JP3304663B2 - 排気浄化触媒の劣化診断装置 - Google Patents
排気浄化触媒の劣化診断装置Info
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- ratio sensor
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気浄化触媒の劣化診
断装置に係り、特に排気浄化触媒の上流側と下流側とに
それぞれ空燃比センサを備えた装置に関する。
断装置に係り、特に排気浄化触媒の上流側と下流側とに
それぞれ空燃比センサを備えた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車用ガソリンエンジンの排気
系には、有害排出ガス成分の低減を図るため、酸化還元
型の排気浄化触媒（以下、三元触媒）が設けられてい
る。三元触媒は、炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素
（ＣＯ）を酸化する一方で、窒素酸化物（ＮＯX ）を還
元することにより、排気ガスの浄化を行うデバイスであ
る。三元触媒の酸化還元反応は理論空燃比近傍の狭い領
域（ウインドウ）でのみ行われるため、排気マニホール
ド等に空燃比センサ（Ｏ2 センサ）を設置し、その出力
信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
一方、三元触媒は、使用期間が長くなるにつれて劣化し
て浄化効率が低下するが、この劣化は定期点検時等に排
気ガステスタを用いる方法でしか確認できないため、浄
化効率が低下しているにも拘わらず使用され続ける虞が
あった。
系には、有害排出ガス成分の低減を図るため、酸化還元
型の排気浄化触媒（以下、三元触媒）が設けられてい
る。三元触媒は、炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素
（ＣＯ）を酸化する一方で、窒素酸化物（ＮＯX ）を還
元することにより、排気ガスの浄化を行うデバイスであ
る。三元触媒の酸化還元反応は理論空燃比近傍の狭い領
域（ウインドウ）でのみ行われるため、排気マニホール
ド等に空燃比センサ（Ｏ2 センサ）を設置し、その出力
信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
一方、三元触媒は、使用期間が長くなるにつれて劣化し
て浄化効率が低下するが、この劣化は定期点検時等に排
気ガステスタを用いる方法でしか確認できないため、浄
化効率が低下しているにも拘わらず使用され続ける虞が
あった。
【０００３】そこで、特開昭６１−２８６５５０号公報
等には、三元触媒の上流側と下流側とにＯ2 センサをそ
れぞれ設け、これらＯ2 センサの出力信号に基づいて三
元触媒の劣化を判定する劣化診断装置が開示されてい
る。この劣化診断装置では、フィードバック制御により
空燃比が目標空燃比（例えば、理論空燃比）を境にして
短い周期で変動することに着目し、これに呼応して変化
する上流側Ｏ2 センサの反転周波数を下流側のそれと比
較することにより、三元触媒の劣化を判定するようにし
ている。
等には、三元触媒の上流側と下流側とにＯ2 センサをそ
れぞれ設け、これらＯ2 センサの出力信号に基づいて三
元触媒の劣化を判定する劣化診断装置が開示されてい
る。この劣化診断装置では、フィードバック制御により
空燃比が目標空燃比（例えば、理論空燃比）を境にして
短い周期で変動することに着目し、これに呼応して変化
する上流側Ｏ2 センサの反転周波数を下流側のそれと比
較することにより、三元触媒の劣化を判定するようにし
ている。
【０００４】すなわち、三元触媒には、排気ガス中の残
存酸素をストレージする能力があるため、三元触媒を通
過した排気ガス中には僅かな酸素しか含まれない。その
ため、三元触媒が正常な浄化効率を維持している場合に
は、下流側Ｏ2 センサの出力信号は変動しにくくなり、
振幅が小さくなると共に反転周波数も非常に低くなる。
したがって、下流側Ｏ2 センサと空燃比に伴い出力信号
が変動する上流側Ｏ2センサとの反転周波数比（下流側
Ｏ2 センサの反転周波数／上流側Ｏ2 センサの反転周波
数）を算出すると、その値はごく小さな値となる。
存酸素をストレージする能力があるため、三元触媒を通
過した排気ガス中には僅かな酸素しか含まれない。その
ため、三元触媒が正常な浄化効率を維持している場合に
は、下流側Ｏ2 センサの出力信号は変動しにくくなり、
振幅が小さくなると共に反転周波数も非常に低くなる。
したがって、下流側Ｏ2 センサと空燃比に伴い出力信号
が変動する上流側Ｏ2センサとの反転周波数比（下流側
Ｏ2 センサの反転周波数／上流側Ｏ2 センサの反転周波
数）を算出すると、その値はごく小さな値となる。
【０００５】ところが、三元触媒が劣化して浄化効率が
低下すると、有害排出ガス成分の浄化が行われなくなる
と共に、酸素をストレージする能力も低下し、排気ガス
中の残存酸素がそのまま三元触媒を通過し始める。これ
により、下流側Ｏ2 センサの出力信号も上流側Ｏ2 セン
サの出力信号と同様に変化することになり、上述した反
転周波数比は徐々に１に近づいてゆくことになる。そこ
で、上述した劣化診断装置では、このような三元触媒の
浄化効率と反転周波数比との関係から、三元触媒の劣化
判定を行っている。
低下すると、有害排出ガス成分の浄化が行われなくなる
と共に、酸素をストレージする能力も低下し、排気ガス
中の残存酸素がそのまま三元触媒を通過し始める。これ
により、下流側Ｏ2 センサの出力信号も上流側Ｏ2 セン
サの出力信号と同様に変化することになり、上述した反
転周波数比は徐々に１に近づいてゆくことになる。そこ
で、上述した劣化診断装置では、このような三元触媒の
浄化効率と反転周波数比との関係から、三元触媒の劣化
判定を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、三元触媒の
劣化があまり進んでいない場合、下流側Ｏ2 センサの出
力信号は、その振幅が小さくだけでなく、比較的大きな
周期でリッチ側やリーン側にシフトする。そのため、図
８に示したように、ヒステリシスを形成する上下の反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL を理論空燃比近傍に設定して反転
周波数を検出しようとすると、リッチ側やリーン側にシ
フトした場合には出力信号がこれら反転基準値ＴＨH ，
ＴＨL を横切らず、反転周波数が実際より低くカウント
されてしまう。例えば、図８において、・で示した点が
反転検出点であり、実際には１６回反転しているにも拘
わらず、信号の出力は４回しか行われない。したがっ
て、劣化がある程度進行しても、前述した反転周波数比
の値はなかなか大きくならず、劣化診断装置は三元触媒
が正常であると判定することになる。
劣化があまり進んでいない場合、下流側Ｏ2 センサの出
力信号は、その振幅が小さくだけでなく、比較的大きな
周期でリッチ側やリーン側にシフトする。そのため、図
８に示したように、ヒステリシスを形成する上下の反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL を理論空燃比近傍に設定して反転
周波数を検出しようとすると、リッチ側やリーン側にシ
フトした場合には出力信号がこれら反転基準値ＴＨH ，
ＴＨL を横切らず、反転周波数が実際より低くカウント
されてしまう。例えば、図８において、・で示した点が
