JP2853566B2 - Engine catalyst deterioration diagnosis device - Google Patents
Engine catalyst deterioration diagnosis deviceInfo
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- JP2853566B2 JP2853566B2 JP6094428A JP9442894A JP2853566B2 JP 2853566 B2 JP2853566 B2 JP 2853566B2 JP 6094428 A JP6094428 A JP 6094428A JP 9442894 A JP9442894 A JP 9442894A JP 2853566 B2 JP2853566 B2 JP 2853566B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの触媒劣化診
断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for diagnosing catalyst deterioration of an engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】触媒(三元触媒)の上流側だけでなく下
流側にもO2センサーを設け、上流側O2センサーの出
力にもとづいて空燃比のフィードバック制御を実行する
とともに、両O2センサーの出力を比較することで触媒
の劣化を診断する装置がある(たとえば特開昭63−2
05441号公報参照)。The O 2 sensor disposed in the downstream side as well upstream of the Prior Art catalyst (three-way catalyst), and executes a feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream O 2 sensor, both O 2 There is a device for diagnosing catalyst deterioration by comparing the outputs of sensors (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-2).
05441).
【0003】これについて説明すると、上流側O2セン
サーの出力にもとづく空燃比のフィードバック制御中、
上流側O2センサの出力が、図15(a)に示すように
周期的にリッチ、リーンを繰り返すのに対し、触媒の下
流では、触媒のO2ストレージ能力により残存酸素濃度
の変動が緩やかなものとなるので、下流側O2センサー
の出力は、図15(b)のように上流側O2センサーに
比べて周期が長くなり、変動幅のないほぼ一定の値をと
る。To explain this, during feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream O 2 sensor,
The output of the upstream O 2 sensor periodically repeats rich and lean as shown in FIG. 15 (a), while the downstream oxygen concentration gradually changes due to the O 2 storage capacity of the catalyst downstream of the catalyst. since the objects, the output of the downstream O 2 sensor, the period becomes longer than the upstream O 2 sensor as in FIG. 15 (b), it takes a substantially constant value without fluctuation range.
【0004】この場合に、触媒に劣化が生じてくると、
O2ストレージ能力の低下で触媒の上流側と下流側とで
酸素濃度の変化がそれほど変わらなくなるため、下流側
O2センサーの出力は、図15(c)に示すように、上
流側O2センサーの出力に近似した周期で反転を繰り返
すようになる。触媒の劣化が下流側O2センサー出力の
リッチ、リーンの反転周期に現れるわけである。In this case, if the catalyst deteriorates,
O 2 the change in the oxygen concentration between the upstream and the downstream side of the catalyst is not so different in reduction in the storage capacity, the output of the downstream O 2 sensor, as shown in FIG. 15 (c), the upstream O 2 sensor Inversion is repeated at a cycle approximating the output of. Rich deterioration of the catalyst downstream O 2 sensor output is not appearing in the inversion period of the lean.
【0005】したがって、上流側O2センサー出力のリ
ッチ、リーンの反転周期T1と下流側O2センサーのリ
ッチ、リーンの反転周期T2との比(T1/T2)を求
めると、この比(T1/T2)は、触媒の新品時はほぼ
0に近い値であったものが、触媒の劣化が進むほど1に
近づいていくので、この比(T1/T2)が判定基準値
(たとえば0.5)以上となったときに、触媒が劣化し
たと判断することができる。Accordingly, the upstream O 2 sensor output rich, lean inversion period T1 and the downstream O 2 sensor rich, when determining the ratio between the lean inversion period T2 (T1 / T2), the ratio (T1 / T2) is a value close to 0 when the catalyst is new, but approaches 1 as the deterioration of the catalyst progresses. Therefore, this ratio (T1 / T2) is determined as a reference value (for example, 0.5). When this is the case, it can be determined that the catalyst has deteriorated.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒の劣化
にも程度があり、小劣化、中劣化、大劣化と大きく3つ
に分けた場合、中劣化の程度では触媒に排気浄化の能力
がまだ残っているので、この場合は劣化と診断する必要
がなく、中劣化の程度で劣化と診断するのでは、資源が
無駄になる。However, there is a certain degree of deterioration of the catalyst, and when the catalyst is roughly divided into three categories: small deterioration, medium deterioration, and large deterioration, the catalyst cannot sufficiently purify the exhaust gas at the degree of medium deterioration. In this case, there is no need for diagnosing deterioration, and diagnosing deterioration at a moderate deterioration level wastes resources.
【0007】しかしながら、上記装置において、理論空
燃比を中心にしての空燃比フィードバック制御中は下流
側O2センサー出力が最も反転を繰り返しやすい状態に
なることから、中劣化と大劣化とで下流側O2センサー
の出力がほぼ近似したものとなり、下流側O2センサー
の出力バラツキもあって、触媒が中劣化と大劣化のいず
れにあるのか、分離することができない。However, in the above device, during the air-fuel ratio feedback control centered on the stoichiometric air-fuel ratio, the output of the downstream O 2 sensor is most likely to be repeatedly inverted. The output of the O 2 sensor is approximately similar, and the output of the downstream O 2 sensor varies, so that it is impossible to separate whether the catalyst is in moderate deterioration or large deterioration.
【0008】そこで、空燃比を理論空燃比からリーン側
またはリッチ側にシフトさせた状態での両センサーの出
力にもとづいて触媒の劣化診断を行い、中劣化の程度で
触媒に排気浄化の能力がまだ残っているときは劣化と判
断しないことにより、触媒が大劣化と判断される直前ま
で無駄なく働かせることが考えられる。[0008] where, performs the deterioration diagnosis of the catalyst based on the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio in the output of both sensors in a state of being shifted to the lean side or the rich side, the exhaust purifying the catalyst to the extent of the middle deterioration capacity It is conceivable that the catalyst is not deemed to be deteriorated when it still remains, so that the catalyst can be operated without waste until immediately before it is determined to be greatly degraded.
【0009】しかしながら、劣化診断のためとはいえ触
媒の新品時にも空燃比を理論空燃比がリーン側やリッチ
側にシフトされたのでは、排気性能の点で少し不利とな
るの で、触媒が中劣化以上に性能低下を引き起こすまで
は、空燃比をリーン側やリッチ側にシフトさせないこと
で、新品時に空燃比を理論空燃比からずらすことを避け
ることができる。 [0009] However, even for the diagnosis of deterioration,
Even when the medium is new, the stoichiometric air-fuel ratio is set to lean or rich.
Shifting to the side has a disadvantage in terms of exhaust performance.
That the at until cause performance degradation over middle deteriorated catalyst
Does not shift the air-fuel ratio toward lean or rich
Avoid shifting the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio when new
Can be
【0010】その一方で、平均空燃比が理論空燃比近傍
に精度良く保たれていないのに、上記の大劣化の診断の
ためたとえば空燃比のリーンシフトを行うと、空燃比の
リーンシフト量が不安定となり、中劣化と大劣化の分離
精度が悪くなる。 On the other hand, when the average air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio
Although it is not maintained with high accuracy,
Therefore, for example, performing a lean shift of the air-fuel ratio
Lean shift amount becomes unstable, and medium and large deterioration are separated
Accuracy deteriorates.
【0011】そこでこの発明は、小劣化と中劣化以上と
の判定を先に理論空燃比下で行うことにより、触媒の新
品時に空燃比が理論空燃比より外されることによる排気
性能の点での不利を防止し、中劣化以上と判定されたと
きは続いて中劣化と大劣化との判定を理論空燃比より外
れた空燃比下で行うことにより、触媒が大劣化と判断さ
れる直前まで無駄なく働かせ、さらに、学習が十分に進
行しているときにかぎって、中劣化と大劣化との判定を
行うことにより、理論空燃比から外す量を安定させて中
劣化と大劣化の分離精度を向上させることを目的とす
る。 Therefore, the present invention provides a method for reducing the degree of deterioration to a small degree
The determination of the catalyst is made under the stoichiometric air-fuel ratio first,
Exhaust due to air-fuel ratio deviating from stoichiometric air-fuel ratio
Prevent disadvantages in terms of performance
Then, the judgment of medium deterioration and large deterioration is outside the stoichiometric air-fuel ratio.
The catalyst is judged to be greatly deteriorated by performing at the adjusted air-fuel ratio.
Work just before you learn
Only during the operation, the judgment of medium deterioration and large deterioration
By stabilizing the amount deviated from the stoichiometric air-fuel ratio
The purpose is to improve the separation accuracy between degradation and major degradation
You.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】第1発明は、図16に示
すように、エンジンの運転条件に応じて基本噴射量Tp
を算出する手段21と、触媒上流側の排気中の酸素濃度
に応じた出力をするセンサー(たとえばO2センサーや
空燃比センサー)22と、この上流側センサー22の出
力にもとづいてフィードバック定数(たとえば比例分や
積分分)を算出する手段23と、このフィードバック定
数に対する学習値を記憶する手段41と、この記憶手段
24から読み出される学習値で前記フィードバック定数
を修正する手段42と、この修正されたフィードバック
定数を用いて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段43と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Tpを補正して燃料噴射量を算出する手段2
5と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段26
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサー27と、この下流側センサー27の出力に
もとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに前記記
憶手段41の学習値を更新する手段43と、この更新手
段43による更新回数が所定回数以上かどうかを判定す
る手段44と、この判定結果より更新回数が所定回数以
上のとき、前記2つのセンサー出力を比較して触媒に小
劣化と中劣化以上のいずれが生じたかを判定する手段3
1と、この判定結果より触媒に中劣化以上が生じたと
き、前記更新手段43による学習値の更新を禁止すると
ともに、空燃比を理論空燃比より外す向き(リーン、リ
ッチのいずれかの側)に前記記憶手段41から読み出さ
れる学習値を診断用の学習値に変更する手段45と、こ
の診断用の学習値により理論空燃比からずれた空燃比状
態で前記2つのセンサー出力を比較して触媒に大劣化と
中劣化のいずれが生じたかを判定する手段29とを設け
た。According to a first aspect of the present invention, as shown in FIG. 16 , the basic injection amount Tp is changed according to the operating conditions of the engine.
, A sensor (for example, an O 2 sensor or an air-fuel ratio sensor) 22 that outputs according to the oxygen concentration in the exhaust gas on the upstream side of the catalyst, and a feedback constant (for example, Means 23 for calculating a proportional component or an integral component), means 41 for storing a learning value for the feedback constant, means for correcting the feedback constant with the learning value read from the storage means 24, and the corrected Means 43 for calculating an air-fuel ratio feedback correction amount α using a feedback constant, and means 2 for calculating the fuel injection amount by correcting the basic injection amount Tp with the air-fuel ratio feedback correction amount α.
5 and means 26 for supplying this amount of fuel to the intake pipe
And a sensor 27 for outputting an output corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas on the downstream side of the catalyst, and learning of the storage means 41 in a direction for returning the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of the downstream sensor 27. Means 43 for updating the value; means 44 for determining whether or not the number of updates by the updating means 43 is greater than or equal to a predetermined number; and when the number of updates is greater than or equal to the predetermined number from this determination result, the two sensor outputs are compared. Means 3 for determining whether small deterioration or medium deterioration or more has occurred in the catalyst
1 and when the catalyst shows moderate deterioration or more based on this determination result, the updating of the learning value by the updating means 43 is prohibited and the air-fuel ratio is deviated from the stoichiometric air-fuel ratio (either lean or rich). Means 45 for changing the learning value read from the storage means 41 to a learning value for diagnosis, and comparing the two sensor outputs in an air-fuel ratio state deviated from the stoichiometric air-fuel ratio by the learning value for diagnosis, and And means 29 for determining whether large deterioration or medium deterioration has occurred.
