JP2503829B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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Description
に空燃比センサ(本明細書では酸素濃度センサ(O2 セ
ンサ))を設け空燃比フィードバック制御を行う内燃機関
の空燃比制御装置に係わり、特に触媒コンバータの触媒
劣化判別機能を有する内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。
では、酸素濃度を検出するO2 センサをできるだけ燃焼
室に近い排気系の個所、例えば触媒コンバータより上流
である排気マニホールドの集合部分に設けているが、O
2 センサの出力特性のばらつきのために空燃比の制御精
度に支障が生じている。
きだけでなく燃料噴射弁等の部品のばらつきおよび経時
的変化を補償するために、触媒コンバータの下流に第2
のO2 センサを設け、上流側O2 センサに基づく空燃比
フィードバック制御信号を下流側O2 センサの出力で補
正して空燃比フィードバック制御を行うダブルO2 セン
サシステムが既に提案されている(参照:特開昭61−28
6550号公報)。
コンバータの下流側に設けられたO2 センサは、上流側
O2 センサに比較して応答速度は低いものの、次の理由
により出力特性のばらつきが小さいという利点を有して
いる。 (1)触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱
的影響が少ない。 (2)触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にト
ラップされているので下流側O2 センサの被毒量が少な
い。
は十分に混合されており、しかも、排気ガス中の酸素濃
度は平衡状態に近い値になっている。即ち2つのO2 セ
ンサの出力にもとづく空燃比フィードバック制御(ダブ
ルO2 センサシステム)により、上流側O2 センサの出
力特性のばらつきを下流側O2 センサにより補正でき
る。
サ出力特性が悪化した場合には排気エミッション特性に
直接影響するのに対し、ダブルO2 センサシステムでは
上流側O2 センサの出力特性が悪化しても排気エミッシ
ョン特性は悪化しない。つまり、ダブルO2 センサシス
テムにおいては、下流側O2 センサが安定な出力特性を
維持している限り、良好の排気エミッションが保証され
る。
ステムにおいても触媒が劣化するとHC、CO、NOx エミッ
ションは悪化することは避けることができないため、触
媒の劣化を検出して確実に警報を発して運転者に注意を
促すことが重要である。従来は下流側O2 センサの出力
の反転周期と上流側O2 センサの出力の反転周期との比
等から触媒の劣化を検出していた(参照:特開昭61−28
6550号公報)。
触媒下流側O2 センサ出力の反転周期を用いて触媒劣化
を判別する方法では、HC浄化率が約80%以上ある触
媒か否か、言い換えれば、HC浄化率が80%以下とな
った劣化触媒か否かの判別はできるものの、速やかに触
媒の交換を促した方がよいほど劣化した触媒(HC浄化
率が約50%以下)と、若干の劣化があるものの、まだ
浄化機能の高い例えばHC浄化率が約80%程度の触媒
との判別ができないという課題がある。
O2 センサの検出特性図であって横軸に空燃比、縦軸に
出力電圧を表す。図2において、(A)は触媒上流のO
2 センサ出力、(B)は前述のダブルO2 センサシステ
ムにより形成される空燃比補正係数(この係数により,
空燃比が理論空燃比にフィードバック調整される。)、
(C)は(B)の空燃比補正係数で空燃比フィードバッ
クを実施した場合で、しかも劣化の全くない触媒を用い
ている場合の触媒下流O2 センサ出力、(D)は(B)
の空燃比補正係数で空燃比フィードバックを実施した場
合で、触媒が若干劣化(HC浄化率が約80%)した場
合の触媒下流O2 センサ出力、(E)は(B)の空燃比
補正係数で空燃比フィードバックを実施した場合で、触
媒がかなり劣化(HC浄化率が約50%)した場合の触
媒下流O2 センサ出力を示している。
フィードバック制御した場合、触媒下流側O2 センサ出
力が理論空燃比相当値(一点鎖線)を横切る反転回数
は、触媒の劣化が殆どない(C)の場合を除き、上流側
O2 センサ出力が理論空燃比相当値(一点鎖線)を横切
る反転回数と極めて近くなり、(D)の場合と(E)の
場合とで区別できない。
れたもので、中心空燃比をずらすことにより、触媒の交
換が必要な程度にまで触媒が劣化したか否かを判別する
ことの可能な内燃機関の空燃比制御装置を提供すること
である。
と、エミッションの悪化を招くので、必要時以外はこの
ような中心空燃比を理論空燃比よりずらす制御を行わな