反転検出点であり、実際には１６回反転しているにも拘
わらず、信号の出力は４回しか行われない。したがっ
て、劣化がある程度進行しても、前述した反転周波数比
の値はなかなか大きくならず、劣化診断装置は三元触媒
が正常であると判定することになる。
【０００７】更に、上述したリッチ側やリーン側へのシ
フトは、エンジン本体や補機類等の状態により、その周
期や振幅が異なるため、個々のエンジンによって反転周
波数比の値も大きくばらつくという問題もあった。そこ
で、従来は劣化判定の基準となる反転周波数比をあまり
高い値に設定することができず、浄化効率が許容限度内
の三元触媒であっても、これを劣化と判定して交換する
虞があった。周知のように、三元触媒はプラチナ等の貴
金属を用いた非常に高価な部品であり、早期の交換は、
整備工数の増大のみならず、省資源やランニングコスト
の面からも問題となっていた。
フトは、エンジン本体や補機類等の状態により、その周
期や振幅が異なるため、個々のエンジンによって反転周
波数比の値も大きくばらつくという問題もあった。そこ
で、従来は劣化判定の基準となる反転周波数比をあまり
高い値に設定することができず、浄化効率が許容限度内
の三元触媒であっても、これを劣化と判定して交換する
虞があった。周知のように、三元触媒はプラチナ等の貴
金属を用いた非常に高価な部品であり、早期の交換は、
整備工数の増大のみならず、省資源やランニングコスト
の面からも問題となっていた。
【０００８】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
下流側Ｏ2 センサの出力信号のリッチ側やリーン側への
シフトがあっても、三元触媒の劣化を高精度に判定でき
る排気浄化触媒の劣化診断装置を提供することを目的と
する。
下流側Ｏ2 センサの出力信号のリッチ側やリーン側への
シフトがあっても、三元触媒の劣化を高精度に判定でき
る排気浄化触媒の劣化診断装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下
流側に設けられた下流側空燃比センサの出力信号に基づ
き前記排気浄化触媒の劣化を診断する排気浄化触媒の劣
化診断装置において、前記下流側空燃比センサの出力信
号は前記内燃機関の運転状態に応じてリッチ側或いはリ
ーン側にシフトするものであって、前記排気浄化触媒の
劣化診断中に前記下流側空燃比センサから出力された出
力信号の平均値を算出する平均値演算手段と、この平均
値演算手段により算出された平均値を用いて反転基準値
を設定する基準値設定手段と、この基準値設定手段によ
り設定された反転基準値を前記下流側空燃比センサの出
力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化触媒の劣化を
判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする排気
浄化触媒の劣化診断装置を提案する。
１では、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下
流側に設けられた下流側空燃比センサの出力信号に基づ
き前記排気浄化触媒の劣化を診断する排気浄化触媒の劣
化診断装置において、前記下流側空燃比センサの出力信
号は前記内燃機関の運転状態に応じてリッチ側或いはリ
ーン側にシフトするものであって、前記排気浄化触媒の
劣化診断中に前記下流側空燃比センサから出力された出
力信号の平均値を算出する平均値演算手段と、この平均
値演算手段により算出された平均値を用いて反転基準値
を設定する基準値設定手段と、この基準値設定手段によ
り設定された反転基準値を前記下流側空燃比センサの出
力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化触媒の劣化を
判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする排気
浄化触媒の劣化診断装置を提案する。
【００１０】また、請求項２の発明では、請求項１記載
の劣化診断装置において、前記劣化判定手段は、前記基
準値設定手段により設定された反転基準値を前記下流側
空燃比センサの出力信号が横切る回数から当該下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数を算出する第１反転
周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段は、この第１
反転周波数演算手段により算出された下流側空燃比セン
サの出力信号の反転周波数に基づき前記排気浄化触媒の
劣化を判定することを特徴とするものを提案する。
の劣化診断装置において、前記劣化判定手段は、前記基
準値設定手段により設定された反転基準値を前記下流側
空燃比センサの出力信号が横切る回数から当該下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数を算出する第１反転
周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段は、この第１
反転周波数演算手段により算出された下流側空燃比セン
サの出力信号の反転周波数に基づき前記排気浄化触媒の
劣化を判定することを特徴とするものを提案する。
【００１１】また、請求項３の発明では、請求項２記載
の劣化診断装置において、前記排気通路における排気浄
化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比センサと、こ
の上流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出す
る第２反転周波数演算手段とを更に備え、前記劣化判定
手段は、前記第１反転周波数演算手段により算出された
下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数と、前記第
２反転周波数演算手段により算出された上流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数とを比較することにより前
記排気浄化触媒の劣化を判定することを特徴とするもの
を提案する。
の劣化診断装置において、前記排気通路における排気浄
化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比センサと、こ
の上流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出す
る第２反転周波数演算手段とを更に備え、前記劣化判定
手段は、前記第１反転周波数演算手段により算出された
下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数と、前記第
２反転周波数演算手段により算出された上流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数とを比較することにより前
記排気浄化触媒の劣化を判定することを特徴とするもの
を提案する。
【００１２】また、請求項４の発明では、請求項１記載
の劣化診断装置において、前記平均値演算手段は、下流
側空燃比センサの出力信号の平均値Ｏ2aveを、前回の平
均値をＯ2ave(n-1) ，下流側空燃比センサの今回の出力
信号の値をＯ2real ，フィルタ定数をａとしたとき、次
の演算式 Ｏ2ave＝ａ×Ｏ2ave(n-1) ＋（１−ａ）×Ｏ2real により算出することを特徴とするものを提案する。
