の場合には本ルーチンを終了し、モニタ条件成立の場
合にはステップ５０４に進む。このモニタ条件は、例え
ば、Ａ／Ｆセンサ４５の出力に基づくメイン空燃比フィ
ードバック制御中であること、Ｏ2 センサ４６の出力に
基づくサブ空燃比フィードバック制御中であること、機
関負荷が所定値以上であること等である。
【００４８】ステップ５０４では、Ａ／Ｆセンサ４５の
出力電圧ＶＡＦ及びＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳを
検出する。次いで、ステップ５０６では、図１５に示さ
れる如きマップを参照することにより、検出されたＶＡ
Ｆを軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨに変換する。なお、
このマップは、あらかじめＲＯＭ７３に格納されてい
る。次いで、ステップ５０８では、ＶＡＦＨの軌跡長Ｌ
ＶＡＦＨを、 ＬＶＡＦＨ←ＬＶＡＦＨ＋｜ＶＡＦＨ−ＶＡＦＨＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ５１０で
は、ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳを、 ＬＶＯＳ←ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ５１２で
は、次回の実行に備え、 ＶＡＦＨＯ←ＶＡＦＨ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ とする。
出力電圧ＶＡＦ及びＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳを
検出する。次いで、ステップ５０６では、図１５に示さ
れる如きマップを参照することにより、検出されたＶＡ
Ｆを軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨに変換する。なお、
このマップは、あらかじめＲＯＭ７３に格納されてい
る。次いで、ステップ５０８では、ＶＡＦＨの軌跡長Ｌ
ＶＡＦＨを、 ＬＶＡＦＨ←ＬＶＡＦＨ＋｜ＶＡＦＨ−ＶＡＦＨＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ５１０で
は、ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳを、 ＬＶＯＳ←ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ５１２で
は、次回の実行に備え、 ＶＡＦＨＯ←ＶＡＦＨ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ とする。
【００４９】次いで、ステップ５１４では、モニタ時間
を計測するためのカウンタＣＴＩＭＥをインクリメント
し、ステップ５１６では、そのカウンタの値が所定値Ｃ
0 を超えたか否かを判定する。ＣＴＩＭＥ＞Ｃ0 のとき
にはステップ５１８に進み、ＣＴＩＭＥ≦Ｃ0 のときに
は本ルーチンを終了する。ステップ５１８では、ＬＶＡ
ＦＨの値に基づいて図１８に示される如きマップを参照
することにより、ＬＶＡＦＨの値に応じた劣化判定基準
値Ｌref を決定する。なお、このマップは、あらかじめ
ＲＯＭ７３に格納されている。同図に示されるように、
このＬref は、ＬＶＡＦＨが大きいほど、それに応じて
大きくなるような基準値である。
を計測するためのカウンタＣＴＩＭＥをインクリメント
し、ステップ５１６では、そのカウンタの値が所定値Ｃ
0 を超えたか否かを判定する。ＣＴＩＭＥ＞Ｃ0 のとき
にはステップ５１８に進み、ＣＴＩＭＥ≦Ｃ0 のときに
は本ルーチンを終了する。ステップ５１８では、ＬＶＡ
ＦＨの値に基づいて図１８に示される如きマップを参照
することにより、ＬＶＡＦＨの値に応じた劣化判定基準
値Ｌref を決定する。なお、このマップは、あらかじめ
ＲＯＭ７３に格納されている。同図に示されるように、
このＬref は、ＬＶＡＦＨが大きいほど、それに応じて
大きくなるような基準値である。
【００５０】次いで、ステップ５２０では、Ｏ2 センサ
出力軌跡長ＬＶＯＳがその劣化判定基準値Ｌref 以上か
否かを判定する。ＬＶＯＳ≧Ｌref のときには、触媒劣
化ありとみなし、所定のアラームフラグＡＬＭＣＣを１
にするとともに（ステップ５２２）、アラームランプ６
８（図６参照）を点灯する（ステップ５２４）。ＬＶＯ
Ｓ＜Ｌref のときには、触媒劣化なしとみなし、アラー
ムフラグＡＬＭＣＣを０とする（ステップ５２６）。ア
ラームフラグＡＬＭＣＣは、修理点検時に収集されるこ
とができるように、バックアップＲＡＭ７９に格納され
る（ステップ５２８）。最後のステップ５３０では、次
回の触媒劣化判別に備え、ＣＴＩＭＥ，ＬＶＡＦＨ，Ｌ
ＶＯＳがクリアされる。
出力軌跡長ＬＶＯＳがその劣化判定基準値Ｌref 以上か
否かを判定する。ＬＶＯＳ≧Ｌref のときには、触媒劣
化ありとみなし、所定のアラームフラグＡＬＭＣＣを１
にするとともに（ステップ５２２）、アラームランプ６
８（図６参照）を点灯する（ステップ５２４）。ＬＶＯ
Ｓ＜Ｌref のときには、触媒劣化なしとみなし、アラー
ムフラグＡＬＭＣＣを０とする（ステップ５２６）。ア
ラームフラグＡＬＭＣＣは、修理点検時に収集されるこ
とができるように、バックアップＲＡＭ７９に格納され
る（ステップ５２８）。最後のステップ５３０では、次
回の触媒劣化判別に備え、ＣＴＩＭＥ，ＬＶＡＦＨ，Ｌ
ＶＯＳがクリアされる。
【００５１】次に、以上の第１の実施形態を改良した第
２の実施形態について説明する。第１の実施形態におけ
るＡ／Ｆセンサ出力電圧変換用マップ（図１５）は、図
１３に示されるような、ΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関
係から求められたものである。しかし、その関係は、機
関吸入空気量ＱＡ（例えば、体積流量として与えられる
もの）に依存して変化する。図１９は、劣化触媒の場合
においてΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関係が吸入空気量
