WO2023047571A1 - 触媒劣化診断装置 - Google Patents
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Definitions
- This invention relates to a catalyst deterioration diagnostic device that diagnoses deterioration of a catalyst that purifies exhaust gas emitted from an engine.
- a catalyst deterioration diagnosis device that diagnoses the deterioration of the catalyst that purifies the exhaust gas emitted from the engine.
- an upstream oxygen concentration sensor and a downstream oxygen concentration sensor are provided respectively upstream and downstream of the catalyst in the flow direction of the exhaust gas.
- the catalyst deterioration diagnosis device counts the duration of the rich/lean state, and when the duration reaches a predetermined delay time, Operate the engine to reverse the increase/decrease in the amount of fuel supplied.
- Deterioration diagnosis of the catalyst is performed based on the output signal of the downstream oxygen concentration sensor when the reversal of the increase/decrease of the fuel amount is controlled based on the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor.
- a set of abrupt reversals and subsequent reversals occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor, and the abrupt signal
- the interval between the earlier and later inversions in the set of inversions (hereafter referred to as the "length of the set of abrupt signal inversions") can be long.
- a sudden signal reversal set shorter than the delay time is generated, the increase and decrease of the fuel amount are not reversed, but a sudden signal longer than the delay time If a reversal set occurs, the increase and decrease of the fuel amount will be reversed.
- Patent Document 1 The catalyst deterioration diagnosis based on the output signal of the downstream oxygen concentration sensor in Patent Document 1 is based on the premise that the cycle of reversing the increase and decrease of the fuel amount is a cycle suitable for diagnosis. Therefore, if the interval at which the increase and decrease of the fuel quantity are reversed changes due to the long sudden signal reversal group, the chances of diagnosing deterioration of the catalyst are reduced.
- Patent Document 1 by lengthening the delay time, it is conceivable to prevent the increase and decrease of the fuel quantity from being reversed even if a long sudden signal inversion group occurs.
- Rich in the output signal of an upstream oxygen concentration sensor that is arranged upstream of the catalyst in the flow direction of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine and outputs a signal according to whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich or lean. / operating the engine such that an increase/decrease reversal of the amount of fuel supplied to the engine is performed based on the reversal of the lean condition; a first signal inversion timing at which the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is inverted; and a second signal inversion timing at which the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is inverted following the first signal inversion timing.
- the first reversal determination period is defined as the interval from the timing at which it is determined to reverse the increase/decrease of the fuel amount based on the reversal of the rich/lean state
- a signal invalid period is provided in a period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing when the engine is operated such that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval, and the signal
- the abrupt signal inversion group occurs during the invalid period, the length of the abrupt signal inversion group is longer than the first inversion determination period, and the abrupt signal inversion group is the first signal inversion timing and the abrupt signal inversion group. If it falls within the period between the second signal inversion timing, the sudden signal inversion group is ignored and the increase/decrease of the fuel amount is controlled so as not to be reversed.
- the catalyst deterioration diagnosis device operates the engine so that the increase/decrease of the amount of fuel supplied to the engine is reversed based on the reversal of the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor. Further, the catalyst deterioration diagnosis device diagnoses deterioration of the catalyst according to the output signal of the downstream oxygen concentration sensor when the engine is operated such that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval. Further, the catalyst deterioration diagnosis device provides a signal invalid period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing when the engine is operated such that the signal inversion interval is the catalyst deterioration diagnosis interval.
- a sudden signal inversion group occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor, the length of the sudden signal inversion group is longer than the first inversion determination period, and the sudden signal inversion group
- the sudden signal inversion set is ignored and the increase/decrease of the fuel quantity is not reversed.
- the signal invalid period is not provided, the increase/decrease of the fuel quantity based on the sudden signal reversal group is reversed when the sudden signal reversal group as described above occurs.
- the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount becomes shorter than the catalyst deterioration diagnosis interval, and deterioration diagnosis of the catalyst cannot be performed. That is, the chances of diagnosing deterioration of the catalyst are reduced.
- by lengthening the first reversal determination period instead of providing the signal invalid period it is possible to prevent the reversal of the increase/decrease of the fuel amount based on the sudden signal reversal group as described above from occurring. can.
- the first reversal determination period is made too long, there is a high possibility that the increase/decrease of the fuel amount will not be reversed even when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor normally reverses.
- the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount becomes longer than the catalyst deterioration diagnosis interval, and deterioration diagnosis of the catalyst cannot be performed. That is, the chances of diagnosing deterioration of the catalyst are reduced.
- the signal invalid period is provided between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing, thereby ignoring the sudden signal inversion group and increasing the fuel amount. / Decrease is not reversed. This ensures that the increase/decrease in fuel quantity is not reversed based on a long set of abrupt signal reversals, but that the fuel quantity increases when a normal reversal occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor. /decrease can be reversed. As a result, it is possible to prevent the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount from becoming shorter or longer than the catalyst deterioration diagnosis interval, thereby securing an opportunity to enable deterioration diagnosis of the catalyst.
- a catalyst deterioration diagnosis device may have the following configuration.
- the first signal inversion timing and then the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the first signal inversion timing When the second reversal determination period is defined as the interval from the timing at which it is determined to reverse the increase/decrease of the fuel amount based on the reversal of the rich/lean state,
- the start timing of the signal invalid period is controlled so as to be the timing when the second inversion determination period has elapsed after the first signal inversion timing.
- the start timing of the signal invalid period is controlled to be the timing after the first signal inversion timing and the second inversion determination period.
- the start timing of the signal invalid period is after the timing at which the second inversion determination period has passed after the first signal inversion timing.
- the increase/decrease of the fuel amount is reversed based on the sudden signal inversion group that occurs during the period from the timing at which the second inversion determination period has elapsed to the start timing of the signal invalid period. There are times when it is done.
- the interval at which the increase and decrease of the fuel amount are reversed becomes shorter than the catalyst deterioration diagnosis interval, and the chances of enabling deterioration diagnosis of the catalyst decrease. From the above, in this configuration, deterioration diagnosis of the catalyst can be performed more effectively than in the case where the start timing of the signal invalid period is after the timing at which the second inversion determination period has passed after the first signal inversion timing. You can secure as many opportunities as possible.
- a catalyst deterioration diagnosis device may have the following configuration. Control is performed so that the signal invalid period is not provided except when the engine is operated such that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval.
- control to provide a signal invalid period is not performed except when the engine is operated such that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval, that is, when the catalyst deterioration diagnosis is not performed. Therefore, it is possible to simplify the control for reversing the increase/decrease of the fuel amount when the catalyst deterioration diagnosis is not performed.
- a catalyst deterioration diagnosis device may have the following configuration.
- the signal invalid period is controlled to be set to different lengths according to the operating conditions of the engine.
- the signal invalid period can be set to an appropriate period according to the operating state of the engine.
- the engine fuel may be either gasoline fuel, alcohol fuel, mixed fuel of gasoline and alcohol, or light oil.
- the type of engine may be a 4-stroke engine or a 2-stroke engine.
- the engine may or may not have a canister.
- the engine may or may not have a forced induction device.
- the supercharger may be a turbocharger or a supercharger.
- the type of engine may be a single-cylinder engine with a single combustion chamber or a multi-cylinder engine with multiple combustion chambers.
- the form of arrangement of the plurality of cylinders (plurality of combustion chambers) in the multi-cylinder engine is not particularly limited.
- the cycle of reversal of increase/decrease in the amount of fuel supplied to a plurality of combustion chambers is the same or substantially the same. Timings at which fuel is supplied to the plurality of combustion chambers may differ from each other. When the number of fuel chambers is four or more, the timing at which fuel is supplied to two of the plurality of combustion chambers may be the same.
- the use of the engine is not particularly limited.
- the engine may constitute a vehicle, a ship, or the like. Further, when the engine constitutes a vehicle, the vehicle includes, for example, an automobile and a straddle-type vehicle.
- a straddle-type vehicle refers to a vehicle in general in which a rider (driver) rides while straddling a saddle.
- a straddle-type vehicle may or may not have wheels.
- Straddle-type vehicles include motorcycles, motor tricycles, four-wheeled buggies (ATVs: All Terrain Vehicles), snowmobiles, personal water crafts, and the like.
- the catalyst purifies the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine.
- the catalyst is a three-way catalyst (TWC), an oxidation catalyst (DOC), an SCR catalyst for NOx selective reduction, a NOx storage reduction catalyst (LNT), or the like.
- a three-way catalyst is a catalyst that removes three substances, mainly hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas, which are atmospheric pollutants, by oxidizing or reducing them. That's what I mean.
- a three-way catalyst is, for example, a catalyst containing platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh).
- the three-way catalyst oxidizes or reduces hydrocarbons to water and carbon dioxide, carbon monoxide to carbon dioxide, and nitrogen oxides to nitrogen, respectively, thereby purifying the exhaust gas.
- the NOx selective reduction SCR catalyst contains at least one selected from the group consisting of metal-substituted zeolite, vanadium, titania, tungsten oxide, silver, and alumina.
- the NOx storage reduction catalyst is alkali metal and/or alkaline earth metal and the like. Alkali metals are K, Na, Li and the like. Alkaline earth metals are Ca and the like.
- the catalyst may be a catalyst that removes any one or two of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides. The catalyst need not be a redox catalyst.
- the catalyst may be an oxidation catalyst or a reduction catalyst that removes air pollutants by either oxidation or reduction alone.
- the catalyst has a structure in which a noble metal having an exhaust gas purifying action is adhered to a base material.
- the catalyst may be a metal-based catalyst or a ceramic-based catalyst.
- the upstream oxygen concentration sensor and the downstream oxygen concentration sensor detect the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine.
- the upstream oxygen concentration sensor and the downstream oxygen concentration sensor may be collectively referred to as oxygen concentration sensors.
- Oxygen concentration sensors include O2 sensors and linear A/F sensors.
- the O2 sensor detects that the oxygen concentration in the exhaust gas is higher than the first concentration and lower than the second concentration.
- the first concentration may be higher than or the same as the second concentration.
- a linear A/F sensor continuously detects changes in oxygen concentration in the exhaust gas. Whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich or lean can be detected based on the signal of the upstream oxygen concentration sensor.
- the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio.
- the target air-fuel ratio may be a value or range including the stoichiometric air-fuel ratio, or may be a value or range slightly deviating from the stoichiometric air-fuel ratio.
- the output signal of the upstream oxygen concentration sensor When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich, the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is rich, and when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean, the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is lean.
- the rich state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is, for example, a state in which the voltage value or current value of the output signal is greater than the first value.
- the lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is a state in which the voltage value or current value of the output signal is smaller than a second value equal to or smaller than the first value.
- the oxygen concentration sensor has a sensor element portion composed of a solid electrolyte body mainly composed of zirconia, for example. When the sensor element portion of the oxygen concentration sensor is heated to a high temperature and activated, the oxygen concentration sensor can detect the oxygen concentration.
- the reversal of the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor means that the output signal of the upstream oxygen concentration sensor changes from a rich state indicating that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich to One is switching to a lean state indicating that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean, and the other is that the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches from the lean state to the rich state.
- the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 switches from rich to lean.
- the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 switches from lean to rich.
- the first signal inversion timing is the timing at which the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the low state or the timing at which the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the rich state.
- the second signal inversion timing means that the output signal of the upstream oxygen concentration sensor changes to the rich state when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the lean state at the first signal inversion timing. It is the timing of switching.
- the second signal inversion timing means that when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the rich state at the first signal inversion timing, the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is in the lean state. It is the timing of switching to
- the second signal inversion timing at which the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is inverted after the first signal inversion timing means that a sudden signal inversion group occurs. It is the timing at which the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is inverted next to the first signal inversion timing in the state where the oxygen concentration sensor is not in the state.
- the reversal of the increase/decrease of the fuel amount means that the amount of fuel supplied to the combustion chamber is switched from increasing to decreasing, and the amount of fuel supplied to the combustion chamber is decreased. It is to switch from a state of increasing to a state of increasing.
- the length of the second inversion determination period may be the same as or different from the length of the first inversion determination period.
- the reversal of the increase/decrease of the fuel amount is determined.
- the fuel increase/decrease reversal may be performed when the fuel increase/decrease reversal is determined, or may be performed when a predetermined time has elapsed after the fuel increase/decrease reversal has been determined. may be broken.
- the catalyst deterioration diagnosis device is a device that has a processor and a storage device and executes at least the catalyst deterioration diagnosis and fuel amount control described in the present invention and this specification.
- the catalyst deterioration diagnosis device may be, for example, an ECU (Electronic Control Unit).
- the processor is configured to perform the control recited in the claims.
- Processors include microcontrollers, CPUs (Central Processing Units), microprocessors, multiprocessors, application specific integrated circuits (ASICs), programmable logic circuits (PLCs), field programmable gate arrays (FPGAs) and herein Any other circuitry capable of diagnosing the state of catalyst deterioration and controlling fuel quantity described is included.
- a storage device is a device for saving or storing data and programs. Storage devices include semiconductor memories such as registers and cache memories, main memory (main memory device/RAM), storage (external memory device/auxiliary memory device), and the like.
- the catalyst deterioration diagnosis device diagnoses the deterioration state of the catalyst based on the signal from the downstream oxygen concentration sensor. For example, the catalyst deterioration diagnosis device diagnoses the deterioration state of the catalyst based on a catalyst deterioration judgment value related to deterioration of the catalyst obtained from the output signal of the downstream oxygen concentration sensor and a preset catalyst deterioration judgment threshold value. do. For example, the catalyst deterioration diagnosis device diagnoses the deterioration state of the catalyst by comparing the catalyst deterioration judgment value and the catalyst deterioration judgment threshold value.
- the "catalyst deterioration diagnosis interval suitable for catalyst deterioration diagnosis” includes the signal inversion interval when the output signal of the downstream oxygen concentration sensor used for catalyst deterioration diagnosis is detected.
- the engine is operated such that the signal inversion interval is a catalyst deterioration diagnosis interval suitable for the catalyst deterioration diagnosis” means that the fuel amount is increased for the catalyst deterioration diagnosis.
- the signal inversion interval becomes a catalyst deterioration diagnosis interval suitable for diagnosing catalyst deterioration, and as a result of controlling the fuel amount instead of diagnosing catalyst deterioration, the signal inversion interval becomes suitable for diagnosing catalyst deterioration. This includes providing suitable catalyst deterioration diagnostic intervals.
- the catalyst deterioration diagnosis interval is set so that the output signal of the downstream oxygen concentration sensor used for the catalyst deterioration diagnosis is detected.
- This signal inversion interval is the same as any signal inversion interval when the deterioration diagnosis of the catalyst is not performed.
- the plurality of signal inversion intervals may not be exactly the same. That is, the catalyst deterioration diagnosis interval may be within a numerical range.
- the length of the sudden signal inversion set means that when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the lean state at the first signal inversion timing, the length of the sudden signal inversion set before the rich/lean state.
- the length of the sudden signal inversion set means that when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the rich state at the first signal inversion timing, the length of the sudden signal inversion set before the rich/rich state is reached.
- the abrupt signal inversion group occurs during the signal invalid period means that the rich/lean state before the abrupt signal inversion group is inverted and the rich/lean state after the abrupt signal inversion group occurs within the signal invalid period.
- the abrupt signal inversion group occurs during the signal invalid period means that at least the first inversion of the two inversions forming the abrupt signal inversion group occurs within the signal invalid period. .
- the catalyst deterioration diagnosis device may not ignore the sudden pair of signal inversions. For example, if the length of the period from the end of the signal invalid period to the rich/lean state after the sudden signal inversion group is longer than or equal to the first signal inversion period, the catalyst deterioration diagnosis device cannot ignore the sudden signal inversion group.
- the fuel amount may be controlled without In other words, if the length of the period from the end of the signal invalid period to the rich/lean state after the sudden signal inversion group is shorter than the first signal inversion period, the catalyst deterioration diagnostic device selects the sudden signal inversion group. ignore.
- "setting the signal invalid period to a different length according to the operating state of the engine” means, for example, that the catalyst deteriorates according to the rotational speed of the engine and/or the load of the engine. To change the length of a signal invalid period according to a catalyst deterioration diagnosis interval when the diagnosis interval is changed.
- a simulator provided between the catalyst deterioration diagnosis device and the upstream oxygen concentration sensor can be used to confirm whether or not the control by the catalyst deterioration diagnosis device of the present invention described in the claims is being performed. can be done.
- a synthesized signal obtained by combining the pseudo signal generated by the simulator and the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is input to the catalyst deterioration diagnosis device.
- a pseudo signal is input when the engine is operated such that the signal inversion interval in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval. If a sudden signal inversion group occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor, the pseudo signal is input again.
- the simulator is used to acquire the first reversal determination period, for example, according to the following procedure.
- synthesis A dummy signal is input so that the rich/lean state of the signal is inverted.
- the spurious signal is input for only a short time and the rich/lean state of the synthesized signal quickly reverts. Without changing conditions such as the operating state of the engine, such a pseudo signal is repeatedly input such that ⁇ T is gradually shortened from a relatively long period.
- FIGS. 10(a) and 10(b) show that the inversion of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the starting point of ⁇ T is all switching to the rich state
- FIGS. 10(d) and 10(e). ) shows the case where the reversal of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the beginning of ⁇ T is all a switch to the lean state.
- the timing of the first reversal of the fuel amount increase/decrease after the second signal reversal timing is after the second signal reversal timing when there is no pseudo signal, as shown in FIGS.
- .DELTA.T is equal to or longer than the predetermined time
- the timing fuel amount increases/decreases in the same reversal as shown in FIGS.
- the timing of the first reversal of the fuel amount increase/decrease after the second signal reversal timing is the timing when the first reversal determination period has passed after the second signal reversal timing, and after the second signal reversal timing
- the first reversal determination period can be acquired by the above-described procedure at any timing when a time longer than the first reversal determination period has elapsed.
- the second inversion determination period can also be acquired in the same procedure as described above. Next, for example, as shown in FIGS. 11(a) and 11(d), the combined signal is longer than the first inversion determination period and falls within the period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing.
- a pseudo signal is input so as to generate such a signal inversion pair. That is, the pseudo signal generates a dummy of the sudden signal inversion set. For example, the dummy signal is input so that the previous inversion in the signal inversion group occurs when the second inversion determination period or more has elapsed from the first signal inversion timing.
- the catalyst deterioration diagnosis device of the present invention according to whether or not the increase/decrease of the fuel amount is reversed based on the signal inversion set by the pseudo signal. can be done.
- 11(b) and (e) show the case where the fuel amount increase/decrease is not reversed
- FIGS. 11(c) and (f) show the case where the fuel amount increase/decrease is reversed.
- Whether the increase/decrease of the fuel amount has been reversed based on the signal inversion set is determined by the reversal of the increase/decrease of the fuel amount based on the reversal of the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the first signal reversal timing. and the timing of reversal of the fuel amount increase/decrease based on the reversal of the rich/lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the second signal reversal timing. It can be confirmed by whether or not it has been reversed.
- Information about when the signal inversion interval was the catalyst deterioration diagnosis interval (when the catalyst deterioration diagnosis was performed) can be obtained using, for example, an external scan tool.
- the external scan tool is a device that reads the results of the catalyst deterioration diagnosis, the information used for this diagnosis, the operating conditions when this diagnosis was made, etc., from the catalyst deterioration diagnosis device.
- the external scan tool is detachably connected to the catalyst deterioration diagnosis device.
- the external scan tool may be able to wirelessly communicate with the catalyst deterioration diagnostic device.
- the operating conditions at the time of diagnosis acquired by the external scan tool include, for example, engine speed, intake air amount, throttle valve opening, intake pressure, fuel amount correction coefficient, and the like.
- the fuel amount correction factor is a correction factor for the basic fuel supply amount.
- Timing at which the increase/decrease of the fuel amount is reversed may be acquired based on a signal sent from the catalyst deterioration diagnosis device to the fuel supply device that supplies fuel to the engine.
- At least one (one) of a plurality of options includes all conceivable combinations of the plurality of options.
- At least one (one) of the multiple options may be any one of the multiple options, or may be all of the multiple options.