の劣化診断装置において、前記平均値演算手段は、下流
側空燃比センサの出力信号の平均値Ｏ2aveを、前回の平
均値をＯ2ave(n-1) ，下流側空燃比センサの今回の出力
信号の値をＯ2real ，フィルタ定数をａとしたとき、次
の演算式 Ｏ2ave＝ａ×Ｏ2ave(n-1) ＋（１−ａ）×Ｏ2real により算出することを特徴とするものを提案する。
【００１３】
【作用】請求項１の劣化診断装置では、下流側空燃比セ
ンサの出力信号がリッチ側やリーン側にシフトすると、
その平均値や反転基準値も追従してシフトする。したが
って、出力信号は、比較的小さな振幅で反転しても、反
転基準値を横切ることになり、その反転回数が正確に計
測される。
ンサの出力信号がリッチ側やリーン側にシフトすると、
その平均値や反転基準値も追従してシフトする。したが
って、出力信号は、比較的小さな振幅で反転しても、反
転基準値を横切ることになり、その反転回数が正確に計
測される。
【００１４】また、請求項２の劣化診断装置では、例え
ば、第１反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数が所定の値より大きくなっ
た場合には、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化してい
ると判定する。また、請求項３の劣化診断装置では、例
えば、第１反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比
センサの出力信号の反転周波数と、第２反転周波数演算
手段が算出した上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数との比が１に近づいた場合には、排気浄化触媒によ
る排気の浄化効率が限度以下に低下していることになる
ため、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化していると判
定する。
ば、第１反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数が所定の値より大きくなっ
た場合には、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化してい
ると判定する。また、請求項３の劣化診断装置では、例
えば、第１反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比
センサの出力信号の反転周波数と、第２反転周波数演算
手段が算出した上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数との比が１に近づいた場合には、排気浄化触媒によ
る排気の浄化効率が限度以下に低下していることになる
ため、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化していると判
定する。
【００１５】また、請求項４の劣化診断装置では、例え
ば、フィルタ定数ａを適宜設定することにより、出力信
号がリッチ側やリーン側にシフトした場合に、平均値お
よび反転基準値が追従してシフトする際の精度やレスポ
ンスが調整される。なる。
ば、フィルタ定数ａを適宜設定することにより、出力信
号がリッチ側やリーン側にシフトした場合に、平均値お
よび反転基準値が追従してシフトする際の精度やレスポ
ンスが調整される。なる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明に係る劣化診断装置を備えた内
燃機関を示す概略構成図である。同図において、エンジ
ン１の吸気ポート２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取
り付けられた吸気マニホールド４を介して、エアクリー
ナ５，カルマン渦式のエアフローセンサ６，スロットル
バルブ７，ＩＳＣ（アイドルスピードコントローラ）８
等を具えた吸気管９が接続している。また、排気ポート
１０には、排気マニホールド１１を介して排気管１２が
接続しており、この排気管１２には三元触媒１３および
図示しないマフラが取り付けられている。排気管１２の
管路には、三元触媒１３の上流側と下流側とに、それぞ
れ上流側Ｏ2 センサ１４と下流側Ｏ 2 センサ１５とが装
着されている。これらＯ2 センサ１４，１５は、三元触
媒１３を通過する前後の排気ガス中の酸素に反応し、そ
の濃度に応じた電圧を発生する。
明する。図１は、本発明に係る劣化診断装置を備えた内
燃機関を示す概略構成図である。同図において、エンジ
ン１の吸気ポート２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取
り付けられた吸気マニホールド４を介して、エアクリー
ナ５，カルマン渦式のエアフローセンサ６，スロットル
バルブ７，ＩＳＣ（アイドルスピードコントローラ）８
等を具えた吸気管９が接続している。また、排気ポート
１０には、排気マニホールド１１を介して排気管１２が
接続しており、この排気管１２には三元触媒１３および
図示しないマフラが取り付けられている。排気管１２の
管路には、三元触媒１３の上流側と下流側とに、それぞ
れ上流側Ｏ2 センサ１４と下流側Ｏ 2 センサ１５とが装
着されている。これらＯ2 センサ１４，１５は、三元触
媒１３を通過する前後の排気ガス中の酸素に反応し、そ
の濃度に応じた電圧を発生する。
【００１７】エンジン１には、エンジン回転速度Ｎe 等
を検出するためのクランク角センサ２０，冷却水温ＴW
を検出する水温センサ２１等が取付けられ、吸気系に
は、スロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロット
ルセンサ２２，大気圧Ｔa を検出する大気圧センサ２
３，吸気温度Ｔa を検出する吸気温センサ２４等の各種
センサが接続している。図中、３０は燃焼室３１の上部
に配置された点火プラグであり、３２は点火プラグ３０
に高電圧を出力する点火コイルである。
を検出するためのクランク角センサ２０，冷却水温ＴW
を検出する水温センサ２１等が取付けられ、吸気系に
は、スロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロット
ルセンサ２２，大気圧Ｔa を検出する大気圧センサ２
３，吸気温度Ｔa を検出する吸気温センサ２４等の各種
センサが接続している。図中、３０は燃焼室３１の上部
に配置された点火プラグであり、３２は点火プラグ３０
に高電圧を出力する点火コイルである。
【００１８】一方、車室内には、図示しない入出力装
置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジンコン
トロールユニット）４０が設置されている。ＥＣＵ４０
の入力側には、Ｏ2 センサ１４，１５等の他にも各種セ
ンサ類が接続されており、これらからの検出情報が入力
される。また、出力側には、燃料噴射弁３やＩＳＣ８，
点火コイル３２等が接続されており、これらに向けて各
種センサ類からの入力情報に基づいて演算された最適値
が出力される。そして、ＥＣＵ４０は、燃料噴射，点火
時期，ＩＳＣ等の制御等を行う他、両Ｏ2 センサ１４，
１５の出力信号に基づき触媒劣化判定をも実行する。図
中、４１は車室内に設置された警告灯であり、三元触媒
１３の劣化時に点灯し、運転者に注意を促す。
置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジンコン
トロールユニット）４０が設置されている。ＥＣＵ４０
の入力側には、Ｏ2 センサ１４，１５等の他にも各種セ
ンサ類が接続されており、これらからの検出情報が入力
される。また、出力側には、燃料噴射弁３やＩＳＣ８，
点火コイル３２等が接続されており、これらに向けて各
種センサ類からの入力情報に基づいて演算された最適値
が出力される。そして、ＥＣＵ４０は、燃料噴射，点火
時期，ＩＳＣ等の制御等を行う他、両Ｏ2 センサ１４，
１５の出力信号に基づき触媒劣化判定をも実行する。図
中、４１は車室内に設置された警告灯であり、三元触媒
１３の劣化時に点灯し、運転者に注意を促す。
【００１９】先ず、本実施例における燃料噴射制御につ
いて、簡単に説明する。運転者がエンジン１を始動する
と同時に、ＥＣＵ４０による燃料噴射制御が実行され
る。この制御を開始すると、ＥＣＵ４０は、エアフロー
センサ６とクランク角センサ２０との出力信号に基づき
一吸気行程あたりの吸気量情報Ａ／Ｎを求め、その値と
目標空燃比（通常は、理論空燃比）とから基本燃料噴射
時間ＴBASEを算出する。次に、ＥＣＵ４０は、基本燃料
噴射時間ＴBASEに対して、大気圧センサ２３や吸気温セ
ンサ２４の出力信号に基づく補正を行うと共に、水温セ
ンサ２１やスロットルセンサ２２等の出力信号に基づ
き、更に暖機増量補正や加速増量補正等を行って燃料噴
射時間ＴINJ を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、この
ようにして得た燃料噴射時間ＴINJ に対し、燃料噴射弁
３の開弁遅れを補完する無効噴射時間ＴD を加算した後
に、図示しない燃料噴射弁ドライバを介して燃料噴射弁
３を駆動する。
いて、簡単に説明する。運転者がエンジン１を始動する
と同時に、ＥＣＵ４０による燃料噴射制御が実行され
る。この制御を開始すると、ＥＣＵ４０は、エアフロー
センサ６とクランク角センサ２０との出力信号に基づき
一吸気行程あたりの吸気量情報Ａ／Ｎを求め、その値と
目標空燃比（通常は、理論空燃比）とから基本燃料噴射
時間ＴBASEを算出する。次に、ＥＣＵ４０は、基本燃料
噴射時間ＴBASEに対して、大気圧センサ２３や吸気温セ
ンサ２４の出力信号に基づく補正を行うと共に、水温セ
ンサ２１やスロットルセンサ２２等の出力信号に基づ
き、更に暖機増量補正や加速増量補正等を行って燃料噴
射時間ＴINJ を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、この
ようにして得た燃料噴射時間ＴINJ に対し、燃料噴射弁
３の開弁遅れを補完する無効噴射時間ＴD を加算した後
に、図示しない燃料噴射弁ドライバを介して燃料噴射弁
３を駆動する。
【００２０】さて、上流側Ｏ2 センサ１４の活性化完了
やエンジン１が高負荷・高回転運転状態にないこと等、
所定の運転条件が整うと、ＥＣＵ４０は、空燃比フィー
ドバック制御を開始する。この制御を開始すると、ＥＣ
Ｕ４０は、上流側Ｏ2 センサ１４の出力電圧ＶOFと所定
の閾値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）との大小を比較し、空
燃比のフィードバック補正を行う。すなわち、上流側Ｏ
2 センサ１４は、混合気の空燃比が理論空燃比（１４．
７）となる前後で出力電圧ＶOFが最低電圧（例えば、０
Ｖ）から最高電圧（例えば、１．０Ｖ）に急変するた
め、出力電圧ＶOFが閾値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）を下
回ったら、燃料噴射時間ＴINJ を徐々に長くしてリッチ
側に移行させ、逆に出力電圧ＶOFが閾値ＶTHを上回った
ら、燃料噴射時間ＴINJ を徐々に短くしてリーン側に移
行させる。この結果、混合気の空燃比が常に理論空燃比
の近傍に保持され、三元触媒１３による排気ガスの浄化
が高い効率で行われることになる。
やエンジン１が高負荷・高回転運転状態にないこと等、
所定の運転条件が整うと、ＥＣＵ４０は、空燃比フィー
ドバック制御を開始する。この制御を開始すると、ＥＣ
Ｕ４０は、上流側Ｏ2 センサ１４の出力電圧ＶOFと所定
の閾値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）との大小を比較し、空
燃比のフィードバック補正を行う。すなわち、上流側Ｏ
2 センサ１４は、混合気の空燃比が理論空燃比（１４．
７）となる前後で出力電圧ＶOFが最低電圧（例えば、０
Ｖ）から最高電圧（例えば、１．０Ｖ）に急変するた
め、出力電圧ＶOFが閾値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）を下
回ったら、燃料噴射時間ＴINJ を徐々に長くしてリッチ
側に移行させ、逆に出力電圧ＶOFが閾値ＶTHを上回った
ら、燃料噴射時間ＴINJ を徐々に短くしてリーン側に移
行させる。この結果、混合気の空燃比が常に理論空燃比
の近傍に保持され、三元触媒１３による排気ガスの浄化
が高い効率で行われることになる。
【００２１】本実施例における空燃比フィードバック制
御では、フィードバック補正係数の中心値が１．０とな
るように学習補正を行い、学習補正量を不揮発性ＲＡＭ
に収納する。そして、その学習補正量を用いることで、
上述したオープンループ制御の精度を向上させると共
に、フィードバック制御の立ち上がり時のずれ量を小さ
くしている。
御では、フィードバック補正係数の中心値が１．０とな
るように学習補正を行い、学習補正量を不揮発性ＲＡＭ
に収納する。そして、その学習補正量を用いることで、
上述したオープンループ制御の精度を向上させると共
に、フィードバック制御の立ち上がり時のずれ量を小さ
くしている。
【００２２】以下、図２〜図５のフローチャートと図
６，図７のグラフを用いて、本実施例における触媒劣化
診断の手順を説明する。運転者がイグニッションスイッ
チをＯＮにしてエンジン１が始動すると、図２，図３の
触媒劣化診断サブルーチンが実行される。このサブルー
チンを開始すると、ＥＣＵ４０は、先ず図２のステップ
Ｓ２で三元触媒１３が正常に機能していることを示す正
常フラグＦOKが１であるか否か判定する。正常フラグＦ
OKは、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる度に０
にリセットされ、三元触媒１３が正常であると診断され
たときに１にセットされる。したがって、エンジン１の
始動直後には正常フラグＦOKが必ず０となり、ＥＣＵ４
０は、ステップＳ２の判定がＮｏ（否定）となるため、
ステップＳ４に進む。
６，図７のグラフを用いて、本実施例における触媒劣化
診断の手順を説明する。運転者がイグニッションスイッ
チをＯＮにしてエンジン１が始動すると、図２，図３の
触媒劣化診断サブルーチンが実行される。このサブルー
チンを開始すると、ＥＣＵ４０は、先ず図２のステップ
Ｓ２で三元触媒１３が正常に機能していることを示す正
常フラグＦOKが１であるか否か判定する。正常フラグＦ
OKは、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる度に０
にリセットされ、三元触媒１３が正常であると診断され
たときに１にセットされる。したがって、エンジン１の
始動直後には正常フラグＦOKが必ず０となり、ＥＣＵ４
０は、ステップＳ２の判定がＮｏ（否定）となるため、
ステップＳ４に進む。
【００２３】ＥＣＵ４０は、ステップＳ４で、触媒劣化
診断を実施するための条件が成立しているか否かを判定