ＱＡに応じて変化する様子を示し、また、図２０は、正
常触媒の場合においてΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関係
が吸入空気量ＱＡに応じて変化する様子を示している。
そこで、第２の実施形態においては、いくつかの吸入空
気量ごとに図１５のＡ／Ｆセンサ出力電圧変換用マップ
を用意しておき、そのときの吸入空気量ＱＡに応じた最
適な軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨを求めるようにして
いる。
２の実施形態について説明する。第１の実施形態におけ
るＡ／Ｆセンサ出力電圧変換用マップ（図１５）は、図
１３に示されるような、ΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関
係から求められたものである。しかし、その関係は、機
関吸入空気量ＱＡ（例えば、体積流量として与えられる
もの）に依存して変化する。図１９は、劣化触媒の場合
においてΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関係が吸入空気量
ＱＡに応じて変化する様子を示し、また、図２０は、正
常触媒の場合においてΔＶＡＦに対するΔＶＯＳの関係
が吸入空気量ＱＡに応じて変化する様子を示している。
そこで、第２の実施形態においては、いくつかの吸入空
気量ごとに図１５のＡ／Ｆセンサ出力電圧変換用マップ
を用意しておき、そのときの吸入空気量ＱＡに応じた最
適な軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨを求めるようにして
いる。
【００５２】図２１及び図２２は、第２の実施形態に係
る触媒劣化判別ルーチンの処理手順を示すフローチャー
トである。第１の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
（図１６及び図１７）との相違点のみ説明すると、ステ
ップ６０４及び６０６のみが相違する。すなわち、ステ
ップ６０４では、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧ＶＡＦ及
びＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳを検出する他に、エ
アフローメータ４０の出力に基づき吸入空気量ＱＡ（体
積流量）を検出する。そして、ステップ６０６では、吸
入空気量ごとに用意された図１５のマップに基づく補間
計算を行うことにより、ＶＡＦをそのときの吸入空気量
ＱＡに応じた軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨに変換す
る。その他のステップは、第１の実施形態のものと同一
である。
る触媒劣化判別ルーチンの処理手順を示すフローチャー
トである。第１の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
（図１６及び図１７）との相違点のみ説明すると、ステ
ップ６０４及び６０６のみが相違する。すなわち、ステ
ップ６０４では、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧ＶＡＦ及
びＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳを検出する他に、エ
アフローメータ４０の出力に基づき吸入空気量ＱＡ（体
積流量）を検出する。そして、ステップ６０６では、吸
入空気量ごとに用意された図１５のマップに基づく補間
計算を行うことにより、ＶＡＦをそのときの吸入空気量
ＱＡに応じた軌跡長演算用出力電圧ＶＡＦＨに変換す
る。その他のステップは、第１の実施形態のものと同一
である。
【００５３】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容
易なことであろう。例えば、上記実施形態は、Ｏ2 セン
サ出力軌跡長ＬＶＯＳをＡ／Ｆセンサ出力ＶＡＦの変換
値ＶＡＦＨの軌跡長ＬＶＡＦＨから決定される判定基準
値と比較して判定するものであるが、ＬＶＯＳとＬＶＡ
ＦＨとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＡＦＨを判定基準値と比較す
ることでも触媒劣化判別を行うことが可能である。この
場合の判定基準値としては、従来通り、ＶＡＦの軌跡長
ＬＶＡＦに基づき算出されるものとすることが好まし
い。
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容
易なことであろう。例えば、上記実施形態は、Ｏ2 セン
サ出力軌跡長ＬＶＯＳをＡ／Ｆセンサ出力ＶＡＦの変換
値ＶＡＦＨの軌跡長ＬＶＡＦＨから決定される判定基準
値と比較して判定するものであるが、ＬＶＯＳとＬＶＡ
ＦＨとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＡＦＨを判定基準値と比較す
ることでも触媒劣化判別を行うことが可能である。この
場合の判定基準値としては、従来通り、ＶＡＦの軌跡長
ＬＶＡＦに基づき算出されるものとすることが好まし
い。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
触媒上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの出力に基づいて
空燃比フィードバック制御を行う内燃機関において、Ａ
／Ｆセンサの出力及び触媒下流側Ｏ2 センサの出力に基
づく触媒劣化判別を、空燃比変動に起因する誤判定をす
ることなく精度よく実行する触媒劣化判別装置が提供さ
れる。すなわち、本発明は、排気ガス浄化性能の向上を
図り、大気汚染防止に寄与するものである。
触媒上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの出力に基づいて
空燃比フィードバック制御を行う内燃機関において、Ａ
／Ｆセンサの出力及び触媒下流側Ｏ2 センサの出力に基
づく触媒劣化判別を、空燃比変動に起因する誤判定をす