【0013】第2発明は、図17に示すように、エンジ
ンの運転条件に応じて基本噴射量Tpを算出する手段2
1と、触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をす
るセンサー(たとえばO2センサーや空燃比センサー)
22と、この上流側センサー22の出力にもとづいてフ
ィードバック定数(たとえば比例分や積分分)を算出す
る手段23と、少なくともエンジン回転数と負荷とをパ
ラメーターとして複数のエリアに分割された各学習エリ
アごとに独立に前記フィードバック定数に対する学習値
を記憶する手段51と、そのときのエンジン回転数と負
荷とが属する学習エリアの学習値を読み出す手段52
と、この読み出される学習値で前記フィードバック定数
を修正する手段42と、この修正されたフィードバック
定数を用いて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段24と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Tpを補正して燃料噴射量を算出する手段2
5と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段26
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサー27と、そのときのエンジン回転数と負荷
とが同じ学習エリアに所定期間とどまっているときにそ
の同じ学習エリアの学習値を前記下流側センサー27の
出力にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに
更新する手段53と、前記更新手段53による診断領域
と重なる学習エリアでの更新回数が所定回数以上かどう
かを判定する手段54と、この判定結果より更新回数が
所定回数以上のとき、前記2つのセンサー出力を比較し
て診断領域と重なる学習エリアで触媒に小劣化と中劣化
以上のいずれが生じたかを判定する手段31と、この判
定結果より診断領域と重なる学習エリアで触媒に中劣化
以上が生じたとき、前記更新手段53による診断領域と
重なる学習エリアでの学習値の更新を禁止するととも
に、空燃比を理論空燃比より外す向き(リーン、リッチ
のいずれかの側)に前記記憶手段51により診断領域と
重なる学習エリアから読み出される学習値を診断用の学
習値に変更する手段55と、この診断用の学習値により
理論空燃比より外れた空燃比状態で前記2つのセンサー
出力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じた
かを判定する手段29とを設けた。According to a second aspect of the present invention, as shown in FIG. 17 , means 2 for calculating a basic injection amount Tp according to the operating conditions of the engine.
1 and a sensor (for example, an O 2 sensor or an air-fuel ratio sensor) that outputs according to the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst
22, means 23 for calculating a feedback constant (for example, a proportional component or an integral component) based on the output of the upstream sensor 22, and each learning area divided into a plurality of areas using at least the engine speed and the load as parameters. Means 51 for independently storing a learning value for the feedback constant, and means 52 for reading a learning value of a learning area to which the engine speed and load belong at that time.
Means 42 for correcting the feedback constant with the read learning value; means 24 for calculating the air-fuel ratio feedback correction amount α using the corrected feedback constant; Means 2 for calculating fuel injection amount by correcting injection amount Tp
5 and means 26 for supplying this amount of fuel to the intake pipe
A sensor 27 that outputs an output corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst; and a learning value of the same learning area when the engine speed and load at that time remain in the same learning area for a predetermined period. 53 for updating the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio side based on the output of the downstream sensor 27, and whether the number of updates in the learning area overlapping the diagnostic area by the updating means 53 is equal to or greater than a predetermined number. Means 54 for determining whether the catalyst has undergone a small deterioration or a medium deterioration or more in the learning area overlapping the diagnosis area by comparing the two sensor outputs when the number of updates is equal to or more than the predetermined number of times. The determining means 31 and a learning area overlapping with the diagnostic area by the updating means 53 when the catalyst has a medium deterioration or more in a learning area overlapping the diagnostic area based on the determination result. The learning value read from the learning area overlapping the diagnosis area by the storage means 51 in a direction in which the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio (either lean or rich) is prohibited. Means 55 for changing to a learning value, and comparing the two sensor outputs in an air-fuel ratio state deviating from the stoichiometric air-fuel ratio based on the learning value for diagnosis, to determine whether the catalyst has undergone large deterioration or medium deterioration. Means 29 are provided.
【0014】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、図18に示すように、前記大劣化と中劣化のいず
れが生じたかの判定手段29が、前記各センサー出力か
ら反転回数または反転周期を演算する手段61,62
と、この反転回数または反転周期の比または差を算出す
る手段63と、この比または差の加重平均値を算出する
手段64と、この加重平均値と判定基準値を比較する手
段65とからなる。A third invention is the first or your <br/> are in the second inventions, as shown in FIG. 18, one of the determining means 29 the which of the large deterioration and medium deterioration occurs, each Means 61, 62 for calculating the number of reversals or reversal periods from sensor outputs
A means 63 for calculating the ratio or difference of the number of inversions or the inversion cycle, a means 64 for calculating a weighted average of the ratio or the difference, and a means 65 for comparing the weighted average with the determination reference value. .
【0015】[0015]
【作用】空燃比フィードバック制御により平均の空燃比
が理論空燃比の近傍にあるときは、触媒が大劣化まで進
んでいるときと中劣化の程度までしか進んでいないとき
とで上流側と下流側の2つのセンサーがほぼ同様の出力
(O2センサーのときは大劣化と中劣化とでいずれもリ
ッチ、リーンの反転周期がほぼ同じ)となるため、中劣
化と大劣化とを分離するのが難しいのであるが、第1の
発明において診断用のフィードバック定数により理論空
燃比より外れた空燃比状態になると、中劣化のときと大
劣化のときとで下流側センサーの出力が異なってくる
(理論空燃比を略中心として出力が反転することになる
O2センサーのときは、大劣化のとき下流側のO2セン
サーの出力のリッチ、リーンの反転周期に変化がないの
に、中劣化で下流側のO2センサーの出力のリッチ、リ
ーンの反転周期が長くなる)。つまり、触媒の劣化診断
時に、空燃比を強制的に理論空燃比より外してやること
で、下流側のセンサー出力に違いが出ることから、中劣
化と大劣化の分離が可能となるわけである。When the average air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio by the air-fuel ratio feedback control, the upstream side and the downstream side differ depending on whether the catalyst has advanced to a large degree of deterioration or when the catalyst has advanced only to the degree of moderate deterioration. Since the two sensors have substantially the same output (in the case of the O 2 sensor, both of the large deterioration and the medium deterioration are rich and the reversal period of the lean is almost the same), it is difficult to separate the medium deterioration from the large deterioration. Although it is difficult, when the air-fuel ratio is deviated from the stoichiometric air-fuel ratio due to the feedback constant for diagnosis in the first invention, the output of the downstream sensor differs between the case of moderate deterioration and the case of large deterioration (theoretical theory). when O 2 sensor that will output the air-fuel ratio as substantially the center is reversed, rich output of the downstream side of the O 2 sensor when the large degradation, though there is no change in the inversion cycle of a lean, downstream in the medium deteriorate O 2 sensor output rich, the inversion period of the lean becomes longer). That is, at the time of catalyst deterioration diagnosis, by forcibly removing the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio, the output of the sensor on the downstream side becomes different, so that it is possible to separate medium deterioration from large deterioration.
【0016】このようにして、中劣化と大劣化とを分離
できるとなると、大劣化にまで進行したときだけ劣化と
診断し、まだ浄化能力が残っている中劣化の程度では劣
化と診断させないようにすることができ、これによって
触媒が大劣化に進む直前まで最大限に働かせることがで
きる。In this way, when it is possible to separate the medium deterioration from the large deterioration, the deterioration is diagnosed only when the deterioration progresses, and the deterioration is not diagnosed when the degree of the medium deterioration still has the purifying ability. This allows the catalyst to work to its fullest extent just prior to proceeding to major degradation.
【0017】また、中劣化程度以上に触媒の性能低下が
進行している場合には、診断のため空燃比をリーンシフ
トしても排気性能が極端に低下することはない。Further, when the performance of the catalyst deteriorates more than the degree of moderate deterioration, even if the air-fuel ratio is lean-shifted for diagnosis, the exhaust performance does not extremely decrease.
【0018】第1の発明で、空燃比を理論空燃比より外
しての劣化診断を行う前に、2つのセンサー出力の比較
より触媒に小劣化と中劣化以上のいずれが生じたかが判
定され、触媒に中劣化以上が生じたときだけ空燃比を理
論空燃比より外しての劣化診断が行われると、触媒の新
品時には空燃比が理論空燃比より外されることがなく、
これによって排気性能の点でも不利となることがない。In the first invention, before performing the deterioration diagnosis with the air-fuel ratio deviated from the stoichiometric air-fuel ratio, it is determined from the comparison between the two sensor outputs whether the catalyst has undergone small deterioration or medium deterioration or more. When the deterioration diagnosis is performed by deviating the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio only when medium degradation or higher occurs, the air-fuel ratio is not deviated from the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst is new,
As a result, there is no disadvantage in terms of exhaust performance.
【0019】第1の発明で、触媒下流側のセンサー出力
にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに記憶
手段41の学習値が更新され、この更新回数が所定回数
以上になったとき、空燃比を理論空燃比より外しての劣
化診断が行われると、更新回数が所定回数以上になった
タイミングでは、上流側センサーの出力バラツキや触媒
上流側での非平衡ガスに伴う空燃比のバラツキがあって
も、これらに関係なく、空燃比が理論空燃比を中心とし
て周期変化するようになっているので、劣化診断に際し
て理論空燃比から外す量が安定し、これによって中劣化
と大劣化の分離精度がよくなる。In the first aspect of the invention, the learning value of the storage means 41 is updated in a direction to return the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on the sensor output on the downstream side of the catalyst, and the number of times of updating becomes greater than a predetermined number. When the deterioration diagnosis is performed with the air-fuel ratio deviated from the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio accompanying the unevenness of the output of the upstream sensor and the non-equilibrium gas on the upstream side of the catalyst is detected at the timing when the number of updates exceeds a predetermined number. Regardless of the variation, the air-fuel ratio changes periodically around the stoichiometric air-fuel ratio regardless of these factors. The separation accuracy of deterioration is improved.
【0020】第2の発明で、少なくともエンジン回転数
と負荷とをパラメーターとして複数のエリアに分割され
た各学習エリアごとに独立にフィードバック定数に対す
る学習値が記憶され、そのときのエンジン回転数と負荷
とが同じ学習エリアに所定期間とどまっているときにそ
の同じ学習エリアの学習値が下流側センサー27の出力
にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに更新
される一方で、診断領域と重なる学習エリアでの更新回
数が所定回数以上のときに、空燃比を理論空燃比より外
しての劣化診断が行われると、第1の発明よりも学習値
の精度が良くなる分さらに中劣化と大劣化の分離精度が
向上する。学習エリアが細分できれば理論空燃比への制
御精度が向上することより、診断領域での空燃比も、よ
り理論空燃比に近づいているわけであるから、劣化診断
精度(つまり中劣化と大劣化の分離精度)も向上するの
である。In the second invention, a learning value for a feedback constant is stored independently for each learning area divided into a plurality of areas using at least the engine speed and the load as parameters, and the engine speed and the load at that time are stored. While the value remains in the same learning area for a predetermined period of time, the learning value of the same learning area is updated based on the output of the downstream sensor 27 so as to return the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, while the diagnostic area is updated. If the deterioration diagnosis is performed with the air-fuel ratio deviated from the stoichiometric air-fuel ratio when the number of updates in the learning area that overlaps with the predetermined number of times is greater than or equal to the stoichiometric air-fuel ratio, the accuracy of the learning value becomes better than in the first invention, and the medium deterioration And the separation accuracy of large deterioration is improved. If the learning area can be subdivided, the control accuracy to the stoichiometric air-fuel ratio is improved, and the air-fuel ratio in the diagnosis area is closer to the stoichiometric air-fuel ratio. Separation accuracy) is also improved.