- at least one of A, B and C may be A only, B only, C only, A and B, A and C There may be, it may be B and C, or it may be A, B and C.
- a and/or B means that it can be A, it can be B, it can be both A and B.
- the invention may include a plurality of that element. good. Also, the invention may have only one of this component.
- the catalyst deterioration diagnosis device of the present invention it is possible to ensure many opportunities for catalyst deterioration diagnosis.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a catalyst deterioration diagnosis device according to a first embodiment of the present invention.
- 2A to 2C are diagrams for explaining Comparative Example 1 with respect to the first embodiment.
- FIG. 2(a) is a diagram for explaining changes in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor in Comparative Example 1
- FIG. 2(c) is a diagram for explaining changes in the amount of fuel when a sudden signal reversal group K2a occurs
- FIG. 2(c) shows a sudden signal reversal group K1b or a sudden
- FIG. 10 is a diagram for explaining changes in the amount of fuel when a signal inversion group K2b is generated
- FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining Comparative Example 2 with respect to the first embodiment.
- FIG. 3(a) is a diagram for explaining changes in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor in Comparative Example 2, and FIG. It is a figure for demonstrating the change of the fuel amount when it generate
- FIG. 4 is a diagram for explaining a straddle-type vehicle equipped with a catalyst deterioration diagnosis device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of an engine unit controlled by a catalyst deterioration diagnosis device according to a third embodiment of the invention.
- FIG. 6(a) is a flow chart showing the flow of processing when diagnosing deterioration of the catalyst in the catalyst deterioration diagnosis device of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6(b) is the flow of FIG. 6(a).
- FIG. 10 is a diagram showing changes in the amount of fuel during deterioration diagnosis of the catalyst when processing is performed along .
- FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the rich/lean state change of the upstream oxygen concentration sensor and the fuel amount increase/decrease, and the details of the fuel amount increase and decrease.
- FIG. 8 is a flow chart for explaining the flow of processing including catalyst deterioration diagnosis in the catalyst deterioration diagnosis device according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 9(a) is a diagram for explaining the signal invalid period when the engine is operated so that the catalyst deterioration diagnosis interval is lengthened by the catalyst deterioration diagnosis device according to the sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 10(a) shows that the reversal of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the starting point of ⁇ T is all switching to the rich state, and the fuel amount when ⁇ T in the combined signal is longer than the first reversal determination period.
- FIG. 10(a) shows that the reversal of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the starting point of ⁇ T is all switching to the rich state, and the fuel amount when ⁇ T in the combined signal is longer than the first reversal determination period.
- FIG. 10(b) shows that the inversion of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the starting point of ⁇ T is all switching to the rich state, and ⁇ T in the combined signal is the first
- FIG. 10(c) is a diagram for explaining changes in the amount of fuel when the inversion determination period or less is reached
- FIG. 10(d) is a diagram for explaining changes in the fuel amount when no pseudo signal is included.
- 10(e) is an output signal of the upstream oxygen concentration sensor at the starting point of ⁇ T
- FIG. is a switch to a lean state
- ⁇ T in the combined signal is less than or equal to the first reversal determination period.
- FIG. 10 is a diagram for explaining changes in the amount of fuel when the inversion of the output signal of the concentration sensor is switched to the lean state and the combined signal does not contain the pseudo signal;
- FIGS. 11(a) to 11(f) are diagrams for explaining part of the procedure for confirming whether or not the control by the catalyst deterioration diagnosis device of the present invention is being performed.
- FIG. 11(a) is a diagram for explaining the dummies of the abrupt signal inversion group generated by the pseudo signal during the period from when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the rich state to when it switches to the lean state.
- FIG. 11(b) is a diagram for explaining changes in the fuel amount when the signal of FIG. 11(c) is a diagram for explaining changes in the fuel amount when the signal of FIG.
- FIG. 11(a) is input to the catalyst deterioration diagnosis device in a state where no signal invalid period is provided;
- ) is a diagram for explaining the dummies of the sudden signal reversal group generated by the pseudo signal during the period from when the output signal of the upstream oxygen concentration sensor switches to the lean state to the rich state;
- FIG. 11(e) is a diagram for explaining changes in the fuel amount when the signal of FIG. 11(d) is input to the catalyst deterioration diagnosis device in a state in which the signal invalid period is provided;
- 11B is a diagram for explaining changes in the amount of fuel when the signal of FIG. 11D is input to the catalyst deterioration diagnosis device in a state in which no signal invalid period is provided;
- a catalyst deterioration diagnostic device 80 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 of the first embodiment is provided for the engine unit 11.
- the engine unit 11 has an engine 20 , a catalyst 53 , an upstream oxygen concentration sensor 76 and a downstream oxygen concentration sensor 77 .
- Engine 20 may be a four-stroke engine or a two-stroke engine.
- the upstream oxygen concentration sensor 76 is arranged upstream of the catalyst 53 in the flow direction of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 30 of the engine 20 .
- the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 is a signal corresponding to whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich or lean.
- a rich state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 indicating that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich is, for example, a state in which the value Vj of the output signal is greater than the first value Vj1.
- a lean state of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 indicating that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean is, for example, a state in which the value Vj of the output signal is smaller than the second value Vj2.
- the second value Vj2 is equal to or less than the first value Vj1.
- the downstream oxygen concentration sensor 77 is arranged downstream of the catalyst 53 in the flow direction of the exhaust gas.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the fuel amount H.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 operates the engine 20 so that the increase/decrease of the fuel amount H is reversed based on the rich/lean state reversal of the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 detects the timing (for example, the signal inversion timings T1a, T3a, and T5a in FIG. 1) at which the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 switches to the lean state and the timing (for example, the timing in FIG. 1) after the inversion determination period R1 has passed.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 increases the fuel amount H based on this determination. That is, the increase/decrease of the fuel amount H is reversed. Further, the catalyst deterioration diagnosis device 80 detects the timing (for example, the timing signal inversion timings T2a and T4a in FIG. 1) at which the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 switches to the rich state, and the timing (for example, timing signal inversion timings T2a and T4a in FIG.
- the inversion determination period R2 may be the same as the inversion determination period R1, or may be different from the inversion determination period R1.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 reduces the fuel amount H based on this determination. That is, the increase/decrease of the fuel amount H is reversed.
- An interval from the inversion timing is defined as a signal inversion interval.
- the second signal inversion timing is the signal inversion timing T2a in FIG.
- the first signal inversion timing is the signal inversion timing T2a in FIG.
- the second signal inversion timing is the signal inversion timing T3a in FIG.
- the first signal inversion timing may be the signal inversion timing T3a, the signal inversion timing T4a, or the signal inversion timing T5a in FIG.
- the inversion determination period R2 corresponds to the first inversion determination period of the present invention.
- the inversion determination period R1 corresponds to the first inversion determination period of the present invention.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the engine so that the signal inversion interval, which is the interval between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing, becomes the catalyst deterioration diagnosis intervals W1 and W2 suitable for diagnosing the deterioration of the catalyst 53 . 20 is operated, based on the signal of the downstream oxygen concentration sensor 77, the deterioration diagnosis of the catalyst 53 is performed.
- the catalyst deterioration diagnosis interval W1 is the catalyst deterioration diagnosis interval when switching to the lean state at the first signal inversion timing.
- the catalyst deterioration diagnosis interval W2 is the catalyst deterioration diagnosis interval when the state is switched to the rich state at the first signal inversion timing.
- the catalyst deterioration diagnosis interval W1 and the catalyst deterioration diagnosis interval W2 may be the same or different.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 detects the signal inversion intervals between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing when the engine 20 is operated such that the signal inversion intervals are equal to the catalyst deterioration diagnosis intervals W1 and W2.
- signal invalid periods M1 and M2 are provided to control the fuel amount H.
- the signal invalid period M1 is a signal invalid period when switching to the lean state at the first signal inversion timing.
- the signal invalid period M2 is a signal invalid period when switching to the rich state at the first signal inversion timing.
- the length of the signal invalid period M1 and the length of the signal invalid period M2 may be the same or different.
- the start timing and end timing of the signal invalid periods M1 and M2 are not limited to the timings shown in FIG.
- the sudden signal inversion group is suddenly generated in the period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing. may occur.
- a set of abrupt signal inversions is a set of rich/lean state inversions followed by rich/lean state inversions in the upstream oxygen concentration sensor 76 output signal.
- a sudden signal inversion group occurs during the signal invalid period M1, and the length of the sudden signal inversion group is longer than the inversion determination period R2 (first inversion determination period), and When the sudden signal inversion set is between the first signal inversion timing and the second inversion timing, the sudden signal inversion set is ignored and the increase/decrease of the fuel amount H is reversed.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 generates a sudden signal inversion group during the signal invalid period M2, and the length of the sudden signal inversion group is longer than the inversion determination period R1 (first inversion determination period), and When the sudden signal inversion set is between the first signal inversion timing and the second inversion timing, the sudden signal inversion set is ignored and the increase/decrease of the fuel amount H is reversed. control to prevent
- the abrupt signal inversion set K1a is a set of rich/lean state inversions at timing U1a and rich/lean state inversions at timing U1b after timing U1a.
- the abrupt signal inversion set K1b is a set of rich/lean state inversions at timing U1c and rich/lean state inversions at timing U1d after timing U1c.
- the length X1a of the sudden signal inversion group K1a and the length X1b of the sudden signal inversion group K1b are longer than the inversion determination period R2.
- the abrupt signal inversion set K1a and K1b falls between the signal inversion timing T1a and the signal inversion timing T2a. Both the timing U1a and the timing U1b are within the signal invalid period M1.
- the timing U1c is within the signal invalid period M1, and the timing U1b is after the signal invalid period M1.
- the abrupt signal inversion set K2a is a set of rich/lean state inversions at timing U2a and rich/lean state inversions at timing U2b after timing U2a.
- the abrupt signal inversion set K2b is a set of rich/lean state inversions at timing U2c and rich/lean state inversions at timing U2d after timing U2c.
- the length X2a of the abrupt signal inversion group K2a and the length X2b of the abrupt signal inversion group K2b are longer than the inversion determination period R1.
- the abrupt signal inversion set K2a and K2b falls between the signal inversion timing T2a and the signal inversion timing T3a.
- Both the timing U2a and the timing U2b are within the signal invalid period M2.
- the timing U2c is within the signal invalid period M1, and the timing U2b is after the signal invalid period M1.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the fuel amount H by ignoring the sudden signal inversion group K2a and K2b when the sudden signal inversion group K2a or the sudden signal inversion group K2b occurs during the signal invalid period M2.
- the fuel amount H no reversal of the increase/decrease of
- the first embodiment by providing the signal invalid periods M1 and M2, even if the sudden signal inversion groups K1a, K1b, K2a, and K2b occur during the signal invalid periods M1 and M2, the sudden signal inversion group K1a , K1b, K2a, and K2b do not occur, it is possible to suppress the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount H from becoming shorter. As a result, many opportunities for diagnosing deterioration of the catalyst 53 can be secured.
- the inversion determination periods R1 and R2 are lengthened so that the abrupt signal inversion group K1a, It is conceivable to prevent the increase/decrease of the fuel amount H from being reversed based on the abrupt signal inversion set K1a, K1b, K2a, and K2b when K1b, K2a, and K2b occur.
- the reversal determination periods R1 and R2 are made too long, even if normal reversal occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 (reversal at the signal reversal timings T1a, T2a, T3a, T4a, and T5a), The increase/decrease of the fuel amount H may not be reversed.
- the signal invalid periods M1 and M2 are provided to reverse the increase/decrease of the fuel amount H based on the abrupt signal inversion sets K1a, K1b, K2a, and K2b.
- the signal inversion interval is lengthened.
- the lengths of the signal invalid periods M1 and M2 hardly affect the length of the signal inversion interval. Therefore, it is not necessary to lengthen the catalyst deterioration diagnosis interval (signal inversion interval) in order to provide the signal invalid periods M1 and M2. Therefore, compared with Comparative Example 2, more opportunities for diagnosing deterioration of the catalyst 53 can be secured.
- the degree of freedom in setting the length of the catalyst deterioration diagnosis interval (signal inversion interval) is higher than in the second comparative example.
- the additional time Q1 when the engine 20 is operated such that the signal inversion intervals are equal to the catalyst deterioration diagnosis intervals W1 and W2 may be greater than 0 as shown in FIG. 1, or may be 0.
- the increase/decrease of the fuel amount H is reversed at timings T1c, T3c, and T5c after the sum of the reversal determination period R1 and the additional time Q1 (R1+Q1) has elapsed from the signal reversal timings T1a, T3a, and T5a.
- the additional time Q2 when the engine 20 is operated such that the signal inversion intervals are equal to the catalyst deterioration diagnosis intervals W1 and W2 may be greater than 0 as shown in FIG. 1, or may be 0.
- the increase/decrease of the fuel amount H is reversed at timings T2c and T4c after a time (R2+Q2) obtained by adding the reversal determination period R2 and the additional time Q2 from the signal reversal timings T2a and T4a.
- the start timing of the signal invalid periods M1 and M2 may be the timing after the second inversion determination period has elapsed from the first signal inversion timing.
- the inversion determination period R1 is the second inversion determination period.
- the start timing of the signal invalid interval M1 may be timings T1b, T3b, and T5b when the inversion determination period R1 has passed from the signal inversion timings T1a, T3a, and T5a.
- the first signal inversion timings are the signal inversion timings T2a and T4a in FIG.
- the inversion determination period R2 is the second inversion determination period of the present invention.
- the start timing of the signal invalid interval M2 may be timings T2b and T4b when the inversion determination period R2 has passed from the signal inversion timings T2a and T4a.
- the start timing of the signal invalid periods M1 and M2 may be the timing between the second signal inversion timing and the timing when the second inversion determination period has elapsed from the first signal inversion timing.
- Comparative Example 1 compared with the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2(a) to 2(c).
- the signal invalid periods M1 and M2 are not provided between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing. Other points are the same as the first embodiment.
- the signal invalid period M1 is provided, as described above, even if the abrupt signal inversion pairs K1a and K1b having the lengths X1a and X1b longer than the inversion determination period R2 are generated, the abrupt Signal inversion set K1a, K1b is ignored.
- the increase/decrease of the fuel amount H is not reversed at the timing when the time (R1+Q1) has passed from the timing U2a. Further, the increase/decrease of the fuel amount H is not reversed at the timing when the time (R1+Q1) has passed from the timing U2c.
- Comparative Example 1 in which the signal invalid period M2 is not provided, if a sudden signal inversion set K2a having a length X2a longer than the inversion determination period R1 is generated, it is indicated by a broken line in FIG. 2(b). Thus, the increase/decrease of the fuel amount H is reversed at the timing after the time (R1+Q1) has passed from the timing U2a.
- Comparative Example 2 to be compared with the first embodiment will be described with reference to FIGS.
- the signal invalid periods M1 and M2 are not provided between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing.
- a reversal determination period R1a longer than the reversal determination period R1 is set instead of the reversal determination period R1 of the first embodiment, and a reversal determination period R2 is set instead of the reversal determination period R2 of the first embodiment.
- a longer reversal determination period R2a is set.
- Other points are the same as the first embodiment.
- the signal inversion interval of Comparative Example 2 is longer than the signal inversion interval of the first embodiment.
- the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 is switched to the lean state (for example, signal reversal timings T1a1 and T3a1 in FIG. (timings T1b1, T3b1), it is decided to reverse the state of decreasing the fuel quantity H to the state of increasing it.
- timings for example, timings T1c1 and T3c1 in FIGS.
- the inversion determination period R1a is longer than the lengths X1a and X1b (see FIG. 1) of the abrupt signal inversion pairs K1a and K1b described in the first embodiment.
- the inversion determination period R2a is longer than the lengths X2a and X2b (see FIG. 1) of the abrupt signal inversion pairs K2a and K2b described in the first embodiment.
- Comparative Example 2 when a sudden signal inversion set having a length longer than the lengths X1a and X1b and shorter than the inversion determination period R1a occurs, the fuel amount H is increased/decreased based on this sudden signal inversion set. cannot be reversed. However, in the case of Comparative Example 2, since the inversion determination periods R1a and R2a are long, the period from the signal inversion timings T1a1 and T3a1 until the inversion determination period R1a elapses and from the signal inversion timings T2a1 and T2a1 to the inversion determination period R2a. There is a high possibility that an abrupt signal inversion group will occur during the period until .
- the increase/decrease of the fuel amount H is not reversed based on the fact that the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 is switched to the lean state at the signal reversal timing T1a1.
- the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount H becomes longer than the catalyst deterioration diagnosis interval.
- a reversal determination period R2a as indicated by the dashed line in FIG.
- the increase/decrease of the fuel amount H is not reversed at timing T2c1. That is, the increase/decrease of the fuel amount H is not reversed based on the fact that the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 is switched to the rich state at the signal reversal timing T2a1. As a result, the interval between the increase/decrease reversal of the fuel amount H becomes longer than the deterioration diagnosis interval.
- the straddle-type vehicle 1 includes an engine unit 11 and a catalyst deterioration diagnostic device 80 .
- the engine unit 11 includes an engine 20 , an exhaust passage portion 51 , a catalyst 53 , an upstream oxygen concentration sensor 76 and a downstream oxygen concentration sensor 77 .
- the cooling system of the engine 20 is a natural air cooling system in FIG. 4, other cooling systems may be used.
- the engine 20 is a four-stroke engine in FIG. 4, it may be a two-stroke engine.
- the position of the catalyst 53 in the exhaust passage portion 51 is not limited to the position shown in FIG.
- the catalyst deterioration diagnostic device 80 of the second embodiment is, for example, an ECU (Electronic Control Unit).
- the ECU controls the engine unit 11 .
- the ECU may perform control of the straddle-type vehicle 1 other than the control of the engine unit 11 .
- Straddle-type vehicles generally have a wider range of engine rotation speeds than automobiles.
- the length of the sudden signal inversion group tends to be long. Therefore, in the second embodiment, when the catalyst deterioration diagnosis device 80 mounted on the straddle-type vehicle 1 diagnoses the deterioration of the catalyst 53, the signal is detected between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing. Set an invalid period.
- diagnosing deterioration of the catalyst 53 in the straddle-type vehicle 1 in which the length of the sudden signal inversion group tends to be long it is possible to secure many opportunities for diagnosing deterioration of the catalyst 53 .
- the engine unit 11 controlled by the catalyst deterioration diagnosis device 80 of the third embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
- the third embodiment has the configuration of the first embodiment.
- the third embodiment may have the configuration of the second embodiment.
- the engine unit 11 has an engine 20, an intake unit 40, and an exhaust unit 50.
- the engine 20 in FIG. 5 is a four-stroke engine.
- the engine 20 includes a crankcase 21, a cylinder body 22, and a cylinder head 23.
- the crankcase 21 accommodates the crankshaft 26 and the like.
- An engine rotation speed sensor 71 is provided in the crankcase 21 .
- the engine rotation speed sensor 71 detects the rotation speed of the crankshaft 26, that is, the engine rotation speed.
- the engine speed is the number of revolutions of the crankshaft 26 per unit time.
- At least one cylinder hole 22a is formed in the cylinder body 22.
- a piston 28 is slidably accommodated in each of the at least one cylinder hole 22a.
- Piston 28 is connected to crankshaft 26 via a connecting rod 29 .
- a combustion chamber 30 is formed by the cylinder head 23, the cylinder hole 22a and the piston 28.
- Engine 20 has at least one combustion chamber 30 .
- a tip portion of a spark plug 31 is arranged in each of the at least one combustion chambers 30 .
- the tip of the spark plug 31 generates spark discharge. This spark discharge ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 30 .
- the ignition plug 31 is connected to the ignition coil 32 .
- the ignition coil 32 stores electric power for generating spark discharge of the ignition plug 31 .
- One or two intake ports 33 and one or two exhaust ports 34 are formed in the combustion chamber 30 .
- the intake port 33 is opened and closed by an intake valve 35 .
- the exhaust port 34 is opened and closed by an exhaust valve 36 .