ることなく精度よく実行する触媒劣化判別装置が提供さ
れる。すなわち、本発明は、排気ガス浄化性能の向上を
図り、大気汚染防止に寄与するものである。
【図１】空燃比とＯ2 センサ出力電圧との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図２】空燃比とＡ／Ｆセンサ出力電圧との関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】触媒入りガスの空燃比変動（触媒上流側Ａ／Ｆ
センサの出力電圧ＶＡＦ）が極小、小、中、大、及び極
大のときに、触媒下流側Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳが
どのように変化するかを、触媒が正常の場合及び異常の
場合について示す図である。
センサの出力電圧ＶＡＦ）が極小、小、中、大、及び極
大のときに、触媒下流側Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳが
どのように変化するかを、触媒が正常の場合及び異常の
場合について示す図である。
【図４】所定のモニタ期間において突発的な空燃比変動
が生じた場合における（Ａ）Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡ
Ｆ及び（Ｂ）Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳの波形を示すタ
イムチャートである。
が生じた場合における（Ａ）Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡ
Ｆ及び（Ｂ）Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳの波形を示すタ
イムチャートである。
【図５】所定のモニタ期間において空燃比変動の大きな
走行状態から定常走行状態に移行した場合における
（Ａ）Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦ及び（Ｂ）Ｏ2 セン
サ出力電圧ＶＯＳの波形を示すタイムチャートである。
走行状態から定常走行状態に移行した場合における
（Ａ）Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦ及び（Ｂ）Ｏ2 セン
サ出力電圧ＶＯＳの波形を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る触媒劣化判別装置を
備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵのハ
ードウェア構成を示すブロック図である。
ードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
ンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】推定された筒内空気量及び算出された目標筒内
燃料量の記憶状態を説明するための図である。
燃料量の記憶状態を説明するための図である。
【図１０】メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】サブ空燃比フィードバック制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。
理手順を示すフローチャートである。
【図１２】燃料噴射制御ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１３】Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの目標電圧ＶＡ
ＦＴからの変位の絶対値｜ΔＶＡＦ｜と、Ｏ2 センサ出
力電圧ＶＯＳの目標電圧ＶＯＳＴからの変位の絶対値｜
ΔＶＯＳ｜との関係を、劣化触媒の場合（実線）及び正
常触媒の場合（破線）について示す特性図である。
ＦＴからの変位の絶対値｜ΔＶＡＦ｜と、Ｏ2 センサ出
力電圧ＶＯＳの目標電圧ＶＯＳＴからの変位の絶対値｜
ΔＶＯＳ｜との関係を、劣化触媒の場合（実線）及び正
常触媒の場合（破線）について示す特性図である。
【図１４】Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの軌跡長を積算
する範囲を説明するための図である。
する範囲を説明するための図である。
【図１５】Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを軌跡長演算用
出力電圧ＶＡＦＨに変換するためのマップを示す図であ
る。
出力電圧ＶＡＦＨに変換するためのマップを示す図であ
る。
【図１６】第１の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
の処理手順を示すフローチャート（１／２）である。
の処理手順を示すフローチャート（１／２）である。
【図１７】第１の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
の処理手順を示すフローチャート（２／２）である。
の処理手順を示すフローチャート（２／２）である。
【図１８】ＶＡＦＨの軌跡長ＬＶＡＦＨに応じてＯ2 セ
ンサ出力電圧軌跡長ＬＶＯＳに関する劣化判定基準値Ｌ
ref を決定するためのマップを示す図である。
ンサ出力電圧軌跡長ＬＶＯＳに関する劣化判定基準値Ｌ
ref を決定するためのマップを示す図である。
【図１９】劣化触媒の場合において｜ΔＶＡＦ｜に対す
る｜ΔＶＯＳ｜の関係が吸入空気量ＱＡに応じて変化す
る様子を示す図である。
る｜ΔＶＯＳ｜の関係が吸入空気量ＱＡに応じて変化す
る様子を示す図である。
【図２０】正常触媒の場合において｜ΔＶＡＦ｜に対す
る｜ΔＶＯＳ｜の関係が吸入空気量ＱＡに応じて変化す
る様子を示す図である。
る｜ΔＶＯＳ｜の関係が吸入空気量ＱＡに応じて変化す
る様子を示す図である。
【図２１】第２の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
の処理手順を示すフローチャート（１／２）である。