【0021】第3の発明で、第1または第2の発明にお
いて、前記大劣化と中劣化のいずれが生じたかの判定に
加重平均値が用いられると、さらに中劣化と大劣化の分
離精度が向上する。[0021] In the third invention, the first or your <br/> are in the second inventions, the the weighted average value of the determination which of the large deterioration and medium deterioration occurs is used, the degradation and the medium further The separation accuracy of large deterioration is improved.
【0022】[0022]
【実施例】図1において、1はエンジン本体、2は吸気
通路、3は排気通路、4はスロットル弁、5は燃料イン
ジェクター、6は触媒である。燃料インジェクター5に
は、図示しない燃料供給系統を介して一定圧となるよう
に調圧された燃料が供給されており、コントロールユニ
ット15からの駆動パルスで開かれ、その開弁パルス幅
に比例した量の燃料が噴射供給される。1, reference numeral 1 denotes an engine main body, 2 denotes an intake passage, 3 denotes an exhaust passage, 4 denotes a throttle valve, 5 denotes a fuel injector, and 6 denotes a catalyst. Fuel regulated to a constant pressure is supplied to the fuel injector 5 via a fuel supply system (not shown), and the fuel injector 5 is opened by a drive pulse from the control unit 15 and is proportional to the valve opening pulse width. An amount of fuel is injected.
【0023】11は空気流量を検出する熱線式のエアフ
ローメーター、12はクランク角度の基準位置ごと(4
気筒では180°ごと、6気筒では120°ごと)の信
号(Ref信号)と単位クランク角度ごとの信号とを出
力するクランク角度センサー、13と14は排気中の残
存酸素濃度に応じ、理論空燃比を境に出力が急変するO
2センサー、15はエンジンの冷却水温を検出する水温
センサーであり、これらからの信号が入力されるコント
ロールユニット15で、平均空燃比が理論空燃比となる
ように空燃比制御が実行される。Reference numeral 11 denotes a hot-wire type air flow meter for detecting an air flow rate, and 12 denotes a crank angle reference position (4
A crank angle sensor that outputs a signal (Ref signal) every 180 ° for a cylinder and every 120 ° for a 6 cylinder) and a signal for each unit crank angle. Reference numerals 13 and 14 denote stoichiometric air-fuel ratios according to the residual oxygen concentration in the exhaust gas. Output changes suddenly after
Reference numeral 2 denotes a sensor, which is a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water of the engine. A control unit 15 to which signals from these sensors are input performs air-fuel ratio control so that the average air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.
【0024】マイクロコンピューターからなるコントロ
ールユニット15での空燃比制御は次の通りである。The air-fuel ratio control in the control unit 15 comprising a microcomputer is as follows.
【0025】燃料インジェクター5はRef信号に同期
して駆動される。たとえば同時噴射方式ではエンジン1
回転ごとに1回、全気筒同時に Ti=Te+Ts …(1) ただし、Te:有効パルス幅 Ts:バッテリー電圧に応じた無効パルス幅 の式で与えられる噴射パルス幅Tiでインジェクター5
が作動され、またシーケンシャル噴射方式になると、エ
ンジン2回転ごとに1回、各気筒ごとに Ti=2×Te+Ts …(2) の式で与えられる噴射パルス幅Tiでインジェクター5
が作動される。The fuel injector 5 is driven in synchronization with the Ref signal. For example, in the simultaneous injection system, the engine 1
Once every rotation, simultaneously for all cylinders Ti = Te + Ts (1) where Te: effective pulse width Ts: injection pulse width Ti given by the formula of invalid pulse width according to battery voltage
Is activated, and when the sequential injection method is adopted, the injector 5 has an injection pulse width Ti given by the formula of Ti = 2 × Te + Ts (2) once for every two revolutions of the engine for each cylinder.
Is activated.
【0026】図2は上記のTiを算出するための流れ図
で、一定周期(たとえば10msec)で実行する。FIG. 2 is a flowchart for calculating the above Ti, which is executed at a constant period (for example, 10 msec).
【0027】ステップ1ではエアフローメーター11で
検出した空気流量Qとクランク角度センサーで検出した
エンジン回転数Nから基本パルス幅Tpを、 Tp=(Q/N)×K …(3) ただし、K:定数 の式で計算する。このTpで決まる空燃比がベース空燃
比といわれている。In step 1, the basic pulse width Tp is calculated from the air flow rate Q detected by the air flow meter 11 and the engine speed N detected by the crank angle sensor, as follows: Tp = (Q / N) × K (3) where K: Calculate with the constant formula. The air-fuel ratio determined by this Tp is called the base air-fuel ratio.
【0028】ステップ2で基本パルス幅Tpを用いて上
記(1)や(2)式の有効パルス幅Teを、 Te=Tp×α×αmxCo …(4) ただし、α:空燃比フィードバック補正係数 αm:基本空燃比学習値 Co:各種補正係数 の式で計算し、ステップ3で全気筒同時かシーケンシャ
ル噴射かに応じて異なる値のTiを計算する。In step 2, the effective pulse width Te in the above equations (1) and (2) is calculated by using the basic pulse width Tp as follows: Te = Tp × α × αmxCo (4) where α: air-fuel ratio feedback correction coefficient αm : Basic air-fuel ratio learning value Co: Various correction coefficients Equations are calculated, and in step 3, different values of Ti are calculated depending on whether all cylinders are simultaneously or sequentially injected.
【0029】(4)式の各種補正係数Coはいろいろな
条件下で円滑な運転を確保するための値である。たとえ
ば始動時、暖機時、高負荷時などで水温センサーなどの
各センサーからの信号にもとづいて基本パルス幅Tpを
補正する。このとき、後述する空燃比フィードバック補
正係数αの値は100%にクランプされている(第3図
のステップ11,12)。The various correction coefficients Co in the equation (4) are values for ensuring smooth operation under various conditions. For example, the basic pulse width Tp is corrected based on a signal from each sensor such as a water temperature sensor at the time of starting, warming up, high load, and the like. At this time, the value of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α described later is clamped at 100% (steps 11 and 12 in FIG. 3).
【0030】(4)式の空燃比フィードバック補正係数
αは触媒6の上流側O2センサー13の出力にもとづく
比例積分制御(フィードバック制御の一種)によってR
ef信号に同期して求められる値で、αの値が100%
を越えると(3)式より空燃比がリッチ側へ、100%
を下回ると空燃比がリーン側へと戻される。The air-fuel ratio feedback correction coefficient α in the equation (4) is calculated by proportional integral control (a type of feedback control) based on the output of the O 2 sensor 13 on the upstream side of the catalyst 6.
The value obtained in synchronization with the ef signal, and the value of α is 100%
Is exceeded, the air-fuel ratio is shifted to the rich side from equation (3),
When the value falls below, the air-fuel ratio is returned to the lean side.
【0031】図3は空燃比フィードック補正係数αを算
出するための流れ図で、Ref信号に同期して実行す
る。FIG. 3 is a flowchart for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, which is executed in synchronization with the Ref signal.
【0032】上流側O2センサー出力は、理論空燃比よ
りリッチ側で高レベル(IV程度)、リーン側で低レベ
ル(ほぼ0V)となるので、ほぼ0.5V当たりに設け
たスライスレベルを越えていると、実際の空燃比がリッ
チ側に、またスライスレベルより小さいときリーン側に
あることになる。そこで、上流側O2センサー出力(図
では簡単に「前O2」で表示)がたとえば、 リッチ側からリーン側に反転したときは、前回のフィ
ードバック補正係数αに比例分PLを加算した値を今回
のαとして更新し(図3のステップ13,15,22,
25)、次回からはO2センサー出力がリッチ側に反転
する直前まで積分分ILを加算すると(図3のステップ
13,15,26,27)、αによる燃料増量により噴
射量(噴射パルス幅Ti)が多くなって実際の空燃比が
徐々に濃くなっていく。Since the output of the upstream O 2 sensor is high (about IV) on the rich side and low (substantially 0 V) on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, it exceeds the slice level provided per 0.5 V. Therefore, when the actual air-fuel ratio is on the rich side, and when the actual air-fuel ratio is smaller than the slice level, the air-fuel ratio is on the lean side. Therefore, the upstream O 2 sensor output (indicated by simply "front O 2" in the figure), for example, when inverted from the rich side to the lean side, the value obtained by adding the proportional amount P L to the previous feedback correction coefficient α Is updated as the current α (steps 13, 15, 22, and
25), the O 2 sensor output from the next time adds integrated amount I L until immediately before reversal to the rich side (step in FIG. 3 13,15,26,27), the injection quantity by the fuel increase by alpha (injection pulse width Ti) increases and the actual air-fuel ratio gradually increases.
【0033】この結果、O2センサー出力がリッチ側
に反転したときは、前回のαから比例分PRを減算した
値を今回のαとして更新し(図3のステップ13,1
4,16,19)、次回からはO2センサー出力がふた
たびリーン側に反転する直前まで積分分IRを減算する
(図3のステップ13,14,20,21)。[0033] Consequently, when the O 2 sensor output is inverted to the rich side, it updates the value obtained by subtracting the proportional part P R from the last alpha as the current alpha (Step of Fig. 3 13, 1
4,16,19), from the next time subtracts the integrated amount I R until just before the O 2 sensor output is inverted again to the lean side (step 13,14,20,21 in Figure 3).
【0034】O2センサー出力がリーン側に反転した
ときは上記の、を繰り返す。[0034] When the O 2 sensor output is inverted to the lean side repeated, as described above.
【0035】このような繰り返しによって、実際の空燃
比が所定の周期で変化することになり、平均の空燃比が
ウインドウ(理論空燃比を中心とする所定の空燃比範
囲)内に維持されるわけである。By such repetition, the actual air-fuel ratio changes at a predetermined cycle, and the average air-fuel ratio is maintained within a window (a predetermined air-fuel ratio range around the stoichiometric air-fuel ratio). It is.
【0036】なお、説明しなかったステップ25,19
の学習値LPについては(そのほかステップ17,1
8,23,24についても)次に述べる。Steps 25 and 19 not described.
For the learning value LP of (see steps 17 and 1
8, 23, and 24) will be described below.