する。ここでは、空燃比フィードバック制御が実施され
ていること、エンジン回転速度Ｎｅや体積効率ηv が所
定範囲内にあること、両Ｏ2センサ１４，１５が正常に
作動していること等を順次確認し、全ての条件が成立し
たときに判定結果がＹes（肯定）となる。尚、ここでエ
ンジン回転速度Ｎｅや体積効率ηv が所定範囲内にある
ことを確認する理由は、これらが安定していないときに
は、排気ガスのＯ2 濃度も安定せず、正常なフィードバ
ック制御が実施されないためであり、エンジン回転速度
Ｎｅや体積効率ηv が下式(1) 、(2) の範囲内にあるこ
とが条件となる。下式中、Ｎｅ1 ，Ｎｅ2 ，ηv1，ηv2
はそれぞれ判定閾値を示し、その具体的な値は、例え
ば、エンジン１が自動変速機に連結されている場合であ
れば、Ｎｅ1 は１４００rpm 、Ｎｅ2 は３０００rpm 、
ηv1は２５％、ηv2は６０％となる。
診断を実施するための条件が成立しているか否かを判定
する。ここでは、空燃比フィードバック制御が実施され
ていること、エンジン回転速度Ｎｅや体積効率ηv が所
定範囲内にあること、両Ｏ2センサ１４，１５が正常に
作動していること等を順次確認し、全ての条件が成立し
たときに判定結果がＹes（肯定）となる。尚、ここでエ
ンジン回転速度Ｎｅや体積効率ηv が所定範囲内にある
ことを確認する理由は、これらが安定していないときに
は、排気ガスのＯ2 濃度も安定せず、正常なフィードバ
ック制御が実施されないためであり、エンジン回転速度
Ｎｅや体積効率ηv が下式(1) 、(2) の範囲内にあるこ
とが条件となる。下式中、Ｎｅ1 ，Ｎｅ2 ，ηv1，ηv2
はそれぞれ判定閾値を示し、その具体的な値は、例え
ば、エンジン１が自動変速機に連結されている場合であ
れば、Ｎｅ1 は１４００rpm 、Ｎｅ2 は３０００rpm 、
ηv1は２５％、ηv2は６０％となる。
【００２４】Ｎｅ1 ＜Ｎｅ＜Ｎｅ2 …(1) ηv1＜ηv ＜ηv2 …(2) ステップＳ４の判定結果がＹesとなると、ＥＣＵ４０
は、次にステップＳ６で、上流側Ｏ2 センサ１４からの
出力信号に基づいて上流側反転周波数ｆF を算出する。
この算出方法としては、例えば、所定時間（例えば、１
０秒）内に、上流側Ｏ2 センサ１４の出力電圧ＶOFが閾
値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）を横切った回数を求め、こ
の回数を上流側反転周波数ｆF とする。
は、次にステップＳ６で、上流側Ｏ2 センサ１４からの
出力信号に基づいて上流側反転周波数ｆF を算出する。
この算出方法としては、例えば、所定時間（例えば、１
０秒）内に、上流側Ｏ2 センサ１４の出力電圧ＶOFが閾
値ＶTH（例えば、０．５Ｖ）を横切った回数を求め、こ
の回数を上流側反転周波数ｆF とする。
【００２５】次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ８で上流
側反転周波数ｆF が所定値ＴHpより小さいか否かを判定
する。この判定は、上流側Ｏ2 センサ１４が劣化し正常
に機能しなくなったときに、触媒劣化診断を中止するた
めである。すなわち、上流側Ｏ2 センサ１４は、常に高
温の排気ガスにさらされているため下流側Ｏ2 センサ１
５より熱劣化しやすく、応答性が低下して正常な起電力
を出力しなくなることが多い。そのため、上流側Ｏ2 セ
ンサ１４からの出力電圧が明確に変化しなくなる場合が
あり、この場合には上流側反転周波数ｆF は正常時に比
べて低いものとなる。このように、上流側反転周波数ｆ
F が低下すると、下流側反転周波数ｆRとの反転周波数
比ｆR/ｆF が増大し、三元触媒１３が劣化したと誤判定
する虞が生じるのである。尚、ここで使用される所定値
ＴHpは、後述する反転周波数比ｆR/ｆF の判定閾値ＴHc
に応じ、予め実験データに基づいて設定された値（例え
ば、０．１Hz）である。
側反転周波数ｆF が所定値ＴHpより小さいか否かを判定
する。この判定は、上流側Ｏ2 センサ１４が劣化し正常
に機能しなくなったときに、触媒劣化診断を中止するた
めである。すなわち、上流側Ｏ2 センサ１４は、常に高
温の排気ガスにさらされているため下流側Ｏ2 センサ１
５より熱劣化しやすく、応答性が低下して正常な起電力
を出力しなくなることが多い。そのため、上流側Ｏ2 セ
ンサ１４からの出力電圧が明確に変化しなくなる場合が
あり、この場合には上流側反転周波数ｆF は正常時に比
べて低いものとなる。このように、上流側反転周波数ｆ
F が低下すると、下流側反転周波数ｆRとの反転周波数
比ｆR/ｆF が増大し、三元触媒１３が劣化したと誤判定
する虞が生じるのである。尚、ここで使用される所定値
ＴHpは、後述する反転周波数比ｆR/ｆF の判定閾値ＴHc
に応じ、予め実験データに基づいて設定された値（例え
ば、０．１Hz）である。
【００２６】ステップＳ８の判定結果もＮｏであった場
合、ＥＣＵ４０は、次にステップＳ１０で、下流側Ｏ2
センサ１５の出力電圧ＶORに基づいて、その平均値ＶOR
aveを下式により算出する。下式中、ＶORave (n-1) は
前回の平均値，ＶORは下流側Ｏ2 センサ１５の今回の出
力電圧，ａはフィルタ定数を示す。 ＶORave ＝ａ×ＶORave (n-1) ＋（１−ａ）×ＶOR この演算により、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶOR
がリッチ側やリーン側にシフトしても、平均値ＶORave
も追従してシフトすることになる。尚、フィルタ定数ａ
を適宜設定することにより、平均値ＶORave が出力電圧
ＶORに追従してシフトする際の精度やレスポンスが決定
される。
合、ＥＣＵ４０は、次にステップＳ１０で、下流側Ｏ2
センサ１５の出力電圧ＶORに基づいて、その平均値ＶOR
aveを下式により算出する。下式中、ＶORave (n-1) は
前回の平均値，ＶORは下流側Ｏ2 センサ１５の今回の出
力電圧，ａはフィルタ定数を示す。 ＶORave ＝ａ×ＶORave (n-1) ＋（１−ａ）×ＶOR この演算により、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶOR
がリッチ側やリーン側にシフトしても、平均値ＶORave
も追従してシフトすることになる。尚、フィルタ定数ａ
を適宜設定することにより、平均値ＶORave が出力電圧
ＶORに追従してシフトする際の精度やレスポンスが決定
される。
【００２７】ステップＳ１０で平均値ＶORave の算出を
終えると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２で上下の反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL を下式により算出する。ここで、
αはヒステリシス定数であり、本実施例の場合には、例
えば０．０５Ｖ程度に設定されている。 ＴＨH ＝ＶORave ＋α ＴＨL ＝ＶORave −α 次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１４で、前述した所定
時間内に、下流側Ｏ2センサ１５の出力電圧ＶORが上下
の反転基準値ＴＨH ，ＴＨL を横切った回数を求め、こ
の回数を下流側反転周波数ｆR とする。尚、図６は反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL と出力電圧ＶORとの関係を示すグ