- the intake valve 35 and the exhaust valve 36 are driven to open and close by a valve train (not shown) housed in the cylinder head 23 .
- the valve train operates in conjunction with the crankshaft 26 .
- the engine unit 11 has an intake passage portion 41 that connects the intake port 33 and an air intake port 41c facing the atmosphere.
- the intake passage portion 41 is connected to all the combustion chambers 30 of the engine 20 .
- the air sucked from the air intake port 41 c flows through the intake passage portion 41 toward the intake port 33 .
- a portion of the intake passage portion 41 is formed in the engine 20 , and the remaining portion of the intake passage portion 41 is formed in the intake unit 40 .
- the intake unit 40 has an intake pipe connected to the engine 20 .
- intake unit 40 has at least one injector 42 and at least one throttle valve 45 .
- the engine unit 11 has an exhaust passage portion 51 that connects the exhaust port 34 and the atmosphere discharge port 64a facing the atmosphere.
- the exhaust passage portion 51 is connected to all the combustion chambers 30 of the engine 20 . Exhaust gas generated in the combustion chamber 30 is discharged to the exhaust passage portion 51 through the exhaust port 34 . Exhaust gas flows through the exhaust passage portion 51 toward the atmosphere discharge port 64a.
- a portion of the exhaust passage portion 51 is formed in the engine 20 , and the remaining portion of the exhaust passage portion 51 is formed in the exhaust unit 50 .
- the exhaust unit 50 has an exhaust pipe 52 connected to the engine 20 . Furthermore, the exhaust unit 50 has a catalyst 53 and a muffler 54 .
- the muffler 54 is a device that reduces noise caused by exhaust gas.
- a muffler 54 is included in the exhaust passage portion 51 .
- An upstream oxygen concentration sensor 76 and a downstream oxygen concentration sensor 77 are provided in the exhaust pipe 52 .
- the upstream oxygen concentration sensor 76 may be provided on the engine 20 .
- a downstream oxygen concentration sensor 77 may be provided in the muffler 54 .
- one catalyst 53 may be provided for the plural fuel chambers 30 , one catalyst 53 may be provided for each fuel chamber 30 , or the plural fuel chambers 30 may be provided for each fuel chamber 30 .
- One catalyst 53 may be provided for two or more of the fuel chambers 30 .
- the upstream oxygen concentration sensor 76 may be provided for each catalyst 53 or may be provided for any one of the plurality of catalysts 53 .
- the downstream oxygen concentration sensor 77 may be provided for each catalyst 53 , may be provided for any one of the plurality of catalysts 53 , or may be provided for the plurality of catalysts 53 .
- the engine unit 11 may have sub-catalysts arranged upstream or downstream of any of the catalysts 53 apart from the at least one catalyst 53 .
- the injector 42 is arranged in the intake passage portion 41 .
- the injector 42 injects fuel into the air inside the intake passage portion 41 .
- fuel is supplied to the combustion chamber 30 through the intake passage portion 41 .
- An injector 42 may be provided to inject fuel directly into the combustion chamber 30 .
- One or two injectors 42 are provided for one combustion chamber 30 .
- the injector 42 is connected to the fuel tank 10 via a fuel hose 43 .
- a fuel pump 44 is arranged inside the fuel tank 10 .
- the fuel pump 44 pumps the fuel in the fuel tank 10 to the fuel hose 43 .
- fuel supply device 46 has injector 42 and fuel pump 44 .
- the throttle valve 45 is provided in the intake passage portion 41 .
- the throttle valve 45 is arranged upstream of the injector 42 .
- One throttle valve 45 is provided for one combustion chamber 30 .
- the throttle valve 45 is connected to an accelerator grip (not shown) via a throttle wire.
- the degree of opening of the throttle valve 45 is changed by the rider rotating the accelerator grip.
- the engine unit 11 has a throttle opening sensor (throttle position sensor) 73 that detects the opening of the throttle valve 45 .
- the opening degree of the throttle valve 45 will be referred to as the throttle opening degree.
- the throttle opening sensor 73 detects the position of the throttle valve 45 and outputs a signal representing the throttle opening.
- the throttle valve 45 may be an electronic throttle valve that is electronically controlled to open and close. In this case, the throttle opening sensor 73 may output a signal representing the throttle opening based on the electronic control signal.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 is connected to various sensors such as an engine rotation speed sensor 71, a throttle opening sensor 73, an upstream oxygen concentration sensor 76, a downstream oxygen concentration sensor 77, and the like. Signals from various sensors are input to the catalyst deterioration diagnosis device 80 .
- the catalyst deterioration diagnostic device 80 is connected to the ignition coil 32, the injector 42, the fuel pump 44, and the like.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 performs fuel supply amount control and ignition timing control. The above control of the fuel amount H is included in the fuel supply amount control.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the injector 42 and the fuel pump 44 in controlling the fuel supply amount.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the fuel amount H supplied to at least one combustion chamber 30 by controlling the fuel injection time of the injector 42 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the ignition coil 32 in ignition timing control.
- FIG. 6(a), (b) and 7. A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6(a), (b) and 7.
- FIG. The fourth embodiment has the configuration of the first embodiment.
- the fourth embodiment may have at least one configuration of the second and third embodiments.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 performs processing according to the flow shown in FIG. 6(a). Control of the fuel amount H when the flow of FIG. 6(a) is started is normal fuel amount H control. When the control of the fuel amount H is normal control of the fuel amount H, and when the processing of steps S11 to S17 described later is being performed, the catalyst deterioration diagnosis device 80 detects the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76. The fuel amount H is controlled based on.
- the fuel amount H decreases by ⁇ Sb.
- the fuel amount H gradually decreases by ⁇ B at each time interval ⁇ b.
- ⁇ Sb may be the same as ⁇ Sa, or may be different from ⁇ Sa.
- the time interval ⁇ b may be the same as the time interval ⁇ a or may be different from the time interval ⁇ a.
- ⁇ B may be the same as ⁇ A or may be different from ⁇ A.
- Time Wsb may be the same as time Wsa, or may be different from time Wsa.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines whether or not the conditions for catalyst deterioration diagnosis are satisfied (step S11).
- the catalyst deterioration diagnosis conditions include a first condition that should be satisfied before the deterioration diagnosis of the catalyst 53 and a second condition that must be satisfied both before the deterioration diagnosis of the catalyst 53 and during the deterioration diagnosis of the catalyst 53 .
- the first condition includes, for example, the condition that a certain period of time has elapsed since the engine 20 was started. Further, the first condition includes, for example, a condition that the reversal cycle of increase/decrease of the fuel amount is within a predetermined range. The first condition may include at least one of these conditions.
- the second condition includes, for example, the condition that both the upstream oxygen concentration sensor 76 and the downstream oxygen concentration sensor 77 are activated.
- the second condition includes, for example, the condition that the catalyst 53 is activated.
- the catalyst deterioration diagnostic device 80 determines whether or not the oxygen concentration sensors 76 and 77 or the catalyst 53 is activated from, for example, the elapsed time after the engine is started and/or the cumulative engine speed, the engine temperature, the outside air temperature, and the like. may Further, the second condition includes, for example, the condition that the rotational speed of the engine 20 and the load of the engine 20 are within ranges suitable for the degradation diagnosis of the catalyst 53 .
- the second condition includes, for example, a condition that both the amount of change in the amount of air supplied to the engine 20 and the amount of change in air pressure are equal to or less than a threshold. Note that the second condition may include at least one of these conditions. Further, when the catalyst deterioration diagnosis device 80 executes the processes of steps S13 to S17 thereafter, it determines whether or not the second condition is satisfied in parallel with these processes. When the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines that the catalyst deterioration diagnosis condition is not satisfied (step S11: NO), the control of the fuel amount H is maintained at the normal fuel amount H control.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines whether or not the previous deterioration diagnosis of the catalyst 53 was terminated halfway (step S12). For example, when the engine 20 is stopped during the deterioration diagnosis of the catalyst 53, the catalyst deterioration diagnosis device 80 ends the deterioration diagnosis of the catalyst 53 in the middle. Further, the catalyst deterioration diagnosis device 80 ends the deterioration diagnosis of the catalyst 53 halfway, for example, when the control of the fuel amount H based on the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 is no longer performed.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 ends the deterioration diagnosis of the catalyst 53 in the middle, for example, when the second condition is no longer satisfied during the deterioration diagnosis of the catalyst 53 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 may not be able to operate the engine 20 so that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval during the deterioration diagnosis of the catalyst 53, for example. If the reversal period of decrease becomes extremely long, the deterioration diagnosis of the catalyst 53 is terminated halfway. In at least one of these cases, the catalyst deterioration diagnosis device 80 may end the deterioration diagnosis of the catalyst 53 halfway.
- step S12 If the previous diagnosis of deterioration of the catalyst 53 has not ended halfway (step S12: NO), the catalyst deterioration diagnosis device 80 performs the processes of steps S13 and S14, and then proceeds to step S15. If the previous deterioration diagnosis of the catalyst 53 was terminated halfway (step S12: YES), the catalyst deterioration diagnosis device 80 directly proceeds to step S15. In step S13, the catalyst deterioration diagnosis device 80 changes the control of the fuel amount H from the normal control of the fuel amount H to the control of the fuel amount H for measuring the cycle of reversing the increase/decrease of the fuel amount H. switch.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 changes, for example, at least one of ⁇ a, ⁇ b, ⁇ A, ⁇ Sa, ⁇ B, ⁇ Sb, Wsa, and Wsb shown in FIG. Switch to control of the fuel amount H for measuring the period of reversal of decrease. Note that when the control of the fuel amount H is switched in step S13 and step S15 described later, the control of the intake air amount is not changed. Therefore, even if the control of the fuel amount H is switched in step S13 and step S15, which will be described later, the rotation speed of the engine 20 does not change significantly.
- the time Wsa and the time Wsb are, for example, the reversal determination time R1 and the reversal determination time R2.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 measures the cycle of reversal of the increase/decrease of the fuel amount H.
- FIG. in step S15 the catalyst deterioration diagnosis device 80 changes the control of the fuel amount H from the normal control of the fuel amount H or the control of the fuel amount H for measuring the cycle of reversal of the increase/decrease of the fuel amount H to the catalyst Switching to control of the fuel amount H for deterioration diagnosis of 53 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 changes, for example, the times Wsa and Wsb based on the period of reversal of the increase/decrease of the fuel amount H measured in step S14, and the signal inversion interval for the engine 20 becomes the catalyst deterioration diagnosis interval. drive like this. More specifically, for example, the time Wsa is changed to a time obtained by adding an additional time Q1 greater than 0 to the reversal determination time R1, and the time Wsb is changed to a time obtained by adding an additional time Q2 greater than 0 to the reversal determination time R2. changed in time.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines whether the increase/decrease of the fuel amount H measured in step S14 at the time of the previous deterioration diagnosis of the catalyst 53 is determined. For example, the times Wsa and Wsb are changed based on the reversal period, and the control of the fuel amount H is such that the signal reversal interval becomes the catalyst deterioration diagnosis interval. Further, in step S15, the catalyst deterioration diagnosis device 80 provides a signal invalid period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing, as described in the first embodiment.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 diagnoses the deterioration of the catalyst 53 (step S16). After completing the deterioration diagnosis of the catalyst 53 in step S16, the catalyst deterioration diagnosis device 80 switches the fuel amount H control to normal fuel amount H control (step S17), and returns to step S11.
- FIG. 6(b) is a diagram showing an example of changes in the fuel amount H when the process is performed along the flow of FIG. 6(a). In this example, the catalyst deterioration diagnosis device 80 switches control of the fuel amount H to control of the fuel amount H for measuring the cycle of reversal of increase/decrease of the fuel amount H at the timing Ta.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 switches the control of the fuel amount H to the control of the fuel amount H for diagnosing the deterioration of the catalyst 53 at the timing Tb after the timing Ta. Further, the catalyst deterioration diagnosis device 80 switches the control of the fuel amount H to the normal control of the fuel amount H at the timing Tc after the timing Tb.
- the signal inversion interval is changed at timing Ta, timing Tb, and timing Tc.
- a period similar to the signal invalid period may be provided when the control of the fuel amount H is for measuring the cycle of reversing the increase/decrease of the fuel amount H. That is, when the control of the fuel amount H is the control of the fuel amount H for measuring the cycle of reversing the increase/decrease of the fuel amount H, the period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing may be provided with a period similar to the signal invalid period. Even if a sudden set of signal inversions longer than a predetermined length occurs in the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 during this provided period, the set of signal inversions is ignored and the fuel amount H is increased/decreased. You may control so that it may not be reversed.
- the length of the period similar to the signal invalid period provided when controlling the fuel amount H for measuring the cycle of reversing the increase/decrease of the fuel amount H is determined by the control of the fuel amount H. may be the same as or different from the length of the signal invalid period provided when controlling the fuel amount H for diagnosing the deterioration of the catalyst 53 .
- the control of the fuel amount H is the control of the fuel amount H for measuring the cycle of reversing the increase/decrease of the fuel amount, it is not necessary to provide the signal invalid period. This makes it possible to further simplify the control of the fuel amount when the deterioration diagnosis of the catalyst 53 is not performed.
- control may be performed so that the signal invalid period is always provided while the engine 20 is running.
- FIG. The fifth embodiment has the configuration of the first embodiment.
- the fifth embodiment may have at least one configuration of the second to fourth embodiments.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 as the control of the fuel amount H, starts the processing along the flow of FIG. is the normal fuel amount H control, this process is continued.
- the control of the normal fuel amount H in the fifth embodiment is similar to the control of the normal fuel amount H in the fourth embodiment. It differs from both the control of H and the control of the fuel amount H for diagnosing deterioration of the catalyst 53 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the fuel amount H based on the output signal of the upstream oxygen concentration sensor 76 .
- the setting of the signal invalid period is cancelled.
- a state in which the setting of the signal invalid period is canceled means a state in which no signal invalid period is provided between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines whether or not conditions for catalyst deterioration diagnosis are satisfied (step S21).
- the conditions for diagnosing catalyst deterioration include, for example, a condition that a certain period of time has elapsed since the start of the engine 20 and/or a condition that a certain period of time has elapsed since the previous deterioration diagnosis of the catalyst 53 . If the catalyst deterioration diagnosis condition is not satisfied (step S21: NO), the catalyst deterioration diagnosis device 80 maintains the state in which the setting of the signal invalid period is canceled.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 determines whether the control of the fuel amount H satisfies a predetermined condition (step S22).
- the predetermined condition in step S22 is a condition when the engine 20 is operated such that the signal inversion interval is equal to the catalyst deterioration diagnosis interval. Includes conditions for at least one of Wsb. Note that when the control of the fuel amount H satisfies a predetermined condition, the time Wsa and the time Wsb are, for example, the reversal determination time R1 and the reversal determination time R2.
- the time Wsa is the time obtained by adding the additional time Q1 of 0 to the reversal determination time R1
- the time Wsb is the time obtained by adding the additional time Q2 of 0 to the reversal determination time R2.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 provides a signal invalid period between the first signal inversion timing and the second signal inversion timing, as described in the first embodiment. Subsequently, the catalyst deterioration diagnosis device 80 diagnoses deterioration of the catalyst 53 in the same manner as described in the first embodiment (step S24). After completing the deterioration diagnosis of the catalyst 53, the catalyst deterioration diagnosis device 80 cancels the setting of the signal invalid period (step S25), and returns to step S21.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 performs the processing as described above, so that the signal ineffective period is set to the catalyst deterioration diagnosis interval except when the engine 20 is operated such that the signal inversion interval is the catalyst deterioration diagnosis interval. It is controlled not to set. This makes it possible to simplify the control of the fuel amount H when the deterioration diagnosis of the catalyst 53 is not performed.
- the signal invalid period is set when the catalyst deterioration diagnosis condition is satisfied and the control of the fuel amount H satisfies the predetermined condition, but it is not limited to this.
- the signal invalid period is set regardless of whether or not the catalyst deterioration diagnosis condition is met, and the catalyst deterioration diagnosis is performed in the state in which the signal invalid period is set.
- the deterioration diagnosis of the catalyst may be performed.
- the catalyst deterioration diagnosis device performs control so that the signal invalid period is not provided except when the engine 20 is operated so that the signal inversion interval becomes the catalyst deterioration diagnosis interval.
- the sixth embodiment has the configuration of the first embodiment.
- the sixth embodiment may have at least one configuration of the second to fifth embodiments.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 performs deterioration diagnosis of the catalyst 53 when the signal inversion interval is a catalyst deterioration diagnosis interval suitable for deterioration diagnosis of the catalyst 53 .
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 controls the signal invalid period to be set to different lengths according to the operating state of the engine 20 .
- the length that varies depending on the operating state of the engine 20 is, for example, a length that varies depending on the rotational speed of the engine 20 and/or the load of the engine 20 or the like.
- the catalyst deterioration diagnosis interval is changed according to the operating state of the engine 20 .
- the catalyst deterioration diagnosis intervals W1 and W2 may be changed by changing the reversal determination periods R1 and R2 according to the operating state of the engine 20 .
- the operating state of the engine 20 is such that the catalyst deterioration diagnosis interval W1 is W1a and the catalyst deterioration diagnosis interval W2 is W2a, as shown in FIG.
- the deterioration diagnosis device 80 sets the length of the signal invalid period M1 to N1a, and sets the length of the signal invalid period M2 to N2a.
- FIG. 9(b) shows a case where the operating state of the engine 20 is different from that in FIG. 9(a).
- the operating state of the engine 20 is such that the catalyst deterioration diagnosis interval W1 is W1b, which is shorter than W1a, and the catalyst deterioration diagnosis interval W2 is W2b, which is shorter than W2a.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 sets the length of the signal invalid period M1 to N1b, which is shorter than N1a, and sets the length of the signal invalid period M2 to N2b, which is shorter than N2a.
- the length of the signal invalid period is set to different lengths according to the catalyst deterioration diagnosis interval that varies depending on the operating state of the engine 20 .
- the catalyst deterioration diagnosis interval does not necessarily differ between the two cases in which the operating state of the engine 20 differs. Diagnostic intervals may be the same.
- the length of the signal invalid period may be different or the same depending on the operating condition of the engine 20 .
- the length of the signal invalid period is varied according to the operating state of the engine 20, but the length of the signal invalid period may always be the same regardless of the operating state of the engine 20.
- the catalyst deterioration diagnosis device 80 increases/decreases the correction coefficient for determining the correction amount for the basic fuel supply amount based on the signal from the upstream oxygen concentration sensor 76.
- the fuel amount H may be increased/decreased.
- the correction coefficient is, for example, a coefficient whose value increases as the amount of fuel H supplied to the combustion chamber 30 increases.
