JPH11229854A - Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine - Google Patents
Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engineInfo
- Publication number
- JPH11229854A JPH11229854A JP10033105A JP3310598A JPH11229854A JP H11229854 A JPH11229854 A JP H11229854A JP 10033105 A JP10033105 A JP 10033105A JP 3310598 A JP3310598 A JP 3310598A JP H11229854 A JPH11229854 A JP H11229854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- start temperature
- activation start
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを浄化す
べく内燃機関の排気通路に設けられた触媒の活性開始温
度を検出する装置と、その触媒活性開始温度に基づき触
媒の劣化を検出する装置とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting the activation temperature of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for purifying exhaust gas, and to detect deterioration of the catalyst based on the activation temperature of the catalyst. Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、自動車用内燃機関において
は、排気ガス浄化対策として、不完全燃焼成分であるＨ
Ｃ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気
中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮＯ
x （窒素酸化物）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、機関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、機関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
（酸素センサ）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。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine for an automobile, H, which is an incomplete combustion component, has been used as an exhaust gas purifying measure.
NO produced by the oxidation of C (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) and the reaction of nitrogen in the air with remaining oxygen
A three-way catalyst that simultaneously promotes the reduction of x (nitrogen oxide) is used. In order to increase the oxidation / reduction capacity of such a three-way catalyst, it is necessary to control the air-fuel ratio (A / F) indicating the combustion state of the engine to be close to the stoichiometric air-fuel ratio (window). For this reason, in the fuel injection control in the engine, an O 2 sensor (oxygen sensor) for detecting whether the air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas is provided, and based on the sensor output. The air-fuel ratio feedback control for correcting the fuel amount is performed.
【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 センサの出力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Ｏ
2 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。In this air-fuel ratio feedback control, an O 2 sensor for detecting the oxygen concentration is provided as close to the combustion chamber as possible, that is, upstream of the catalytic converter, but the variation in output characteristics of the O 2 sensor is compensated. For this reason, a double O 2 sensor system further provided with a second O 2 sensor downstream of the catalytic converter has also been realized. That is, in the downstream side of the catalyst, the exhaust gas is sufficiently stirred, by which is in near equilibrium state by action of the oxygen concentration the three-way catalyst, the output of the downstream O 2 sensor, the upstream O 2 sensor It changes more slowly than the output, and thus indicates a rich / lean tendency of the entire mixture. Double O
The two- sensor system performs the sub air-fuel ratio feedback control by the catalyst downstream O 2 sensor in addition to the main air-fuel ratio feedback control by the catalyst upstream O 2 sensor, and calculates the air-fuel ratio correction coefficient by the main air-fuel ratio feedback control. By correcting based on the output of the downstream O 2 sensor, variations in the output characteristics of the upstream O 2 sensor are absorbed, and the air-fuel ratio control accuracy is improved.
【０００４】以上のような精密な空燃比制御を実施して
も、排気ガスの熱の作用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、間接的にＯ2 ストレ
ージ効果の低下を浄化性能の低下と推定するものであ
り、下流側Ｏ2 センサの出力信号を使用して、その軌跡
長、振幅、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。[0004] Even if the above-described precise air-fuel ratio control is performed, if the catalyst deteriorates due to the action of heat of exhaust gas or the action of poisoning of lead or the like, sufficient exhaust gas purification performance can be obtained. Can not. Therefore, various catalyst deterioration detection devices have been conventionally proposed. One of them is to detect the deterioration of the O 2 storage effect (the function of retaining excess oxygen and using it for purifying unburned exhaust gas) after the warm-up by the O 2 sensor on the downstream side of the catalyst, thereby reducing the deterioration of the catalyst. It is to diagnose.
That is, the deterioration of the catalyst results in a decrease in the purification performance after warm-up, but this apparatus indirectly estimates that the decrease in the O 2 storage effect is a decrease in the purification performance, and the downstream O 2 Using the output signals of the two sensors, the trajectory length, amplitude, frequency, and the like are obtained, and the deterioration of the O 2 storage effect is detected, and the deterioration of the catalyst is detected.
【０００５】しかし、上記の技術は、Ｏ2 ストレージ能
力の低下を利用して間接的に触媒の劣化を検出するもの
であり、精度良く触媒浄化性能を検出するものではな
い。また、ＨＣ等の排気エミッションは、触媒の暖機過
程においてかなりの割合が排出されるにもかかわらず、
上記の技術は、触媒の暖機後に触媒劣化判定を行うもの
であるため、大気汚染に対する影響度の大きい暖機過程
の触媒浄化性能が検出されていないこととなる。[0005] However, the above-mentioned technique indirectly detects the deterioration of the catalyst by utilizing the decrease in the O 2 storage capacity, and does not accurately detect the catalyst purification performance. In addition, exhaust emissions of HC and the like are generated, although a considerable proportion is emitted during the warm-up process of the catalyst.
In the above-described technology, the catalyst deterioration is determined after the catalyst is warmed up, so that the catalyst purification performance in the warming-up process having a large influence on the air pollution is not detected.
【０００６】一方、触媒の劣化が進むほど触媒の活性開
始温度が上昇するという知見を利用した触媒劣化検出装
置も提案されている。特表平6-508414号公報は、触媒下
流側のＯ2 センサの出力の変動と触媒上流側のＯ2 セン
サの出力の変動との比を検出し、その比が一定値以下に
低下する時点における触媒温度を求め、その温度を触媒
活性開始温度とみなして触媒劣化判定を行う装置を開示
している。この装置によれば、触媒暖機過程における触
媒浄化性能を検出することが可能となるが、やはり下流
側及び上流側の各Ｏ2 センサの出力に基づき間接的にＯ
2 ストレージ能力を判定し、触媒活性開始を判断してい
るため、検出精度が悪いという問題が残る。On the other hand, there has been proposed a catalyst deterioration detecting device utilizing the knowledge that the catalyst activation start temperature increases as the catalyst deteriorates. Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-508414 discloses a method for detecting a ratio between a change in the output of the O 2 sensor on the downstream side of the catalyst and a change in the output of the O 2 sensor on the upstream side of the catalyst, and when the ratio falls below a certain value. Discloses a device for determining the catalyst temperature at which the catalyst is degraded and determining the catalyst deterioration by regarding the temperature as the catalyst activation start temperature. According to this device, it is possible to detect the catalyst purification performance during the catalyst warm-up process, but also indirectly based on the outputs of the downstream and upstream O 2 sensors.
(2) Since the storage capacity is determined and the start of the catalyst activity is determined, the problem of poor detection accuracy remains.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】かかる実情に鑑み、本
発明の目的は、排気通路に排気浄化用の触媒を備えた内
燃機関において、従来技術に比してより直接的に精度良
く触媒活性開始を検出してその触媒活性開始時点におけ
る触媒温度を触媒活性開始温度とする触媒活性開始温度
検出装置を提供するとともに、その触媒活性開始温度検
出装置によって検出される触媒活性開始温度に基づき触
媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine having an exhaust gas purifying catalyst in an exhaust passage more directly and more accurately than in the prior art. To provide a catalyst activation start temperature detection device that uses the catalyst temperature at the catalyst activation start time as the catalyst activation start temperature, and degrades the catalyst based on the catalyst activation start temperature detected by the catalyst activation start temperature detection device. It is to provide a catalyst deterioration detecting device for detecting the following.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によれば、排気通路に排気浄化
用の触媒を設けるとともに機関の空燃比を理論空燃比近
傍に制御しうる内燃機関において触媒の活性開始温度を
検出する装置であって、該触媒の温度を検出する触媒温
度検出手段と、該触媒より下流側の排気通路に設けら
れ、酸化還元能力の小さな金属を電極として有する酸素
濃度センサと、該触媒の暖機過程において該触媒の作用
をも含めた前記酸素濃度センサの出力特性が変化する時
点での前記触媒温度検出手段の出力を触媒活性開始温度
と判断する触媒活性開始温度判断手段と、を具備する、
内燃機関の触媒活性開始温度検出装置が提供される。According to a first aspect of the present invention, an exhaust gas purifying catalyst is provided in an exhaust passage, and an air-fuel ratio of an engine is controlled to a value close to a stoichiometric air-fuel ratio. A catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst in an internal combustion engine, a catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst, and a metal having a small oxidation-reduction ability provided in an exhaust passage downstream of the catalyst. The output of the catalyst temperature detecting means at the time when the output characteristics of the oxygen concentration sensor including the function of the catalyst during the warm-up process of the catalyst are determined as the catalyst activation start temperature. And a catalyst activation start temperature determining means.
An apparatus for detecting a catalyst activation start temperature of an internal combustion engine is provided.
【０００９】上述の如く構成された、本発明の第１の態
様に係る、内燃機関の触媒活性開始温度検出装置におい
ては、酸化還元能力すなわち触媒作用の小さな金属を電
極として有する酸素濃度センサが、触媒より下流側の排
気通路に設けられる。かかる酸素濃度センサは、その上
流にある触媒の作用をも考慮すると、触媒が不活性状態
から活性状態へと変化するときに、排気ガスの空燃比に
対する出力特性が急変し、理論空燃比を境にして出力が
大きく変化するＺ字状の特性（いわゆるＺ特性）を呈す
るようになる。この装置では、酸素濃度センサの出力特
性がＺ特性に変化する時点を検出することにより、精度
良く触媒活性開始が判定され、その触媒活性開始時点に
おける触媒温度が触媒活性開始温度と判断される。そし
て、かかる触媒活性開始温度検出装置を備えた触媒劣化
検出装置においては、上述の如く検出される触媒活性開
始温度が所定値よりも高いときに触媒が劣化していると
判断される。In the apparatus for detecting the catalyst activation start temperature of the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention configured as described above, the oxygen concentration sensor having, as an electrode, a metal having a small oxidation-reduction ability, that is, a small catalytic action, is provided. It is provided in the exhaust passage downstream of the catalyst. In the oxygen concentration sensor, when the action of the upstream catalyst is taken into consideration, when the catalyst changes from the inactive state to the active state, the output characteristic of the exhaust gas with respect to the air-fuel ratio changes suddenly, and the boundary between the stoichiometric air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio. Thus, a Z-shaped characteristic (so-called Z characteristic) in which the output greatly changes is exhibited. In this device, the start of the catalyst activation is accurately determined by detecting the time when the output characteristic of the oxygen concentration sensor changes to the Z characteristic, and the catalyst temperature at the start of the catalyst activation is determined as the catalyst activation start temperature. In the catalyst deterioration detection device provided with the catalyst activation start temperature detecting device, it is determined that the catalyst has deteriorated when the catalyst activation start temperature detected as described above is higher than a predetermined value.