ラフであるが、この図において・で示した反転検出点の
個数は出力電圧ＶORの実際の反転回数と等しくなってい
る。すなわち、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶORが
リッチ側やリーン側にシフトしても、反転基準値ＴＨH
，ＴＨL も同様にシフトするため、下流側反転周波数
ｆRが正確に計測されるのである。また、下流側反転周
波数ｆR の計測に上下の反転基準値ＴＨH ，ＴＨL を用
いる理由は、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶORの振
幅が小さいため、単一の反転基準値では出力電圧ＶORの
微細な振れによる過剰計測の虞があるためである。
終えると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２で上下の反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL を下式により算出する。ここで、
αはヒステリシス定数であり、本実施例の場合には、例
えば０．０５Ｖ程度に設定されている。 ＴＨH ＝ＶORave ＋α ＴＨL ＝ＶORave −α 次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１４で、前述した所定
時間内に、下流側Ｏ2センサ１５の出力電圧ＶORが上下
の反転基準値ＴＨH ，ＴＨL を横切った回数を求め、こ
の回数を下流側反転周波数ｆR とする。尚、図６は反転
基準値ＴＨH ，ＴＨL と出力電圧ＶORとの関係を示すグ
ラフであるが、この図において・で示した反転検出点の
個数は出力電圧ＶORの実際の反転回数と等しくなってい
る。すなわち、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶORが
リッチ側やリーン側にシフトしても、反転基準値ＴＨH
，ＴＨL も同様にシフトするため、下流側反転周波数
ｆRが正確に計測されるのである。また、下流側反転周
波数ｆR の計測に上下の反転基準値ＴＨH ，ＴＨL を用
いる理由は、下流側Ｏ2 センサ１５の出力電圧ＶORの振
幅が小さいため、単一の反転基準値では出力電圧ＶORの
微細な振れによる過剰計測の虞があるためである。
【００２８】次に、ＥＣＵ４０は、図３のステップＳ１
６で上流側反転周波数ｆF と下流側反転周波数ｆR とか
ら反転周波数比ｆR/ｆF を算出し、その値が所定値ＴHc
（例えば、０．８）より大きいか否かを判定する。そし
て、この判定結果がＮｏの場合には、三元触媒１３は劣
化しておらず、図７に示すように、浄化効率ＥCAT の下
限値Ｅ1 （例えば、約８５％）以上で正常に機能してい
ると診断し、ステップＳ１８で、図４の正常時処理サブ
ルーチンを実行する。
６で上流側反転周波数ｆF と下流側反転周波数ｆR とか
ら反転周波数比ｆR/ｆF を算出し、その値が所定値ＴHc
（例えば、０．８）より大きいか否かを判定する。そし
て、この判定結果がＮｏの場合には、三元触媒１３は劣
化しておらず、図７に示すように、浄化効率ＥCAT の下
限値Ｅ1 （例えば、約８５％）以上で正常に機能してい
ると診断し、ステップＳ１８で、図４の正常時処理サブ
ルーチンを実行する。
【００２９】正常時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップＳ３２において、警告灯４１を消灯し、三元触媒１
３が正常に機能していることを運転者に示す。次に、ス
テップＳ３４において、ＥＣＵ４０は三元触媒１３の劣
化に対応する故障コードがＲＡＭに残っていないよう故
障コード消去の操作を行う。そして、ステップＳ３６に
おいて、正常フラグＦOKを１にセットし、三元触媒１３
が正常に機能していることを記憶する。
ップＳ３２において、警告灯４１を消灯し、三元触媒１
３が正常に機能していることを運転者に示す。次に、ス
テップＳ３４において、ＥＣＵ４０は三元触媒１３の劣
化に対応する故障コードがＲＡＭに残っていないよう故
障コード消去の操作を行う。そして、ステップＳ３６に
おいて、正常フラグＦOKを１にセットし、三元触媒１３
が正常に機能していることを記憶する。
【００３０】このように、正常フラグＦOKが一旦１にセ
ットされると、触媒劣化診断サブルーチンの次回の実行
時には、ステップＳ２の判定はＹesとなる。したがっ
て、この場合には、イグニッションスイッチをＯＦＦに
するまでは、触媒劣化判定を再度実施することなくサブ
ルーチンを終了することになる。一方、反転周波数比ｆ
R/ｆF が所定値ＴHc（０．８）を超え、ステップＳ１６
の判定結果がＹesとなった場合には、三元触媒１３が劣
化し、浄化効率ＥCAT が下限値Ｅ1 （約８５％）以下に
なったと診断し、ステップＳ２０で、図５の劣化時処理
サブルーチンを実行する。
ットされると、触媒劣化診断サブルーチンの次回の実行
時には、ステップＳ２の判定はＹesとなる。したがっ
て、この場合には、イグニッションスイッチをＯＦＦに
するまでは、触媒劣化判定を再度実施することなくサブ
ルーチンを終了することになる。一方、反転周波数比ｆ
R/ｆF が所定値ＴHc（０．８）を超え、ステップＳ１６
の判定結果がＹesとなった場合には、三元触媒１３が劣
化し、浄化効率ＥCAT が下限値Ｅ1 （約８５％）以下に
なったと診断し、ステップＳ２０で、図５の劣化時処理
サブルーチンを実行する。
【００３１】劣化時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップＳ４２において、警告灯４１を点灯させ、運転者に
三元触媒１３の劣化を知らせて修理を促す。そして、ス
テップＳ４４において、ＥＣＵ４０は三元触媒１３の劣
化に対応する故障コードをＲＡＭに記憶する。これによ
り、修理をする際には、この故障コードを読みだすこと
で容易に故障内容を知ることができ、三元触媒１３の交
換等の対応を迅速に行うことができる。
ップＳ４２において、警告灯４１を点灯させ、運転者に
三元触媒１３の劣化を知らせて修理を促す。そして、ス
テップＳ４４において、ＥＣＵ４０は三元触媒１３の劣
化に対応する故障コードをＲＡＭに記憶する。これによ
り、修理をする際には、この故障コードを読みだすこと
で容易に故障内容を知ることができ、三元触媒１３の交
換等の対応を迅速に行うことができる。
【００３２】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限るものではない。すなわ
ち、上記実施例では、熱劣化しやすい上流側Ｏ2 センサ
が劣化したときにのみ触媒劣化判定を中止するようにし
たが、下流側Ｏ2 センサの劣化時にも同様の処置をとっ
てもよい。また、上記実施例では、上流側および下流側
の空燃比センサを電圧出力型の両Ｏ2 センサとしたが、
リニア空燃比センサのように電流出力型のものを用いる
ようにしてもよい。更に、制御の具体的な手順を始め、
各閾値等の具体的な値については、本発明の主旨を逸脱
しない範囲で変更することが可能である。
発明の態様はこの実施例に限るものではない。すなわ
ち、上記実施例では、熱劣化しやすい上流側Ｏ2 センサ
が劣化したときにのみ触媒劣化判定を中止するようにし
たが、下流側Ｏ2 センサの劣化時にも同様の処置をとっ
てもよい。また、上記実施例では、上流側および下流側
の空燃比センサを電圧出力型の両Ｏ2 センサとしたが、
リニア空燃比センサのように電流出力型のものを用いる
ようにしてもよい。更に、制御の具体的な手順を始め、