【0037】触媒6の下流側では排気中の未燃焼成分が
触媒6によって反応完了しているので、触媒6の上流側
と相違して、O2センサーにとっては安定した平衡ガス
の測定となり、理想的な出力が得られる。上流側O2セ
ンサー13にもとづいて空燃比フィードバック制御を実
行したとき、触媒上流側での非平衡ガスの影響で空燃比
がリッチ傾向にあれば下流側O2センサー出力がリッチ
側でほぼ一定の値を、また空燃比が逆にリーン傾向のと
きは下流側O2センサー出力がリーン側でほぼ一定の値
を示すわけである。Since the unburned components in the exhaust gas have been reacted by the catalyst 6 downstream of the catalyst 6, unlike the upstream side of the catalyst 6, stable measurement of equilibrium gas is obtained for the O 2 sensor. Output is obtained. When executing the air-fuel ratio feedback control based on the upstream O 2 sensor 13, the air-fuel ratio due to the effect of non-equilibrium gas on the upstream side of the catalyst is downstream O 2 sensor output if the rich tendency of substantially constant richer value, also when the air-fuel ratio is reversed lean tendency downstream O 2 sensor output is not indicate a substantially constant value in the lean side.
【0038】こうした下流側O2センサー出力を利用し
て、下流側O2センサー出力がリッチ傾向を示すとき
は、空燃比をリーン側に戻してやり、また下流側O2セ
ンサーがリーン傾向を示すときは、空燃比をリッチ側に
戻してやれば、平均の空燃比をより正確に理論空燃比へ
と制御することができる。[0038] Using these downstream O 2 sensor output, when the downstream O 2 sensor output is indicative of a rich trend, Yari back the air-fuel ratio to the lean side, and when the downstream O 2 sensor indicates a lean trend If the air-fuel ratio is returned to the rich side, the average air-fuel ratio can be more accurately controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.
【0039】たとえば図3に示したように、比例分に対
する学習値LPによりリーン側への反転時に比例分PL
を、 PL=PL+LP …(5) の式で(図3のステップ25)、この逆にリッチ側への
反転時には比例分PRを PR=PR−LP …(6) の式で修正する(図3のステップ19)。For example, as shown in FIG. 3, the proportional value P L is obtained by the learning value LP for the proportional component at the time of inversion to the lean side.
And (step 25 of FIG. 3) P L = P L + LP ... by formula (5), wherein the proportional amount P R at the time of reversal to the rich side to the opposite P R = P R -LP ... (6) (Step 19 in FIG. 3).
【0040】(5),(6)式の学習値LPは、図5に
示した学習エリアごとに読み出す。図4(図3のステッ
プ18,24のサブルーチン)において、ステップ31
でそのときのエンジン回転数Nと基本パルス幅(エンジ
ン負荷相当量)Tpの属する学習エリアを判定し、その
エリアに格納されている学習値LPをステップ32で読
み出すわけである。なお、図4のステップ33と34は
後述する。The learning values LP in the equations (5) and (6) are read out for each learning area shown in FIG. In FIG. 4 (subroutine of steps 18 and 24 in FIG. 3), step 31
Then, the learning area to which the engine speed N and the basic pulse width (engine load equivalent amount) Tp at that time belongs is determined, and the learning value LP stored in that area is read in step 32. Steps 33 and 34 in FIG. 4 will be described later.
【0041】一方、学習値LPは、エンジンの運転条件
が同じ学習エリアに一定期間とどまっていたときに更新
する。On the other hand, the learning value LP is updated when the operating conditions of the engine have been in the same learning area for a certain period.
【0042】図6(図3のステップ17,23のサブル
ーチン)は学習値LPの更新を示す流れ図で、上流側O
2センサー出力(または空燃比フィードバック補正係数
α)の反転時ごとに実行する。FIG. 6 (a subroutine of steps 17 and 23 in FIG. 3) is a flowchart showing the updating of the learning value LP.
It is executed every time the two sensor outputs (or the air-fuel ratio feedback correction coefficient α) are inverted.
【0043】図6において、ステップ41からステップ
45までは更新条件であるかどうかをみる部分で、次の
条件 〈1〉下流側O2センサーについてのフィードバック制
御域であること(ステップ41)、 〈2〉回転数Nと基本パルス幅Tpが同じ学習エリアに
あること(ステップ42,43)、 〈3〉同じ学習エリアにあってカウンター値jRが所定
値nR以上となったこと(ステップ44,45)、 のすべてを満たした場合に、更新条件が成立したと判断
してステップ47に進む。ステップ46は後述する。[0043] In FIG. 6, at a portion from step 41 to step 45 see whether the update condition, the following conditions <1> that is a feedback control region of the downstream O 2 sensor (step 41), <2> the rotational speed n and the basic pulse width Tp are in the same learning area (step 43), <3> the counter value j R exceeds a predetermined value n R and within the same learning area (step 44 , 45), when all of the above are satisfied, it is determined that the update condition is satisfied, and the routine proceeds to step 47. Step 46 will be described later.
【0044】ステップ47で下流側O2センサー出力が
リッチ側にあれば、 LP=LP−DLPR …(7) ただし、DLPR:一定値 の式で更新条件の成立している学習エリアの学習値LP
を小さくなる側に書き換えて同じ学習エリアに再ストア
し(ステップ48,49)、反対に下流側O2センサー
出力がリーン側にあるときは、 LP=LP+DLPL …(8) ただし、DLPL:一定値 の式で学習値LPを大きくなる側に書き換える(ステッ
プ50,49)。[0044] If the downstream O 2 sensor output is on the rich side in step 47, LP = LP-DLPR ... (7) However, DLPR: learning value LP of the learning area that has been established for update conditions in the formula of a constant value
Rewrite the smaller side is re-stored in the same learning area (step 49), when the downstream O 2 sensor output is lean in the opposite, LP = LP + DLPL ... ( 8) However, DLPL: constant value (Steps 50 and 49).
【0045】学習値LPは、学習エリアごとに独立に格
納し、その値がエンジン停止後も消失しないように車載
バッテリーによりバックアップしておく。The learning value LP is stored independently for each learning area, and is backed up by a vehicle-mounted battery so that the value is not lost even after the engine is stopped.
【0046】このように、下流側O2センサー出力をも
空燃比制御中に利用することで、上流側O2センサーの
出力バラツキや触媒上流側での非平衡ガスに伴う空燃比
のバラツキがあっても、これらに関係なく、空燃比が理
論空燃比を中心として周期変化するようになる。As described above, by using the output of the downstream O 2 sensor also during the air-fuel ratio control, the output variation of the upstream O 2 sensor and the variation of the air-fuel ratio due to the non-equilibrium gas upstream of the catalyst are reduced. However, regardless of these, the air-fuel ratio periodically changes around the stoichiometric air-fuel ratio.
【0047】なお、上記(5),(6)式は比例分
PL、PRに対する学習値を導入した例であるが、これ
に代えてあるいはこれに加えて積分定数IL、IRに対
する学習値を導入することもできる。[0047] The above (5), (6) is proportional portion P L, P is an example of introducing a learned value for the R, integral constant I L Alternatively or in addition, for the I R Learning values can also be introduced.
【0048】さて、触媒が劣化してくると、触媒のO2
ストレージ能力の低下で下流側O2センサー出力のリッ
チ、リーンの反転周期(あるいは反転回数)が短くな
り、上流側O2センサー出力のリッチ、リーンの反転周
期に近づいていくので、2つのO2センサ出力のリッ
チ、リーンの反転周期の比(あるいは差)にもとづけば
触媒が劣化したかどうかを診断できるのであるが、理論
空燃比を中心にしての空燃比フィードバック制御中は下
流側O2センサー出力が最も反転を繰り返しやすい状態
になることから、中劣化と大劣化とで下流側O2センサ
ーの出力がほぼ近似したものとなり、下流側O2センサ
ーの出力バラツキもあって、触媒が中劣化と大劣化のい
ずれにあるのか、分離することができない。By the way, when the catalyst deteriorates, O 2 of the catalyst is deteriorated.
Storage capacity downstream O 2 sensor output rich in reduction of lean inversion period (or number of reversals) is shortened, the upstream O 2 sensor output rich, so approaches the inversion period of the lean, the two O 2 It is possible to diagnose whether the catalyst has deteriorated based on the ratio (or difference) of the rich and lean reversal periods of the sensor output. However, during the air-fuel ratio feedback control around the stoichiometric air-fuel ratio, the downstream O Since the output of the two sensors is most likely to be repeatedly inverted, the output of the downstream O 2 sensor is approximately similar between the medium deterioration and the large deterioration, and the output of the downstream O 2 sensor also varies. It cannot be separated into medium and large deterioration.
【0049】これに対処するため、コントロールユニッ
ト15では、劣化診断に際して、空燃比を理論空燃比か
ら強制的にリーン側(あるいはリッチ側)にシフトさ
せ、そのシフトさせた空燃比状態での両センサーの出力
にもとづいて触媒が大劣化と中劣化のいずれにあるのか
を判定し、中劣化の程度で触媒に排気浄化の能力がまだ
残っているときは運転パネルなどに設けた警告灯16を
点灯することなく劣化診断を終了し、大劣化になったと
きだけ警告灯16を点灯させる。To cope with this, the control unit 15 forcibly shifts the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side (or the rich side) at the time of the deterioration diagnosis, and the two sensors in the shifted air-fuel ratio state. It is determined whether the catalyst is in the state of large deterioration or medium deterioration based on the output of .If the degree of the medium deterioration still has the exhaust purification ability of the catalyst, the warning light 16 provided on the operation panel or the like is turned on. The deterioration diagnosis is ended without performing, and the warning lamp 16 is turned on only when the deterioration becomes large.
【0050】まず、空燃比を理論空燃比から強制的にリ
ーン側にシフトさせ、そのシフトさせた状態での両セン
サーの出力にもとづいて触媒の劣化診断を行うのは、次
の理由からである。First, the reason why the air-fuel ratio is forcibly shifted from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side and the catalyst deterioration is diagnosed based on the outputs of both sensors in the shifted state is as follows. .
【0051】図7に示したように、中劣化の触媒では、
O2ストレージ能力がまだ残っているため、理論空燃比
を境にリッチ側では酸素濃度がステップ的に減少し(0
に近づく)、リーン側ではCO濃度がステップ的に減少
する(0に近づく)のに対し、劣化がさらに進行して大
劣化の状態になると、O2ストレージ能力がほとんどな
くなることから、触媒下流側での酸素濃度、CO濃度の
変化が触媒上流側とほとんど変わらなくなってくる。こ
のような両者のO2ストレージ能力の違いは、空燃比を
理論空燃比よりリーン側に少しシフトさせたときに現
れ、図8で示したように、中劣化のときだけ下流側O2
センサー出力が反転しにくくなっている。As shown in FIG. 7, for a moderately degraded catalyst,
Since the O 2 storage capacity still remains, the oxygen concentration decreases stepwise on the rich side from the stoichiometric air-fuel ratio (0
On the lean side, the CO concentration decreases stepwise (approaches 0), whereas when the deterioration further progresses to a large deterioration state, the O 2 storage capacity almost disappears. The changes in the oxygen concentration and the CO concentration are almost the same as those in the upstream side of the catalyst. Such a difference in both the O 2 storage capability, appears when brought into slightly shifted to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in FIG. 8, only when the medium degradation downstream O 2
Sensor output is less likely to reverse.
【0052】そこで、空燃比を理論空燃比からリーン側
にシフトさせていったときに中劣化と大劣化とで反転回
数比HZRATEがどうなるかを実験したところ、図9
に示す特性が得られた。図9より、理論空燃比の近傍で
は、大劣化と中劣化とで反転回数比HZRATEの値が
近いため、両者を分離するのが難しかったのが、リーン
側の空燃比になるほど、両者を分離しやすくなってい
る。つまり、触媒の劣化診断時に、空燃比を強制的にリ
ーン側にシフトさせることで、中劣化と大劣化の分離が
可能となるのである。Therefore, when the air-fuel ratio was shifted from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side, an experiment was conducted to determine how the reversal frequency ratio HZRATE changes between medium deterioration and large deterioration.