【００１０】また、本発明の第２の態様によれば、排気
通路に排気浄化用の触媒を設けるとともに機関の空燃比
を理論空燃比近傍に制御しうる内燃機関において触媒の
活性開始温度を検出する装置であって、該触媒の温度を
検出する触媒温度検出手段と、該触媒の暖機過程におい
て前記触媒温度検出手段の出力の上昇率が所定値を超え
る時点での前記温度検出手段の出力を触媒活性開始温度
と判断する触媒活性開始温度判断手段と、を具備する、
内燃機関の触媒活性開始温度検出装置が提供される。According to a second aspect of the present invention, an activation start temperature of a catalyst is detected in an internal combustion engine capable of providing an exhaust purification catalyst in an exhaust passage and controlling the air-fuel ratio of the engine to be close to a stoichiometric air-fuel ratio. A catalyst temperature detecting means for detecting a temperature of the catalyst, and an output of the temperature detecting means at a point in time when a rate of increase of the output of the catalyst temperature detecting means exceeds a predetermined value in a process of warming up the catalyst. And a catalyst activity start temperature determining means for determining a catalyst activity start temperature.
An apparatus for detecting a catalyst activation start temperature of an internal combustion engine is provided.
【００１１】触媒の温度は、活性前は排気ガスの熱によ
り上昇するだけであるが、活性後には更に触媒の反応熱
が加わって急激に上昇するようになる。上述の如く構成
された、本発明の第２の態様に係る、内燃機関の触媒活
性開始温度検出装置においては、触媒温度の上昇率が所
定値を超える時点を検出することにより、精度良く触媒
活性開始が判定され、その触媒活性開始時点における触
媒温度が触媒活性開始温度と判断される。かかる触媒活
性開始温度検出装置を備えた触媒劣化検出装置において
は、上述の如く検出される触媒活性開始温度が所定値よ
りも高いときに触媒が劣化していると判断される。Before the activation, the temperature of the catalyst only increases due to the heat of the exhaust gas, but after the activation, the reaction heat of the catalyst is further added and the temperature rises rapidly. In the catalyst activity start temperature detecting device for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention configured as described above, the catalyst activity is accurately detected by detecting the time point at which the rate of increase in the catalyst temperature exceeds a predetermined value. The start is determined, and the catalyst temperature at the start of the catalyst activation is determined as the catalyst activation start temperature. In the catalyst degradation detection device provided with such a catalyst activation start temperature detection device, it is determined that the catalyst has deteriorated when the catalyst activation start temperature detected as described above is higher than a predetermined value.
【００１２】[0012]
【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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１３】まず、本発明の第１の態様に基づく第１実
施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形
態に係る電子制御式内燃機関の全体概要図である。内燃
機関１は、直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガ
ソリン機関であって、車両に搭載されるものである。機
関１は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３を備
えている。シリンダブロック２には、上下方向へ延びる
複数個のシリンダ４が紙面の厚み方向へ並設され、各シ
リンダ４内には、ピストン５が往復動可能に収容されて
いる。各ピストン５は、コネクティングロッド６を介し
共通のクランクシャフト７に連結されている。各ピスト
ン５の往復運動は、コネクティングロッド６を介してク
ランクシャフト７の回転運動に変換される。First, a first embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine 1 is an in-line multi-cylinder four-stroke cycle reciprocating gasoline engine, which is mounted on a vehicle. The engine 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 3. In the cylinder block 2, a plurality of cylinders 4 extending in the up-down direction are arranged side by side in the thickness direction of the paper surface, and a piston 5 is accommodated in each cylinder 4 so as to be reciprocable. Each piston 5 is connected to a common crankshaft 7 via a connecting rod 6. The reciprocating motion of each piston 5 is converted into a rotational motion of a crankshaft 7 via a connecting rod 6.
【００１４】シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
の間において、各ピストン５の上側は燃焼室８となって
いる。シリンダヘッド３には、その両外側面と各燃焼室
８とを連通させる吸気ポート９及び排気ポート１０がそ
れぞれ設けられている。これらのポート９及び１０を開
閉するために、シリンダヘッド３には吸気バルブ１１及
び排気バルブ１２がそれぞれ略上下方向への往復動可能
に支持されている。また、シリンダヘッド３において、
各バルブ１１，１２の上方には、吸気側カムシャフト１
３及び排気側カムシャフト１４がそれぞれ回転可能に設
けられている。カムシャフト１３及び１４には、吸気バ
ルブ１１及び排気バルブ１２を駆動するためのカム１５
及び１６が取り付けられている。カムシャフト１３及び
１４の端部にそれぞれ設けられたタイミングプーリ１７
及び１８は、クランクシャフト７の端部に設けられたタ
イミングプーリ１９へタイミングベルト２０により連結
されている。Between the cylinder block 2 and the cylinder head 3, a combustion chamber 8 is provided above each piston 5. The cylinder head 3 is provided with an intake port 9 and an exhaust port 10 for communicating both outer surfaces thereof with the respective combustion chambers 8. In order to open and close these ports 9 and 10, an intake valve 11 and an exhaust valve 12 are supported on the cylinder head 3 so as to be able to reciprocate substantially vertically. In the cylinder head 3,
Above each valve 11, 12, an intake side camshaft 1 is provided.
3 and the exhaust-side camshaft 14 are provided rotatably. Camshafts 13 and 14 have cams 15 for driving the intake valve 11 and the exhaust valve 12.
And 16 are attached. Timing pulleys 17 provided at the ends of camshafts 13 and 14, respectively.
And 18 are connected by a timing belt 20 to a timing pulley 19 provided at an end of the crankshaft 7.
【００１５】吸気ポート９には、エアクリーナ３１、ス
ロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホル
ド３４等を備えた吸気通路３０が接続されている。機関
１外部の空気（外気）は、燃焼室８へ向けて吸気通路３
０の各部３１，３２，３３及び３４を順に通過する。吸
気マニホルド３４には、各吸気ポート９へ向けて燃料を
噴射するインジェクタ４０が取付けられている。燃料
は、燃料タンク４１に貯蔵されており、そこから燃料ポ
ンプ４２によりくみ上げられ、燃料配管４３を経てイン
ジェクタ４０に供給される。そして、インジェクタ４０
から噴射される燃料と吸気通路３０内を流れる空気とか
らなる混合気は、吸気バルブ１１を介して燃焼室８へ導
入される。The intake port 9 is connected to an intake passage 30 having an air cleaner 31, a throttle valve 32, a surge tank 33, an intake manifold 34 and the like. Air (outside air) outside the engine 1 is supplied to the intake passage 3 toward the combustion chamber 8.
0 sequentially passes through the respective parts 31, 32, 33 and 34. An injector 40 that injects fuel toward each intake port 9 is attached to the intake manifold 34. Fuel is stored in a fuel tank 41, is pumped up by a fuel pump 42, and is supplied to an injector 40 through a fuel pipe 43. And the injector 40
An air-fuel mixture composed of fuel injected from the air and air flowing through the intake passage 30 is introduced into the combustion chamber 8 via the intake valve 11.
【００１６】この混合気に着火するために、シリンダヘ
ッド３には点火プラグ５０が取付けられている。点火時
には、点火信号を受けたイグナイタ５１が、点火コイル
５２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５３を介して点火プラグ５
０に供給される。To ignite this mixture, an ignition plug 50 is mounted on the cylinder head 3. At the time of ignition, the igniter 51 that has received the ignition signal controls the supply and cutoff of the primary current of the ignition coil 52, and the secondary current is supplied to the ignition plug 5 via the ignition distributor 53.
0 is supplied.
【００１７】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気バ
ルブ１２を介して排気ポート１０に導かれる。排気ポー
ト１０には、排気マニホルド６１、触媒コンバータ６２
等を備えた排気通路６０が接続されている。触媒コンバ
ータ６２には、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化水素）
及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気中の窒素と燃え
残りの酸素とが反応して生成されるＮＯx （窒素酸化
物）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６２において浄化された排
気ガスが大気中に排出される。The burned air-fuel mixture is guided to an exhaust port 10 via an exhaust valve 12 as exhaust gas. The exhaust port 10 has an exhaust manifold 61 and a catalytic converter 62.
The exhaust passage 60 provided with the above is connected. HC (hydrocarbon), which is an incomplete combustion component, is supplied to the catalytic converter 62.
And a three-way catalyst that simultaneously promotes the oxidation of CO (carbon monoxide) and the reduction of NO x (nitrogen oxide) generated by the reaction of nitrogen in the air with unburned oxygen. . The exhaust gas thus purified in the catalytic converter 62 is discharged into the atmosphere.
【００１８】機関１には以下の各種センサが取付けられ
ている。シリンダブロック２には、機関１の冷却水の温
度（冷却水温ＴＨＷ）を検出するための水温センサ７４
が取付けられている。吸気通路３０においてエアクリー
ナ３１の近傍には、吸入空気の温度（吸気温ＴＨＡ）を
検出するための吸気温センサ７３が取付けられている。
吸気通路３０において、スロットルバルブ３２の近傍に
は、その軸の回動角度（スロットル開度ＴＡ）を検出す
るためのスロットル開度センサ７２が設けられている。
サージタンク３３には、その内部の圧力（吸気圧ＰＭ）
を検出するための吸気圧センサ７１が取付けられてい
る。The engine 1 is provided with the following various sensors. A water temperature sensor 74 for detecting the temperature of the cooling water of the engine 1 (cooling water temperature THW) is provided in the cylinder block 2.
Is installed. An intake air temperature sensor 73 for detecting the temperature of the intake air (the intake air temperature THA) is attached near the air cleaner 31 in the intake passage 30.
In the intake passage 30, near the throttle valve 32, a throttle opening sensor 72 for detecting the rotation angle of the shaft (throttle opening TA) is provided.
The pressure inside the surge tank 33 (intake pressure PM)
Is mounted.