各閾値等の具体的な値については、本発明の主旨を逸脱
しない範囲で変更することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明の請求項１の劣化診断装置によれ
ば、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下流側
に設けられた下流側空燃比センサと、この下流側空燃比
センサの出力信号の平均値を算出する平均値演算手段
と、この平均値演算手段により算出された平均値を用い
て反転基準値を設定する基準値設定手段と、この基準値
設定手段により設定された反転基準値を前記下流側空燃
比センサの出力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化
触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備えるようにし
たため、下流側空燃比センサの出力信号がリッチ側やリ
ーン側にシフトしても、その平均値や反転基準値も追従
してシフトすることになり、出力信号の反転回数が正確
に計測される。これにより、排気浄化触媒の劣化判定精
度が向上するため、劣化判定の基準値を高く設定でき、
浄化効率が許容限度内の排気浄化触媒を交換することが
少なくなる。
ば、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下流側
に設けられた下流側空燃比センサと、この下流側空燃比
センサの出力信号の平均値を算出する平均値演算手段
と、この平均値演算手段により算出された平均値を用い
て反転基準値を設定する基準値設定手段と、この基準値
設定手段により設定された反転基準値を前記下流側空燃
比センサの出力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化
触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備えるようにし
たため、下流側空燃比センサの出力信号がリッチ側やリ
ーン側にシフトしても、その平均値や反転基準値も追従
してシフトすることになり、出力信号の反転回数が正確
に計測される。これにより、排気浄化触媒の劣化判定精
度が向上するため、劣化判定の基準値を高く設定でき、
浄化効率が許容限度内の排気浄化触媒を交換することが
少なくなる。
【００３４】また、請求項２の劣化診断装置によれば、
請求項１記載の劣化診断装置において、前記劣化判定手
段は、前記基準値設定手段により設定された反転基準値
を前記下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数から
当該下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出
する第１反転周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段
は、この第１反転周波数演算手段により算出された下流
側空燃比センサの出力信号の反転周波数に基づき前記排
気浄化触媒の劣化を判定するようにしたため、劣化判定
を定量的に行うことが可能となる。これにより、排気浄
化触媒の劣化判定精度が更に向上するため、劣化判定の
基準値を高く設定でき、浄化効率が許容限度内の排気浄
化触媒を交換することが少なくなる。
請求項１記載の劣化診断装置において、前記劣化判定手
段は、前記基準値設定手段により設定された反転基準値
を前記下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数から
当該下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出
する第１反転周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段
は、この第１反転周波数演算手段により算出された下流
側空燃比センサの出力信号の反転周波数に基づき前記排
気浄化触媒の劣化を判定するようにしたため、劣化判定
を定量的に行うことが可能となる。これにより、排気浄
化触媒の劣化判定精度が更に向上するため、劣化判定の
基準値を高く設定でき、浄化効率が許容限度内の排気浄
化触媒を交換することが少なくなる。
【００３５】また、請求項３の劣化診断装置によれば、
請求項２記載の劣化診断装置において、前記排気通路に
おける排気浄化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比
センサと、この上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数を算出する第２反転周波数演算手段とを更に備え、
前記劣化判定手段は、前記第１反転周波数演算手段によ
り算出された下流側空燃比センサの出力信号の反転周波
数と、前記第２反転周波数演算手段により算出された上
流側空燃比センサの出力信号の反転周波数とを比較する
ことにより前記排気浄化触媒の劣化を判定するようにし
たため、排気浄化触媒の浄化効率を直接かつ定量的に判
定できることになり、浄化効率が許容限度内の排気浄化
触媒を交換することが少なくなる。
請求項２記載の劣化診断装置において、前記排気通路に
おける排気浄化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比
センサと、この上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数を算出する第２反転周波数演算手段とを更に備え、
前記劣化判定手段は、前記第１反転周波数演算手段によ
り算出された下流側空燃比センサの出力信号の反転周波
数と、前記第２反転周波数演算手段により算出された上
流側空燃比センサの出力信号の反転周波数とを比較する
ことにより前記排気浄化触媒の劣化を判定するようにし
たため、排気浄化触媒の浄化効率を直接かつ定量的に判
定できることになり、浄化効率が許容限度内の排気浄化
触媒を交換することが少なくなる。
【００３６】また、請求項４の劣化診断装置によれば、
請求項１記載の劣化診断装置において、前記平均値演算
手段は、下流側空燃比センサの出力信号の平均値Ｏ2ave
を、前回の平均値をＯ2ave(n-1) ，下流側空燃比センサ
の今回の出力信号の値をＯ2real ，フィルタ定数をａと
したとき、次の演算式 Ｏ2ave＝ａ×Ｏ2ave(n-1) ＋（１−ａ）×Ｏ2real により算出するようにしたため、フィルタ定数ａを適宜
設定することによって、平均値および反転基準値が出力
信号に追従してシフトする際の精度やレスポンスを調整
することが可能となり、排気浄化触媒のレイアウトや運
転状況等に応じた劣化判定を行うことができる。
請求項１記載の劣化診断装置において、前記平均値演算
手段は、下流側空燃比センサの出力信号の平均値Ｏ2ave
を、前回の平均値をＯ2ave(n-1) ，下流側空燃比センサ
の今回の出力信号の値をＯ2real ，フィルタ定数をａと
したとき、次の演算式 Ｏ2ave＝ａ×Ｏ2ave(n-1) ＋（１−ａ）×Ｏ2real により算出するようにしたため、フィルタ定数ａを適宜
設定することによって、平均値および反転基準値が出力
信号に追従してシフトする際の精度やレスポンスを調整
することが可能となり、排気浄化触媒のレイアウトや運
転状況等に応じた劣化判定を行うことができる。