Are obtained. From FIG. 9, near the stoichiometric air-fuel ratio, the value of the reversal frequency ratio HZRATE is close between large deterioration and medium deterioration, so that it was difficult to separate them. It is easier to do. That is, by forcibly shifting the air-fuel ratio to the lean side at the time of catalyst deterioration diagnosis, it is possible to separate medium deterioration from large deterioration.
【0053】一方、劣化診断に際して空燃比を強制的に
リーン側にシフトさせるには、診断領域と重なる学習エ
リアでの更新回数が所定回数以上となったとき、上記学
習値LPの更新を禁止するとともに、空燃比が理論空燃
比からシフトするようにバッテリーバックアップRAM
から読み出される学習値を診断用の学習値に変更する。
こうした空燃比の強制シフトとの関連で、図4に示した
学習値読み出しのためのサブルーチンにおいてステップ
33,34が、図6に示した学習値更新のためのサブル
ーチンにおいて、ステップ46があらたに追加されてい
る。On the other hand, in order to forcibly shift the air-fuel ratio to the lean side during the deterioration diagnosis, the updating of the learning value LP is prohibited when the number of updates in the learning area overlapping the diagnosis area becomes a predetermined number or more. Battery backup RAM so that the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio
Is changed to a learning value for diagnosis.
In connection with such a forced shift of the air-fuel ratio, steps 33 and 34 are added in the subroutine for reading the learning value shown in FIG. 4 and step 46 is newly added in the subroutine for updating the learning value shown in FIG. Have been.
【0054】また、診断のためとはいえ触媒の新品時に
も空燃比がリーン側にシフトされてしまったのでは、排
気性能の点で少し不利となるので、コントロールユニッ
ト15では、大劣化と中劣化のいずれにあるのかの判定
に先だって、小劣化と中劣化以上との判定を理論空燃比
下で行う。 Also, for diagnosis, when the catalyst is new,
If the air-fuel ratio has shifted to the lean side,
A slight disadvantage in terms of performance.
In step 15, it is determined whether the deterioration is large or medium.
Prior to the stoichiometric air-fuel ratio
Do it below.
【0055】図10と図11は触媒の劣化診断を示すた
めの流れ図で、一回の運転(エンジンの始動からエンジ
ンの停止までのこと)につき一回だけ、上流側O2セン
サー出力(または空燃比フィードバック補正係数α)の
反転ごと、一定クランク角度ごと、あるいは一定時間ご
とに実行する。FIGS. 10 and 11 are flow charts showing a catalyst deterioration diagnosis, in which the output of the upstream O 2 sensor (or idle air) is performed only once per operation (from the start of the engine to the stop of the engine). It is executed every time the fuel ratio feedback correction coefficient α) is inverted, every certain crank angle, or every certain time.
【0056】まず、ステップ61、62、63は診断条
件かどうかをみる部分で、従来と同様である。次の条件 〈1〉診断許可条件が成立すること(ステップ61)、 〈2〉診断領域であること(ステップ62)、 〈3〉診断領域と重なる学習エリアでの更新回数カウン
ター値LCNTが所定値LCNT0を越えること(ステ
ップ63) を満たすかどうかみて、いずれかの条件でも満たさない
ときは、ステップ64に進み、別のカウンター値j2を
初期値の0にし、3つの条件をすべて満たすときは、診
断条件が成立したと判断してステップ101,102に
進む。First, steps 61, 62, and 63 are steps for checking whether or not the condition is a diagnostic condition, which is the same as the conventional case. The following conditions: (1) the diagnosis permission condition is satisfied (step 61); (2) the diagnosis area (step 62); and (3) the update count counter value LCNT in the learning area overlapping the diagnosis area is a predetermined value. It is determined whether or not LCNT0 is exceeded (step 63). If any of the conditions is not satisfied, the process proceeds to step 64, another counter value j2 is set to an initial value of 0, and if all three conditions are satisfied, It is determined that the diagnosis condition is satisfied, and the process proceeds to steps 101 and 102 .
【0057】ここで、〈1〉の診断許可条件は、エン
ジン始動時の水温が所定値以上であること、エンジン
暖機完了から所定時間が経過していること、下流側O
2センサーが活性していること(これは下流側O2セン
サー出力レベルから判定される)のすべてを満たす場合
である。Here, the diagnosis permission condition of <1> is that the water temperature at the start of the engine is equal to or higher than a predetermined value, that a predetermined time has elapsed since the completion of engine warm-up,
It second sensor is active (which is determined from the downstream O 2 sensor output level) is a case that satisfies all.
【0058】上記〈2〉の診断領域は、上流側O2セ
ンサー出力にもとづく空燃比フィードバック制御域であ
ること、運転条件が定常状態であること、の両方を満
たす場合で、さらには 〈ア〉車速VSPが所定範囲内にあること、 〈イ〉エンジン回転数Nが所定範囲内にあること、 〈ウ〉基本パルス幅Tpが所定範囲内にあること の全てを満たす場合である。[0058] The above diagnostic region of <2>, it is the air-fuel ratio feedback control region based on the upstream side O 2 sensor output, when the fact that the operation condition is in a steady state, satisfy both, more <A> The vehicle speed VSP is within a predetermined range, <a> the engine speed N is within a predetermined range, and <c> the basic pulse width Tp is within a predetermined range.
【0059】上記〈3〉の更新回数カウンター値LCN
Tは、図5に示した学習エリアごとの学習値LPの書き
換えのたびに1ずつインクリメントされる値である。診
断領域と重なる学習エリアにおいて学習が十分に進行し
ていない状態で、かつ上流側O2センサーの出力バラツ
キなどにより平均の空燃比がリッチ側もしくはリーン側
に偏っているときは、下流側O2センサー出力の反転周
期が影響を受け、後述する反転回数比HZRATEに誤
差が生じるので、LCNT≦LCNT0のときは、ステ
ップ101以降に進ませないことで、劣化診断の精度低
下を防止するわけである。したがって、結果的には、全
学習領域のうち、学習が十分に進行している学習エリア
が診断領域となる。The update number counter value LCN of the above <3>
T is a value that is incremented by one each time the learning value LP for each learning area shown in FIG. 5 is rewritten. If the learning is not sufficiently advanced in the learning area overlapping the diagnosis area, and the average air-fuel ratio is biased to the rich side or the lean side due to output variations of the upstream O 2 sensor, the downstream O 2 Since the reversal cycle of the sensor output is affected and an error occurs in the reversal number ratio HZRATE, which will be described later, when LCNT ≦ LCNT0, the accuracy does not deteriorate in the deterioration diagnosis by not proceeding to step 101 and subsequent steps. That is to prevent. Therefore, as a result, of all the learning areas, the learning area in which learning has sufficiently progressed becomes the diagnosis area.
【0060】ステップ101,102は、空燃比をリー
ン側やリッチ側にシフトさせての劣化診断を行う前に、
予備診断を行う部分である。診断条件が成立したタイミ
ングでは、空燃比をリーンシフトすることなく、すぐに
反転回数比HZRATEを演算して、これを所定の判定
基準値CNGHZ1と比較し(ステップ101,10
2)、HZRATE<CNGHZ1であれば、触媒が中
劣化までには進んでいないとして診断を終了し、HZR
ATE≧CNGHZ1のとき、中劣化以上に性能低下が
生じていると判断し、空燃比をリーンシフトさせての診
断(つまりステップ65以降)に進むわけである。 Steps 101 and 102 determine the air-fuel ratio.
Before performing the deterioration diagnosis by shifting to the
This is the part that performs a preliminary diagnosis. Taimi whose diagnostic conditions are met
Immediately without lean-shifting the air-fuel ratio
Calculate the inversion frequency ratio HZRATE, and determine this by a predetermined judgment.
It is compared with the reference value CNGHZ1 (steps 101 and 10).
2) If HZRATE <CNGHZ1, the catalyst is medium
Diagnosis is terminated because it has not progressed to deterioration, and HZR
When ATE ≧ CNGHZ1, performance degradation is more than medium degradation
Judgment that the air-fuel ratio is lean-shifted
The process proceeds to disconnection (that is, step 65 and subsequent steps).
【0061】ステップ65では、診断条件が成立したの
が初めてかどうかみて、初めてであれば、ステップ66
に進んで、学習値LPの更新を禁止するフラグを“1”
に、ステップ67では診断用学習値への変更フラグを
“1”にそれぞれセットし、一定周期後にはステップ6
1に戻る。なお、2つのフラグとも、“0”の状態に初
期セットされている。In step 65, it is determined whether the diagnosis condition has been satisfied for the first time.
To set the flag for inhibiting the update of the learning value LP to "1".
In step 67, the change flag to the diagnostic learning value is set to "1", and after a certain period, step 6 is executed.
Return to 1. Note that both flags are initially set to “0”.
【0062】更新禁止フラグの“1”へのセットで、図
6の学習値更新のサブルーチンにおいて、ステップ47
以降に進むことができなくなり、学習値LPの更新が禁
止されるわけである。When the update prohibition flag is set to “1”, in the learning value update subroutine of FIG.
This makes it impossible to proceed thereafter, and the updating of the learning value LP is prohibited.
【0063】また、診断用学習値への変更フラグが
“1”にセットされると、図4の学習値読出しのサブル
ーチンにおいて、ステップ33からステップ34に進
み、学習値が LP=LP−LPCNG …(9) ただし、LPCNG:正の所定値 の式で一定値だけ小さな値に変更される。(9)式右辺
の学習値LPは十分学習が進行した後の値であるから、
(9)式右辺の学習値LPによる制御空燃比(平均空燃
比)は理論空燃比の近くにきているはずである。したが
って、(9)式右辺の学習値LPからLPCNGを差し
引いた値を診断用学習値(つまり(9)式左辺の学習値
LP)とすることで、制御空燃比は理論空燃比からLP
CNGで定まる所定値だけリーン側の空燃比へとシフト
されることになる。When the change flag to the diagnostic learning value is set to "1", the process proceeds from step 33 to step 34 in the learning value read subroutine of FIG. 4, where the learning value is LP = LP-LPCNG. (9) However, it is changed to a value smaller by a certain value in the formula of LPCNG: positive predetermined value. Since the learning value LP on the right side of the equation (9) is a value after learning has sufficiently progressed,
The control air-fuel ratio (average air-fuel ratio) based on the learning value LP on the right side of the equation (9) should be close to the stoichiometric air-fuel ratio. Accordingly, by subtracting LPCNG from the learning value LP on the right side of the equation (9) as a diagnostic learning value (that is, the learning value LP on the left side of the equation (9)), the control air-fuel ratio is calculated from the stoichiometric air-fuel ratio by LP.
The air-fuel ratio is shifted toward the lean side by a predetermined value determined by CNG.