【００１９】ディストリビュータ５３には、クランクシ
ャフト７の回転に同期して回転する２個のロータが内蔵
されており、クランクシャフト７の基準位置を検出する
ために一方のロータの回転に基づいてクランク角（Ｃ
Ａ）に換算して７２０°ＣＡごとに基準位置検出用パル
スを発生させるクランク基準位置センサ８０が設けら
れ、また、クランクシャフト７の回転速度（機関回転速
度ＮＥ）を検出するために他方のロータの回転に基づい
て３０°ＣＡごとに回転速度検出用パルスを発生させク
ランク角センサ８１が設けられている。The distributor 53 incorporates two rotors which rotate in synchronization with the rotation of the crankshaft 7, and detects the crank angle based on the rotation of one of the rotors to detect the reference position of the crankshaft 7. (C
A), a crank reference position sensor 80 for generating a reference position detection pulse every 720 ° CA is provided, and the other rotor is used to detect the rotation speed of the crankshaft 7 (engine rotation speed NE). A crank angle sensor 81 is provided for generating a rotation speed detection pulse every 30 ° CA based on the rotation of the crank angle sensor 81.
【００２０】排気通路６０の途中の触媒上流側には、排
気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンか
を検出するための、いわゆるＺ特性を有するＯ2 センサ
７５が取付けられている。Ｏ2 センサには、ジルコニア
Ｏ2 センサとチタリアＯ2 センサとがあり、以下では、
ジルコニアＯ2 センサを用いた例を説明するが、チタリ
アＯ2 センサを用いてもよい。ジルコニアＯ2 センサ
は、試験管状のジルコニア素子（ＺｒＯ2 ）の両面に白
金電極を設け、電極の保護のため電極の外側をセラミッ
クスでコーティングしたものであり、内側には酸素濃度
の高い空気を導入するとともに、外側を酸素濃度の低い
排出ガスに接触させるようにして使用される。An O 2 sensor 75 having a so-called Z characteristic for detecting whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is mounted on the upstream side of the catalyst in the exhaust passage 60. I have. The O 2 sensor includes a zirconia O 2 sensor and a titania O 2 sensor.
An example using a zirconia O 2 sensor will be described, but a titania O 2 sensor may be used. The zirconia O 2 sensor has a platinum electrode on both sides of a test tubular zirconia element (ZrO 2 ), and the outside of the electrode is coated with ceramics to protect the electrode, and air with high oxygen concentration is introduced inside. It is used so that the outside is brought into contact with exhaust gas having a low oxygen concentration.
【００２１】ジルコニア素子は、高温で内外面の酸素濃
度差があると起電力を発生させる性質を有し、酸素濃度
差が大きいほどその起電力は大きくなる。ところで、理
論空燃比よりリッチな混合気が燃焼したときでも、排出
ガス中には若干の酸素が存在するため、十分な起電力は
発生しない。そこで、酸化還元能力すなわち触媒作用を
持つ白金が電極として使用されている。すなわち、リッ
チ混合気が燃焼したときの排出ガスが白金に触れると、
白金の触媒作用により、残存する低濃度のＯ2は排出ガ
ス中のＣＯやＨＣと反応し、排出ガス側電極表面のＯ2
はほとんどなくなり、両電極表面の酸素濃度差は非常に
大きくなり、約１Ｖ程度の起電力が発生する。一方、リ
ーン混合気が燃焼したときには、高濃度のＯ2 と低濃度
のＣＯ及びＨＣとがあるため、それらが反応しても余剰
のＯ2 が排出ガス側電極表面に存在し、両電極表面の酸
素濃度差は小さく、ほとんど起電力は発生しない。した
がって、理論空燃比を境に起電力が大きく変化すること
となる。図２における曲線Ｃ1 は、空気過剰率λとＯ2
センサ出力電圧との関係、すなわちＯ2 センサの出力特
性（いわゆるＺ特性）を示している。The zirconia element has the property of generating an electromotive force when there is a difference in oxygen concentration between the inner and outer surfaces at a high temperature. The greater the difference in oxygen concentration, the greater the electromotive force. By the way, even when an air-fuel mixture richer than the stoichiometric air-fuel ratio burns, a sufficient electromotive force is not generated because some oxygen exists in the exhaust gas. Therefore, platinum having a redox ability, that is, a catalytic action is used as an electrode. In other words, when the exhaust gas when the rich mixture burns comes in contact with platinum,
Due to the catalytic action of platinum, the remaining low-concentration O 2 reacts with CO and HC in the exhaust gas, and the O 2 on the exhaust gas side electrode surface
And the difference in oxygen concentration between the surfaces of both electrodes becomes very large, and an electromotive force of about 1 V is generated. On the other hand, when the lean air-fuel mixture burns, there is a high concentration of O 2 and low concentrations of CO and HC, so even if they react, excess O 2 exists on the exhaust gas side electrode surface, and both electrode surfaces Has a small oxygen concentration difference, and almost no electromotive force is generated. Therefore, the electromotive force greatly changes at the stoichiometric air-fuel ratio. The curve C 1 in FIG. 2 shows the excess air ratio λ and O 2
It shows the relationship with the sensor output voltage, that is, the output characteristics (so-called Z characteristics) of the O 2 sensor.
【００２２】また、触媒下流側には、酸化還元能力の小
さな金属を電極として有する酸素濃度センサ７７が設け
られている。この酸素濃度センサ７７は、酸化還元能力
（触媒作用）を持たないか又はその能力が小さい銅、ア
ルミ、鉄等の金属から形成された電極によって、前述し
たＯ2 センサ７５の白金電極を置換したものである。し
たがって、前述の説明から明らかなように、酸素濃度セ
ンサ７７では、理論空燃比（λ＝１）近傍の空燃比に対
する起電力変化は小さくなる。すなわち、酸素濃度セン
サ７７は、排出ガス側電極に触れる排出ガスの空気過剰
率λに対して、図２中の曲線Ｃ2 に示すような出力特性
を示す。ところが、酸素濃度センサ７７の上流側にある
触媒６２の作用を考慮に入れると、触媒が活性化した後
には、Ｏ 2 センサにおける排出ガス側白金電極の酸化還
元機能を触媒が果たすこととなる。すなわち、上流側の
触媒の存在までをも考慮した、酸素濃度センサ７７の出
力特性は、Ｏ2 センサ７５の出力特性を示す曲線Ｃ1 と
ほぼ同様の曲線Ｃ3 （図２）に示されるものとなる。On the downstream side of the catalyst, a small oxidation-reduction capacity
Oxygen concentration sensor 77 having a metal as an electrode is provided.
Have been. This oxygen concentration sensor 77 has a redox capacity
(Catalyst) has no or low ability
Lumi, iron, etc.
OTwoThe sensor 75 has a platinum electrode replaced. I
Therefore, as is clear from the above description, the oxygen concentration
In the sensor 77, the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1)
The resulting electromotive force change is small. That is, the oxygen concentration sensor
The air 77 of the exhaust gas touching the exhaust gas side electrode is excessive
The curve C in FIG.TwoOutput characteristics as shown
Is shown. However, it is on the upstream side of the oxygen concentration sensor 77.
Taking into account the action of the catalyst 62, after activation of the catalyst
Has O TwoRedox of platinum electrode on exhaust gas side in sensor
The catalyst performs its original function. That is, the upstream side
The output of the oxygen concentration sensor 77 considering even the presence of the catalyst is considered.
The force characteristic is OTwoCurve C showing the output characteristic of the sensor 751When
Almost similar curve CThree(FIG. 2).
【００２３】以上のように、酸素濃度センサ７７は、触
媒活性前には曲線Ｃ2 に示される出力特性を呈する一
方、触媒活性後には曲線Ｃ3 に示される出力特性（Ｚ特
性）を呈することとなる。このことは、酸素濃度センサ
７７の出力特性がＺ特性に変化する時点を検出すること
により、触媒活性開始時点を知ることができることを意
味している。本発明の第１の態様では、酸素濃度センサ
７７の特性変化時点を検出し、その時点での触媒温度を
触媒活性開始温度として検出し、その触媒活性開始温度
が所定値よりも高い場合に触媒が劣化したと判定する。
なお、図１に示されるように、触媒の温度として触媒床
温を検出する温度センサ７８が設けられている。[0023] As described above, the oxygen concentration sensor 77, while exhibiting an output characteristic before the catalyst activity represented by the curve C 2, the output characteristic (Z characteristic) after catalytic activity exhibited by the curve C 3 to exhibit Becomes This means that the catalyst activation start time can be known by detecting the time when the output characteristic of the oxygen concentration sensor 77 changes to the Z characteristic. According to the first aspect of the present invention, the point of time when the characteristic of the oxygen concentration sensor 77 changes is detected, the catalyst temperature at that point is detected as the catalyst activation start temperature, and the catalyst activation start temperature is higher than a predetermined value. Is determined to have deteriorated.
As shown in FIG. 1, a temperature sensor 78 for detecting a catalyst bed temperature as a catalyst temperature is provided.
【００２４】図３は、本発明の第１実施形態においてＥ
ＣＵ９０によって実行される触媒活性開始温度及び劣化
検出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、所定の時間周期で実行される。まず、
ステップ１０２では、触媒暖機過程にあるか否かを判定
する。詳細には、例えば、水温センサ７４によって検出
される冷却水温及び触媒床温センサ７８によって検出さ
れる触媒床温がそれぞれ所定値より低く、かつ、後述の
ステップ１１４でセットされるべき触媒暖機完了フラグ
ＦTWC が０（オフ）のとき、触媒暖機過程にあると判定
する。触媒暖機過程にない、すなわち触媒暖機完了後で
あると判定されるときには、本ルーチンを終了し、一
方、触媒暖機過程にあると判定されるときには、ステッ
プ１０４に進む。FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention.
9 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by the CU 90.
This routine is executed at a predetermined time period. First,
In step 102, it is determined whether or not the catalyst is warming up. Specifically, for example, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 74 and the catalyst bed temperature detected by the catalyst bed temperature sensor 78 are each lower than a predetermined value, and the catalyst warm-up completion to be set in step 114 described later is completed. When the flag FTWC is 0 (off), it is determined that the catalyst is in the process of warming up. When it is determined that the process is not in the catalyst warm-up process, that is, after the completion of the catalyst warm-up, the present routine is ended. On the other hand, when it is determined that the process is in the catalyst warm-up process, the process proceeds to step 104.