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Abstract
上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間の長さである信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているときに、下流酸素濃度センサの出力信号に応じて前記触媒の劣化診断を行う。第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設け、信号無効期間に突発的信号反転組が発生し、当該突発的信号反転組の長さが第1反転判定期間よりも長く、かつ、当該突発的信号反転組が、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まる場合に、当該突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないように制御する。
Description
この発明は、エンジンから排出された排ガスを浄化する触媒の劣化を診断する触媒劣化診断装置に関する。
従来、エンジンから排出された排ガスを浄化する触媒の劣化を診断する触媒劣化診断装置がある。例えば、特許文献1では、排ガスの流れ方向における触媒の上流および下流に、それぞれ、上流酸素濃度センサおよび下流酸素濃度センサが設けられる。上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転したときに、触媒劣化診断装置はリッチ/リーン状態が継続する時間をカウントし、継続時間が所定の遅延時間に達したときに燃焼室に供給される燃料量の増加/減少を反転させるようにエンジンを運転させる。そして、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態に基づいて燃料量の増加/減少の反転が制御されているときの、下流酸素濃度センサの出力信号に基づいて触媒の劣化診断を行う。
ここで、エンジンの形態または用途によっては、上流酸素濃度センサの出力信号に、突発的な反転とそれに続く反転の組(以下、「突発的信号反転組」と称する)が発生し、突発的信号反転組における先の反転と後の反転との間隔(以下、「突発的信号反転組の長さ」と称する)が長くなることがある。特許文献1の技術では、上記遅延時間よりも長さの短い突発的信号反転組が発生しても、燃料量の増加と減少が反転されないが、上記遅延時間よりも長さの長い突発的信号反転組が発生した場合には、燃料量の増加と減少が反転されてしまう。その結果、長さの長い突発的信号反転組によって、燃料量の増加と減少が反転される間隔が変化してしまう。
特許文献1の下流酸素濃度センサの出力信号に基づく触媒の劣化診断は、燃料量の増加と減少の反転の周期が診断に適した周期となっていることを前提とする。そのため、長さの長い突発的信号反転組によって燃料量の増加と減少が反転される間隔が変化してしまうと、触媒の劣化診断が可能となる機会が減少してしまう。
ここで、特許文献1において上記遅延時間を長くすることによって、長さの長い突発的信号反転組が発生しても燃料量の増加と減少が反転されないようにすることが考えられる。しかしながら、この場合には、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が発生しているのか突発的信号反転組が発生しているのかが区別できなくなりやすい。その結果、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加と減少が反転されなくなりやすい。
上流酸素濃度センサの出力信号に長さの長い突発的信号反転組が発生しても、触媒の劣化診断が可能となる機会が確保されることが望まれている。
特許文献1の下流酸素濃度センサの出力信号に基づく触媒の劣化診断は、燃料量の増加と減少の反転の周期が診断に適した周期となっていることを前提とする。そのため、長さの長い突発的信号反転組によって燃料量の増加と減少が反転される間隔が変化してしまうと、触媒の劣化診断が可能となる機会が減少してしまう。
ここで、特許文献1において上記遅延時間を長くすることによって、長さの長い突発的信号反転組が発生しても燃料量の増加と減少が反転されないようにすることが考えられる。しかしながら、この場合には、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が発生しているのか突発的信号反転組が発生しているのかが区別できなくなりやすい。その結果、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加と減少が反転されなくなりやすい。
上流酸素濃度センサの出力信号に長さの長い突発的信号反転組が発生しても、触媒の劣化診断が可能となる機会が確保されることが望まれている。
本発明は、上流酸素濃度センサの出力信号に長さの長い突発的信号反転組が発生しても、触媒の劣化診断が可能となる機会を確保することができる触媒劣化診断装置を提供することを目的とする。
エンジンの燃焼室から排出される排ガスの流れ方向において触媒の上流に配置され、混合気の空燃比がリッチとリーンのどちらであるかに応じた信号を出力する上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいて、前記エンジンに供給する燃料量の増加/減少の反転が行われるように前記エンジンを運転させ、
前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと、前記第1信号反転タイミングの次に前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミングとの間隔を信号反転間隔と定義すると、
前記信号反転間隔が前記触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときに、排ガスの流れ方向において触媒の下流に配置された下流酸素濃度センサの出力信号に応じて前記触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置であって、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に突発的に発生する、前記上流酸素濃度センサの出力信号におけるリッチ/リーン状態の反転とこれに続くリッチ/リーン状態の反転との組を突発的信号反転組と定義し、
前記突発的信号反転組における先のリッチ/リーン状態の反転と後のリッチ/リーン状態の反転との間隔を、突発的信号反転組の長さと定義し、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第2信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第1反転判定期間と定義したときに、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に信号無効期間を設け、前記信号無効期間に前記突発的信号反転組が発生し、当該突発的信号反転組の長さが前記第1反転判定期間よりも長く、かつ、当該突発的信号反転組が前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まる場合に、当該突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないように制御する。
前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと、前記第1信号反転タイミングの次に前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミングとの間隔を信号反転間隔と定義すると、
前記信号反転間隔が前記触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときに、排ガスの流れ方向において触媒の下流に配置された下流酸素濃度センサの出力信号に応じて前記触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置であって、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に突発的に発生する、前記上流酸素濃度センサの出力信号におけるリッチ/リーン状態の反転とこれに続くリッチ/リーン状態の反転との組を突発的信号反転組と定義し、
前記突発的信号反転組における先のリッチ/リーン状態の反転と後のリッチ/リーン状態の反転との間隔を、突発的信号反転組の長さと定義し、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第2信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第1反転判定期間と定義したときに、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に信号無効期間を設け、前記信号無効期間に前記突発的信号反転組が発生し、当該突発的信号反転組の長さが前記第1反転判定期間よりも長く、かつ、当該突発的信号反転組が前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まる場合に、当該突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないように制御する。
この構成によると、触媒劣化診断装置は、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいてエンジンに供給する燃料量の増加/減少の反転が行われるようにエンジンを運転させる。また、触媒劣化診断装置は、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているときに下流酸素濃度センサの出力信号に応じて触媒の劣化診断を行う。また、触媒劣化診断装置は、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているときに、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。そして、信号無効期間に、上流酸素濃度センサの出力信号に突発的信号反転組が発生し、当該突発的信号反転組の長さが第1反転判定期間よりも長く、かつ、当該突発的信号反転組が前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まる場合に、当該突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させない。
ここで、信号無効期間を設けないと、上述したような突発的信号反転組が発生したときに、当該突発的信号反転組に基づく燃料量の増加/減少が反転される。その結果、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなって、触媒の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
また、信号無効期間を設ける代わりに、第1反転判定期間を長くすることによっても、上述したような突発的信号反転組に基づいた燃料量の増加/減少の反転が生じないにようすることができる。しかしながら、第1反転判定期間を長くしすぎると、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加/減少が反転されなくなる可能性が高くなる。この場合、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなって、触媒の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
これに対して、この構成では、上述したように、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設けることによって、突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないようにしている。これにより、長さの長い突発的信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少を反転しないようにしつつも、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が発生したときには確実に燃料量の増加/減少を反転させることができる。その結果、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなったり長くなったりすることを抑制でき、触媒の劣化診断が可能となる機会を確保することができる。
ここで、信号無効期間を設けないと、上述したような突発的信号反転組が発生したときに、当該突発的信号反転組に基づく燃料量の増加/減少が反転される。その結果、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなって、触媒の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
また、信号無効期間を設ける代わりに、第1反転判定期間を長くすることによっても、上述したような突発的信号反転組に基づいた燃料量の増加/減少の反転が生じないにようすることができる。しかしながら、第1反転判定期間を長くしすぎると、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加/減少が反転されなくなる可能性が高くなる。この場合、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなって、触媒の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
これに対して、この構成では、上述したように、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設けることによって、突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないようにしている。これにより、長さの長い突発的信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少を反転しないようにしつつも、上流酸素濃度センサの出力信号に正常な反転が発生したときには確実に燃料量の増加/減少を反転させることができる。その結果、燃料量の増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなったり長くなったりすることを抑制でき、触媒の劣化診断が可能となる機会を確保することができる。
本発明の一実施形態の触媒劣化診断装置は、以下の構成を有してもよい。
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第1信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第1信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第2反転判定期間と定義したときに、
前記信号無効期間の開始タイミングを、前記第1信号反転タイミングの後、前記第2反転判定期間が経過したタイミングとなるように制御する。
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第1信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第1信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第2反転判定期間と定義したときに、
前記信号無効期間の開始タイミングを、前記第1信号反転タイミングの後、前記第2反転判定期間が経過したタイミングとなるように制御する。
この構成によると、信号無効期間の開始タイミングを、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングとなるように制御する。
ここで、この構成と異なり、信号無効期間の開始タイミングが、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングよりも後のタイミングである場合を考える。この場合、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングから信号無効期間の開始タイミングまでの期間に発生した突発的信号反転組に基づいて、燃料量の増加/減少が反転されてしまうことがある。その結果、燃料量の増加と減少が反転される間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなって、触媒の劣化診断が可能となる機会が減少してしまう。
以上のことから、この構成では、信号無効期間の開始タイミングを、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングよりも後のタイミングとする場合よりも、触媒の劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
ここで、この構成と異なり、信号無効期間の開始タイミングが、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングよりも後のタイミングである場合を考える。この場合、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングから信号無効期間の開始タイミングまでの期間に発生した突発的信号反転組に基づいて、燃料量の増加/減少が反転されてしまうことがある。その結果、燃料量の増加と減少が反転される間隔が触媒劣化診断間隔よりも短くなって、触媒の劣化診断が可能となる機会が減少してしまう。
以上のことから、この構成では、信号無効期間の開始タイミングを、第1信号反転タイミングの後、第2反転判定期間が経過したタイミングよりも後のタイミングとする場合よりも、触媒の劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
本発明の一実施形態の触媒劣化診断装置は、以下の構成を有してもよい。
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているとき以外には、前記信号無効期間を設けないように制御する。
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているとき以外には、前記信号無効期間を設けないように制御する。
この構成によると、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているとき以外、すなわち、触媒劣化診断を行っていないときに、信号無効期間を設ける制御を行わない。したがって、触媒劣化診断を行っていないときの燃料量の増加/減少の反転の制御を簡単にすることができる。
本発明の一実施形態の触媒劣化診断装置は、以下の構成を有してもよい。
前記信号無効期間を、前記エンジンの運転状態に応じて異なった長さに設定するように制御する。
前記信号無効期間を、前記エンジンの運転状態に応じて異なった長さに設定するように制御する。
この構成によると、エンジンの運転状態に合わせて信号無効期間を適切な期間とすることができる。
本発明および実施の形態において、エンジンの燃料は、ガソリン燃料、アルコール燃料、ガソリンとアルコールの混合燃料、または、軽油のいずれかでもよい。エンジンの形式は、4ストロークエンジンであってもよく、2ストロークエンジンであってもよい。エンジンは、キャニスタを有してもよく有さなくてもよい。エンジンは、過給装置(forced induction device)を有してもよく有さなくてもよい。過給装置はターボチャージャであってもよくスーパーチャージャであってもよい。エンジンの形式は、単一の燃焼室を有する単気筒エンジンであってもよく、複数の燃焼室を有する多気筒エンジンであってもよい。多気筒エンジンにおける複数の気筒(複数の燃焼室)の配列の形態は特に限定されない。多気筒エンジンの場合、複数の燃焼室に供給される燃料量の増加/減少の反転の周期は互いに同じまたはほぼ同じである。複数の燃焼室に燃料が供給されるタイミングは互いに異なってもよい。燃料室の数が4つ以上の場合、複数の燃焼室のうちの2つの燃焼室に燃料が供給されるタイミングが同じであってもよい。また、エンジンの用途は特に限定されない。例えば、エンジンは、車両、船舶等を構成するものであってもよい。また、エンジンが車両を構成するものである場合、車両とは、例えば、自動車、鞍乗型車両などである。鞍乗型車両とは、ライダー(運転者)が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指す。鞍乗型車両は、車輪を有してもよく有さなくてもよい。鞍乗型車両とは、自動二輪車、自動三輪車(motor tricycle)、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle / 全地形型車両)、スノーモービル、水上オートバイ(パーソナルウォータークラフト)などである。
本発明および実施の形態において、触媒は、エンジンの燃焼室から排出された排ガスを浄化する。本発明および実施の形態において、触媒とは、三元触媒(TWC:three way catalyst)、酸化触媒(DOC)、NOx選択還元用SCR触媒、NOx吸蔵還元触媒(LNT)等である。三元触媒は、主に、大気汚染物質である、排ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の3物質を、酸化または還元することで除去する触媒のことをいう。三元触媒は、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を含む触媒である。三元触媒は、炭化水素が水と二酸化炭素に、一酸化炭素が二酸化炭素に、窒素酸化物が窒素に、それぞれ酸化または還元することで、排ガスを浄化する。NOx選択還元用SCR触媒は、金属置換ゼオライト、バナジウム、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナからなる群より選択される少なくとも1種を含有する。NOx吸蔵還元触媒は、アルカリ金属、及び/又はアルカリ土類金属等である。アルカリ金属は、K、Na、Li等である。アルカリ土類金属は、Ca等である。なお、触媒は、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか1つまたは2つを除去する触媒であってもよい。触媒は、酸化還元触媒でなくてもよい。触媒は、酸化または還元のいずれか一方だけで大気汚染物質を除去する酸化触媒または還元触媒であってもよい。触媒は、排ガス浄化作用を有する貴金属が基材に付着された構成となっている。触媒は、メタル基材の触媒であってもよいし、セラミック基材の触媒であってもよい。
本発明および実施の形態において、上流酸素濃度センサおよび下流酸素濃度センサは、エンジンの燃焼室から排出された排ガス中の酸素濃度を検出する。以下、上流酸素濃度センサおよび下流酸素濃度センサを総称して、酸素濃度センサと称する場合がある。酸素濃度センサは、O2センサおよびリニアA/Fセンサを含む。O2センサは、排ガス中の酸素濃度が第1の濃度より高いことと、第2の濃度より低いことを検出する。第1の濃度は、第2の濃度より高くてもよく、同じでもよい。リニアA/Fセンサは、排ガス中の酸素濃度の変化を連続的に検出する。上流酸素濃度センサの信号に基づいて、混合気の空燃比がリッチとリーンのどちらであるかを検出することができる。混合気の空燃比がリッチであるとは、目標空燃比に対して燃料が過剰な状態をいう。混合気の空燃比がリーンであるとは、目標空燃比に対して空気が過剰な状態をいう。上流酸素濃度センサがリニアA/Fセンサの場合、目標空燃比は理論空燃比である。上流酸素濃度センサがO2センサの場合、目標空燃比は、理論空燃比を含む値または範囲であってもよく、理論空燃比から若干ずれた値または範囲であってもよい。混合気の空燃比がリッチのときに、上流酸素濃度センサの出力信号はリッチ状態となり、混合気の空燃比がリーンのときに、上流酸素濃度センサの出力信号はリーン状態となる。上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ状態とは、例えば、出力信号の電圧値または電流値が第1の値よりも大きい状態である。この場合、上流酸素濃度センサの出力信号のリーン状態とは、出力信号の電圧値または電流値が第1の値と同じかそれよりも小さい第2の値よりも小さい状態である。酸素濃度センサは、例えばジルコニアを主体とした固体電解質体からなるセンサ素子部を有する。酸素濃度センサのセンサ素子部が、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素濃度センサは酸素濃度を検知できる。
本発明および実施の形態において、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転とは、上流酸素濃度センサの出力信号が、混合気の空燃比がリッチであることを示すリッチ状態から、混合気の空燃比がリーンであることを示すリーン状態に切り換わること、および、上流酸素濃度センサの出力信号が、リーン状態からリッチ状態に切り換わることである。混合気の空燃比がリッチからリーンに切り換わるときに上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態からリーン状態に切り換わる。混合気の空燃比がリーンからリッチに切り換わるときに上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態からリッチ状態に切り換わる。
本発明および実施の形態において、第1信号反転タイミングとは、上流酸素濃度センサの出力信号がーン状態に切り換わるタイミング、または、上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わるタイミングのことである。
本発明および実施の形態において、第2信号反転タイミングとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わる場合に、上流酸素濃度センサの出力信号が、リッチ状態に切り換わるタイミングのことである。また、本発明および実施の形態において、第2信号反転タイミングとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わる場合に、上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わるタイミングのことである。
本発明および実施の形態において、第2信号反転タイミングとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わる場合に、上流酸素濃度センサの出力信号が、リッチ状態に切り換わるタイミングのことである。また、本発明および実施の形態において、第2信号反転タイミングとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わる場合に、上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わるタイミングのことである。
本発明および実施の形態において、「前記第1信号反転タイミングの次に前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミング」とは、突発的信号反転組が発生していない状態で、第1信号反転タイミングの次に上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転するタイミングのことである。
本発明および実施の形態において、燃料量の増加/減少の反転とは、燃焼室に供給する燃料量が増加する状態から減少する状態に切り換わること、および、燃焼室に供給する燃料量が減少する状態から増加する状態に切り換わることである。
本発明および実施の形態において「前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいて、前記エンジンに供給する燃料量の増加/減少の反転が行われる」とは、例えば、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転した後の状態が第1反転判定期間または第2反転判定期間継続したときに燃料量の増加/反転が行われることである。あるいは、「前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいて、前記エンジンに供給する燃料量の増加/減少の反転が行われる」とは、例えば、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転した後の状態が第1反転判定期間または第2反転判定期間継続した場合に、その後さらに所定期間が経過したときに燃料量の増加/反転が行われることであってもよい。
本発明および実施の形態において、第2反転判定期間の長さは、第1反転判定期間の長さと同じでもよく異なってもよい。
本発明および実施の形態において、第2反転判定期間の長さは、第1反転判定期間の長さと同じでもよく異なってもよい。
本発明および実施の形態において「前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定される」とは、例えば、第2信号反転タイミングに上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転した後の状態が継続することによって、燃料量の増加/減少の反転が決定されることである。燃料の増加/減少の反転は、燃料の増加/減少の反転が決定されたときに行われてもよいし、燃料の増加/減少の反転が決定された後、所定時間が経過したときに行われてもよい。