【0064】図10において、診断条件が成立したのが
初めてでなければ、ステップ68に進み、カウンター値
j2をインクリメントし、ステップ69でこのカウンタ
ー値j2と所定値n2を比較し、j2<n2であれば、
次の周期に備える。In FIG. 10, if the diagnosis condition is not satisfied for the first time, the routine proceeds to step 68, where the counter value j2 is incremented. In step 69, the counter value j2 is compared with a predetermined value n2, and if j2 <n2, if there is,
Prepare for the next cycle.
【0065】診断条件が成立したままの状態が保たれて
いれば、やがてステップ69においてj2≧n2となっ
て図11のステップ70に進む。j2≧n2となるまで
ステップ70に進ませないようにしているのは、空燃比
の強制的なリーンシフトで、制御空燃比が理論空燃比を
外れたリーン側の値に落ち着くのを待つためである。な
お、図10は上流側O2センサー出力(または空燃比フ
ィードバック補正係数α)の反転ごと、一定クランク角
度ごと、あるいは一定時間ごとに実行されるので、j2
≧n2を満たす場合とは、上流側O2センサー出力(ま
たは空燃比フィードバック補正係数α)が所定回反転し
たとき、所定クランク角度が経過したときあるいは所定
時間が経過したときである。If the diagnosis condition is maintained, the condition j2.gtoreq.n2 is reached in step 69, and the routine proceeds to step 70 in FIG. The reason for not proceeding to step 70 until j2 ≧ n2 is to wait for the control air-fuel ratio to settle to a lean value outside the stoichiometric air-fuel ratio in the forced lean shift of the air-fuel ratio. is there. FIG. 10 is executed every time the output of the upstream O 2 sensor (or the air-fuel ratio feedback correction coefficient α) is inverted, every fixed crank angle, or every fixed time.
The case where ≧ n2 is satisfied is when the output of the upstream O 2 sensor (or the air-fuel ratio feedback correction coefficient α) has been inverted a predetermined number of times, when a predetermined crank angle has elapsed, or when a predetermined time has elapsed.
【0066】図11においてステップ70では、上流側
O2センサーと下流側O2センサーの反転回数比HZR
ATEを HZRATE=f2/f1 …(10) ただし、f2:下流側O2センサーのリッチ、リーン反転周波数 f1:上流側O2センサーのリッチ、リーン反転周波数 の式で計算する。なお、各O2センサーの反転周期を計
測し、これらから反転回数比HZRATEを求めること
ももちろん可能である。In FIG. 11, in step 70, the inversion frequency ratio HZR of the upstream O 2 sensor and the downstream O 2 sensor
The ATE HZRATE = f2 / f1 ... ( 10) However, f2: the downstream O 2 sensor rich, lean inversion frequency f1: the upstream O 2 sensor rich is calculated by the formula of the lean inversion frequency. Incidentally, it is of course possible to measure the inversion cycle of each O 2 sensor and determine the inversion frequency ratio HZRATE from these.
【0067】ステップ71では(10)式の反転回数比
HZRATEと所定の判定基準値(たとえば0.4)C
NGHZを比較し、HZRATE<CNGHZであれ
ば、触媒が中劣化の程度にあると判断し、警告灯をつけ
ることなくステップ72でカウンター値CCATNGを
初期値の0に、続いてステップ73で更新禁止フラグと
診断用学習値への変更フラグをともに“0”にそれぞれ
リセットして診断を終了する。In step 71, the inversion frequency ratio HZRATE in equation (10) and a predetermined judgment reference value (for example, 0.4) C
NGHZ is compared, and if HZRATE <CNGHZ, it is determined that the catalyst is in a moderately degraded state, and the counter value CCATNG is reset to the initial value of 0 in step 72 without turning on the warning light, and then update is prohibited in step 73. The flag and the change flag to the diagnostic learning value are both reset to “0”, and the diagnosis is terminated.
【0068】一方、ステップ71でHZRATE≧CN
GHZになると、ステップ74に進んでカウンター値C
CATNGをインクリメントし、これをステップ75で
所定値(たとえば3)CCATJと比較する。ステップ
75でHZRATE≧CNGHZになると、触媒が大劣
化の程度まで進んだと判断し、ステップ76で警告灯を
点灯させて診断を終了する。On the other hand, at step 71, HZRATE ≧ CN
When GHZ is reached, the routine proceeds to step 74, where the counter value C
CATNG is incremented and compared with a predetermined value (for example, 3) CCATJ in step 75. If HZRATE ≧ CNGHZ in step 75, it is determined that the catalyst has advanced to the degree of great deterioration, and a warning lamp is turned on in step 76 to terminate the diagnosis.
【0069】このように、上流側O2センサーと下流側
O2センサーの反転回数比HZRATEを用いて触媒劣
化を診断するに際して、制御空燃比を理論空燃比からリ
ーン側にシフトすることで、理論空燃比の近傍において
大劣化と分離しきれない中劣化の程度についても精度良
く分離することができ、これによって、触媒が大劣化に
進む直前まで最大限に働かせることができるのである。As described above, when diagnosing catalyst deterioration using the inversion frequency ratio HZRATE of the upstream O 2 sensor and the downstream O 2 sensor, the control air-fuel ratio is shifted from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side by diagnosing the catalyst. In the vicinity of the air-fuel ratio, the degree of medium deterioration that cannot be completely separated from large deterioration can also be accurately separated, so that the catalyst can work to the maximum extent immediately before proceeding to large deterioration.
【0070】また、中劣化程度以上に触媒の性能低下が
進行している場合には、診断のため空燃比をリーンシフ
トしても排気性能が極端に低下することはない。When the performance of the catalyst is deteriorating more than the degree of moderate deterioration, even if the air-fuel ratio is lean-shifted for diagnosis, the exhaust performance does not extremely decrease.
【0071】また、診断領域と重なる学習エリアで学習
が十分に進行しているとき(つまり平均空燃比が理論空
燃比近傍に精度良く保たれているとき)にかぎって、診
断のための空燃比のリーンシフトを行うと、空燃比のリ
ーンシフト量が安定するので、中劣化と大劣化の分離精
度がよくなる。Also, the air-fuel ratio for the diagnosis is limited only when the learning is sufficiently advanced in the learning area overlapping the diagnosis area (that is, when the average air-fuel ratio is accurately maintained near the stoichiometric air-fuel ratio). When the lean shift is performed, the lean shift amount of the air-fuel ratio is stabilized, so that the separation accuracy between the medium deterioration and the large deterioration is improved.
【0072】たとえば、O2センサーの出力バラツキな
どにより平均の空燃比がもともとリッチ側にはずれてい
る場合に、診断領域と重なる学習エリアにおいて学習が
十分に進んでいないときは、このO2センサーの出力バ
ラツキなどによる空燃比のリッチ分だけ、診断に際して
のリーンシフト量が不足することになるので、このO2
センサーの出力のバラツキなどによる空燃比のリッチ分
がなければ、HZRATEの値が判定基準値CNGHZ
より小さかった(つまり中劣化と診断される)のに、こ
のリッチ分によるリーンシフト量の不足でHZRATE
の値がCNGHZより小さくならない(つまり大劣化と
診断される)ことが考えられる。これに対して、診断領
域と重なる学習エリアで学習が十分に進行した後であれ
ば、学習値LPによりO2センサーの出力バラツキなど
による空燃比のリッチ分がなくなるので、診断のための
リーンシフト量が不足することがなく、したがって、触
媒の劣化は中程度であるのに大劣化にまで進んでいると
の誤診断を避けることができるのである。For example, when the average air-fuel ratio originally deviates to the rich side due to the output variation of the O 2 sensor or the like, and the learning is not sufficiently advanced in the learning area overlapping the diagnosis area, the O 2 sensor is not used. Since the lean shift amount at the time of diagnosis is insufficient by the rich amount of the air-fuel ratio due to output variation or the like, this O 2
If there is no rich portion of the air-fuel ratio due to variations in the output of the sensor, the value of HZRATE is set to the judgment reference value CNGHZ.
Although it was smaller (that is, diagnosed as medium deterioration), HZRATE
Is not smaller than CNGHZ (that is, it is diagnosed as large deterioration). On the other hand, after the learning has sufficiently progressed in the learning area overlapping the diagnosis area, the learning value LP eliminates the rich portion of the air-fuel ratio due to the variation in the output of the O 2 sensor, etc. The amount is not short, and therefore, it is possible to avoid erroneous diagnosis that the catalyst is moderately deteriorated but has advanced to a large degree.
【0073】また、劣化診断のためとはいえ触媒の新品
時にも空燃比がリーン側やリッチ側にシフトされてしま
ったのでは、排気性能の点で少し不利となるのである
が、この実施例によれば触媒が中劣化以上に性能低下を
引き起こすまでは、空燃比をリ ーン側やリッチ側にシフ
トさせないことで、新品時に空燃比を理論空燃比からず
らすことを避けることができる。 Further , a new catalyst is used for the purpose of deterioration diagnosis.
Sometimes the air-fuel ratio is shifted to lean or rich.
Would be a little disadvantageous in terms of exhaust performance
However, according to this example, the catalyst deteriorates more than the medium deterioration.
Until the cause, shift the air-fuel ratio to rie down side and the rich side
The air-fuel ratio does not deviate from the stoichiometric air-fuel ratio when new
Can be avoided.
【0074】図12は第2実施例で、第1実施例の図1
1に対応する。FIG. 12 shows a second embodiment.
Corresponds to 1.
【0075】この例では、HZRATE≧CNGHZで
ステップ121に進み、反転回数比HZRATEの加重
平均値HZRTAVを、 HZRTAV=HZRTAV−1×(1−K2)+HZRATE×K2 …(13) ただし、K2:加重平均係数(0≦K2<1) HZRTAV−1:前回の加重平均値 の式で計算し、この加重平均値HZRTAVをステップ
122で判定基準値CNGSTと比較し、HZRTAV
<CNGSTであれば、加重平均を繰り返し、HZRT
AV≧CNGSTのとき、ステップ76に進んで警告灯
をつける。In this example, when HZRATE ≧ CNGHZ, the process proceeds to step 121, and the weighted average value HZRTAV of the inversion frequency ratio HZRATE is calculated as follows: HZRTAV = HZRTAV- 1 × (1-K2) + HZRATE × K2 (13) where K2: weight Average coefficient (0 ≦ K2 <1) HZRTAV −1 : Calculated by the formula of the previous weighted average value, and the weighted average value HZRTAV is compared with the determination reference value CNGST in step 122, and HZRTAV is calculated.
If <CNGST, the weighted average is repeated and HZRT
When AV ≧ CNGST, the routine proceeds to step 76, where the warning light is turned on.
【0076】図13は上記の判定基準値CNGSTを求
めるためのサブルーチンで、反転回数比HZRATEを
演算するごとに実行する。ステップ131で加重平均を
行った回数をカウントアップし、ステップ132でこの
加重平均回数から図14を内容とするテーブルを参照し
て判定基準値CNGSTを求める。FIG. 13 is a subroutine for obtaining the above-mentioned judgment reference value CNGST, which is executed every time the inversion frequency ratio HZRATE is calculated. The weighted average counts up the number of times that at step 131, from the weighted average number in step 132 with reference to the table of Figure 14 the content obtaining the criterion value CNGST.
【0077】判定基準値CNGSTは、加重平均回数が
大きくなると徐々に小さくしている。これは、加重平均
回数が増すほど、反転回数比の加重平均値HZRTAV
の信頼性が増すので、大劣化と判定するための基準値
(つまりCNGST)を小さくすることができるからで
ある。The criterion value CNGST is gradually decreased as the weighted average number increases. This is because the weighted average value HZRTAV of the inversion number ratio increases as the weighted average number increases.