【００２５】ステップ１０４では、酸素濃度センサ７７
の出力電圧ＶO を検出する。次いで、ステップ１０６で
は、酸素濃度センサ７７が触媒活性前の出力特性（図２
の曲線Ｃ2 ）を呈する状態にあるか、あるいは触媒活性
後の出力特性（Ｚ特性）（図２の曲線Ｃ3 ）を呈する状
態にあるかを、検出されたＶO が所定の判定基準値Ｖ OR
より小さいか否かに基づき判定する。すなわち、ＶO ＜
ＶOR のときには、触媒活性前であるとみなして本ルー
チンを終了し、一方、ＶO ≧ＶORのときには、触媒活性
後であるとみなしてステップ１０８に進む。通常、Ｏ2
センサ７５の出力電圧に基づき空燃比フィードバック制
御を行う際のリッチ／リーン判定基準値は０．４Ｖ〜
０．４５Ｖであるが、上述の判定基準値ＶORはそれより
小さい０．３Ｖ程度にすることが好ましい。触媒が活性
化しても、残存酸素（Ｏ2 ）及び不完全燃焼ガス（Ｃ
Ｏ，ＨＣ）が存在するため、酸素濃度センサ７７の出力
はＯ2センサの出力より小さくなるためである。なお、
図２の曲線Ｃ2 及びＣ3 から明らかなように、この判定
は排気ガスの空燃比が理論空燃比（λ＝１）よりリッチ
であるときに判定可能であるが、Ｏ2 センサ７５による
空燃比フィードバック制御により、排気ガスはリッチ状
態及びリーン状態を繰り返しているため、本ルーチンの
周期的実行により触媒活性開始は必ず検出される。In step 104, the oxygen concentration sensor 77
Output voltage VOIs detected. Then, in step 106
The output characteristics before the oxygen concentration sensor 77 activates the catalyst (FIG. 2)
Curve CTwo) Or catalytic activity
Output characteristic (Z characteristic) (curve C in FIG. 2)Three)
State, the detected VOIs a predetermined reference value V OR
It is determined based on whether or not it is smaller. That is, VO<
VOR In this case, the
Quit Chin, while VO≧ VORWhen the catalyst activity
The process proceeds to step 108 assuming that it is later. Usually OTwo
Air-fuel ratio feedback system based on output voltage of sensor 75
The reference value for rich / lean judgment at the time of control is 0.4V ~
0.45 V, but the above-described determination reference value VORIs more than
It is preferable to make the voltage as small as about 0.3V. The catalyst is active
The remaining oxygen (OTwo) And incomplete combustion gas (C
O, HC), the output of the oxygen concentration sensor 77
Is OTwoThis is because the output becomes smaller than the output of the sensor. In addition,
Curve C in FIG.TwoAnd CThreeAs is clear from this judgment
Indicates that the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1)
Can be determined whenTwoBy sensor 75
Exhaust gas is rich by air-fuel ratio feedback control
State and lean state are repeated.
The start of catalyst activation is always detected by periodic execution.
【００２６】ステップ１０８では、触媒床温センサ７８
によって触媒床温ＴTWC を検出する。検出された触媒床
温ＴTWC は、触媒活性開始温度を表している。次いで、
ステップ１１０では、その触媒活性開始温度ＴTWC を所
定の判定基準値ＴR1（例えば、２５０°Ｃ）と比較す
る。ＴTWC ≧ＴR1のときには、触媒の劣化に起因して触
媒活性開始温度が高くなっているとみなして、ステップ
１１２に進み、所定のアラームランプ９８（図１参照）
を点灯した後、ステップ１１４に進む一方、ＴTW C ＜Ｔ
R1のときには、触媒劣化なしとみなして直接ステップ１
１４に進む。最後のステップ１１４では、触媒暖機完了
フラグＦTWC を１（オン）に設定する。かくして、第１
実施形態によれば、触媒暖機過程において、より直接的
に精度良く触媒の活性開始温度及び劣化が検出されるこ
ととなる。In step 108, the catalyst bed temperature sensor 78
Thus, the catalyst bed temperature T TWC is detected. The detected catalyst bed temperature T TWC indicates a catalyst activation start temperature. Then
In step 110, the catalyst activation start temperature T TWC is compared with a predetermined reference value T R1 (for example, 250 ° C.). When T TWC ≧ T R1 , it is considered that the catalyst activation start temperature is high due to the deterioration of the catalyst, and the routine proceeds to step 112, where a predetermined alarm lamp 98 (see FIG. 1)
After lighting a, the process proceeds to step 114, T TW C <T
In the case of R1 , step 1
Proceed to 14. In the last step 114, the catalyst warm-up completion flag FTWC is set to 1 (ON). Thus, the first
According to the embodiment, in the catalyst warm-up process, the activation start temperature and the deterioration of the catalyst are directly and accurately detected.
【００２７】次に、本発明の第１の態様に基づく第２実
施形態について説明する。前述の第１実施形態では、出
力電圧ＶO が判定基準値ＶORと比較されることにより、
酸素濃度センサ７７の出力特性の変化が検出された。し
かし、図２における曲線Ｃ2から曲線Ｃ3 への出力特性
変化は、出力電圧ＶO が大きく変化するのを検出するこ
とによっても検出することが可能である。そこで、第２
実施形態においては、本ルーチンの今回の走行で検出さ
れた出力電圧ＶO と、本ルーチンの前回の走行で検出さ
れていた出力電圧ＶOOとの差が、所定の判定基準値ΔＶ
ORと比較され、“ＶO −ＶOO≧ΔＶOR”が成立すると
き、出力特性の変化が起こったと判定される。Next, a second embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the first embodiment, the output voltage V O is compared with the determination reference value V OR ,
A change in the output characteristics of the oxygen concentration sensor 77 has been detected. However, the output characteristic change from the curve C 2 to curve C 3 in FIG. 2 can also be detected by detecting that the output voltage V O varies greatly. Therefore, the second
In the embodiment, the difference between the output voltage V O detected in the current running of the present routine and the output voltage V OO detected in the previous running of the present routine is a predetermined determination reference value ΔV.
When it is compared with OR and “V O −V OO ≧ ΔV OR ” is satisfied, it is determined that the output characteristic has changed.
【００２８】図４は、第２実施形態に係る触媒活性開始
温度及び劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。同図におけるステップ１５２、１５４、１
５８、１６０、１６２及び１６４は、第１実施形態に係
る図３におけるステップ１０２、１０４、１０８、１１
０、１１２及び１１４とそれぞれ同一である。相違する
ステップについて説明すると、ステップ１５６では、
“ＶO −ＶOO≧ΔＶOR”が成立するか否かが判定され、
成立するときには、触媒が活性化したとみなされ、ステ
ップ１５８に進み、一方、不成立のときには、ステップ
１６６に進む。ステップ１６６では、次回の判定に備
え、ＶO がＶOOとして記憶され、本ルーチンが終了す
る。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine according to the second embodiment. Steps 152, 154, and 1 in FIG.
58, 160, 162 and 164 are steps 102, 104, 108, 11 in FIG. 3 according to the first embodiment.
0, 112 and 114 respectively. The different steps will be described.
It is determined whether or not “V O −V OO ≧ ΔV OR ” is satisfied.
When the condition is satisfied, it is considered that the catalyst has been activated, and the process proceeds to step 158. On the other hand, when the condition is not satisfied, the process proceeds to step 166. In step 166, V O is stored as V OO in preparation for the next determination, and this routine ends.
【００２９】次に、本発明の第１の態様に基づく第３実
施形態について説明する。前述の第１及び第２実施形態
では、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーンのとき
には、たとえ触媒が活性化していても、酸素濃度センサ
の出力が小さいため、活性を検出することができず、し
たがって、活性開始検出がやや遅れる可能性がある。そ
こで、第３実施形態においては、第１又は第２実施形態
と同様に触媒の活性開始温度及び劣化を検出する処理を
行うとともに、触媒床温が所定の温度に達したときに空
燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御するように空燃
比制御を変更する処理を併せて行い、触媒の活性開始温
度及び劣化の検出精度を向上させる。Next, a third embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the first and second embodiments, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the activity can be detected because the output of the oxygen concentration sensor is small even if the catalyst is activated. Therefore, detection of the start of activation may be slightly delayed. Therefore, in the third embodiment, a process for detecting the activation start temperature and the deterioration of the catalyst is performed in the same manner as in the first or second embodiment, and the air-fuel ratio is theoretically determined when the catalyst bed temperature reaches a predetermined temperature. A process of changing the air-fuel ratio control so as to control the air-fuel ratio to be richer than the air-fuel ratio is also performed, thereby improving the catalyst activation start temperature and the detection accuracy of the deterioration.
【００３０】図５は、本発明の第３実施形態において、
かかる空燃比制御を実現すべく、ＥＣＵ９０によって実
行される燃料噴射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。まず、ステップ２０２では、従来の
制御と同様に、運転状態に応じて燃料噴射量を算出す
る。次いで、ステップ２０４では、触媒暖機過程にある
か否かを判定し、触媒暖機過程にないときには本ルーチ
ンを終了し、触媒暖機過程にあるときにはステップ２０
６に進む。ステップ２０６では、触媒床温センサ７８に
よって触媒床温ＴTWC を検出する。次いで、ステップ２
０８では、検出された触媒床温ＴTWC を所定の判定基準
値ＴR0（例えば、２００°Ｃ）と比較し、ＴTWC ＜ＴR0
のときには本ルーチンを終了する一方、ＴTWC ≧ＴR0の
ときには空燃比が理論空燃比よりもリッチになるよう
に、ステップ２０２で算出された燃料噴射量を補正し
て、本ルーチンを終了する。FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
9 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection amount calculation routine executed by the ECU 90 to realize such air-fuel ratio control. First, in step 202, similarly to the conventional control, the fuel injection amount is calculated according to the operating state. Next, at step 204, it is determined whether or not the catalyst is warming up. If the catalyst is not warming up, this routine is ended.
Proceed to 6. In step 206, the catalyst bed temperature TTWC is detected by the catalyst bed temperature sensor 78. Then, step 2
At 08, the detected catalyst bed temperature T TWC is compared with a predetermined judgment reference value T R0 (for example, 200 ° C.), and T TWC <T R0
In this case, the fuel injection amount calculated in step 202 is corrected so that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio when T TWC ≧ TR 0 , and this routine ends.