【図１】本発明に係る劣化診断装置を備えた内燃機関の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】触媒劣化診断サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】触媒劣化診断サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】正常時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】劣化時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図６】実施例における反転基準値ＴＨH ，ＴＨL と出
力電圧ＶORとの関係を示すグラフである。
力電圧ＶORとの関係を示すグラフである。
【図７】反転周波数比ｆR/ｆF と浄化効率ＥCAT との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図８】従来装置における反転基準値ＴＨH ，ＴＨL と
出力電圧ＶORとの関係を示すグラフである。
出力電圧ＶORとの関係を示すグラフである。
１ エンジン １２ 排気管 １３ 三元触媒 １４ 上流側Ｏ2 センサ １５ 下流側Ｏ2 センサ ４０ ＥＣＵ ４１ 警告灯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｇ (72)発明者 野村 俊郎 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 金尾 英嗣 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−249357（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256175（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256125（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280402（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−179935（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288106（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−34860（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312025（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路における排気浄化触
媒の下流側に設けられた下流側空燃比センサの出力信号
に基づき前記排気浄化触媒の劣化を診断する排気浄化触
媒の劣化診断装置において、 前記下流側空燃比センサの出力信号は前記内燃機関の運
転状態に応じてリッチ側或いはリーン側にシフトするも
のであって、前記排気浄化触媒の劣化診断中に前記下流
側空燃比センサから出力された 出力信号の平均値を算出
する平均値演算手段と、 この平均値演算手段により算出された平均値を用いて反
転基準値を設定する基準値設定手段と、 この基準値設定手段により設定された反転基準値を前記
下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数に基づき前
記排気浄化触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備え
たことを特徴とする排気浄化触媒の劣化診断装置。 - 【請求項２】 前記劣化判定手段は、 前記基準値設定手段により設定された反転基準値を前記
下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数から当該下
流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出する第
１反転周波数演算手段を備え、 前記劣化判定手段は、 この第１反転周波数演算手段により算出された下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数に基づき前記排気浄
化触媒の劣化を判定することを特徴とする、請求項１記
載の排気浄化触媒の劣化診断装置。 - 【請求項３】 前記排気通路における排気浄化触媒の上
流側に設けられた上流側空燃比センサと、 この上流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出
する第２反転周波数演算手段とを更に備え、 前記劣化判定手段は、 前記第１反転周波数演算手段により算出された下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数と、前記第２反転周
波数演算手段により算出された上流側空燃比センサの出
力信号の反転周波数とを比較することにより前記排気浄
化触媒の劣化を判定することを特徴とする、請求項２記
載の排気浄化触媒の劣化診断装置。 - 【請求項４】 前記平均値演算手段は、 下流側空燃比センサの出力信号の平均値Ｏ2aveを、前回
の平均値をＯ2ave(n-1) ，下流側空燃比センサの今回の
出力信号の値をＯ2real ，フィルタ定数をａとしたと
き、次の演算式 Ｏ2ave＝ａ×Ｏ2ave(n-1) ＋（１−ａ）×Ｏ2real により算出することを特徴とする、請求項１記載の排気
浄化触媒の劣化診断装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP02318195A JP3304663B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 排気浄化触媒の劣化診断装置 |
| US08/599,314 US5732552A (en) | 1995-02-10 | 1996-02-09 | Apparatus for deterioration diagnosis of an exhaust purifying catalyst |
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| DE19605103A DE19605103C2 (de) | 1995-02-10 | 1996-02-12 | Vorrichtung zur Verschlechterungsdiagnose eines Abgasreinigungskatalysators |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02318195A JP3304663B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 排気浄化触媒の劣化診断装置 |
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ID=12103483
Family Applications (1)
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-
1995
- 1995-02-10 JP JP02318195A patent/JP3304663B2/ja not_active Expired - Lifetime
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