本発明および実施の形態において、触媒劣化診断装置とは、プロセッサおよび記憶装置を有し、少なくとも本発明および本明細書に記載する触媒の劣化診断および燃料量の制御を実行する装置である。触媒劣化診断装置は、例えばECU(Electronic Control Unit)でもよい。プロセッサは、請求項に記載された制御を実行できるように構成される。プロセッサには、マイクロコントローラ、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ、マルチプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラム可能な論理回路(PLC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)および本明細書に記載する触媒の劣化状態の診断および燃料量の制御を実行することができる任意の他の回路が含まれる。記憶装置は、データやプログラムの保存または記憶を行うための装置である。記憶装置は、レジスタやキャッシュメモリ等の半導体メモリ、メインメモリ(主記憶装置/RAM)、ストレージ(外部記憶装置/補助記憶装置)等が含まれる。
本発明および実施の形態において、触媒劣化診断装置は、下流酸素濃度センサの信号に基づいて触媒の劣化状態を診断する。例えば、触媒劣化診断装置は、下流酸素濃度センサの出力信号から得られた触媒の劣化に関連する触媒劣化判定値と、予め設定された触媒劣化判定閾値とに基づいて、触媒の劣化状態を診断する。例えば、触媒劣化診断装置は、触媒劣化判定値と触媒劣化判定閾値とを比較することによって、触媒の劣化状態を診断する。
本発明および実施の形態において「触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔」は、触媒の劣化診断に用いられる下流酸素濃度センサの出力信号が検出されるときの信号反転間隔を含む。本発明および実施の形態において「前記信号反転間隔が前記触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されている」とは、触媒の劣化診断のために燃料量が制御されることによって信号反転間隔が触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となること、および、触媒劣化診断のためではなく燃料量が制御された結果、信号反転間隔が触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となることを含む。触媒劣化診断のためではなく燃料量が制御された結果、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となる場合、触媒劣化診断間隔は、触媒の劣化診断に用いられる下流酸素濃度センサの出力信号が検出されるときの信号反転間隔であって、触媒の劣化診断が行われないときのいずれかの信号反転間隔と同じである。信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているとき、複数の信号反転間隔は完全に同じでなくてもよい。つまり、触媒劣化診断間隔は数値範囲でよい。
本発明および実施の形態において、突発的信号反転組の長さとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わる場合に、突発的信号反転組の先のリッチ/リーン状態の反転において上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わったタイミングから、後のリッチ/リーン状態の反転において上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わったタイミングまでの間隔のことである。本発明および実施の形態において、突発的信号反転組の長さとは、第1信号反転タイミングにおいて上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わる場合に、突発的信号反転組の先のリッチ/リーン状態の反転において上流酸素濃度センサの出力信号がリーン状態に切り換わったタイミングから、後のリッチ/リーン状態の反転において上流酸素濃度センサの出力信号がリッチ状態に切り換わったタイミングまでの間隔のことである。
本発明および実施の形態において「前記信号無効期間に前記突発的信号反転組が発生」するとは、信号無効期間内に、突発的信号反転組の先のリッチ/リーン状態の反転と後のリッチ/リーン状態の反転の両方が発生すること、および、信号無効期間内に突発的信号反転組の先のリッチ/リーン状態の反転が発生し、信号無効期間後に突発的信号反転組の後のリッチ/リーン状態の反転が発生することを含む。つまり、「前記信号無効期間に前記突発的信号反転組が発生」するとは、信号無効期間内に、突発的信号反転組を構成する2つの反転のうち少なくとも先の反転が発生することを意味する。信号無効期間内に突発的信号反転組の先のリッチ/リーン状態の反転が発生し、信号無効期間後に突発的信号反転組の後のリッチ/リーン状態の反転が発生する場合、信号無効期間の終了時から突発的信号反転組の後のリッチ/リーン状態までの期間の長さによっては、触媒劣化診断装置が突発的信号反転組を無視しない場合があってもよい。例えば、信号無効期間の終了時から突発的信号反転組の後のリッチ/リーン状態までの期間の長さが第1信号反転期間以上の場合、触媒劣化診断装置は突発的信号反転組を無視せずに燃料量を制御してもよい。言い替えると、信号無効期間の終了時から突発的信号反転組の後のリッチ/リーン状態までの期間の長さが第1信号反転期間よりも短い場合、触媒劣化診断装置は突発的信号反転組を無視する。
本発明および実施の形態において「前記信号無効期間を、前記エンジンの運転状態に応じて異なった長さに設定する」とは、例えば、エンジンの回転速度および/またはエンジンの負荷に応じて触媒劣化診断間隔が変更される場合に、触媒劣化診断間隔に応じて信号無効期間の長さを変更することである。
なお、例えば触媒劣化診断装置と上流酸素濃度センサとの間に設けたシミュレータを利用して、請求項に記載された本発明の触媒劣化診断装置による制御が行われているか否かを確認することができる。上流酸素濃度センサの出力信号の代わりに、シミュレータが発生させた疑似信号と上流酸素濃度センサの出力信号とを合わせた合成信号が、触媒劣化診断装置に入力される。上流酸素濃度センサの出力信号における信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジンが運転されているときに、疑似信号が入力される。もし、上流酸素濃度センサの出力信号に突発的信号反転組が生じた場合、疑似信号の入力をやり直す。
まず、シミュレータを利用して例えば以下の手順により第1反転判定期間を取得する。例えば図10(a)、(d)または図10(b)、(e)に示すような、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転したタイミング後ΔTが経過したときに、合成信号のリッチ/リーン状態が反転するように疑似信号を入力する。疑似信号はごく短い時間だけ入力され、合成信号のリッチ/リーン状態はすぐに元に戻る。エンジンの運転状態などの条件を変えずに、このような疑似信号が、ΔTがある程度長い期間から徐々に短くなるように繰り返しに入力する。但し、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転は、全てリッチ状態への切り換わりか、全てリーン状態への切り換わりである。ΔTの始点は、第2信号反転タイミングである。なお、図10(a)、(b)は、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転が、全てリッチ状態への切り換わりである場合を示し、図10(d)、(e)は、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転が、全てリーン状態への切り換わりである場合を示す。そして、第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングが、図10(c)、(f)に示す、疑似信号が無い場合の第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングと同じであるかどうか確認する。つまり、第2信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転が生じているか否かを確認する。図10(a)、(d)のように、ΔTが所定の時間以上の間は、図10(c)、(f)に示すのと同じタイミング燃料量の増加/減少の反転が生じる。図10(b)、(e)のようにΔTが所定の時間よりも短い場合は、図10(c)、(f)に示すのと同じタイミングでは燃料量の増加/減少の反転が生じない。これにより、第2信号反転タイミングの後、前記所定の時間が経過したタイミングで、触媒劣化診断装置が第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて燃料量の増加/減少を反転させることを決定しているということがわかる。前記所定の時間を第1反転判定期間として取得することができる。第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングが、第2信号反転タイミングの後、第1反転判定期間が経過したタイミング、および、第2信号反転タイミングの後、第1反転判定期間よりも長い時間が経過したタイミングのいずれであっても、上述した手順で第1反転判定期間を取得することができる。なお、第2反転判定期間についても上述した手順と同様の手順で取得することができる。
次に、合成信号に、例えば図11(a)、(d)に示すような、第1反転判定期間よりも長く、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まるような信号反転組が生じるように疑似信号を入力する。つまり、疑似信号によって突発的信号反転組のダミーを生成する。例えば、第1信号反転タイミングから第2反転判定期間以上経過したときに信号反転組における先の反転が生じるように疑似信号が入力される。疑似信号による信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転するか否かかによって、請求項に記載された本発明の触媒劣化診断装置による制御が行われているか否かを確認することができる。図11(b)、(e)は燃料量の増加/減少が反転しない場合を示し、図11(c)、(f)は燃料量の増加/減少が反転する場合を示す。信号反転組における先のリッチ/リーン状態の反転のタイミング、後のリッチ/リーン状態の反転のタイミング、および、信号反転組の長さのうち少なくとも1つを変更した複数の信号反転組を順に触媒劣化診断装置に入力する。これら複数の信号反転組のうちいずれかの信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転しない場合に、請求項に記載された本発明の触媒劣化診断装置による制御が行われていると判断できる。
信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転したか否かは、第1信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転のタイミングから、第2信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転のタイミングとの間の期間に、燃料量の増加/減少が反転したか否かによって確認することができる。
いつ信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となっていたか(いつ触媒の劣化診断を行ったか)の情報は、例えば外部スキャンツールを用いて取得することができる。外部スキャンツールは、触媒の劣化診断の結果、この診断に用いられた情報、および、この診断が行われたときの運転条件等を触媒劣化診断装置から読み取る装置である。外部スキャンツールは、触媒劣化診断装置に着脱可能に接続される。外部スキャンツールは、触媒劣化診断装置と無線で通信可能であってもよい。外部スキャンツールが取得する診断が行われたときの運転条件とは、例えば、エンジン回転速度、吸入空気量、スロットル弁の開度、吸気圧、燃料量の補正係数等である。燃料量の補正係数とは、基本燃料供給量に対する補正係数である。外部スキャンツールによって燃料量の補正係数の時間的変化を取得することで、エンジンに供給される燃料量の増加/減少の反転のタイミングを取得できる。
燃料量の増加/減少が反転するタイミングは、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に触媒劣化診断装置から送られる信号に基づいて取得されてもよい。
まず、シミュレータを利用して例えば以下の手順により第1反転判定期間を取得する。例えば図10(a)、(d)または図10(b)、(e)に示すような、上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転したタイミング後ΔTが経過したときに、合成信号のリッチ/リーン状態が反転するように疑似信号を入力する。疑似信号はごく短い時間だけ入力され、合成信号のリッチ/リーン状態はすぐに元に戻る。エンジンの運転状態などの条件を変えずに、このような疑似信号が、ΔTがある程度長い期間から徐々に短くなるように繰り返しに入力する。但し、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転は、全てリッチ状態への切り換わりか、全てリーン状態への切り換わりである。ΔTの始点は、第2信号反転タイミングである。なお、図10(a)、(b)は、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転が、全てリッチ状態への切り換わりである場合を示し、図10(d)、(e)は、ΔTの始点での上流酸素濃度センサの出力信号の反転が、全てリーン状態への切り換わりである場合を示す。そして、第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングが、図10(c)、(f)に示す、疑似信号が無い場合の第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングと同じであるかどうか確認する。つまり、第2信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転が生じているか否かを確認する。図10(a)、(d)のように、ΔTが所定の時間以上の間は、図10(c)、(f)に示すのと同じタイミング燃料量の増加/減少の反転が生じる。図10(b)、(e)のようにΔTが所定の時間よりも短い場合は、図10(c)、(f)に示すのと同じタイミングでは燃料量の増加/減少の反転が生じない。これにより、第2信号反転タイミングの後、前記所定の時間が経過したタイミングで、触媒劣化診断装置が第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて燃料量の増加/減少を反転させることを決定しているということがわかる。前記所定の時間を第1反転判定期間として取得することができる。第2信号反転タイミングの後の最初の燃料量の増加/減少の反転のタイミングが、第2信号反転タイミングの後、第1反転判定期間が経過したタイミング、および、第2信号反転タイミングの後、第1反転判定期間よりも長い時間が経過したタイミングのいずれであっても、上述した手順で第1反転判定期間を取得することができる。なお、第2反転判定期間についても上述した手順と同様の手順で取得することができる。
次に、合成信号に、例えば図11(a)、(d)に示すような、第1反転判定期間よりも長く、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まるような信号反転組が生じるように疑似信号を入力する。つまり、疑似信号によって突発的信号反転組のダミーを生成する。例えば、第1信号反転タイミングから第2反転判定期間以上経過したときに信号反転組における先の反転が生じるように疑似信号が入力される。疑似信号による信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転するか否かかによって、請求項に記載された本発明の触媒劣化診断装置による制御が行われているか否かを確認することができる。図11(b)、(e)は燃料量の増加/減少が反転しない場合を示し、図11(c)、(f)は燃料量の増加/減少が反転する場合を示す。信号反転組における先のリッチ/リーン状態の反転のタイミング、後のリッチ/リーン状態の反転のタイミング、および、信号反転組の長さのうち少なくとも1つを変更した複数の信号反転組を順に触媒劣化診断装置に入力する。これら複数の信号反転組のうちいずれかの信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転しない場合に、請求項に記載された本発明の触媒劣化診断装置による制御が行われていると判断できる。
信号反転組に基づいて燃料量の増加/減少が反転したか否かは、第1信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転のタイミングから、第2信号反転タイミングにおける上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づく燃料量の増加/減少の反転のタイミングとの間の期間に、燃料量の増加/減少が反転したか否かによって確認することができる。
いつ信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となっていたか(いつ触媒の劣化診断を行ったか)の情報は、例えば外部スキャンツールを用いて取得することができる。外部スキャンツールは、触媒の劣化診断の結果、この診断に用いられた情報、および、この診断が行われたときの運転条件等を触媒劣化診断装置から読み取る装置である。外部スキャンツールは、触媒劣化診断装置に着脱可能に接続される。外部スキャンツールは、触媒劣化診断装置と無線で通信可能であってもよい。外部スキャンツールが取得する診断が行われたときの運転条件とは、例えば、エンジン回転速度、吸入空気量、スロットル弁の開度、吸気圧、燃料量の補正係数等である。燃料量の補正係数とは、基本燃料供給量に対する補正係数である。外部スキャンツールによって燃料量の補正係数の時間的変化を取得することで、エンジンに供給される燃料量の増加/減少の反転のタイミングを取得できる。
燃料量の増加/減少が反転するタイミングは、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に触媒劣化診断装置から送られる信号に基づいて取得されてもよい。
本発明および実施の形態において、複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)とは、複数の選択肢から考えられる全ての組み合わせを含む。複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)とは、複数の選択肢のいずれか1つであってもよく、複数の選択肢の全てであってもよい。例えば、AとBとCの少なくとも1つとは、Aのみであってもよく、Bのみであってもよく、Cのみであってもよく、AとBであってもよく、AとCであってもよく、BとCであってもよく、AとBとCであってもよい。
本発明および実施の形態において、Aおよび/またはBとは、Aでもよく、Bでもよく、AおよびBの両方でもよいことを意味する。
本発明および実施の形態において、Aおよび/またはBとは、Aでもよく、Bでもよく、AおよびBの両方でもよいことを意味する。
特許請求の範囲において、ある構成要素の数を明確に特定しておらず、英語に翻訳された場合にこの構成要素が単数で表示される場合、本発明はこの構成要素を複数有してもよい。また、本発明はこの構成要素を1つだけ有してもよい。
なお、本発明および実施の形態において、含む(including)、有する(having)、備える(comprising)およびこれらの派生語は、列挙されたアイテム及びその等価物に加えて追加的アイテムをも包含することが意図されて用いられている。
他に定義されない限り、本明細書および請求範囲で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
本明細書において、「してもよい(でもよい)」という用語は非排他的なものである。「してもよい(でもよい)」は、「してもよい(でもよい)がこれに限定されるものではない」という意味である。本明細書において、「してもよい(でもよい)」は、「しない(ではない)」場合があることを暗黙的に含む。本明細書において、「してもよい(でもよい)」と記載された構成は、少なくとも、請求項1の構成により得られる上記効果を奏する。
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは図面に図示された構成要素の構成および配置の詳細に制限されないことが理解されるべきである。本発明は、後述する実施形態以外の実施形態でも可能である。本発明は、後述する実施形態に様々な変更を加えた実施形態でも可能である。
本発明の触媒劣化診断装置によると、触媒劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の触媒劣化診断装置80について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、第1実施形態の触媒劣化診断装置80は、エンジンユニット11に対して設けられている。エンジンユニット11は、エンジン20と、触媒53と、上流酸素濃度センサ76と、下流酸素濃度センサ77とを有する。
エンジン20は4ストロークのエンジンであってもよいし、2ストロークのエンジンであってもよい。上流酸素濃度センサ76は、エンジン20の燃焼室30から排出された排ガスの流れ方向において触媒53の上流に配置される。上流酸素濃度センサ76の出力信号は、混合気の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号である。混合気の空燃比がリッチであることを示す上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ状態は、例えば、出力信号の値Vjが第1の値Vj1よりも大きい状態である。混合気の空燃比がリーンであることを示す上流酸素濃度センサ76の出力信号のリーン状態は、例えば、出力信号の値Vjが第2の値Vj2よりも小さい状態である。第2の値Vj2は、第1の値Vj1と同じかそれより小さい。下流酸素濃度センサ77は、排ガスの流れ方向における触媒53の下流に配置される。
本発明の第1実施形態の触媒劣化診断装置80について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、第1実施形態の触媒劣化診断装置80は、エンジンユニット11に対して設けられている。エンジンユニット11は、エンジン20と、触媒53と、上流酸素濃度センサ76と、下流酸素濃度センサ77とを有する。
エンジン20は4ストロークのエンジンであってもよいし、2ストロークのエンジンであってもよい。上流酸素濃度センサ76は、エンジン20の燃焼室30から排出された排ガスの流れ方向において触媒53の上流に配置される。上流酸素濃度センサ76の出力信号は、混合気の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号である。混合気の空燃比がリッチであることを示す上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ状態は、例えば、出力信号の値Vjが第1の値Vj1よりも大きい状態である。混合気の空燃比がリーンであることを示す上流酸素濃度センサ76の出力信号のリーン状態は、例えば、出力信号の値Vjが第2の値Vj2よりも小さい状態である。第2の値Vj2は、第1の値Vj1と同じかそれより小さい。下流酸素濃度センサ77は、排ガスの流れ方向における触媒53の下流に配置される。
触媒劣化診断装置80は、燃料量Hを制御する。触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいて、燃料量Hの増加/減少の反転が行われるようにエンジン20を運転させる。
触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わるタイミング(例えば図1の信号反転タイミングT1a、T3a、T5a)から反転判定期間R1経過したタイミング(例えば図1のタイミングT1b、T3b、T5b)に、燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させること、すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させることを決定する。そして、触媒劣化診断装置80は、この決定に基づいて、燃料量Hを増加させる。すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させる。
また、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わるタイミング(例えば図1のタイミング信号反転タイミングT2a、T4a)から反転判定期間R2経過したタイミング(例えば図1のタイミングT2b、T4b)に、燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させること、すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させることを決定する。なお、反転判定期間R2は、反転判定期間R1と同じであってもよいし、反転判定期間R1と異なっていてもよい。そして、触媒劣化診断装置80は、この決定に基づいて、燃料量Hを減少させる。すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させる。
上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと、第1信号反転タイミングの次に上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミングとの間隔を信号反転間隔と定義する。例えば、第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT1aの場合、第2信号反転タイミングは図1の信号反転タイミングT2aである。第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT2aの場合、第2信号反転タイミングは図1の信号反転タイミングT3aである。第1信号反転タイミングは、図1の信号反転タイミングT3a、信号反転タイミングT4a、または、信号反転タイミングT5aであってもよい。第1信号反転タイミングが信号反転タイミングT1a、T3a、T5aの場合、反転判定期間R2が本発明の第1反転判定期間に相当する。第1信号反転タイミングが信号反転タイミングT2a、T4aの場合、反転判定期間R1が本発明の第1反転判定期間に相当する。
触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わるタイミング(例えば図1の信号反転タイミングT1a、T3a、T5a)から反転判定期間R1経過したタイミング(例えば図1のタイミングT1b、T3b、T5b)に、燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させること、すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させることを決定する。そして、触媒劣化診断装置80は、この決定に基づいて、燃料量Hを増加させる。すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させる。
また、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わるタイミング(例えば図1のタイミング信号反転タイミングT2a、T4a)から反転判定期間R2経過したタイミング(例えば図1のタイミングT2b、T4b)に、燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させること、すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させることを決定する。なお、反転判定期間R2は、反転判定期間R1と同じであってもよいし、反転判定期間R1と異なっていてもよい。そして、触媒劣化診断装置80は、この決定に基づいて、燃料量Hを減少させる。すなわち、燃料量Hの増加/減少を反転させる。
上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと、第1信号反転タイミングの次に上流酸素濃度センサ76の出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミングとの間隔を信号反転間隔と定義する。例えば、第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT1aの場合、第2信号反転タイミングは図1の信号反転タイミングT2aである。第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT2aの場合、第2信号反転タイミングは図1の信号反転タイミングT3aである。第1信号反転タイミングは、図1の信号反転タイミングT3a、信号反転タイミングT4a、または、信号反転タイミングT5aであってもよい。第1信号反転タイミングが信号反転タイミングT1a、T3a、T5aの場合、反転判定期間R2が本発明の第1反転判定期間に相当する。第1信号反転タイミングが信号反転タイミングT2a、T4aの場合、反転判定期間R1が本発明の第1反転判定期間に相当する。