【００３１】次に、本発明の第１の態様に基づく第４実
施形態について説明する。前述の第１、第２及び第３実
施形態では、触媒が破損等してその浄化性能が失われて
いる場合、触媒活性開始を検出することができないた
め、劣化を判定することは不可能となる。そこで、第４
実施形態においては、触媒がたとえある程度劣化してい
ても活性化すべきかなりの高温に触媒床温が達した時点
においても、酸素濃度センサ７７の出力電圧ＶO の判定
基準値ＶORへの到達（すなわち触媒活性）が検出されて
いない場合、触媒異常と判定し、アラームランプ９８を
点灯する。Next, a fourth embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the above-described first, second and third embodiments, when the purification performance is lost due to the breakage of the catalyst or the like, the start of the catalyst activation cannot be detected, so that it is impossible to determine the deterioration. Become. Therefore, the fourth
In the embodiment, even when the catalyst bed temperature reaches a considerably high temperature to be activated even if the catalyst has deteriorated to some extent, the output voltage V O of the oxygen concentration sensor 77 reaches the determination reference value V OR ( That is, when the catalyst activity is not detected, it is determined that the catalyst is abnormal, and the alarm lamp 98 is turned on.
【００３２】図６は、本発明の第４実施形態においてＥ
ＣＵ９０によって実行される触媒活性開始温度及び劣化
検出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
まず、ステップ３０２では、触媒暖機過程にあるか否か
を判定し、触媒暖機過程にないと判定されるときには、
本ルーチンを終了し、一方、触媒暖機過程にあると判定
されるときには、ステップ３０４に進む。ステップ３０
４では、酸素濃度センサ７７の出力電圧ＶO を検出す
る。次いで、ステップ３０６では、触媒床温センサ７８
によって触媒床温ＴTWC を検出する。次いで、ステップ
３０８では、酸素濃度センサ７７の出力電圧ＶO を判定
基準値ＶORと比較し、ＶO ≧ＶOR のとき、すなわち触
媒活性後であるとみなされるときには、ステップ３１０
に進み、一方、ＶO ＜ＶORのとき、触媒活性前であると
みなされるときには、ステップ３１２に進む。FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
9 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by the CU 90.
First, in step 302, it is determined whether or not the catalyst is in a warm-up process.
When this routine is finished, and it is determined that the catalyst is warming up, the routine proceeds to step 304. Step 30
In step 4, the output voltage V O of the oxygen concentration sensor 77 is detected. Next, at step 306, the catalyst bed temperature sensor 78
Thus, the catalyst bed temperature T TWC is detected. Next, at step 308, the output voltage V O of the oxygen concentration sensor 77 is compared with the determination reference value V OR . When V O ≧ V OR , that is, when it is considered that the catalyst has been activated, step 310
On the other hand, when V O <V OR , when it is determined that the catalyst is not activated, the process proceeds to step 312.
【００３３】ステップ３１０では、触媒床温ＴTWC （こ
の場合、触媒活性開始温度）を判定基準値ＴR1（例え
ば、２５０°Ｃ）と比較し、ＴTWC ≧ＴR1のときには、
触媒の劣化に起因して触媒活性開始温度が高くなってい
るとみなして、ステップ３１４に進み、アラームランプ
９８を点灯した後、ステップ３１６に進む一方、ＴTWC
＜ＴR1のときには、触媒劣化なしとみなして直接ステッ
プ３１６に進む。ステップ３１６では、触媒暖機完了フ
ラグＦTWC を１（オン）に設定する。また、ステップ３
０８において触媒活性前であると判定されたときに実行
されるステップ３１２では、触媒床温ＴTWC を所定の判
定基準値ＴR2（例えば、３００°Ｃ）と比較し、ＴTWC
≧ＴR2のときには、触媒の活性開始が検出されないまま
当然活性化しているはずの触媒床温に達したと判断され
るため、触媒異常ありとみなして、ステップ３１４に進
み、アラームランプ９８を点灯した後、ステップ３１６
に進む一方、ＴTWC ＜ＴR2のときには、本ルーチンを終
了する。In step 310, the catalyst bed temperature T TWC (in this case, the catalyst activation start temperature) is compared with a judgment reference value T R1 (for example, 250 ° C.), and when T TWC ≧ T R1 ,
Due to the deterioration of the catalyst is regarded as the catalytic activity start temperature is high, the flow proceeds to step 314, after lighting the alarm lamp 98, the process proceeds to step 316, T TWC
If <T R1 , it is considered that there is no catalyst deterioration, and the routine proceeds directly to step 316. In step 316, a catalyst warm-up completion flag FTWC is set to 1 (on). Step 3
In step 312 is executed when it is determined that the pre-catalytic activity in 08 compares the catalyst temperature T TWC predetermined criteria value T R2 (e.g., 300 ° C) and, T TWC
When ≧ T R2 , it is determined that the catalyst bed temperature has naturally reached the activated catalyst bed without detecting the start of activation of the catalyst. Therefore, it is determined that there is a catalyst abnormality, and the routine proceeds to step 314, where the alarm lamp 98 is turned on. And then step 316
On the other hand, if T TWC <T R2 , this routine ends.
【００３４】次に、本発明の第１の態様に基づく第５実
施形態について説明する。今まで説明してきた実施形態
は、シングルＯ2 センサシステムに本発明の第１の態様
を適用したものであったが、第５実施形態は、ダブルＯ
2 センサシステムに本発明の第１の態様を適用したもの
である。第１〜第４実施形態では、前述のように、排気
ガスの空燃比が理論空燃比（λ＝１）よりリーンである
ときには、触媒が活性化していても、酸素濃度センサ７
７の出力が小さいため、活性状態を正確に判定すること
ができない。そこで、第５実施形態では、触媒下流側に
あるサブＯ2 センサを利用し、サブＯ2 センサがリッチ
と判定しているときのみ、触媒の活性検出及び劣化検出
を行うようにして、検出精度を向上させる。Next, a fifth embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the embodiments described so far, the first aspect of the present invention is applied to the single O 2 sensor system.
This is an application of the first embodiment of the present invention to a two- sensor system. In the first to fourth embodiments, as described above, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), the oxygen concentration sensor 7 is activated even if the catalyst is activated.
7, the active state cannot be accurately determined. Therefore, in the fifth embodiment, the sub O 2 sensor on the downstream side of the catalyst is used, and only when the sub O 2 sensor is determined to be rich, the activity detection and the deterioration detection of the catalyst are performed. Improve.
【００３５】図７は、第５実施形態に係る電子制御式内
燃機関の全体概要図であり、触媒コンバータ６２の下流
側に第２のＯ2 センサ、すなわちサブＯ2 センサ７６が
設けられている点のみ、図１と相違する。また、図８
は、本発明の第５実施形態においてＥＣＵ９０によって
実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。まず、ステップ４
０２では、触媒暖機過程にあるか否かを判定し、触媒暖
機過程にないと判定されるときには、本ルーチンを終了
し、一方、触媒暖機過程にあると判定されるときには、
ステップ４０４に進む。ステップ４０４では、サブＯ2
センサ７６の出力電圧ＶS を検出する。次いで、ステッ
プ４０６では、検出されたＶS を所定の判定基準値ＶSR
（例えば、０．４５Ｖ）と比較し、ＶS ≧ＶSRのとき、
すなわち排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチであ
ると判定されるときには、ステップ４０８に進み、一
方、Ｖ S ＜ＶSRのとき、すなわち排気ガスの空燃比が理
論空燃比よりリーンであると判定されるときには、ステ
ップ４２０に進む。FIG. 7 shows an electronically controlled type according to the fifth embodiment.
FIG. 3 is an overall schematic diagram of a fuel engine, showing a downstream side of a catalytic converter 62;
The second O on the sideTwoSensor, sub OTwoSensor 76
It differs from FIG. 1 only in that it is provided. FIG.
Is determined by the ECU 90 in the fifth embodiment of the present invention.
Processing of the catalyst activation start temperature and deterioration detection routine to be executed
6 is a flowchart showing a management procedure. First, step 4
In 02, it is determined whether or not the catalyst is warming up, and the catalyst warm-up is performed.
This routine is terminated when it is determined that the
On the other hand, when it is determined that the catalyst is warming up,
Proceed to step 404. In step 404, the sub OTwo
Output voltage V of sensor 76SIs detected. Next,
In step 406, the detected VSIs a predetermined criterion value VSR
(For example, 0.45 V)S≧ VSRWhen,
That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
When it is determined that the
One, V S<VSRIn other words, the air-fuel ratio of the exhaust gas
If it is determined that the engine is lean based on the stoichiometric air-fuel ratio,
Proceed to step 420.
【００３６】ステップ４０８、４１０、４１２、４１
４、４１６及び４１８は、前述した図３におけるステッ
プ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２及び１１４
と同様に、触媒の活性開始温度検出及び劣化判定を行う
ステップである。一方、ステップ４２０では、触媒床温
センサ７８によって触媒床温ＴTWC を検出する。次のス
テップ４２２では、検出された触媒床温ＴTWC を前述の
判定基準値ＴR1（例えば、２５０°Ｃ）と比較する。そ
して、ＴTWC ≧ＴR1のとき、すなわち触媒床温が劣化判
定のための基準温度に達してしまったときには、ステッ
プ４１８に進み、触媒暖機完了フラグＦTWC を１（オ
ン）に設定した後、本ルーチンを終了する。一方、Ｔ
TWC ＜ＴR1のときには、そのまま本ルーチンを終了す
る。Steps 408, 410, 412, 41
4, 416 and 418 correspond to steps 104, 106, 108, 110, 112 and 114 in FIG.
Similarly to the above, this is a step of detecting the activation start temperature of the catalyst and determining the deterioration. On the other hand, in step 420, the catalyst bed temperature TTWC is detected by the catalyst bed temperature sensor 78. In the next step 422, the detected catalyst bed temperature T TWC is compared with the above-mentioned determination reference value T R1 (for example, 250 ° C.). When T TWC ≧ T R1 , that is, when the catalyst bed temperature has reached the reference temperature for determining deterioration, the routine proceeds to step 418, where the catalyst warm-up completion flag F TWC is set to 1 (on). Then, this routine ends. On the other hand, T
At the time of the TWC <T R1 is, as it is to end the present routine.