いようにして、エミッションの悪化を低減することも目
的とする。
図であって内燃機関の排気通路に設けられたO2 ストレ
ージ効果を有する三元触媒11と、三元触媒11の上流
側の排気通路に設けられ機関の空燃比を検出する上流側
空燃比センサ12と、三元触媒11の下流側の排気通路
に設けられ機関の空燃比を検出する下流側空燃比センサ
13と、上流側空燃比センサ12の出力に応じて機関の
空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御す
る空燃比フィードバック制御手段14と、空燃比フィー
ドバック制御手段14により機関の空燃比が理論空燃比
となるようにフィードバック制御されている時に下流側
空燃比センサの出力が所定の期間内に理論空燃比を示す
値を横切る反転回数が増大した場合に空燃比フィードバ
ック制御手段14によるフィードバック制御の中心空燃
比を理論空燃比からずらす空燃比フィードバック制御中
心シフト手段15と、空燃比フィードバック制御中心シ
フト手段15によって空燃比フィードバック制御手段1
4によるフィードバック制御の中心空燃比が理論空燃比
からずらされている時に下流側空燃比センサ13の出力
に基づいて三元触媒11が劣化しているか否かを判別す
る触媒劣化判別手段16と、を具備する。
手段によって上流側空燃比センサ出力に基づく空燃比フ
ィードバック制御中に、下流側空燃比センサ出力の所定
時間当たりの反転回数が所定値以上となった場合には空
燃比フィードバック制御中心シフト手段により空燃比フ
ィードバック制御の制御中心がずらされる。
触媒が劣化しているか否かが判定される。
れらの詳細は後述するが、触媒上流側O2 センサ出力に
基づく空燃比フィードバックの中心を、強制的に理論空
燃比からずらした場合を示している。図4において、
(A)は触媒上流のO2 センサ出力、(B)は強制的に
フィードバック中心を理論空燃比からずらすための空燃
比補正係数、(C)は(B)の空燃比補正係数で空燃比
フィードバックを実施した場合で、しかも劣化の全くな
い触媒を用いている場合の触媒下流O2 センサ出力、
(D)は(B)の空燃比補正係数で空燃比フィードバッ
クを実施した場合で、触媒が若干劣化(HC浄化率が約
80%)した場合の触媒下流O2 センサ出力、(E)は
(B)の空燃比補正係数で空燃比フィードバックを実施
した場合で、触媒がかなり劣化(HC浄化率が約50
%)した場合の触媒下流O2 センサ出力を示している。
これらから明らかなように、触媒下流側O2 センサ出力
が所定値(例えば理論空燃比相当:一点鎖線で示す。)
を横切る回数は、(C)および(D)の場合と(E)の
場合とで、明らかに差が生じている。従って、このよう
に空燃比のフィードバック中心を理論空燃比からずらし
た状態でフィードバック制御したときの下流側O2 セン
サ出力の反転回数を検出すれば、触媒がかなり劣化して
いるのか(反転回数の多い(E)の場合)、劣化してい
ないか又は若干劣化した程度であるのか(反転回数の少
ない(D)または(C)の場合)の区別が可能となる。
装置の一実施例を示す全体概略図である。図5におい
て、機関本体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が
設けられている。エアフローメータ3と吸入空気量を直
接計測するものであって、たとえばポテンショメータを
内蔵して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号
を発生する。この出力信号は制御回路10のマルチプレク
サ内蔵A/D変換器101に提供されている。ディストリ
ビュータ4には、その軸がたとえばクランク角に換算し
て720°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するク
ランク角センサ5およびクランク角に換算して30°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ6が設けられている。これらクランク角センサ5,6
のパルス信号は制御回路10の入出力インターフェイス
102に供給され、このうちクランク角センサ6の出力
はCPU103の割込み端子に供給される。
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁7が設けられている。また、機関本体1のシリンダ
ブロックのウォータジャケット8には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ9が設けられている。水温セ
ンサ9は冷却水の温度THWに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もA/D変換器101に供
給されている。
は、排気ガス中の3つの有毒成分 HC,CO, NOX を同時に
浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ12が設け
られている。排気マニホールド11には、すなわち触媒
コンバータ12の上流側には第1のO2 センサ13が設
けられ、触媒コンバータ12の下流側の排気管14には
第2のO2 センサ15が設けられている。2つのO2 セ
ンサ13、15は排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電
気信号を発生する。すなわち、O2 センサ13、15は
空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応
じて、異なる出力電圧を制御回路10のA/D変換器1
01に発生する。
力を空燃比に応じて発生する。制御回路10は、たとえ
ばマイクロコンピュータとして構成され、A/D変換器
101、入出力インターフェイス102、CPU103
の外に、RAM104ROM105、バックアップRA
M106、クロック発生回路107等が設けられてい
る。
は、スロットル弁16が全閉か否かを示す信号LLを発
生するアイドルスイッチ17が設けられている。このア
イドル状態出力信号LLは制御回路10の入出力インタ
ーフェイス102に供給される。19は触媒コンバータ
12の三元触媒が交換を必要とする程に劣化した場合に
付勢されるアラームである。
ウンタ108、フリップフロップ109、および駆動回
路110は燃料噴射弁7を制御するためのものである。
すなわち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量TAU
が演算されると、燃料噴射量TAUがダウンカウンタ1
08にプリセットされると共にフリップフロップ109
もセットされる。この結果、駆動回路110が燃料噴射
弁7の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ108が
クロック信号(図示せず)を計数して最後にそのボロー
アウト端子が“1”レベルとなったときに、フリップフ
ロップ109がセットされて駆動回路110は燃料噴射
弁7の付勢を停止する。
噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量TAUに応じ
た量の燃料が機関本体1の燃焼室に送り込まれることに
なる。なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換
器101のA/D変換終了後、入出力インターフェイス
102がクランク角センサ6のパルス信号を受信した
時、等である。
および冷却水温データTHWは所定時間もしくは所定ク
ランク角毎に実行されるA/D変換ルーチンによって取
込まれてRAM105の所定領域に格納される。つま
り、RAM105におけるデータQおよびTHWは所定
時間毎に更新されている。また、回転速度データNe は
クランク角センサ6の30°CA毎の割込みによって演
算されてRAM105の所定領域に格納される。
図6および図7は、上流側O2 センサ13の出力に基づい
て演算される空燃比補正係数FAFを演算する空燃比フ
ィードバック制御ルーチンのフローチャートであって、
例えば4msである所定時間毎に実行される。ステップ6
01では、上流側O2 センサ13による空燃比の閉ルー
プ(フィードバック)制御実行条件が成立しているか否
かを判別する。
始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワー増量中、触
媒過熱防止のためのOTP増量中、上流側O2 センサ13
の出力信号が一度も反転していない時、燃料カット中等
はいずれも閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が不成立のと
きには特に処理を行わずこのルーチンを終了する。
602に進む。ステップ602では、上流側O2 センサ
13の出力V1 をA/D変換して取込み、ステップ60
3にてV1 が例えば0.45Vである比較電圧VR1以下
か否か、即ち空燃比がリッチかリーンかを判別する。そ
してステップ603で肯定判定されれば、ステップ60
4にてディレイカウンタCDLYが正か否かを判別し、
CDLY>0であればステップ605にてCDLYを
“0”とし、ステップ606に進む。
LYをデクリメントし、ステップ607、608にてデ
ィレイカウンタCDLYを最小値TDLでガードする。
この場合ディレイカウンタCDLYが最小値TDLに到
達したときにはステップ609にて空燃比フラグF1を
“0”(リーン)とする。ここで最小値TDLは上流側
O2 センサ13の出力がリッチからリーンへの変化があ
ってもリッチ状態であるとの判断を保持するためのリー