Is increased, so that the reference value (that is, CNGST) for determining large deterioration can be reduced.
【0078】この例では、劣化診断に反転回数比の加重
平均値を用いるので、第1実施例より診断の精度が向上
する。In this example, since the weighted average value of the number of times of reversal is used for the deterioration diagnosis, the accuracy of the diagnosis is improved as compared with the first embodiment.
【0079】実施例では、2つの比例分PLとPRの変
更により空燃比をリーン側あるいはリッチ側にシフトさ
せているが、片方だけ比例分PLまたはPRの変更によ
り、また積分分ILとIRの両方または片方だけの変更
により空燃比をリーン側あるいはリッチ側にシフトさせ
てもかまわない。[0079] In the embodiment, although shifting the air-fuel ratio to the lean side or the rich side by the change of the two proportional amount P L and P R, by changing the proportional portion P L or P R only one, also integral portion changes in both or only one of I L and I R may be shifted to the air-fuel ratio to the lean side or the rich side.
【0080】さらに、燃料量や空気量を直接に減量した
り増量するなど、他の手段により空燃比をリーン側やリ
ッチ側にシフトさせることもできる。たとえば、スロッ
トル弁をバイパスする通路に設けた補助空気弁を所定開
度で開くことにより、空燃比をリーン側に所定量だけシ
フトさせることができる。Further, the air-fuel ratio can be shifted to a lean side or a rich side by other means, such as by directly reducing or increasing the amount of fuel or air. For example, by opening the auxiliary air valve provided in the passage bypassing the throttle valve at a predetermined opening, the air-fuel ratio can be shifted toward the lean side by a predetermined amount.
【0081】[0081]
【発明の効果】第1の発明は、エンジンの運転条件に応
じて基本噴射量を算出する手段と、触媒上流側の排気中
の酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、この上流側
センサーの出力にもとづいてフィードバック定数を算出
する手段と、このフィードバック定数に対する学習値を
記憶する手段と、この記憶手段から読み出される学習値
で前記フィードバック定数を修正する手段と、この修正
されたフィードバック定数を用いて空燃比フィードバッ
ク補正量を算出する手段と、この空燃比フィードバック
補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を算出す
る手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサーと、この下流側センサーの出力にもとづい
て空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに前記記憶手段の
学習値を更新する手段と、この更新手段による更新回数
が所定回数以上かどうかを判定する手段と、この判定結
果より更新回数が所定回数以上のとき、前記2つのセン
サー出力を比較して触媒に小劣化と中劣化以上のいずれ
が生じたかを判定する手段と、この判定結果より触媒に
中劣化以上が生じたとき、前記更新手段による学習値の
更新を禁止するとともに、空燃比を理論空燃比より外す
向きに前記記憶手段から読み出される学習値を診断用の
学習値に変更する手段と、この診断用の学習値により理
論空燃比からずれた空燃比状態で前記2つのセンサー出
力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じたか
を判定する手段とを設けたので、触媒が大劣化に進む直
前まで最大限に働かせることが可能となるとともに、中
劣化程度以上に触媒の性能低下が進 行している場合に空
燃比を理論空燃比よりも外しても排気性能が極端に低下
することがなく、かつ更新回数が所定回数以上になった
タイミングでは、上流側センサーの出力バラツキや触媒
上流側での非平衡ガスに伴う空燃比のバラツキがあって
も、これらに関係なく、空燃比が理論空燃比を中心とし
て周期変化するようになっていることから、劣化診断に
際して理論空燃比から外す量が安定し、これによって中
劣化と大劣化の分離精度がよくなり、さらに触媒の新品
時には空燃比が理論空燃比より外されることがないこと
から、排気性能の点で不利となることがない。According to the first aspect of the present invention, there is provided a means for calculating a basic injection amount in accordance with the operating conditions of an engine, a sensor for outputting an output in accordance with the oxygen concentration in exhaust gas upstream of the catalyst, and Means for calculating a feedback constant based on the output, means for storing a learning value for the feedback constant, means for correcting the feedback constant with a learning value read from the storage means, and using the corrected feedback constant. Means for calculating the air-fuel ratio feedback correction amount, means for calculating the fuel injection amount by correcting the basic injection amount with the air-fuel ratio feedback correction amount, means for supplying the fuel of this injection amount to the intake pipe, A sensor that outputs according to the oxygen concentration in the exhaust gas on the downstream side of the catalyst, and the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of the downstream sensor. Means for updating the learning value of the storage means in the direction of returning to the side, means for determining whether or not the number of updates by the updating means is a predetermined number or more. Means for comparing the two sensor outputs to determine whether the catalyst has undergone a small deterioration or a medium deterioration or more, and based on the result of the determination, when the catalyst has a medium deterioration or more, the updating of the learning value by the updating means. Means for prohibiting and changing the learning value read from the storage means to a learning value for diagnosis so that the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio; and an air-fuel ratio state deviated from the stoichiometric air-fuel ratio by the learning value for diagnosis. Means for comparing the outputs of the two sensors to determine whether the catalyst has undergone major or moderate deterioration.
It is possible to work to the fullest extent before,
Check if the performance degradation of the catalyst is progress to more degree of deterioration
Even if the fuel ratio is deviated from the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust performance deteriorates extremely
And the number of updates has exceeded the specified number
In the timing, the output variation of the upstream sensor and the catalyst
Air-fuel ratio variation due to non-equilibrium gas on the upstream side
Regardless of these, the air-fuel ratio is centered around the stoichiometric air-fuel ratio.
The cycle is changed by
In this case, the amount deviated from the stoichiometric air-fuel ratio is stabilized,
Separation accuracy of deterioration and large deterioration is improved, and new catalyst
Sometimes the air-fuel ratio does not deviate from the stoichiometric air-fuel ratio
From, do not be a disadvantage in terms of the exhaust performance.
【0082】第2の発明は、エンジンの運転条件に応じ
て基本噴射量を算出する手段と、触媒上流側の排気中の
酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、この上流側セ
ンサーの出力にもとづいてフィードバック定数を算出す
る手段と、少なくともエンジン回転数と負荷とをパラメ
ーターとして複数のエリアに分割された各学習エリアご
とに独立に前記フィードバック定数に対する学習値を記
憶する手段と、そのときのエンジン回転数と負荷とが属
する学習エリアの学習値を読み出す手段と、この読み出
される学習値で前記フィードバック定数を修正する手段
と、この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比
フィードバック補正量を算出する手段と、この空燃比フ
ィードバック補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴
射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供
給する手段と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応
じた出力をするセンサーと、そのときのエンジン回転数
と負荷とが同じ学習エリアに所定期間とどまっていると
きにその同じ学習エリアの学習値を前記下流側センサー
の出力にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向き
に更新する手段と、前記更新手段による診断領域と重な
る学習エリアでの更新回数が所定回数以上かどうかを判
定する手段と、この判定結果より更新回数が所定回数以
上のとき、前記2つのセンサー出力を比較して診断領域
と重なる学習エリアで触媒に小劣化と中劣化以上のいず
れが生じたかを判定する手段と、この判定結果より診断
領域と重なる学習エリアで触媒に中劣化以上が生じたと
き、前記更新手段による診断領域と重なる学習エリアで
の学習値の更新を禁止するとともに、空燃比を理論空燃
比より外す向きに前記記憶手段により診断領域と重なる
学習エリアから読み出される学習値を診断用の学習値に
変更する手段と、この診断用の学習値により理論空燃比
より外れた空燃比状態で前記2つのセンサー出力を比較
して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じたかを判定す
る手段とを設けたので、第1の発明の効果に加えて、第
1の発明よりも学習値の精度が良くなる分さらに中劣化
と大劣化の分離精度が向上する。The second invention comprises means for calculating the basic injection amount according to the operating conditions of the engine, a sensor for outputting an oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst, and an output of the upstream sensor. Means for calculating a feedback constant based on the above, means for storing a learning value for the feedback constant independently for each learning area divided into a plurality of areas using at least the engine speed and load as parameters, and an engine at that time. Means for reading a learning value of a learning area to which the rotational speed and load belong, means for correcting the feedback constant with the read learning value, and means for calculating an air-fuel ratio feedback correction amount using the corrected feedback constant And calculating the fuel injection amount by correcting the basic injection amount with the air-fuel ratio feedback correction amount. Means for supplying the fuel of this injection amount to the intake pipe, a sensor for outputting an output corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst, and the engine speed and load at that time are stored in the same learning area in the same learning area. Means for updating the learning value of the same learning area during the period to return the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio side based on the output of the downstream sensor, and a learning area overlapping the diagnostic area by the updating means. Means for judging whether or not the number of updates is equal to or more than a predetermined number. When the number of updates is equal to or more than a predetermined number from the determination result, the outputs of the two sensors are compared to determine that the catalyst has a small deterioration in the learning area overlapping the diagnosis area. Means for determining which of the medium deterioration or more has occurred, and a diagnosis area by the updating means when the catalyst has a medium deterioration or more in a learning area overlapping the diagnosis area from the determination result. Means for prohibiting the update of the learning value in the learning area, and changing the learning value read from the learning area overlapping the diagnosis area by the storage means to the learning value for diagnosis so that the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio. Means for comparing the two sensor outputs in an air-fuel ratio state deviating from the stoichiometric air-fuel ratio based on the learning value for diagnosis to determine whether the catalyst has undergone large deterioration or medium deterioration . In addition to the effects of the first invention,
Medium degradation due to higher accuracy of the learning value than the first invention
And the separation accuracy of large deterioration is improved .
【0083】第3発明は、第1または第2の発明におい
て、前記大劣化と中劣化のいずれが生じたかの判定手段
が、前記各センサー出力から反転回数または反転周期を
演算する手段と、この反転回数または反転周期の比また
は差を算出する手段と、この比または差の加重平均値を
算出する手段と、この加重平均値と判定基準値を比較す
る手段とからなるので、第1または第2の発明の効果に
加えて、さらに中劣化と大劣化の分離精度が向上する。[0083] The third invention is Te placed <br/> the first or second inventions, the one of the determining means is one of the major degradation and medium deterioration occurs, the number of reversals or inversion periods from the respective sensor output A means for calculating, a means for calculating the ratio or difference of the number of inversions or the inversion cycle, a means for calculating a weighted average of the ratio or the difference, and a means for comparing the weighted average with the determination reference value. since, in addition to the effects of the first or second aspect of the invention, it improves the middle degradation and separation accuracy of the large degradation further.
【図1】一実施例のシステム図である。FIG. 1 is a system diagram of an embodiment.
【図2】燃料噴射パルス幅Tiの算出を説明するための
流れ図である。FIG. 2 is a flowchart for explaining calculation of a fuel injection pulse width Ti.
【図3】空燃比フィードバック補正係数αの算出を説明
するための流れ図である。FIG. 3 is a flowchart for explaining calculation of an air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
【図4】学習値LPの読み出しを説明するための流れ図
である。FIG. 4 is a flowchart for explaining reading of a learning value LP;
【図5】学習エリアを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a learning area.
【図6】学習値LPの更新を説明するための流れ図であ
る。FIG. 6 is a flowchart for explaining updating of a learning value LP.