の処理手順を示すフローチャート（１／２）である。
【図２２】第２の実施形態に係る触媒劣化判別ルーチン
の処理手順を示すフローチャート（２／２）である。
の処理手順を示すフローチャート（２／２）である。
２…エアクリーナ ４…スロットルボデー ５…スロットル弁 ６…サージタンク（インテークマニホルド） ７…吸気管 ８…アイドルアジャスト通路 １０…燃料タンク １１…燃料ポンプ １２…燃料配管 ２０…エンジン本体（気筒） ２１…燃焼室 ２２…冷却水通路 ２３…ピストン ２４…吸気弁 ２６…排気弁 ３０…排気マニホルド ３４…排気管 ３８…触媒コンバータ ４０…エアフローメータ ４１…バキュームセンサ ４２…スロットル開度センサ ４３…吸気温センサ ４４…水温センサ ４５…Ａ／Ｆセンサ ４６…Ｏ2 センサ ５０…基準位置検出センサ ５１…クランク角センサ ５２…アイドルスイッチ ５３…車速センサ ６０…燃料噴射弁 ６２…イグナイタ ６３…点火コイル ６４…点火ディストリビュータ ６５…スパークプラグ ６６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ） ６８…アラームランプ ７０…エンジンＥＣＵ ７１…ＣＰＵ ７２…システムバス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…Ａ／Ｄ変換回路 ７６…入力インタフェース回路 ７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ…駆動制御回路 ７９…バックアップＲＡＭ
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸素濃度にほ
ぼ比例する出力特性を有する空燃比センサと、 少なくとも前記空燃比センサの出力に基づいて機関空燃
比が目標空燃比となるようにフィードバック制御する空
燃比フィードバック制御手段と、 前記排気浄化触媒の下流側に設けられたＯ2 センサと、 前記空燃比センサの出力の目標値からの変位と前記Ｏ2
センサの出力の目標値からの変位との対応関係に基づい
て、前記空燃比センサの出力に対する重み付け演算をす
べく、前記空燃比センサの出力を軌跡長演算用出力に変
換する空燃比センサ出力変換手段と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
ドバック制御の実行中の所定期間内において、前記空燃
比センサ出力変換手段によって算出された軌跡長演算用
出力の軌跡長と前記Ｏ2 センサの出力の軌跡長とに基づ
いて前記排気浄化触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手
段と、 を具備する、内燃機関の触媒劣化判別装置。 - 【請求項２】 機関吸入空気量を検出する吸入空気量検
出手段をさらに具備し、前記空燃比センサ出力変換手段
は、該吸入空気量検出手段によって検出された機関吸入
空気量に応じた変換処理を行うものである、請求項１に
記載の内燃機関の触媒劣化判別装置。 - 【請求項３】 前記触媒劣化検出手段は、前記軌跡長演
算用出力の軌跡長に応じて決定される判定基準値と前記
Ｏ2 センサの出力の軌跡長とを比較することにより前記
排気浄化触媒の劣化を検出するものである、請求項１に
記載の内燃機関の触媒劣化判別装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060933A JPH09250334A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
| US08/815,704 US5887421A (en) | 1996-03-18 | 1997-03-12 | Apparatus for detecting the deterioration of a three-way catalytic converter for an internal combustion engine |
| EP97104534A EP0796985B1 (en) | 1996-03-18 | 1997-03-17 | An apparatus for detecting the deterioration of a three-way catalytic converter for an internal combustion engine |
| DE69713649T DE69713649T2 (de) | 1996-03-18 | 1997-03-17 | Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Dreiwegkatalysators für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060933A JPH09250334A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250334A true JPH09250334A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13156685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060933A Pending JPH09250334A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250334A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021102944A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP8060933A patent/JPH09250334A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021102944A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
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