また、触媒劣化診断装置80は、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間隔である信号反転間隔が、触媒53の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときに、下流酸素濃度センサ77の信号に基づいて、触媒53の劣化診断を行う。ここで、触媒劣化診断間隔W1は、第1信号反転タイミングにリーン状態に切り換わる場合の触媒劣化診断間隔である。触媒劣化診断間隔W2は、第1信号反転タイミングにリッチ状態に切り換わる場合の触媒劣化診断間隔である。触媒劣化診断間隔W1と触媒劣化診断間隔W2とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、触媒劣化診断装置80は、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときの第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間に、信号無効期間M1、M2を設けて燃料量Hを制御する。信号無効期間M1は、第1信号反転タイミングにリーン状態に切り換わる場合の信号無効期間である。信号無効期間M2は、第1信号反転タイミングにリッチ状態に切り換わる場合の信号無効期間である。信号無効期間M1の長さと信号無効期間M2の長さとは同じであってもよいし、異なっていてもよい。信号無効期間M1、M2の開始タイミングと終了タイミングは図1に示すタイミングに限らない。
信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているとき、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間に、突発的信号反転組が突発的に発生する場合がある。突発的信号反転組は、上流酸素濃度センサ76の出力信号におけるリッチ/リーン状態の反転とこれに続くリッチ/リーン状態の反転との組である。触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1に突発的信号反転組が発生し、且つ、当該突発的信号反転組の長さが反転判定期間R2(第1反転判定期間)よりも長く、且つ、当該突発的信号反転組が第1信号反転タイミングと第2反転タイミングとの間に収まっている場合に、当該突発的信号反転組を無視して、燃料量Hの増加/減少の反転を行わせないように制御する。触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M2に突発的信号反転組が発生し、且つ、当該突発的信号反転組の長さが反転判定期間R1(第1反転判定期間)よりも長く、且つ、当該突発的信号反転組が第1信号反転タイミングと第2反転タイミングとの間に収まっている場合に、当該突発的信号反転組を無視して、燃料量Hの増加/減少の反転を行わせないように制御する。
また、触媒劣化診断装置80は、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときの第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間に、信号無効期間M1、M2を設けて燃料量Hを制御する。信号無効期間M1は、第1信号反転タイミングにリーン状態に切り換わる場合の信号無効期間である。信号無効期間M2は、第1信号反転タイミングにリッチ状態に切り換わる場合の信号無効期間である。信号無効期間M1の長さと信号無効期間M2の長さとは同じであってもよいし、異なっていてもよい。信号無効期間M1、M2の開始タイミングと終了タイミングは図1に示すタイミングに限らない。
信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているとき、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間に、突発的信号反転組が突発的に発生する場合がある。突発的信号反転組は、上流酸素濃度センサ76の出力信号におけるリッチ/リーン状態の反転とこれに続くリッチ/リーン状態の反転との組である。触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1に突発的信号反転組が発生し、且つ、当該突発的信号反転組の長さが反転判定期間R2(第1反転判定期間)よりも長く、且つ、当該突発的信号反転組が第1信号反転タイミングと第2反転タイミングとの間に収まっている場合に、当該突発的信号反転組を無視して、燃料量Hの増加/減少の反転を行わせないように制御する。触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M2に突発的信号反転組が発生し、且つ、当該突発的信号反転組の長さが反転判定期間R1(第1反転判定期間)よりも長く、且つ、当該突発的信号反転組が第1信号反転タイミングと第2反転タイミングとの間に収まっている場合に、当該突発的信号反転組を無視して、燃料量Hの増加/減少の反転を行わせないように制御する。
例えば、信号反転タイミングT1aと信号反転タイミングT2aとの間に設けた信号無効期間M1に、図1に破線で示すような突発的信号反転組K1aまたは突発的信号反転組K1bが発生した場合、および、信号反転タイミングT2aと信号反転タイミングT3aとの間に設けた信号無効期間M2に、図1に破線で示すような突発的信号反転組K2aまたは突発的信号反転組K2bが発生した場合について説明する。
突発的信号反転組K1aは、タイミングU1aにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU1aの後のタイミングU1bにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K1bは、タイミングU1cにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU1cの後のタイミングU1dにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K1aの長さX1a、および、突発的信号反転組K1bの長さX1bは、反転判定期間R2よりも長い。突発的信号反転組K1a、K1bは信号反転タイミングT1aと信号反転タイミングT2aとの間に収まる。タイミングU1aとタイミングU1bは共に信号無効期間M1内である。タイミングU1cは信号無効期間M1内であり、タイミングU1bは信号無効期間M1より後である。
触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1に突発的信号反転組K1aまたは突発的信号反転組K1bが発生した場合、突発的信号反転組K1a、K1bを無視して燃料量Hを制御する。
突発的信号反転組K2aは、タイミングU2aにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU2aの後のタイミングU2bにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K2bは、タイミングU2cにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU2cの後のタイミングU2dにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K2aの長さX2aおよび突発的信号反転組K2bの長さX2bは、反転判定期間R1よりも長い。突発的信号反転組K2a、K2bは信号反転タイミングT2aと信号反転タイミングT3aとの間に収まる。タイミングU2aとタイミングU2bは共に信号無効期間M2内である。タイミングU2cは信号無効期間M1内であり、タイミングU2bは信号無効期間M1より後である。
触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M2に突発的信号反転組K2aまたは突発的信号反転組K2bが発生した場合、突発的信号反転組K2a、K2bを無視して燃料量Hを制御する。このように、第1実施形態においては、後述する比較例1(図2(a)~(c)参照)とは異なり、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づいた燃料量Hの増加/減少の反転が行われない。
突発的信号反転組K1aは、タイミングU1aにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU1aの後のタイミングU1bにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K1bは、タイミングU1cにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU1cの後のタイミングU1dにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K1aの長さX1a、および、突発的信号反転組K1bの長さX1bは、反転判定期間R2よりも長い。突発的信号反転組K1a、K1bは信号反転タイミングT1aと信号反転タイミングT2aとの間に収まる。タイミングU1aとタイミングU1bは共に信号無効期間M1内である。タイミングU1cは信号無効期間M1内であり、タイミングU1bは信号無効期間M1より後である。
触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1に突発的信号反転組K1aまたは突発的信号反転組K1bが発生した場合、突発的信号反転組K1a、K1bを無視して燃料量Hを制御する。
突発的信号反転組K2aは、タイミングU2aにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU2aの後のタイミングU2bにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K2bは、タイミングU2cにおけるリッチ/リーン状態の反転と、タイミングU2cの後のタイミングU2dにおけるリッチ/リーン状態の反転の組である。突発的信号反転組K2aの長さX2aおよび突発的信号反転組K2bの長さX2bは、反転判定期間R1よりも長い。突発的信号反転組K2a、K2bは信号反転タイミングT2aと信号反転タイミングT3aとの間に収まる。タイミングU2aとタイミングU2bは共に信号無効期間M2内である。タイミングU2cは信号無効期間M1内であり、タイミングU2bは信号無効期間M1より後である。
触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M2に突発的信号反転組K2aまたは突発的信号反転組K2bが発生した場合、突発的信号反転組K2a、K2bを無視して燃料量Hを制御する。このように、第1実施形態においては、後述する比較例1(図2(a)~(c)参照)とは異なり、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づいた燃料量Hの増加/減少の反転が行われない。
そして、第1実施形態において、信号無効期間M1、M2を設けることにより、信号無効期間M1、M2に突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bが発生しても、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bが発生しない場合と比較して、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が短くなることを抑制できる。これにより、触媒53の劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
ここで、第1実施形態と異なり、例えば後述する比較例2のように、信号無効期間M1、M2を設ける代わりに、反転判定期間R1、R2を長くすることによって、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bが発生したときに、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転されないようにすることが考えられる。しかしながら、反転判定期間R1、R2を長くしすぎると、上流酸素濃度センサ76の出力信号に正常な反転(信号反転タイミングT1a、T2a、T3a、T4a、T5aでの反転)が発生した場合にも、燃料量Hの増加/減少が反転されなくなってしまうことがある。
これに対して、第1実施形態では、上述したように、信号無効期間M1、M2を設けることによって、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づく燃料量Hの増加/減少を反転させないようにしている。これにより、長さの長い突発的信号に基づいて燃料量Hの増加/減少を反転しないようにしつつも、上流酸素濃度センサ76の出力信号に正常な反転が発生したときには確実に燃料量Hの増加/減少を反転させることができる。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2よりも長くなることを抑制できる。これにより、触媒53の劣化診断が可能となる機会を確保することができる。
これに対して、第1実施形態では、上述したように、信号無効期間M1、M2を設けることによって、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づく燃料量Hの増加/減少を反転させないようにしている。これにより、長さの長い突発的信号に基づいて燃料量Hの増加/減少を反転しないようにしつつも、上流酸素濃度センサ76の出力信号に正常な反転が発生したときには確実に燃料量Hの増加/減少を反転させることができる。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2よりも長くなることを抑制できる。これにより、触媒53の劣化診断が可能となる機会を確保することができる。
また、後述する比較例2のように反転判定期間R1、R2を長くした場合、信号反転間隔が長くなる。
これに対して、信号無効期間M1、M2の長さは信号反転間隔の長さにほとんど影響しない。したがって、信号無効期間M1、M2を設けるために触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)を長くする必要がない。そのため、比較例2に比べて、触媒53の劣化診断が可能となる機会をより多く確保することができる。また、第1実施形態では、比較例2に比べて、触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)の長さの設定自由度が高い。
これに対して、信号無効期間M1、M2の長さは信号反転間隔の長さにほとんど影響しない。したがって、信号無効期間M1、M2を設けるために触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)を長くする必要がない。そのため、比較例2に比べて、触媒53の劣化診断が可能となる機会をより多く確保することができる。また、第1実施形態では、比較例2に比べて、触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)の長さの設定自由度が高い。
触媒劣化診断装置80が燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させることを決定するタイミングと、触媒劣化診断装置80が燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させるタイミングとの差を、追加時間Q1とする。信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときの追加時間Q1は、図1に示すように0より大きくてもよく、0であってもよい。信号反転タイミングT1a、T3a、T5aから反転判定期間R1と追加時間Q1とを足し合わせた時間(R1+Q1)経過したタイミングT1c、T3c、T5cに、燃料量Hの増加/減少が反転する。
触媒劣化診断装置80が燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させることを決定するタイミングと、触媒劣化診断装置80が燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させるタイミングとの差を、追加時間Q2とする。信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときの追加時間Q2は、図1に示すように0より大きくてもよく、0であってもよい。信号反転タイミングT2a、T4aから反転判定期間R2と追加時間Q2とを足し合わせた時間(R2+Q2)経過したタイミングT2c、T4cに、燃料量Hの増加/減少が反転する。
触媒劣化診断装置80が燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させることを決定するタイミングと、触媒劣化診断装置80が燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させるタイミングとの差を、追加時間Q2とする。信号反転間隔が触媒劣化診断間隔W1、W2となるようにエンジン20が運転されているときの追加時間Q2は、図1に示すように0より大きくてもよく、0であってもよい。信号反転タイミングT2a、T4aから反転判定期間R2と追加時間Q2とを足し合わせた時間(R2+Q2)経過したタイミングT2c、T4cに、燃料量Hの増加/減少が反転する。
第1実施形態において、信号無効期間M1、M2の開始タイミングは、第1信号反転タイミングから第2反転判定期間が経過したタイミングであってもよい。
例えば、第1信号反転タイミングが、図1の信号反転タイミングT1a、T3a、T5aである場合、反転判定期間R1が第2反転判定期間である。そして、信号無効間隔M1の開始タイミングは、信号反転タイミングT1a、T3a、T5aからそれぞれ反転判定期間R1が経過したタイミングT1b、T3b、T5bであってもよい。
また、第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT2a、T4aである場合、反転判定期間R2が本発明の第2反転判定期間である。そして、信号無効間隔M2の開始タイミングは、信号反転タイミングT2a、T4aからそれぞれ反転判定期間R2が経過したタイミングT2b、T4bであってもよい。
あるいは、信号無効期間M1、M2の開始タイミングは、第1信号反転タイミングから第2反転判定期間が経過したタイミングと、第2信号反転タイミングとの間のタイミングでもよい。
例えば、第1信号反転タイミングが、図1の信号反転タイミングT1a、T3a、T5aである場合、反転判定期間R1が第2反転判定期間である。そして、信号無効間隔M1の開始タイミングは、信号反転タイミングT1a、T3a、T5aからそれぞれ反転判定期間R1が経過したタイミングT1b、T3b、T5bであってもよい。
また、第1信号反転タイミングが図1の信号反転タイミングT2a、T4aである場合、反転判定期間R2が本発明の第2反転判定期間である。そして、信号無効間隔M2の開始タイミングは、信号反転タイミングT2a、T4aからそれぞれ反転判定期間R2が経過したタイミングT2b、T4bであってもよい。
あるいは、信号無効期間M1、M2の開始タイミングは、第1信号反転タイミングから第2反転判定期間が経過したタイミングと、第2信号反転タイミングとの間のタイミングでもよい。
<第1実施形態に対する比較例1>
次に、第1実施形態と比較される比較例1について、図2(a)~(c)を用いて説明する。図2(a)に示すように、比較例1では、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間M1、M2が設けられていない。これ以外の点は第1実施形態と同じである。
信号無効期間M1が設けられた第1実施形態においては、上述したように、反転判定期間R2よりも長い長さX1a、X1bを有する突発的信号反転組K1a、K1bが発生しても、突発的信号反転組K1a、K1bが無視される。そのため、タイミングU1aから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。また、タイミングU1cから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。
これに対して、信号無効期間M1が設けられていない比較例1において、反転判定期間R2よりも長い長さX1aを有する突発的信号反転組K1aが発生すると、図2(b)に破線で示すように、タイミングU1aから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M1が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX1bを有する突発的信号反転組K1bが発生すると、図2(c)に破線で示すように、タイミングU1cから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M2が設けられた第1実施形態においては、上述したように、反転判定期間R1よりも長い長さX2a、X2bを有する突発的信号反転組K2a、K2bが発生しても、突発的信号反転組K2a、K2bが無視される。そのため、タイミングU2aから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。また、タイミングU2cから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。
これに対して、信号無効期間M2が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX2aを有する突発的信号反転組K2aが発生すると、図2(b)に破線で示すように、タイミングU2aから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M2が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX2bを有する突発的信号反転組K2bが発生すると、図2(c)に破線で示すように、タイミングU2cから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
次に、第1実施形態と比較される比較例1について、図2(a)~(c)を用いて説明する。図2(a)に示すように、比較例1では、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間M1、M2が設けられていない。これ以外の点は第1実施形態と同じである。
信号無効期間M1が設けられた第1実施形態においては、上述したように、反転判定期間R2よりも長い長さX1a、X1bを有する突発的信号反転組K1a、K1bが発生しても、突発的信号反転組K1a、K1bが無視される。そのため、タイミングU1aから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。また、タイミングU1cから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。
これに対して、信号無効期間M1が設けられていない比較例1において、反転判定期間R2よりも長い長さX1aを有する突発的信号反転組K1aが発生すると、図2(b)に破線で示すように、タイミングU1aから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M1が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX1bを有する突発的信号反転組K1bが発生すると、図2(c)に破線で示すように、タイミングU1cから時間(R2+Q2)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M2が設けられた第1実施形態においては、上述したように、反転判定期間R1よりも長い長さX2a、X2bを有する突発的信号反転組K2a、K2bが発生しても、突発的信号反転組K2a、K2bが無視される。そのため、タイミングU2aから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。また、タイミングU2cから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転しない。
これに対して、信号無効期間M2が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX2aを有する突発的信号反転組K2aが発生すると、図2(b)に破線で示すように、タイミングU2aから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
また、信号無効期間M2が設けられていない比較例1において、反転判定期間R1よりも長い長さX2bを有する突発的信号反転組K2bが発生すると、図2(c)に破線で示すように、タイミングU2cから時間(R1+Q1)が経過したタイミングに、燃料量Hの増加/減少が反転してしまう。
信号無効期間M1、M2を設けない比較例1では、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bが発生したときに、上述したように、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転されてしまう。そのため、信号無効期間M1、M2を設けない比較例1では、突発的信号反転組K1a、K1b、K2a、K2bが発生していないときと比較して、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が短くなり、触媒53の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒53の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
<第1実施形態に対する比較例2>
次に、第1実施形態と比較される比較例2について、図3(a)、(b)を用いて説明する。図3(a)に示すように、比較例2では、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間M1、M2が設けられていない。さらに比較例2では、第1実施形態の反転判定期間R1の代わりに反転判定期間R1よりも長い反転判定期間R1aが設定され、第1実施形態の反転判定期間R2の代わりに反転判定期間R2よりも長い反転判定期間R2aが設定される。これ以外の点は第1実施形態と同じである。反転判定期間R1a、R2aが第1実施形態の反転判定期間R1、R2bよりも長いため、比較例2の信号反転間隔は、第1実施形態の信号反転間隔よりも長くなる。
比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わるタイミング(例えば図3(a)の信号反転タイミングT1a1、T3a1)から反転判定期間R1a経過したタイミング(例えば図3(a)のタイミングT1b1、T3b1)に、燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させることが決定される。さらに、図3(b)に示すように、上記タイミング(例えば図3(a)のタイミングT1b1、T3b1)から追加時間Q1経過したタイミング(例えば図3(a)、(b)のタイミングT1c1、T3c1)に燃料量Hの増加/減少が反転する。
また、比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わるタイミング(例えば図3(a)のタイミング信号反転タイミングT2a1、T4a1)から反転判定期間R2a経過したタイミング(例えば図3(a)のタイミングT2b1、T4b1)に、燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させることが決定される。そして、図3(b)に示すように、上記タイミング(例えば図3(a)のタイミングT2b1、T4b1)から追加時間Q2経過したタイミング(例えば図3(a)、(b)のタイミングT2c1、T4c1)に燃料量Hの増加/減少が反転する。
反転判定期間R1aは、第1実施形態で説明した突発的信号反転組K1a、K1bの長さX1a、X1b(図1参照)よりも長い。反転判定期間R2aは、第1実施形態で説明した突発的信号反転組K2a、K2bの長さX2a、X2b(図1参照)よりも長い。したがって、比較例2では、長さX1a、X1bより長く反転判定期間R1aより短い長さの突発的信号反転組が発生した場合、この突発的信号反転組に基づいて燃料量Hの増加/減少が反転することがない。
しかしながら、比較例2の場合、反転判定期間R1a、R2aが長いため、信号反転タイミングT1a1、T3a1、から反転判定期間R1aが経過するまでの期間、および、信号反転タイミングT2a1、T2a1から反転判定期間R2aが経過するまでの期間に突発的信号反転組が発生する可能性が高くなる。そして、例えば、信号反転タイミングT1a1から第1実施形態の反転判定期間R1が経過したタイミングT1b2と、タイミングT1b1との間の期間に、図3(a)に破線で示すような、反転判定期間R1aよりも長さの短い突発的信号反転組J1が発生した場合、タイミングT1b1燃料量Hを増加させることが決定されない。したがって、図3(b)に破線で示すように、タイミングT1c1に燃料量Hの増加/減少が反転しない。すなわち、上流酸素濃度センサ76の出力信号が信号反転タイミングT1a1にリーン状態に切り換わったことに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転しない。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなってしまう。また、例えば、信号反転タイミングT2a1から第1実施形態の反転判定期間R2が経過したタイミングT2b2と、タイミングT2b1との間の期間に、図3(a)に破線で示すような、反転判定期間R2aよりも長さの短い突発的信号反転組J2が発生した場合、タイミングT2b1に燃料量Hを増加させることが決定されない。したがって、図3(b)に破線で示すように、タイミングT2c1に燃料量Hの増加/減少が反転しない。すなわち、上流酸素濃度センサ76の出力信号が信号反転タイミングT2a1にリッチ状態に切り換わったことに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転しない。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が劣化診断間隔よりも長くなってしまう。