【図7】中劣化の場合と大劣化の場合とを対照させて示
す、触媒下流での酸素濃度、CO濃度とO2センサー出
力の各特性図である。FIG. 7 is a graph showing characteristics of oxygen concentration, CO concentration, and O 2 sensor output downstream of a catalyst, in contrast to a case of medium deterioration and a case of large deterioration.
【図8】中劣化の場合と大劣化の場合とを対照させて示
す、空燃比をリーンシフトしたときの波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing a case where the air-fuel ratio is lean-shifted, showing a case where the deterioration is moderate and a case where the deterioration is large.
【図9】空燃比に対する反転回数比HZRATEの特性
図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of an inversion frequency ratio HZRATE with respect to an air-fuel ratio.
【図10】劣化診断を説明するための流れ図である。FIG. 10 is a flowchart for explaining deterioration diagnosis.
【図11】劣化診断を説明するための流れ図である。FIG. 11 is a flowchart for explaining deterioration diagnosis.
【図12】第2実施例の劣化診断を説明するための流れ
図である。FIG. 12 is a flowchart for explaining deterioration diagnosis of the second embodiment.
【図13】第2施例の判定基準値CNGSTの算出を説
明するための流れ図である。FIG. 13 is a flowchart for explaining calculation of a determination reference value CNGST in the second embodiment.
【図14】判定基準値CNGSTのテーブル内容を示す
特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram showing the contents of a table of determination reference values CNGST.
【図15】従来例のO2センサーの波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram of a conventional O 2 sensor.
【図16】第1の発明のクレーム対応図である。FIG. 16 is a diagram corresponding to the claims of the first invention.
【図17】第2の発明のクレーム対応図である。FIG. 17 is a diagram corresponding to a claim of the second invention.
【図18】第3の発明のクレーム対応図である。FIG. 18 is a diagram corresponding to claims of the third invention.
11 エアーフローメーター 12 クランク角度センサー 13 O2センサー(上流側センサー) 14 O2センサー(下流側センサー) 15 コントロールユニット 21 基本噴射量算出手段 22 上流側センサー 23 フィードバック定数算出手段 24 空燃比フィードバック補正量算出手段 25 燃料噴射量算出手段 26 燃料供給手段 27 下流側センサー 29 大・中劣化判定手段 31 中劣化以上判定手段 41 学習値記憶手段 42 フィードバック定数修正手段 43 学習値更新手段 44 更新回数判定手段 45 更新禁止・学習値変更手段 51 学習値記憶手段 52 学習値読出手段 53 学習値更新手段 54 更新回数判定手段 55 更新禁止・学習値変更手段 61,62 反転回数/周期算出手段 63 反転回数/周期比/差算出手段 64 加重平均値算出手段 65 比較手段Reference Signs List 11 air flow meter 12 crank angle sensor 13 O 2 sensor (upstream sensor) 14 O 2 sensor (downstream sensor) 15 control unit 21 basic injection amount calculation means 22 upstream sensor 23 feedback constant calculation means 24 air-fuel ratio feedback correction amount Calculation means 25 Fuel injection amount calculation means 26 Fuel supply means 27 Downstream sensor 29 Large / medium deterioration determination means 31 Medium deterioration or more determination means 41 Learning value storage means 42 Feedback constant correction means 43 Learning value update means 44 Update count determination means 45 Update prohibition / learning value changing means 51 Learning value storage means 52 Learning value reading means 53 Learning value updating means 54 Update count judging means 55 Update prohibition / learning value changing means 61, 62 Inversion count / cycle calculation means 63 Inversion count / cycle ratio / Difference calculation means 6 The weighted average value calculating means 65 comparison means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 45/00 340 F02D 45/00 340F G05B 23/02 302 G05B 23/02 302V ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 45/00 340 F02D 45/00 340F G05B 23/02 302 G05B 23/02 302V
Claims (3)
算出する手段と、 触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をするセン
サーと、 この上流側センサーの出力にもとづいてフィードバック
定数を算出する手段と、 このフィードバック定数に対する学習値を記憶する手段
と、 この記憶手段から読み出される学習値で前記フィードバ
ック定数を修正する手段と、 この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比フィ
ードバック補正量を算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をする
センサーと、 この下流側センサーの出力にもとづいて空燃比を理論空
燃比の側に戻す向きに前記記憶手段の学習値を更新する
手段と、 この更新手段による更新回数が所定回数以上かどうかを
判定する手段と、 この判定結果より更新回数が所定回数以上のとき、前記
2つのセンサー出力を比較して触媒に小劣化と中劣化以
上のいずれが生じたかを判定する手段と、 この判定結果より触媒に中劣化以上が生じたとき、前記
更新手段による学習値の更新を禁止するとともに、空燃
比を理論空燃比より外す向きに前記記憶手段から読み出
される学習値を診断用の学習値に変更する手段と、 この診断用の学習値により理論空燃比からずれた空燃比
状態で前記2つのセンサー出力を比較して触媒に大劣化
と中劣化のいずれが生じたかを判定する手段とを設けた
ことを特徴とするエンジンの触媒劣化診断装置。1. A means for calculating a basic injection amount according to operating conditions of an engine; a sensor for outputting an oxygen concentration in an exhaust gas upstream of a catalyst; and a feedback constant based on an output of the upstream sensor. Means for calculating a feedback constant, means for storing a learning value for the feedback constant, means for correcting the feedback constant with a learning value read from the storage means, and an air-fuel ratio feedback correction amount using the corrected feedback constant. Means for calculating a fuel injection amount by correcting the basic injection amount with the air-fuel ratio feedback correction amount; means for supplying fuel of the injection amount to the intake pipe; and exhaust gas on the downstream side of the catalyst. A sensor that outputs according to the oxygen concentration in the air, and returns the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of this downstream sensor. Means for updating the learning value of the storage means in a direction, means for determining whether or not the number of updates by the updating means is equal to or greater than a predetermined number, and when the number of updates is greater than or equal to the predetermined number, the two sensor outputs Means for comparing whether small deterioration or medium deterioration or more has occurred in the catalyst, and when the medium deterioration or more has occurred from the determination result, updating of the learning value by the updating means is prohibited, Means for changing a learning value read from the storage means to a learning value for diagnosis so as to deviate the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio; and the two values in the air-fuel ratio state deviated from the stoichiometric air-fuel ratio by the learning value for diagnosis. Means for comparing the sensor outputs to determine whether the catalyst has deteriorated significantly or has deteriorated.
算出する手段と、 触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をするセン
サーと、 この上流側センサーの出力にもとづいてフィードバック
定数を算出する手段と、 少なくともエンジン回転数と負荷とをパラメーターとし
て複数のエリアに分割された各学習エリアごとに独立に
前記フィードバック定数に対する学習値を記憶する手段
と、 そのときのエンジン回転数と負荷とが属する学習エリア
の学習値を読み出す手段と、 この読み出される学習値で前記フィードバック定数を修
正する手段と、 この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比フィ
ードバック補正量を算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をする
センサーと、 そのときのエンジン回転数と負荷とが同じ学習エリアに
所定期間とどまっているときにその同じ学習エリアの学
習値を前記下流側センサーの出力にもとづいて空燃比を
理論空燃比の側に戻す向きに更新する手段と、 この更新手段による診断領域と重なる学習エリアでの更
新回数が所定回数以上かどうかを判定する手段と、 この判定結果より更新回数が所定回数以上のとき、前記
2つのセンサー出力を比較して診断領域と重なる学習エ
リアで触媒に小劣化と中劣化以上のいずれが生じたかを
判定する手段と、 この判定結果より診断領域と重なる学習エリアで触媒に
中劣化以上が生じたとき、前記更新手段による診断領域
と重なる学習エリアでの学習値の更新を禁止するととも
に、空燃比を理論空燃比より外す向きに前記記憶手段に
より診断領域と重なる学習エリアから読み出される学習
値を診断用の学習値に変更する手段と、この診断用の学
習値により理論空燃比より外れた空燃比状態で前記2つ
のセンサー出力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいず
れが生じたかを判定する手段とを設けたことを特徴とす
るエンジンの触媒劣化診断装置。2. A means for calculating a basic injection amount according to operating conditions of an engine; a sensor for outputting an oxygen concentration in exhaust gas upstream of a catalyst; and a feedback constant based on an output of the upstream sensor. Means for calculating a learning value for the feedback constant independently for each learning area divided into a plurality of areas using at least the engine speed and load as parameters, and the engine speed and load at that time. Means for reading a learning value of a learning area to which the following belongs; means for correcting the feedback constant with the read learning value; means for calculating an air-fuel ratio feedback correction amount using the corrected feedback constant; Means for correcting the basic injection amount with a fuel ratio feedback correction amount to calculate a fuel injection amount; Means for supplying an injection amount of fuel to the intake pipe; a sensor for outputting an output according to the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst; and the engine speed and load at that time staying in the same learning area for a predetermined period. Means for updating the learning value of the same learning area in the direction in which the air-fuel ratio returns to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of the downstream sensor, and updating the learning area overlapping the diagnostic area by this updating means. Means for determining whether or not the number of times is equal to or more than a predetermined number of times. When the number of times of update is equal to or more than the predetermined number of times, the two sensor outputs are compared, and the catalyst has a small deterioration and a medium or more deterioration in the learning area overlapping the diagnosis area. Means for determining which of the above has occurred, and when the catalyst has a medium deterioration or more in the learning area overlapping with the diagnosis area based on the determination result, it overlaps with the diagnosis area by the updating means. Means for prohibiting the updating of the learning value in the learning area, and changing the learning value read from the learning area overlapping the diagnosis area by the storage means to a learning value for diagnosis so that the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio; Means for comparing the two sensor outputs in an air-fuel ratio state deviating from the stoichiometric air-fuel ratio based on the learning value for diagnosis to determine whether the catalyst has undergone large deterioration or medium deterioration. Engine degradation diagnostic device for engine.
判定手段は、前記各センサー出力から反転回数または反
転周期を演算する手段と、この反転回数または反転周期
の比または差を算出する手段と、この比または差の加重
平均値を算出する手段と、この加重平均値と判定基準値
を比較する手段とからなることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のエンジンの触媒劣化診断装置。3. The means for determining whether the large deterioration or the medium deterioration has occurred is means for calculating the number of inversions or the inversion cycle from the output of each sensor, and means for calculating the ratio or difference between the number of inversions or the inversion cycle. If, means for calculating a weighted average value of this ratio or difference, claim 1, characterized in that it consists of a means for comparing the criterion value the weighted average value or
3. The apparatus for diagnosing catalyst deterioration of an engine according to claim 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6094428A JP2853566B2 (en) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Engine catalyst deterioration diagnosis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6094428A JP2853566B2 (en) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Engine catalyst deterioration diagnosis device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22883198A Division JP3147866B2 (en) | 1994-05-06 | 1998-08-13 | Engine catalyst deterioration diagnosis device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301115A JPH07301115A (en) | 1995-11-14 |
| JP2853566B2 true JP2853566B2 (en) | 1999-02-03 |
Family
ID=14109965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6094428A Expired - Lifetime JP2853566B2 (en) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Engine catalyst deterioration diagnosis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853566B2 (en) |
-
1994
- 1994-05-06 JP JP6094428A patent/JP2853566B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07301115A (en) | 1995-11-14 |
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