【００３７】次に、本発明の第１の態様に基づく第６実
施形態について説明する。前述の第５実施形態において
は、サブＯ2 センサ７６及び触媒劣化判定用の酸素濃度
センサ７７が備えられている。ところで、酸素濃度セン
サ７７は、触媒活性化後においては、触媒と一体となっ
て、排気ガスの空燃比に対して、Ｏ2 センサと同様の出
力特性を呈するようになる。そこで、第６実施形態にお
いては、触媒活性化後、酸素濃度センサ７７が、空燃比
フィードバック制御用のサブＯ2 センサとして使用さ
れ、サブＯ2 センサ７６が削除される。これにより、コ
ストダウンが図られる。なお、ダブルＯ2 センサシステ
ムによる空燃比フィードバック制御は、周知のため、こ
こではその説明を省略する。Next, a sixth embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the sub O 2 sensor 76 and the oxygen concentration sensor 77 for determining catalyst deterioration are provided. By the way, after the activation of the catalyst, the oxygen concentration sensor 77 exhibits the same output characteristics as the O 2 sensor with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas together with the catalyst. Therefore, in the sixth embodiment, after the activation of the catalyst, the oxygen concentration sensor 77 is used as a sub O 2 sensor for air-fuel ratio feedback control, and the sub O 2 sensor 76 is deleted. Thereby, cost reduction is achieved. Since the air-fuel ratio feedback control by the double O 2 sensor system is well known, the description thereof is omitted here.
【００３８】次に、本発明の第１の態様に基づく第７実
施形態について説明する。前記した第５実施形態（図
７）において、触媒劣化判定用の酸素濃度センサ７７
は、前述のように、Ｏ2 センサにおける白金電極を、触
媒作用を奏することのない金属により形成された電極
に、置き換えただけのものである。そこで、第７実施形
態においては、図９に示されるように、絶縁帯により排
気ガス側電極を分割し、一方の電極を白金で形成し、他
方の電極を触媒作用のない金属で形成したセンサを使用
することにより、空燃比フィードバック制御用のサブＯ
2 センサ７６の機能と、触媒劣化判定用の酸素濃度セン
サ７７の機能とを一つのセンサで実現する。Next, a seventh embodiment based on the first aspect of the present invention will be described. In the above-described fifth embodiment (FIG. 7), the oxygen concentration sensor 77 for determining catalyst deterioration is used.
Is merely a replacement of the platinum electrode in the O 2 sensor with an electrode formed of a metal that does not exert a catalytic action, as described above. Therefore, in the seventh embodiment, as shown in FIG. 9, a sensor in which an exhaust gas side electrode is divided by an insulating band, one electrode is formed of platinum, and the other electrode is formed of a metal having no catalytic action. , The sub-O for air-fuel ratio feedback control
The function of the two sensors 76 and the function of the oxygen concentration sensor 77 for determining catalyst deterioration are realized by one sensor.
【００３９】以上、本発明の第１の態様に係る実施形態
について説明してきたが、メイン空燃比制御用のセンサ
として、Ｏ2 センサ７５に代え、空燃比をリニアに検出
可能な空燃比センサ（全域空燃比センサ、リニアＡ／Ｆ
センサなどと呼ばれる）を使用する内燃機関にも、本発
明は適用可能である。また、理論空燃比近傍に制御され
る運転領域を有するリーンバーンエンジン（希薄燃焼機
関）に対しても、劣化検出時に理論空燃比に制御される
ならば、本発明を適用可能である。The embodiment according to the first aspect of the present invention has been described above. However, instead of the O 2 sensor 75 as the main air-fuel ratio control sensor, an air-fuel ratio sensor capable of linearly detecting the air-fuel ratio ( Full area air-fuel ratio sensor, linear A / F
The present invention is also applicable to an internal combustion engine using a sensor (referred to as a sensor or the like). The present invention is also applicable to a lean burn engine (lean combustion engine) having an operation range controlled near the stoichiometric air-fuel ratio, provided that the stoichiometric air-fuel ratio is controlled when deterioration is detected.
【００４０】次に、本発明の第２の態様に基づく第８実
施形態について説明する。触媒の温度は、活性前は排気
ガスの熱により上昇するだけであるが、活性後には更に
触媒の反応熱が加わって急激に上昇するようになる。第
８実施形態では、触媒温度の上昇率が所定値を超える時
点を検出し、その時点における触媒温度すなわち触媒活
性開始温度に基づき触媒の劣化を判定する。Next, an eighth embodiment based on the second aspect of the present invention will be described. Before the activation, the temperature of the catalyst only rises due to the heat of the exhaust gas, but after the activation, the reaction heat of the catalyst is further added and the temperature rises rapidly. In the eighth embodiment, a point in time at which the rate of increase in the catalyst temperature exceeds a predetermined value is detected, and deterioration of the catalyst is determined based on the catalyst temperature at that point, that is, the catalyst activation start temperature.
【００４１】図１０は、第８実施形態に係る電子制御式
内燃機関の全体概要図であり、酸素濃度センサ７７が設
けられていないという点のみ、図１と相違する。また、
図１１は、本発明の第８実施形態においてＥＣＵ９０に
よって実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチ
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、時間Ｐの周期で実行される。FIG. 10 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to the eighth embodiment, which differs from FIG. 1 only in that an oxygen concentration sensor 77 is not provided. Also,
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by the ECU 90 in the eighth embodiment of the present invention. This routine is executed in a period of time P.
【００４２】まず、ステップ５０２では、触媒暖機過程
にあるか否かを判定する。詳細には、例えば、水温セン
サ７４によって検出される冷却水温及び触媒床温センサ
７８によって検出される触媒床温がそれぞれ所定値より
低く、かつ、後述のステップステップ５１４でセットさ
れるべき触媒暖機完了フラグＦTWC が０（オフ）のと
き、触媒暖機過程にあると判定する。触媒暖機過程にな
い、すなわち触媒暖機完了後であると判定されるときに
は、本ルーチンを終了し、一方、触媒暖機過程にあると
判定されるときには、ステップ５０４に進む。First, at step 502, it is determined whether or not a catalyst warm-up process is in progress. More specifically, for example, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 74 and the catalyst bed temperature detected by the catalyst bed temperature sensor 78 are lower than predetermined values, respectively, and the catalyst warm-up to be set in step 514 described below. When the completion flag FTWC is 0 (off), it is determined that the catalyst is in the process of warming up. When it is determined that the process is not in the catalyst warm-up process, that is, after the completion of the catalyst warm-up, the present routine is ended. On the other hand, when it is determined that the process is in the catalyst warm-up process, the process proceeds to step 504.
【００４３】ステップ５０４では、本ルーチンの前回の
走行により検出された触媒床温ＴTW C を他の変数ＴTWCO
として記憶する。次いで、ステップ５０６では、触媒床
温センサ７８によって現在の触媒床温ＴTWC を検出す
る。次いで、ステップ５０８では、触媒床温の上昇率
“（ＴTWC −ＴTWCO）／Ｐ”を所定の判定基準値ΔＴ
（例えば、１°Ｃ／ｓｅｃ）と比較し、“（ＴTWC −Ｔ
TWCO）／Ｐ＜ΔＴ”のとき、すなわち触媒活性前である
と判定されるときには、本ルーチンを終了し、一方、
“（ＴTWC −ＴTWCO）／Ｐ≧ΔＴ”のとき、すなわち触
媒活性後であると判定されるときには、ステップ５１０
に進む。[0043] At step 504, the catalyst bed temperature T TW C detected by the running of the previous routine of other variables T TWCO
To be stored. Next, at step 506, the catalyst bed temperature sensor 78 detects the current catalyst bed temperature TTWC . Next, at step 508, the rate of increase of the catalyst bed temperature “(T TWC −T TWCO ) / P” is determined by a predetermined determination reference value ΔT.
(For example, 1 ° C./sec) and “(T TWC −T
TWCO ) / P <ΔT ”, that is, when it is determined that the catalyst has not been activated, this routine is terminated.
When "(T TWC -T TWCO) / P ≧ ΔT", i.e. when it is determined that the post-catalytic activity, step 510
Proceed to.
【００４４】ステップ５１０では、現在の触媒床温Ｔ
TWC を触媒活性開始温度とみなして、ＴTWC を所定の判
定基準値ＴR1（例えば、２５０°Ｃ）と比較する。Ｔ
TWC ≧Ｔ R1のときには、触媒の劣化に起因して触媒活性
開始温度が高くなっていると判断されるため、ステップ
５１２に進み、アラームランプ９８を点灯した後、ステ
ップ５１４に進む一方、ＴTWC ＜ＴR1のときには、触媒
劣化なしとみなして直接ステップ５１４に進む。最後の
ステップ５１４では、触媒暖機完了フラグＦTWC を１
（オン）に設定する。かくして、第８実施形態によれ
ば、触媒床温の上昇率に基づき、精度良く触媒の活性開
始温度及び劣化が検出されることとなる。In step 510, the current catalyst bed temperature T
TWCIs regarded as the catalyst activation temperature, and TTWCThe prescribed format
Constant reference value TR1(For example, 250 ° C.). T
TWC≧ T R1In the case of, the catalyst activity
Since the start temperature is determined to be high,
Proceed to 512, turn on the alarm lamp 98, and
Step 514 while TTWC<TR1When the catalyst
The processing proceeds directly to step 514 assuming that there is no deterioration. Last
In step 514, the catalyst warm-up completion flag FTWC1
(On). Thus, according to the eighth embodiment,
For example, based on the rise rate of the catalyst bed temperature,
The starting temperature and the deterioration will be detected.
【００４５】次に、本発明の第２の態様に基づく第９実
施形態について説明する。前述の第８実施形態において
は、触媒床温の上昇率が１回でも判定基準値以上となる
と、触媒が活性化したと判定されてしまうため、誤判定
をする可能性がある。そこで、第９実施形態において
は、上昇率が基準値以上となっていることが複数回（例
えば、５回）連続して検出されたときに、初めて基準値
以上となった時点での触媒床温を触媒活性開始温度とす
ることにより、検出精度を向上させる。Next, a ninth embodiment based on the second aspect of the present invention will be described. In the above-described eighth embodiment, when the rate of increase in the catalyst bed temperature becomes equal to or greater than the determination reference value even once, the catalyst is determined to be activated, and thus an erroneous determination may be made. Therefore, in the ninth embodiment, when it is detected that the rate of increase is equal to or higher than the reference value a plurality of times (for example, five times) in succession, the catalyst bed at the time when the increase rate is equal to or higher than the reference value is first detected. The detection accuracy is improved by setting the temperature to the catalyst activation start temperature.