比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加/減少が反転されなくなる可能性が高くなる。この場合、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなって、触媒53の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒53の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
また、反転判定期間R1a、R2aを長くするほど信号反転間隔は長くなる。このことによっても、触媒53の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。また、比較例2では、触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)の長さの設定自由度が低い。
次に、第1実施形態と比較される比較例2について、図3(a)、(b)を用いて説明する。図3(a)に示すように、比較例2では、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間M1、M2が設けられていない。さらに比較例2では、第1実施形態の反転判定期間R1の代わりに反転判定期間R1よりも長い反転判定期間R1aが設定され、第1実施形態の反転判定期間R2の代わりに反転判定期間R2よりも長い反転判定期間R2aが設定される。これ以外の点は第1実施形態と同じである。反転判定期間R1a、R2aが第1実施形態の反転判定期間R1、R2bよりも長いため、比較例2の信号反転間隔は、第1実施形態の信号反転間隔よりも長くなる。
比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わるタイミング(例えば図3(a)の信号反転タイミングT1a1、T3a1)から反転判定期間R1a経過したタイミング(例えば図3(a)のタイミングT1b1、T3b1)に、燃料量Hを減少させる状態から増加させる状態へ反転させることが決定される。さらに、図3(b)に示すように、上記タイミング(例えば図3(a)のタイミングT1b1、T3b1)から追加時間Q1経過したタイミング(例えば図3(a)、(b)のタイミングT1c1、T3c1)に燃料量Hの増加/減少が反転する。
また、比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わるタイミング(例えば図3(a)のタイミング信号反転タイミングT2a1、T4a1)から反転判定期間R2a経過したタイミング(例えば図3(a)のタイミングT2b1、T4b1)に、燃料量Hを増加させる状態から減少させる状態へ反転させることが決定される。そして、図3(b)に示すように、上記タイミング(例えば図3(a)のタイミングT2b1、T4b1)から追加時間Q2経過したタイミング(例えば図3(a)、(b)のタイミングT2c1、T4c1)に燃料量Hの増加/減少が反転する。
反転判定期間R1aは、第1実施形態で説明した突発的信号反転組K1a、K1bの長さX1a、X1b(図1参照)よりも長い。反転判定期間R2aは、第1実施形態で説明した突発的信号反転組K2a、K2bの長さX2a、X2b(図1参照)よりも長い。したがって、比較例2では、長さX1a、X1bより長く反転判定期間R1aより短い長さの突発的信号反転組が発生した場合、この突発的信号反転組に基づいて燃料量Hの増加/減少が反転することがない。
しかしながら、比較例2の場合、反転判定期間R1a、R2aが長いため、信号反転タイミングT1a1、T3a1、から反転判定期間R1aが経過するまでの期間、および、信号反転タイミングT2a1、T2a1から反転判定期間R2aが経過するまでの期間に突発的信号反転組が発生する可能性が高くなる。そして、例えば、信号反転タイミングT1a1から第1実施形態の反転判定期間R1が経過したタイミングT1b2と、タイミングT1b1との間の期間に、図3(a)に破線で示すような、反転判定期間R1aよりも長さの短い突発的信号反転組J1が発生した場合、タイミングT1b1燃料量Hを増加させることが決定されない。したがって、図3(b)に破線で示すように、タイミングT1c1に燃料量Hの増加/減少が反転しない。すなわち、上流酸素濃度センサ76の出力信号が信号反転タイミングT1a1にリーン状態に切り換わったことに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転しない。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなってしまう。また、例えば、信号反転タイミングT2a1から第1実施形態の反転判定期間R2が経過したタイミングT2b2と、タイミングT2b1との間の期間に、図3(a)に破線で示すような、反転判定期間R2aよりも長さの短い突発的信号反転組J2が発生した場合、タイミングT2b1に燃料量Hを増加させることが決定されない。したがって、図3(b)に破線で示すように、タイミングT2c1に燃料量Hの増加/減少が反転しない。すなわち、上流酸素濃度センサ76の出力信号が信号反転タイミングT2a1にリッチ状態に切り換わったことに基づいて燃料量Hの増加/減少が反転しない。その結果、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が劣化診断間隔よりも長くなってしまう。
比較例2では、上流酸素濃度センサ76の出力信号に正常な反転が生じたときにも燃料量の増加/減少が反転されなくなる可能性が高くなる。この場合、燃料量Hの増加/減少の反転の間隔が触媒劣化診断間隔よりも長くなって、触媒53の劣化診断を行うことができなくなる。すなわち、触媒53の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。
また、反転判定期間R1a、R2aを長くするほど信号反転間隔は長くなる。このことによっても、触媒53の劣化診断が可能となる機会が少なくなる。また、比較例2では、触媒劣化診断間隔(信号反転間隔)の長さの設定自由度が低い。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の触媒劣化診断装置80が搭載される鞍乗型車両1について図4に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態の構成を有する。
図4に示すように、鞍乗型車両1は、エンジンユニット11と触媒劣化診断装置80とを備えている。エンジンユニット11は、エンジン20と、排気通路部51と、触媒53と、上流酸素濃度センサ76と、下流酸素濃度センサ77とを備える。エンジン20の冷却方式は、図4では自然空冷式であるが、その他の冷却方式でもよい。エンジン20は、図4では4ストローク式のエンジンであるが、2ストローク式のエンジンであってもよい。排気通路部51における触媒53の位置は、図4に示す位置に限らない。
本発明の第2実施形態の触媒劣化診断装置80が搭載される鞍乗型車両1について図4に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態の構成を有する。
図4に示すように、鞍乗型車両1は、エンジンユニット11と触媒劣化診断装置80とを備えている。エンジンユニット11は、エンジン20と、排気通路部51と、触媒53と、上流酸素濃度センサ76と、下流酸素濃度センサ77とを備える。エンジン20の冷却方式は、図4では自然空冷式であるが、その他の冷却方式でもよい。エンジン20は、図4では4ストローク式のエンジンであるが、2ストローク式のエンジンであってもよい。排気通路部51における触媒53の位置は、図4に示す位置に限らない。
第2実施形態の触媒劣化診断装置80は、例えばECU(Electronic Control Unit)である。ECUは、エンジンユニット11を制御する。ECUは、エンジンユニット11の制御以外の鞍乗型車両1の制御を行ってもよい。
鞍乗型車両では一般的に自動車と比較してエンジンの回転速度の範囲が広いこと等が理由で、鞍乗型車両1では、自動車と比較して、上流酸素濃度センサの出力信号に発生する突発的信号反転組の長さが長くなりやすい。そこで、第2実施形態では、鞍乗型車両1に搭載された触媒劣化診断装置80が、触媒53の劣化診断を行うときに、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。これにより、突発的信号反転組の長さが長くなりやすい鞍乗型車両1において触媒53の劣化診断を行うときに、触媒53の劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
鞍乗型車両では一般的に自動車と比較してエンジンの回転速度の範囲が広いこと等が理由で、鞍乗型車両1では、自動車と比較して、上流酸素濃度センサの出力信号に発生する突発的信号反転組の長さが長くなりやすい。そこで、第2実施形態では、鞍乗型車両1に搭載された触媒劣化診断装置80が、触媒53の劣化診断を行うときに、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。これにより、突発的信号反転組の長さが長くなりやすい鞍乗型車両1において触媒53の劣化診断を行うときに、触媒53の劣化診断が可能となる機会を多く確保することができる。
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態の触媒劣化診断装置80によって制御されるエンジンユニット11について図5を用いて説明する。第3実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第3実施形態は、第2実施形態の構成を有していてもよい。図5に示すように、エンジンユニット11は、エンジン20と、吸気ユニット40と、排気ユニット50を有する。図5のエンジン20は、4ストローク式のエンジンである。
本発明の第3実施形態の触媒劣化診断装置80によって制御されるエンジンユニット11について図5を用いて説明する。第3実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第3実施形態は、第2実施形態の構成を有していてもよい。図5に示すように、エンジンユニット11は、エンジン20と、吸気ユニット40と、排気ユニット50を有する。図5のエンジン20は、4ストローク式のエンジンである。
エンジン20は、クランクケース21と、シリンダボディ22と、シリンダヘッド23とを備えている。
クランクケース21は、クランク軸26等を収容している。クランクケース21には、エンジン回転速度センサ71が設けられている。エンジン回転速度センサ71は、クランク軸26の回転速度、即ち、エンジン回転速度を検出する。エンジン回転速度とは、単位時間当たりのクランク軸26の回転数のことである。
シリンダボディ22には、少なくとも1つのシリンダ孔22aが形成されている。少なくとも1つのシリンダ孔22aの各々には、ピストン28が摺動可能に収容されている。ピストン28は、コネクティングロッド29を介してクランク軸26に連結されている。
シリンダヘッド23とシリンダ孔22aとピストン28によって、燃焼室30が形成される。エンジン20は、少なくとも1つの燃焼室30を有する。少なくとも1つの燃焼室30の各々には、点火プラグ31の先端部が配置されている。点火プラグ31の先端部は、火花放電を発生させる。この火花放電によって、燃焼室30内の混合気が点火される。点火プラグ31は、点火コイル32に接続されている。点火コイル32は、点火プラグ31の火花放電を生じさせるための電力を蓄える。
燃焼室30には、1つまたは2つの吸気ポート33と1つまたは2つの排気ポート34が形成されている。吸気ポート33は、吸気弁35によって開閉される。排気ポート34は、排気弁36によって開閉される。吸気弁35および排気弁36は、シリンダヘッド23内に収容された動弁装置(図示せず)によって開閉駆動される。動弁装置は、クランク軸26と連動して作動する。
エンジンユニット11は、吸気ポート33と、大気に面する大気吸入口41cとをつなぐ吸気通路部41を有する。吸気通路部41は、エンジン20が有する全ての燃焼室30に接続される。大気吸入口41cから吸い込まれた空気は、吸気通路部41内を吸気ポート33に向かって流れる。吸気通路部41の一部は、エンジン20に形成されており、吸気通路部41の残りの部分は、吸気ユニット40に形成されている。吸気ユニット40は、エンジン20に接続された吸気管を有する。さらに、吸気ユニット40は、少なくとも1つのインジェクタ42と少なくとも1つのスロットル弁45を有する。
エンジンユニット11は、排気ポート34と、大気に面する大気放出口64aとをつなぐ排気通路部51を有する。排気通路部51は、エンジン20が有する全ての燃焼室30に接続される。燃焼室30で発生した排ガスは、排気ポート34を介して排気通路部51に排出される。排ガスは排気通路部51内を大気放出口64aに向かって流れる。排気通路部51の一部は、エンジン20に形成されており、排気通路部51の残りの部分は、排気ユニット50に形成されている。排気ユニット50は、エンジン20に接続された排気管52を有する。さらに、排気ユニット50は、触媒53とマフラー54を有する。マフラー54は、排ガスによる騒音を低減する装置である。マフラー54は、排気通路部51に含まれる。上流酸素濃度センサ76および下流酸素濃度センサ77は排気管52に設けられている。上流酸素濃度センサ76はエンジン20に設けられてもよい。下流酸素濃度センサ77はマフラー54に設けられてもよい。燃焼室30の数が複数の場合、複数の燃料室30に対して1つの触媒53が設けられてもよく、燃料室30ごとに1つの触媒53が設けられてもよく、複数の燃料室30うちの2以上の燃料室30ごとに1つの触媒53が設けられてもよい。上流酸素濃度センサ76は、触媒53ごとに設けられてもよく、複数の触媒53のいずれかに対して設けられてもよい。下流酸素濃度センサ77は、触媒53ごとに設けられてもよく、複数の触媒53のいずれかに対して設けられてもよく、複数の触媒53に対して設けられてもよい。エンジンユニット11は、少なくとも1つの触媒53とは別に、いずれかの触媒53の上流または下流に配置されたサブ触媒を有してもよい。
インジェクタ42は、吸気通路部41に配置されている。インジェクタ42は、吸気通路部41内の空気に対して燃料を噴射する。これにより、吸気通路部41を介して燃焼室30に燃料が供給される。インジェクタ42を、燃焼室30に直接燃料が噴射されるように設けてもよい。1つの燃焼室30に対して1つまたは2つのインジェクタ42が設けられる。インジェクタ42は、燃料ホース43を介して燃料タンク10に接続されている。燃料タンク10の内部には、燃料ポンプ44が配置されている。燃料ポンプ44は、燃料タンク10内の燃料を燃料ホース43へと圧送する。第3実施形態において、燃料供給装置46は、インジェクタ42と燃料ポンプ44とを有する。
スロットル弁45は、吸気通路部41に設けられる。スロットル弁45は、インジェクタ42よりも上流に配置される。1つの燃焼室30に対して1つのスロットル弁45が設けられる。スロットル弁45は、スロットルワイヤを介して、アクセルグリップ(図示せず)に接続されている。ライダーがアクセルグリップを回動操作することによって、スロットル弁45の開度が変更される。エンジンユニット11は、スロットル弁45の開度を検出するスロットル開度センサ(スロットルポジションセンサ)73を有する。以下、スロットル弁45の開度を、スロットル開度という。スロットル開度センサ73は、スロットル弁45の位置を検出することにより、スロットル開度を表す信号を出力する。なお、スロットル弁45は、電子制御で開閉する電子スロットル弁であってもよい。この場合、スロットル開度センサ73は、電子制御の信号に基づいて、スロットル開度を表す信号を出力してもよい。
第3実施形態において、触媒劣化診断装置80は、エンジン回転速度センサ71、スロットル開度センサ73、上流酸素濃度センサ76、下流酸素濃度センサ77等の各種センサと接続されている。触媒劣化診断装置80には、各種センサの信号が入力される。触媒劣化診断装置80は、点火コイル32、インジェクタ42、燃料ポンプ44等と接続されている。
触媒劣化診断装置80は、燃料供給量制御と点火時期制御を行う。上述の燃料量Hの制御は、燃料供給量制御に含まれる。触媒劣化診断装置80は、燃料供給量制御において、インジェクタ42および燃料ポンプ44を制御する。触媒劣化診断装置80は、インジェクタ42による燃料噴射時間を制御することで、少なくとも1つの燃焼室30に供給される燃料量Hを制御する。触媒劣化診断装置80は、点火時期制御において、点火コイル32を制御する。
触媒劣化診断装置80は、燃料供給量制御と点火時期制御を行う。上述の燃料量Hの制御は、燃料供給量制御に含まれる。触媒劣化診断装置80は、燃料供給量制御において、インジェクタ42および燃料ポンプ44を制御する。触媒劣化診断装置80は、インジェクタ42による燃料噴射時間を制御することで、少なくとも1つの燃焼室30に供給される燃料量Hを制御する。触媒劣化診断装置80は、点火時期制御において、点火コイル32を制御する。
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態について図6(a)、(b)および図7を用いて説明する。第4実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第4実施形態は第2実施形態および第3実施施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。
第4実施形態において、触媒劣化診断装置80は、図6(a)に示すフローに沿った処理を行う。図6(a)のフローが開始されたときの燃料量Hの制御は、通常の燃料量Hの制御である。燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御であるとき、および、後述するステップS11~ステップS17の処理が行われているとき、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいて燃料量Hを制御する。ここで、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいた燃料量Hの制御の詳細について図7に示す例を用いて説明する。上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わってから、時間Wsaが経過したときに、燃料量HがΔSa増加する。その後、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態である間、燃料量Hは時間間隔ωa毎にΔAずつ徐々に増加する。さらに、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わってから、時間Wsbが経過するまでの期間も、燃料量Hは時間間隔ωa毎にΔAずつ徐々に増加する。上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わってから、時間Wsbが経過したときに、燃料量HがΔSb減少する。その後、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態である間、燃料量Hは時間間隔ωb毎にΔBずつ徐々に減少する。さらに、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わってから、時間Wsaが経過するまでの期間も、燃料量Hは時間間隔ωb毎にΔBずつ徐々に減少する。ΔSbはΔSaと同じであってもよいし、ΔSaと異なっていてもよい。時間間隔ωbは時間間隔ωaと同じであってもよいし、時間間隔ωaと異なっていてもよい。ΔBはΔAと同じであってもよいし、ΔAと異なっていてもよい。時間Wsbは、時間Wsaと同じであってもよいし、時間Wsaと異なっていてもよい。
本発明の第4実施形態について図6(a)、(b)および図7を用いて説明する。第4実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第4実施形態は第2実施形態および第3実施施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。
第4実施形態において、触媒劣化診断装置80は、図6(a)に示すフローに沿った処理を行う。図6(a)のフローが開始されたときの燃料量Hの制御は、通常の燃料量Hの制御である。燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御であるとき、および、後述するステップS11~ステップS17の処理が行われているとき、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいて燃料量Hを制御する。ここで、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいた燃料量Hの制御の詳細について図7に示す例を用いて説明する。上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わってから、時間Wsaが経過したときに、燃料量HがΔSa増加する。その後、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態である間、燃料量Hは時間間隔ωa毎にΔAずつ徐々に増加する。さらに、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わってから、時間Wsbが経過するまでの期間も、燃料量Hは時間間隔ωa毎にΔAずつ徐々に増加する。上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態に切り換わってから、時間Wsbが経過したときに、燃料量HがΔSb減少する。その後、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリッチ状態である間、燃料量Hは時間間隔ωb毎にΔBずつ徐々に減少する。さらに、上流酸素濃度センサ76の出力信号がリーン状態に切り換わってから、時間Wsaが経過するまでの期間も、燃料量Hは時間間隔ωb毎にΔBずつ徐々に減少する。ΔSbはΔSaと同じであってもよいし、ΔSaと異なっていてもよい。時間間隔ωbは時間間隔ωaと同じであってもよいし、時間間隔ωaと異なっていてもよい。ΔBはΔAと同じであってもよいし、ΔAと異なっていてもよい。時間Wsbは、時間Wsaと同じであってもよいし、時間Wsaと異なっていてもよい。
図6(a)のフローについて詳細に説明すると、触媒劣化診断装置80は、まず、触媒劣化診断条件を満たすか否かを判断する(ステップS11)。触媒劣化診断条件は、触媒53の劣化診断前に満たせばよい第1条件と、触媒53の劣化診断前および触媒53の劣化診断中の両方において満たす必要のある第2条件とを含む。
第1条件は、例えば、エンジン20の始動から一定時間が経過したという条件を含む。また、第1条件は、例えば、燃料量の増加/減少の反転周期が所定の範囲にあるという条件を含む。第1条件は、これらの条件のうち少なくとも1つの条件を含んでいてもよい。
第2条件は、例えば、上流酸素濃度センサ76および下流酸素濃度センサ77の両方が活性化しているという条件を含む。第2条件は、例えば、触媒53が活性化しているという条件を含む。触媒劣化診断装置80は、例えば、エンジン始動後の経過時間および/または、累積エンジン回転数、エンジン温度、外気温度などから酸素濃度センサ76、77または触媒53が活性化しているか否かを判断してもよい。また、第2条件は、例えば、エンジン20の回転速度およびエンジン20の負荷が触媒53の劣化診断に適した領域内にあるという条件を含む。また、第2条件は、例えば、エンジン20に供給される空気の空気量の変化量および空気圧の変化量の両方が閾値以下であるという条件を含む。なお、第2条件は、これらの条件のうち少なくとも1つの条件を含んでいてもよい。
また、触媒劣化診断装置80は、この後のステップS13~S17の処理を実行するときに、これらの処理と並行して第2条件を満たすか否かを判断する。
触媒劣化診断装置80は、触媒劣化診断条件を満たさないと判断したときには(ステップS11:NO)、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に維持する。
触媒劣化診断装置80は、触媒劣化診断条件を満たすと判断したしたときに(ステップS11:YES)、前回の触媒53の劣化診断を途中で終了したか否かを判定する(ステップS12)。触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中でエンジン20が停止された場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づく燃料量Hの制御が行われなくなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中で、上記第2条件を満たさなくなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中で、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20を運転することができなくなることによって、燃料量Hの増加/減少の反転周期が極端に長くなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。
なお、触媒劣化診断装置80は、これらの場合のうち少なくとも1つの場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了してもよい。
前回の触媒53の劣化診断が途中で終了してない場合には(ステップS12:NO)、触媒劣化診断装置80は、ステップS13およびステップS14の処理を行ってからステップS15に進む。前回の触媒53の劣化診断が途中で終了していた場合には(ステップS12:YES)、触媒劣化診断装置80は、そのままステップS15に進む。
ステップS13おいて、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を、通常の燃料量Hの制御から、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。触媒劣化診断装置80は、例えば図7に示すωa、ωb、ΔA、ΔSa、ΔB、ΔSb、Wsa、Wsbのうち少なくとも1つを変更して、燃料量Hの制御を、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。なお、ステップS13および後述のステップS15において燃料量Hの制御を切り換えるときには、吸気量の制御は変更しない。したがって、ステップS13および後述のステップS15において燃料量Hの制御を切り換えても、エンジン20の回転速度は大きく変化しない。燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御において、時間Wsaと時間Wsbは例えば反転判定時間R1と反転判定時間R2である。
ステップS14において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの増加/減少の反転の周期の測定を行う。
ステップS15において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を、通常の燃料量Hの制御または燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御から、触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御に切り換える。触媒劣化診断装置80は、ステップS14で測定した燃料量Hの増加/減少の反転の周期に基づいて、例えば時間Wsa、Wsbを変更して、エンジン20を信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるように運転させる。より具体的には、例えば、時間Wsaは、反転判定時間R1に0より大きい追加時間Q1を足し合わせた時間に変更され、時間Wsbは、反転判定時間R2に0より大きい追加時間Q2を足し合わせた時間に変更される。なお、前回の触媒53の劣化診断が途中で終了していた場合には、触媒劣化診断装置80は、前回の触媒53の劣化の診断時におけるステップS14で測定した燃料量Hの増加/減少の反転の周期に基づいて、例えば時間Wsa、Wsbを変更して、燃料量Hの制御を信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるような燃料量Hの制御にする。また、ステップS15において、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。
続いて、触媒劣化診断装置80は、触媒53の劣化診断を行う(ステップS16)。
ステップS16の触媒53の劣化診断の完了後、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に切り換え(ステップS17)、ステップS11に戻る。
ここで、図6(b)は、図6(a)のフローに沿って処理を行ったときの燃料量Hの変化の一例を示す図である。この例では、触媒劣化診断装置80は、タイミングTaに、燃料量Hの制御を、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。そして、触媒劣化診断装置80は、タイミングTaの後のタイミングTbに、燃料量Hの制御を触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御に切り換える。また、触媒劣化診断装置80は、タイミングTbの後のタイミングTcに、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に切り換える。タイミングTa、タイミングTbおよびタイミングTcに、信号反転間隔が変更される。
第1条件は、例えば、エンジン20の始動から一定時間が経過したという条件を含む。また、第1条件は、例えば、燃料量の増加/減少の反転周期が所定の範囲にあるという条件を含む。第1条件は、これらの条件のうち少なくとも1つの条件を含んでいてもよい。
第2条件は、例えば、上流酸素濃度センサ76および下流酸素濃度センサ77の両方が活性化しているという条件を含む。第2条件は、例えば、触媒53が活性化しているという条件を含む。触媒劣化診断装置80は、例えば、エンジン始動後の経過時間および/または、累積エンジン回転数、エンジン温度、外気温度などから酸素濃度センサ76、77または触媒53が活性化しているか否かを判断してもよい。また、第2条件は、例えば、エンジン20の回転速度およびエンジン20の負荷が触媒53の劣化診断に適した領域内にあるという条件を含む。また、第2条件は、例えば、エンジン20に供給される空気の空気量の変化量および空気圧の変化量の両方が閾値以下であるという条件を含む。なお、第2条件は、これらの条件のうち少なくとも1つの条件を含んでいてもよい。
また、触媒劣化診断装置80は、この後のステップS13~S17の処理を実行するときに、これらの処理と並行して第2条件を満たすか否かを判断する。
触媒劣化診断装置80は、触媒劣化診断条件を満たさないと判断したときには(ステップS11:NO)、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に維持する。
触媒劣化診断装置80は、触媒劣化診断条件を満たすと判断したしたときに(ステップS11:YES)、前回の触媒53の劣化診断を途中で終了したか否かを判定する(ステップS12)。触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中でエンジン20が停止された場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づく燃料量Hの制御が行われなくなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中で、上記第2条件を満たさなくなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。また、触媒劣化診断装置80は、例えば、触媒53の劣化診断の途中で、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20を運転することができなくなることによって、燃料量Hの増加/減少の反転周期が極端に長くなった場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了する。
なお、触媒劣化診断装置80は、これらの場合のうち少なくとも1つの場合に、触媒53の劣化診断を途中で終了してもよい。
前回の触媒53の劣化診断が途中で終了してない場合には(ステップS12:NO)、触媒劣化診断装置80は、ステップS13およびステップS14の処理を行ってからステップS15に進む。前回の触媒53の劣化診断が途中で終了していた場合には(ステップS12:YES)、触媒劣化診断装置80は、そのままステップS15に進む。
ステップS13おいて、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を、通常の燃料量Hの制御から、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。触媒劣化診断装置80は、例えば図7に示すωa、ωb、ΔA、ΔSa、ΔB、ΔSb、Wsa、Wsbのうち少なくとも1つを変更して、燃料量Hの制御を、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。なお、ステップS13および後述のステップS15において燃料量Hの制御を切り換えるときには、吸気量の制御は変更しない。したがって、ステップS13および後述のステップS15において燃料量Hの制御を切り換えても、エンジン20の回転速度は大きく変化しない。燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御において、時間Wsaと時間Wsbは例えば反転判定時間R1と反転判定時間R2である。
ステップS14において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの増加/減少の反転の周期の測定を行う。
ステップS15において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を、通常の燃料量Hの制御または燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御から、触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御に切り換える。触媒劣化診断装置80は、ステップS14で測定した燃料量Hの増加/減少の反転の周期に基づいて、例えば時間Wsa、Wsbを変更して、エンジン20を信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるように運転させる。より具体的には、例えば、時間Wsaは、反転判定時間R1に0より大きい追加時間Q1を足し合わせた時間に変更され、時間Wsbは、反転判定時間R2に0より大きい追加時間Q2を足し合わせた時間に変更される。なお、前回の触媒53の劣化診断が途中で終了していた場合には、触媒劣化診断装置80は、前回の触媒53の劣化の診断時におけるステップS14で測定した燃料量Hの増加/減少の反転の周期に基づいて、例えば時間Wsa、Wsbを変更して、燃料量Hの制御を信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるような燃料量Hの制御にする。また、ステップS15において、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。
続いて、触媒劣化診断装置80は、触媒53の劣化診断を行う(ステップS16)。
ステップS16の触媒53の劣化診断の完了後、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に切り換え(ステップS17)、ステップS11に戻る。
ここで、図6(b)は、図6(a)のフローに沿って処理を行ったときの燃料量Hの変化の一例を示す図である。この例では、触媒劣化診断装置80は、タイミングTaに、燃料量Hの制御を、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御に切り換える。そして、触媒劣化診断装置80は、タイミングTaの後のタイミングTbに、燃料量Hの制御を触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御に切り換える。また、触媒劣化診断装置80は、タイミングTbの後のタイミングTcに、燃料量Hの制御を通常の燃料量Hの制御に切り換える。タイミングTa、タイミングTbおよびタイミングTcに、信号反転間隔が変更される。
第4実施形態において、燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御であるときには、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設けない。これにより、触媒53の劣化診断を行わないときの燃料量Hの制御を簡単にすることができる。
第4実施形態において、燃料量Hの制御が燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御のときに、信号無効期間と同様の期間を設けてもよい。すなわち、燃料量Hの制御が燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御であるときに、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間の期間に、信号無効期間と同様の期間を設けてもよい。そして、この設けた期間に、上流酸素濃度センサ76の出力信号に所定の長さよりも長い突発的信号反転組が発生しても、当該信号反転組を無視して燃料量Hの増加/減少を反転させないように制御してもよい。これにより、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御を行うときの信号反転間隔の乱れを抑制できる。そのため、燃料量Hの増加/減少の反転の周期の測定の精度を向上できる。その結果、触媒53の劣化の診断の精度を向上できる。なお、燃料量Hの制御が燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御のときに設ける信号無効期間と同様の期間の長さは、燃料量Hの制御が触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御のときに設ける信号無効期間の長さと同じであってもよいし異なっていてもよい。 第4実施形態において、燃料量Hの制御が燃料量の増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御であるときに、信号無効期間を設けなくてもよい。これにより、触媒53の劣化診断を行わないときの燃料量の制御をより簡単にすることができる。
第4実施形態において、エンジン20が運転されているときに常に信号無効期間を設けるように制御してもよい。
<第5実施形態>
本発明の第5実施形態について図7および図8を用いて説明する。第5実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第5実施形態は、第2~第4実施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。第5実施形態において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御として、通常の燃料量Hの制御が開始されたときに図8のフローに沿った処理を開始し、燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御である間、この処理を継続する。なお、第5実施形態における通常の燃料量Hの制御は、第4実施形態における通常の燃料量Hの制御と同様に、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御、および、触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御のいずれとも異なる。通常の燃料量Hの制御において、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいて燃料量Hを制御する。第5実施形態において、燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御で開始されたときには、信号無効期間の設定が解除された状態となっている。信号無効期間の設定が解除された状態とは、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設けない状態のことである。
本発明の第5実施形態について図7および図8を用いて説明する。第5実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第5実施形態は、第2~第4実施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。第5実施形態において、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御として、通常の燃料量Hの制御が開始されたときに図8のフローに沿った処理を開始し、燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御である間、この処理を継続する。なお、第5実施形態における通常の燃料量Hの制御は、第4実施形態における通常の燃料量Hの制御と同様に、燃料量Hの増加/減少の反転の周期を測定するための燃料量Hの制御、および、触媒53の劣化診断のための燃料量Hの制御のいずれとも異なる。通常の燃料量Hの制御において、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の出力信号に基づいて燃料量Hを制御する。第5実施形態において、燃料量Hの制御が通常の燃料量Hの制御で開始されたときには、信号無効期間の設定が解除された状態となっている。信号無効期間の設定が解除された状態とは、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設けない状態のことである。
図8のフローについて具体的に説明すると、触媒劣化診断装置80は、まず、触媒劣化診断条件を満たすか否かを判定する(ステップS21)。触媒劣化診断条件とは、例えば、エンジン20の始動から一定時間が経過したという条件、および/または、前回の触媒53の劣化診断から一定時間が経過したという条件などである。触媒劣化診断条件を満たさない場合(ステップS21:NO)、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間の設定が解除された状態を維持する。触媒劣化診断条件を満たす場合(ステップS21:YES)、触媒劣化診断装置80は、燃料量Hの制御が所定条件を満たすか否かを判定する(ステップS22)。
ステップS22の所定条件とは、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20が運転されているときの条件であり、図7のωa、ωb、ΔA、ΔSa、ΔB、ΔSb、Wsa、Wsbのうち少なくとも1つについての条件を含む。なお、燃料量Hの制御が所定条件を満たすとき、時間Wsaと時間Wsbは例えば反転判定時間R1と反転判定時間R2である。すなわち、時間Wsaは、反転判定時間R1に0である追加時間Q1を足し合わせた時間であり、時間Wsbは、反転判定時間R2に0である追加時間Q2を足し合わせた時間である。
燃料量Hの制御が所定条件を満たしていない場合には(ステップS22:NO)、触媒劣化診断装置80は、ステップS21に戻り、信号無効期間の設定が解除された状態を維持する。燃料量Hの制御が所定条件を満たす場合(ステップS22:YES)、触媒劣化診断装置80は信号無効期間を設定する(ステップS23)。すなわち、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。続いて、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、触媒53の劣化診断を行う(ステップS24)。そして、触媒53の劣化診断の完了後、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間の設定を解除し(ステップS25)、ステップS21に戻る。
第5実施形態において、触媒劣化診断装置80が上記のように処理を行うことにより、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20が運転されているとき以外には、信号無効期間を設けないように制御される。これにより、触媒53の劣化診断を行わないときの燃料量Hの制御を簡単にすることができる。
ステップS22の所定条件とは、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20が運転されているときの条件であり、図7のωa、ωb、ΔA、ΔSa、ΔB、ΔSb、Wsa、Wsbのうち少なくとも1つについての条件を含む。なお、燃料量Hの制御が所定条件を満たすとき、時間Wsaと時間Wsbは例えば反転判定時間R1と反転判定時間R2である。すなわち、時間Wsaは、反転判定時間R1に0である追加時間Q1を足し合わせた時間であり、時間Wsbは、反転判定時間R2に0である追加時間Q2を足し合わせた時間である。
燃料量Hの制御が所定条件を満たしていない場合には(ステップS22:NO)、触媒劣化診断装置80は、ステップS21に戻り、信号無効期間の設定が解除された状態を維持する。燃料量Hの制御が所定条件を満たす場合(ステップS22:YES)、触媒劣化診断装置80は信号無効期間を設定する(ステップS23)。すなわち、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、第1信号反転タイミングと第2信号反転タイミングとの間に信号無効期間を設ける。続いて、触媒劣化診断装置80は、第1実施形態で説明したのと同様に、触媒53の劣化診断を行う(ステップS24)。そして、触媒53の劣化診断の完了後、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間の設定を解除し(ステップS25)、ステップS21に戻る。
第5実施形態において、触媒劣化診断装置80が上記のように処理を行うことにより、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20が運転されているとき以外には、信号無効期間を設けないように制御される。これにより、触媒53の劣化診断を行わないときの燃料量Hの制御を簡単にすることができる。
第5実施形態において、触媒劣化診断条件を満たし、且つ、燃料量Hの制御が所定条件を満たす場合に信号無効期間を設定したが、これには限られない。例えば、燃料量Hの制御が所定条件を満たしているときに、触媒劣化診断条件を満たしているか否かによらず信号無効期間を設定し、信号無効期間が設定されている状態で触媒劣化診断条件を満たしたときに、触媒の劣化診断を行ってもよい。
第5実施形態において、触媒劣化診断装置は、信号反転間隔が触媒劣化診断間隔となるようにエンジン20が運転されているとき以外には、信号無効期間を設けないように制御したが、エンジン20が運転されているときに常に信号無効期間を設けるように制御してもよい。
<第6実施形態>
本発明の第6実施形態について図9(a)、(b)を用いて説明する。第6実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第6実施形態は、第2~第5実施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。第1実施形態で説明したように、触媒劣化診断装置80は、信号反転間隔が触媒53の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となっているときに、触媒53の劣化診断を行う。また、第6実施形態において、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間を、エンジン20の運転状態に応じて異なった長さに設定するように制御する。エンジン20の運転状態に応じて異なる長さとは、例えば、エンジン20の回転速度および/またはエンジン20の負荷等に応じて異なる長さである。また、エンジン20の運転状態に応じて触媒劣化診断間隔は変更される。例えば、エンジン20の運転状態に応じて反転判定期間R1、R2が変更されることで触媒劣化診断間隔W1、W2が変更されてもよい。例えば、エンジン20の運転状態が、図9(a)に示すように、触媒劣化診断間隔W1がW1aであり、触媒劣化診断間隔W2がW2aとなるような運転状態となっているときに、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1の長さをN1aに設定し、信号無効期間M2の長さをN2aに設定する。図9(b)は、図9(a)とエンジン20の運転状態が異なる場合を示す。エンジン20の運転状態が、図9(b)に示すように触媒劣化診断間隔W1がW1aよりも短いW1bとなり、触媒劣化診断間隔W2がW2aよりも短いW2bとなるような運転状態となっているときに、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1の長さをN1aよりも短いN1bに設定し、信号無効期間M2の長さをN2aよりも短いN2bに設定する。すなわち、第6実施形態では、エンジン20の運転状態によって変わる触媒劣化診断間隔に応じて、信号無効期間の長さを異なった長さに設定する。
なお、エンジン20の運転状態に応じて触媒劣化診断間隔が変更される場合であっても、エンジン20の運転状態が異なる2つのケースにおいて、必ずしも触媒劣化診断間隔が異なるとは限らず、触媒劣化診断間隔が同じになる場合がある。エンジン20の運転状態が異なり、触媒劣化診断間隔が同じである2つのケースにおいて、信号無効期間の長さはエンジン20の運転状態に応じて異なっていてもよく、同じであってもよい。
本発明の第6実施形態について図9(a)、(b)を用いて説明する。第6実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第6実施形態は、第2~第5実施形態の少なくとも1つの構成を有していてもよい。第1実施形態で説明したように、触媒劣化診断装置80は、信号反転間隔が触媒53の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となっているときに、触媒53の劣化診断を行う。また、第6実施形態において、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間を、エンジン20の運転状態に応じて異なった長さに設定するように制御する。エンジン20の運転状態に応じて異なる長さとは、例えば、エンジン20の回転速度および/またはエンジン20の負荷等に応じて異なる長さである。また、エンジン20の運転状態に応じて触媒劣化診断間隔は変更される。例えば、エンジン20の運転状態に応じて反転判定期間R1、R2が変更されることで触媒劣化診断間隔W1、W2が変更されてもよい。例えば、エンジン20の運転状態が、図9(a)に示すように、触媒劣化診断間隔W1がW1aであり、触媒劣化診断間隔W2がW2aとなるような運転状態となっているときに、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1の長さをN1aに設定し、信号無効期間M2の長さをN2aに設定する。図9(b)は、図9(a)とエンジン20の運転状態が異なる場合を示す。エンジン20の運転状態が、図9(b)に示すように触媒劣化診断間隔W1がW1aよりも短いW1bとなり、触媒劣化診断間隔W2がW2aよりも短いW2bとなるような運転状態となっているときに、触媒劣化診断装置80は、信号無効期間M1の長さをN1aよりも短いN1bに設定し、信号無効期間M2の長さをN2aよりも短いN2bに設定する。すなわち、第6実施形態では、エンジン20の運転状態によって変わる触媒劣化診断間隔に応じて、信号無効期間の長さを異なった長さに設定する。
なお、エンジン20の運転状態に応じて触媒劣化診断間隔が変更される場合であっても、エンジン20の運転状態が異なる2つのケースにおいて、必ずしも触媒劣化診断間隔が異なるとは限らず、触媒劣化診断間隔が同じになる場合がある。エンジン20の運転状態が異なり、触媒劣化診断間隔が同じである2つのケースにおいて、信号無効期間の長さはエンジン20の運転状態に応じて異なっていてもよく、同じであってもよい。
第6実施形態において、エンジン20の運転状態に応じて信号無効期間の長さを異ならせたが、エンジン20の運転状態によらず、信号無効期間の長さを常に同じ長さとしてもよい。
第1~第6実施形態において、触媒劣化診断装置80は、上流酸素濃度センサ76の信号に基づいて、基本燃料量供給量に対する補正量を決定するための補正係数を増加/減少させることによって、燃料量Hを増加/減少させてもよい。このとき、補正係数は、例えば、燃焼室30に供給される燃料量Hが多いときほど値が大きくなる係数である。
20:エンジン、30:燃焼室、53:触媒、76:上流酸素濃度センサ、77:下流酸素濃度センサ、80:触媒劣化診断装置、K1,K2:突発的信号反転組、M1,M2:信号無効期間、R1,R2:反転判定期間(第1反転判定期間、第2反転判定期間)、T1a,T2a,T3a,T4a,T5a:信号反転タイミング(第1信号反転タイミング、第2信号反転タイミング)、W1,W2:触媒劣化診断間隔、X1a,X1b,X2a,X2b:突発的信号反転組の長さ
Claims (4)
- エンジンの燃焼室から排出される排ガスの流れ方向において触媒の上流に配置され、混合気の空燃比がリッチとリーンのどちらであるかに応じた信号を出力する上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態の反転に基づいて、前記エンジンに供給する燃料量の増加/減少の反転が行われるように前記エンジンを運転させ、
前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第1信号反転タイミングと、前記第1信号反転タイミングの次に前記上流酸素濃度センサの出力信号のリッチ/リーン状態が反転する第2信号反転タイミングとの間隔を信号反転間隔と定義すると、
前記信号反転間隔が前記触媒の劣化診断に適した触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときに、排ガスの流れ方向において触媒の下流に配置された下流酸素濃度センサの出力信号に応じて前記触媒の劣化診断を行う触媒劣化診断装置であって、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に突発的に発生する、前記上流酸素濃度センサの出力信号におけるリッチ/リーン状態の反転とこれに続くリッチ/リーン状態の反転との組を突発的信号反転組と定義し、
前記突発的信号反転組における先のリッチ/リーン状態の反転と後のリッチ/リーン状態の反転との間隔を、突発的信号反転組の長さと定義し、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第2信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第2信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第1反転判定期間と定義したときに、
前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間に信号無効期間を設け、前記信号無効期間に前記突発的信号反転組が発生し、当該突発的信号反転組の長さが前記第1反転判定期間よりも長く、かつ、当該突発的信号反転組が前記第1信号反転タイミングと前記第2信号反転タイミングとの間の期間内に収まる場合に、当該突発的信号反転組を無視して燃料量の増加/減少を反転させないように制御することを特徴とする触媒劣化診断装置。 - 前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているときの、前記第1信号反転タイミングと、その後前記上流酸素濃度センサの出力信号の前記第1信号反転タイミングでのリッチ/リーン状態の反転に基づいて前記燃料量の増加/減少を反転させることが決定されるタイミングとの間隔を第2反転判定期間と定義したときに、
前記信号無効期間の開始タイミングを、前記第1信号反転タイミングの後、前記第2反転判定期間が経過したタイミングとなるように制御する、請求項1に記載の触媒劣化診断装置。 - 前記信号反転間隔が前記触媒劣化診断間隔となるように前記エンジンが運転されているとき以外には、前記信号無効期間を設けないように制御する、請求項1または2に記載の触媒劣化診断装置。
- 前記信号無効期間を、前記エンジンの運転状態に応じて異なった長さに設定するように制御する、請求項1~3のいずれかに記載の触媒劣化診断装置。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6432043A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Mazda Motor | Air-fuel ratio controller for engine |
JPH06129294A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-10 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JPH11287145A (ja) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Toyota Motor Corp | 多気筒内燃機関の空燃比制御装置 |
-
2021
- 2021-09-27 DE DE112021002324.1T patent/DE112021002324T5/de active Pending
- 2021-09-27 WO PCT/JP2021/035337 patent/WO2023047571A1/ja unknown
-
2022
- 2022-09-22 FR FR2209606A patent/FR3127528A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6432043A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Mazda Motor | Air-fuel ratio controller for engine |
JPH06129294A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-10 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JPH11287145A (ja) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Toyota Motor Corp | 多気筒内燃機関の空燃比制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112021002324T5 (de) | 2023-06-01 |
FR3127528A1 (fr) | 2023-03-31 |
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