【００４６】図１２は、本発明の第９実施形態において
ＥＣＵ９０によって実行される触媒活性開始温度及び劣
化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ６０２、６０４及び６０６は、前述
の図１１におけるステップ５０２、５０４及び５０６と
同じである。次いで、ステップ６０８は、図１１のステ
ップ５０８と同じ判定処理を行うが、触媒活性前である
と判定されるときには、ステップ６１０に進み、所定の
カウンタＣTTWCを０に初期化した後、本ルーチンを終了
し、一方、触媒活性後であると判定されるときには、ス
テップ６１２に進む。FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by the ECU 90 in the ninth embodiment of the present invention. First, steps 602, 604, and 606 are the same as steps 502, 504, and 506 in FIG. Next, at step 608, the same determination processing as at step 508 in FIG. 11 is performed, but when it is determined that the catalyst has not been activated, the routine proceeds to step 610, where a predetermined counter C TTWC is initialized to 0, and then this routine is executed. On the other hand, when it is determined that the catalyst has been activated, the process proceeds to step 612.
【００４７】ステップ６１２では、ＣTTWC＝０が成立す
るか否かを判定し、ＣTTWC＝０のとき、すなわち初めて
触媒活性が検出されたときには、ステップ６１４に進
み、そのときの触媒床温ＴTWC を変数ＴASに代入して記
憶し、ステップ６１６に進む一方、ＣTTWC≠０のときに
は、直ちにステップ６１６に進む。ステップ６１６で
は、カウンタＣTTWCの値をインクリメントし、次のステ
ップ６１８では、ＣTTWCが所定の回数ＮC （例えば、
５）に達したか否かを判定し、ＣTTWC≠ＮC のときには
本ルーチンを終了し、一方、ＣTTWC＝ＮC のときにはス
テップ６２０に進む。ステップ６２０、６２２及び６２
４では、ＴASを触媒活性開始温度として、図１１のステ
ップ５１０、５１２及び５１４と同様の処理を行う。か
くして、ＮC 回連続して触媒床温の上昇率が基準値を超
えたときのみ、触媒活性開始と判定されるため、信頼性
が向上する。At step 612, it is determined whether or not C TTWC = 0 holds. When C TTWC = 0, that is, when the catalyst activity is detected for the first time, the routine proceeds to step 614, at which the catalyst bed temperature T substituting TWC to a variable T AS stores, the process proceeds to step 616, when the C TTWC ≠ 0, the process immediately proceeds to step 616. In step 616, the value of the counter C TTWC is incremented, and in the next step 618, C TTWC is incremented by a predetermined number N C (eg,
It is determined whether or not 5) has been reached. If C TTWC ≠ N C , this routine ends, while if C TTWC = N C , the routine proceeds to step 620. Steps 620, 622 and 62
In step 4, the same processing as steps 510, 512, and 514 in FIG. 11 is performed using T AS as the catalyst activation start temperature. Thus, only when the rate of increase in the catalyst bed temperature exceeds the reference value continuously for N C times, it is determined that the catalyst activity has started, so that the reliability is improved.
【００４８】次に、本発明の第２の態様に基づく第１０
実施形態について説明する。前述の第８及び第９実施形
態においては、触媒床温の上昇率に関する判定基準値Δ
Ｔは、固定値であった。しかし、触媒活性化後に触媒の
温度の上昇率を急激に増大せしめる反応熱は、触媒に流
入する排気ガスの流量が大きいほど、また、排気ガスの
温度が高いほど、多く発生する。そこで、排気ガスの流
量及び／又は温度に応じて判定基準値ΔＴを可変にし、
より正確に活性開始を検出することが好ましい。第１０
実施形態においては、機関負荷として吸気圧センサ７１
によって検出される吸気圧ＰＭと、クランク角センサ８
１の出力に基づき算出される機関回転速度ＮＥとを、排
気ガスの流量及び温度を間接的に反映する量として採用
し、図１３に示されるようなマップを準備し、吸気圧Ｐ
Ｍと回転速度ＮＥとに応じて判定基準値ΔＴを可変に
し、触媒活性の判定精度を向上させる。具体的には、図
１１のステップ５０８又は図１２のステップ６０８にお
いて使用されるΔＴが、その時点における吸気圧ＰＭと
回転速度ＮＥとに応じて図１３のマップに基づき決定さ
れる。Next, a tenth embodiment according to the second aspect of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In the above-described eighth and ninth embodiments, the determination reference value Δ regarding the rate of increase in the catalyst bed temperature is used.
T was a fixed value. However, the reaction heat that rapidly increases the rate of increase in the temperature of the catalyst after activation of the catalyst increases as the flow rate of the exhaust gas flowing into the catalyst increases and as the temperature of the exhaust gas increases. Therefore, the determination reference value ΔT is made variable according to the flow rate and / or temperature of the exhaust gas,
It is preferable to detect the onset of activity more accurately. Tenth
In the embodiment, the intake pressure sensor 71 is used as the engine load.
Pressure PM detected by the engine and the crank angle sensor 8
1 is adopted as an amount that indirectly reflects the flow rate and temperature of the exhaust gas, a map as shown in FIG. 13 is prepared, and the intake pressure P
The determination reference value ΔT is made variable in accordance with M and the rotation speed NE, thereby improving the determination accuracy of the catalyst activity. Specifically, ΔT used in step 508 in FIG. 11 or step 608 in FIG. 12 is determined based on the intake pressure PM and the rotational speed NE at that time based on the map in FIG.
【００４９】また、更には、暖機増量、加速増量等が行
われておらず、理論空燃比へのフィードバック制御が行
われている条件下でのみ、触媒活性開始温度の検出及び
触媒劣化の判定を行うようにすれば、処理の精度が更に
向上する。Furthermore, the detection of the catalyst activation start temperature and the determination of the catalyst deterioration are performed only under the condition that the warm-up amount, the acceleration amount, and the like are not performed and the feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio is performed. Is performed, the processing accuracy is further improved.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
精度良く触媒活性開始温度を検出することが可能になる
とともに、触媒暖機過程において精度良く触媒劣化を検
出することが可能になる。As described above, according to the present invention,
The catalyst activation start temperature can be detected with high accuracy, and catalyst deterioration can be detected with high accuracy during the catalyst warm-up process.
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子制御式内燃機
関の全体概要図である。FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】空気過剰率とセンサ出力電圧との関係を説明す
るための特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining a relationship between an excess air ratio and a sensor output voltage.
【図３】本発明の第１実施形態においてＥＣＵによって
実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２実施形態においてＥＣＵによって
実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施形態においてＥＣＵによって
実行される燃料噴射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。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection amount calculation routine executed by an ECU in a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４実施形態においてＥＣＵによって
実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第５実施形態に係る電子制御式内燃機
関の全体概要図である。FIG. 7 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to a fifth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第５実施形態においてＥＣＵによって
実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第７実施形態に係る、空燃比フィード
バック制御用と触媒劣化判定用とに併用可能なセンサを
説明するための模式的な図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a sensor that can be used for both air-fuel ratio feedback control and catalyst deterioration determination according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第８実施形態に係る電子制御式内燃
機関の全体概要図である。FIG. 10 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to an eighth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第８実施形態においてＥＣＵによっ
て実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to an eighth embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第９実施形態においてＥＣＵによっ
て実行される触媒活性開始温度及び劣化検出ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure of a catalyst activation start temperature and deterioration detection routine executed by an ECU according to a ninth embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第１０実施形態に係る、吸気圧ＰＭ
と回転速度ＮＥとに応じて触媒床温上昇率に関する判定
基準値ΔＴを定めるマップを示す図である。FIG. 13 shows an intake pressure PM according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a map that determines a determination reference value ΔT regarding a catalyst bed temperature increase rate according to the rotation speed NE and a rotation speed NE.
１…直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガソリン
機関 ２…シリンダブロック ３…シリンダヘッド ４…シリンダ ５…ピストン ６…コネクティングロッド ７…クランクシャフト ８…燃焼室 ９…吸気ポート １０…排気ポート １１…吸気バルブ １２…排気バルブ １３…吸気側カムシャフト １４…排気側カムシャフト １５…吸気側カム １６…排気側カム １７，１８，１９…タイミングプーリ ２０…タイミングベルト ３０…吸気通路 ３１…エアクリーナ ３２…スロットルバルブ ３３…サージタンク ３４…吸気マニホルド ４０…インジェクタ ４１…燃料タンク ４２…燃料ポンプ ４３…燃料配管 ５０…点火プラグ ５１…イグナイタ ５２…点火コイル ５３…点火ディストリビュータ ６０…排気通路 ６１…排気マニホルド ６２…触媒コンバータ ７１…吸気圧センサ ７２…スロットル開度センサ ７３…吸気温センサ ７４…水温センサ ７５…メインＯ2 センサ ７６…サブＯ2 センサ ７７…酸素濃度センサ ７８…触媒床温センサ ８０…クランク基準位置センサ ８１…クランク角センサ ９０…機関ＥＣＵ ９８…アラームランプDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... In-line multi cylinder 4 stroke cycle reciprocating gasoline engine 2 ... Cylinder block 3 ... Cylinder head 4 ... Cylinder 5 ... Piston 6 ... Connecting rod 7 ... Crank shaft 8 ... Combustion chamber 9 ... Intake port 10 ... Exhaust port 11 ... Intake valve 12 ... Exhaust valve 13 ... Intake side camshaft 14 ... Exhaust side camshaft 15 ... Intake side cam 16 ... Exhaust side cam 17,18,19 ... Timing pulley 20 ... Timing belt 30 ... Intake passage 31 ... Air cleaner 32 ... Throttle valve 33 ... Surge tank 34 ... intake manifold 40 ... injector 41 ... fuel tank 42 ... fuel pump 43 ... fuel pipe 50 ... ignition plug 51 ... igniter 52 ... ignition coil 53 ... ignition distributor 60 ... exhaust passage 61 ... exhaust manifold 62 ... catalyst Converter 71 ... intake pressure sensor 72 ... Throttle opening sensor 73 ... intake air temperature sensor 74 ... water temperature sensor 75 ... main O 2 sensor 76 ... sub O 2 sensor 77 ... oxygen concentration sensor 78 ... catalyst bed temperature sensor 80 ... crank reference position sensor 81: crank angle sensor 90: engine ECU 98: alarm lamp
Claims (15)
ともに機関の空燃比を理論空燃比近傍に制御しうる内燃
機関において触媒の活性開始温度を検出する装置であっ
て、 該触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、 該触媒より下流側の排気通路に設けられ、酸化還元能力
の小さな金属を電極として有する酸素濃度センサと、 該触媒の暖機過程において該触媒の作用をも含めた前記
酸素濃度センサの出力特性が変化する時点での前記触媒
温度検出手段の出力を触媒活性開始温度と判断する触媒
活性開始温度判断手段と、 を具備する、内燃機関の触媒活性開始温度検出装置。An apparatus for detecting an activation start temperature of a catalyst in an internal combustion engine capable of providing an exhaust gas purification catalyst in an exhaust passage and controlling an air-fuel ratio of the engine near a stoichiometric air-fuel ratio. A catalyst temperature detecting means for detecting, an oxygen concentration sensor provided in the exhaust passage downstream of the catalyst and having a metal having a small oxidation-reduction ability as an electrode, and an operation of the catalyst during the warm-up process of the catalyst. A catalyst activation start temperature detection device for an internal combustion engine, comprising: a catalyst activation start temperature determination unit that determines an output of the catalyst temperature detection unit when the output characteristic of the oxygen concentration sensor changes as a catalyst activation start temperature.
媒の暖機過程において前記酸素濃度センサの出力が所定
値を超える時点での前記触媒温度検出手段の出力を触媒
活性開始温度と判断するものである、請求項１に記載の
内燃機関の触媒活性開始温度検出装置。2. The catalyst activation start temperature judging unit judges an output of the catalyst temperature detection unit when the output of the oxygen concentration sensor exceeds a predetermined value in a process of warming up the catalyst as a catalyst activation start temperature. The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
基準値と比較することにより理論空燃比への空燃比フィ
ードバック制御を行う内燃機関に対して適用され、前記
触媒活性開始温度判断手段における前記所定値が前記基
準値より小さな値である、請求項２に記載の内燃機関の
触媒活性開始温度検出装置。3. A applies to an internal combustion engine which performs air-fuel ratio feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio by comparing the O 2 reference value an output of the O 2 sensor has a sensor, the catalytic activity start temperature determination The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the predetermined value in the means is a value smaller than the reference value.
媒の暖機過程において前記酸素濃度センサの出力の変化
量が所定値を超える時点での前記触媒温度検出手段の出
力を触媒活性開始温度と判断するものである、請求項１
に記載の内燃機関の触媒活性開始温度検出装置。4. The catalyst activation start temperature judging means judges the output of the catalyst temperature detection means at the point in time when the variation of the output of the oxygen concentration sensor exceeds a predetermined value in the process of warming up the catalyst. Claim 1
The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1.
に達したときに空燃比をリッチに制御する手段を更に具
備する、請求項１に記載の内燃機関の触媒活性開始温度
検出装置。5. The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising means for richly controlling an air-fuel ratio when an output of said catalyst temperature detecting means reaches a predetermined temperature.
触媒活性開始温度の判断がなされないまま前記触媒温度
検出手段の出力が所定温度に達したとき触媒に異常があ
ると判断する手段を更に具備する、請求項１に内燃機関
の触媒活性開始温度検出装置。6. The apparatus further comprises means for judging that there is an abnormality in the catalyst when the output of the catalyst temperature detecting means reaches a predetermined temperature without judging the catalyst activation starting temperature by the catalyst activity starting temperature judging means. A catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1.
のＯ2 センサを備える内燃機関に対して適用され、前記
触媒活性開始温度判断手段は、該Ｏ2 センサがリッチと
判定しているときのみ触媒活性開始温度の判断を行う、
請求項１に記載の内燃機関の触媒活性開始温度検出装
置。7. The present invention is applied to an internal combustion engine having an O 2 sensor for controlling an air-fuel ratio in an exhaust passage downstream of a catalyst, and the catalyst activation start temperature judging means judges that the O 2 sensor is rich. The catalyst activation start temperature is determined only when
The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1.
空燃比フィードバック制御用のセンサとして使用され
る、請求項１に記載の内燃機関の触媒活性開始温度検出
装置。8. The method according to claim 1, wherein the oxygen concentration sensor is activated after a catalyst is activated.
The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, which is used as a sensor for air-fuel ratio feedback control.
のＯ2 センサを備える内燃機関に対して適用され、前記
酸素濃度センサは、該Ｏ2 センサの排気側電極を分割し
て一部を酸化還元能力の小さな金属で置換することによ
り形成されている、請求項１に記載の内燃機関の触媒活
性開始温度検出装置。9. An oxygen concentration sensor applied to an internal combustion engine having an O 2 sensor for controlling an air-fuel ratio in an exhaust passage downstream of a catalyst, wherein the oxygen concentration sensor divides an exhaust-side electrode of the O 2 sensor and partially The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the catalyst activation starting temperature detecting device is formed by replacing the metal with a metal having a small oxidation-reduction ability.
とともに機関の空燃比を理論空燃比近傍に制御しうる内
燃機関において触媒の活性開始温度を検出する装置であ
って、 該触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、 該触媒の暖機過程において前記触媒温度検出手段の出力
の上昇率が所定値を超える時点での前記温度検出手段の
出力を触媒活性開始温度と判断する触媒活性開始温度判
断手段と、 を具備する、内燃機関の触媒活性開始温度検出装置。10. An apparatus for detecting an activation start temperature of a catalyst in an internal combustion engine capable of providing an exhaust purification catalyst in an exhaust passage and controlling an air-fuel ratio of the engine to be close to a stoichiometric air-fuel ratio. A catalyst temperature detecting means for detecting, and a catalyst activation start for judging an output of the temperature detecting means as a catalyst activation start temperature when a rate of increase of the output of the catalyst temperature detecting means exceeds a predetermined value in a process of warming up the catalyst. A catalyst activation start temperature detection device for an internal combustion engine, comprising: a temperature determination unit.
記上昇率が所定値を超える状態が所定時間連続して検出
されたときに前記上昇率が所定値を初めて超えた時点で
の前記温度検出手段の出力を触媒活性開始温度と判断す
る、請求項１０に記載の内燃機関の触媒活性開始温度検
出装置。11. The catalyst activation start temperature judging means detects the temperature at the time when the rate of increase first exceeds a predetermined value when a state where the rate of increase exceeds a predetermined value is continuously detected for a predetermined time. The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the output of the means is determined as a catalyst activation start temperature.
される、請求項１０に記載の内燃機関の触媒活性開始温
度検出装置。12. The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the predetermined value is changed according to an exhaust gas flow rate.
される、請求項１０に記載の内燃機関の触媒活性開始温
度検出装置。13. The catalyst activation start temperature detecting device for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the predetermined value is changed according to an exhaust gas temperature.
論空燃比へのフィードバック制御が実行されているとき
のみ触媒活性開始温度の判断を行う、請求項１０に記載
の内燃機関の触媒活性開始温度検出装置。14. The catalyst activation start temperature of the internal combustion engine according to claim 10, wherein the catalyst activation start temperature determining means determines the catalyst activation start temperature only when the feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio is executed. Detection device.
か１項に記載の触媒活性開始温度検出装置と、該触媒活
性開始温度検出装置によって検出される触媒活性開始温
度が所定値よりも高いとき触媒が劣化していると判断す
る触媒劣化判断手段と、を具備する、内燃機関の触媒劣
化検出装置。15. A catalyst activation start temperature detecting device according to claim 1, wherein the catalyst activation start temperature detected by the catalyst activation start temperature detecting device is higher than a predetermined value. And a catalyst deterioration determining means for determining that the catalyst has deteriorated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10033105A JPH11229854A (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10033105A JPH11229854A (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11229854A true JPH11229854A (en) | 1999-08-24 |
Family
ID=12377394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10033105A Withdrawn JPH11229854A (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11229854A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0999352A2 (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-10 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method and apparatus for controlling and monitoring the ageing of a catalytic converter in the exhaust gas of internal combustion engines and of the harmful emissions |
| WO2007094153A1 (en) | 2006-02-14 | 2007-08-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus, control method of power output apparatus, and vehicle equipped with power output apparatus |
| DE102018209811A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for determining a state of a catalytic converter and exhaust gas aftertreatment device |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP10033105A patent/JPH11229854A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0999352A2 (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-10 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method and apparatus for controlling and monitoring the ageing of a catalytic converter in the exhaust gas of internal combustion engines and of the harmful emissions |
| EP0999352A3 (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-17 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method and apparatus for controlling and monitoring the ageing of a catalytic converter in the exhaust gas of internal combustion engines and of the harmful emissions |
| US6450018B1 (en) | 1998-11-02 | 2002-09-17 | Herneus Electro-Nite International N.V. | Process and device for monitoring and observation of aging of a catalytic converter in exhaust gas of internal combustion engines and of emission of hazardous materials |
| WO2007094153A1 (en) | 2006-02-14 | 2007-08-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus, control method of power output apparatus, and vehicle equipped with power output apparatus |
| US7997365B2 (en) | 2006-02-14 | 2011-08-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus, control method of power output apparatus, and vehicle equipped with power output apparatus |
| DE102018209811A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for determining a state of a catalytic converter and exhaust gas aftertreatment device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6594987B2 (en) | Apparatus for detecting fault in exhaust system of internal combustion engine | |
| US8656701B2 (en) | Control device | |
| CN107076045B (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
| US7698886B2 (en) | Catalyst deterioration degree acquiring apparatus in internal combustion engine | |
| US20110308506A1 (en) | Internal combustion engine control device and control method thereof | |
| US8650943B2 (en) | Apparatus for determining an air-fuel ratio imbalance among cylinders of an internal combustion engine | |
| WO2011070688A1 (en) | Device for determining imbalance between air/fuel ratios of cylinders of internal-combustion engine | |
| JP2018131918A (en) | Abnormality diagnostic device of internal combustion engine | |
| JP4815407B2 (en) | Operation control device for internal combustion engine | |
| US7874143B2 (en) | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine and control method thereof | |
| JP3572927B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
| JP2018135858A (en) | Internal combustion engine abnormality diagnostic device | |
| US6729305B2 (en) | Fuel injection amount control apparatus and method for internal combustion engine | |
| WO2009110170A1 (en) | Exhaust system diagnostic apparatus of internal combustion engine | |
| JPH11229854A (en) | Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine | |
| JP4835588B2 (en) | Oxygen sensor failure diagnosis device for internal combustion engine | |
| JP3674404B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2000064938A (en) | Ion current detecting device for internal combustion engine | |
| US8833150B2 (en) | Apparatus and method for detecting abnormality of imbalance of air-fuel ratios among cylinders | |
| JP2000054942A (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
| JP4411755B2 (en) | Exhaust purification catalyst deterioration state diagnosis device | |
| JP3721878B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
| JP3973387B2 (en) | Intake pressure detection method for internal combustion engine | |
| JP3627417B2 (en) | Fuel property detection device for internal combustion engine | |
| JP7360261B2 (en) | engine system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040120 |