ン遅延時間であって、負の値で定義される。
テップ610にてディレイカウンタCDLYが負か否か
を判別し、CDLY<0であればステップ611にてC
DLYを“0”としステップ612に進む。ステップ6
12ではディレイカウンタCDLYをインクリメント
し、ステップ613、614でディレイカウンタCDL
Yを最大値TDRでガードする。
値TDRに到達したときにはステップ615にて空燃比
フラグF1を“1”(リッチ)とする。なお、最大値T
DRは上流側O2 センサ13の出力においてリーンから
リッチへの変化があってもリーン状態であるとの判断を
保持するためのリッチ遅延時間であって、正の値で定義
される。
が触媒劣化判別状態にあるか否か、即ちOBD条件が成
立しているか否かをを判別する。即ち負荷(Q/Ne )
および回転速度(Ne )が安定状態にある場合にOBD
条件が成立しているものと判断される。ステップ616
で否定判定された場合はステップ620に進む。
テップ617に進み、フラグXDIAGが“1”である
か否かを判定する。フラグXDIAGは後述するルーチ
ンで設定されるが、フラグXDIAGが“1”であれば
触媒の浄化率が低下したため、空燃比フィードバック制
御中心を強制的にシフトして、浄化率の低下が触媒の交
換を必要とする程のものであるか否かの診断を開始す
る。
テップ618に進み、 k1 ← k1OBD とし、ステップ619で、 k2 ← k2OBD とする。
御中心をシフトする場合は、 k1OBD = 0.8〜0.9 k2OBD = 1.2〜1.1 に設定される。つまり、このようにK1 ,K2 を強制的
にずらして、その結果空燃比(フィードバック)補正係
数FAFを歪ませて、空燃比を理論空燃比からシフトす
るのである。
も、下流側O2 センサ15の出力の反転の状況は図4
(E)と同じ傾向を示すため触媒の劣化度合を診断する
ことが可能である。そしてこの場合は、 k1OBD = 1.2〜1.1 k2OBD = 0.8〜0.9 に設定する。なおこのk1OBD,k2OBDは、検出対象とす
る触媒劣化の度合いに応じて決まる値である。即ち、k
1OBD,k2OBDが1に近い程、検出対象とする触媒劣化の
度合いは小さく(浄化率が比較的高い。)、k1OBD,k
2OBDの非対象性が強まる程、検出対象とする触媒劣化の
度合いは大きく(浄化率が低い。)なる。
トするためにスキップ量RSRあるいはRSLを直接変
更せず係数を乗算することとしている理由は、シフト開
始前の制御状態からの移行が円滑になされるようにする
ためである。ステップ617においてフラグXDIAG
が“0”であれば空燃比フィードバック制御中心を強制
的にシフトしての診断は必要のないものとして、ステッ
プ620、621を実行する。
テップ620に進み、 k1 ← 1 とし、ステップ621にて、 k2 ← 1 とする。
の符号が反転したか否か、即ち遅延処理後の空燃比が反
転したか否かを判別する。空燃比フラグF1が反転して
いれば、ステップ623にて空燃比フラグF1の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。
ップ624にてリッチスキップ量RSRをバックアップ
RAM106より読出し、 FAF ← FAF + k1 ・RSR とスキップ的に増大させる。逆に、リーンからリッチへ
の反転であれば、ステップ625にてリーンスキップ量
RSLをバックアップRAM106より読出し、 FAF ← FAF − k2 ・RSL とスキップ的に減少させる。
していないと判定されれば、ステップ626、627、
628で積分処理を行う。つまりステップ625にて、
F1=“0”か否かを判別し、F1=“0”(リーン)
であればステップ627で、 FAF ← FAF + k1 ・KIR とする。
テップ628で FAF ← FAF − k2 ・KIL とする。ここで、積分定数KIR、KILはスキップ量
RSR、RSLに比して十分小さく設定してある。従っ
てステップ627ではリーン状態において燃料噴射量を
徐々に増大させ、ステップ628ではリッチ状態におい
て燃料噴射量を徐々に減少させる。
4、625、627および628で演算された空燃比補
正係数FAFは例えば0.8である最小値および例えば
1.2である最大値でガードされる。これにより、何ら
かの原因で空燃比補正係数FAFが大きくあるいは小さ
くなり過ぎた場合に、空燃比がオーバリッチ、オーバリ
ーンになるのを防ぐ。
RAM105に格納して、このルーチンを終了する。図
8は図6および図7に示す空燃比フィードバック制御ル
ーチンの動作を補足説明するタイミング図である。ただ
し、k1 =k2 =1とする。上流側O2 センサ13の出
力V1 から図8(A)に示すごとくリッチ、リーンを表
す空燃比信号A/Fが得られると、ディレイカウンタC
DLYは、図8(B)に示すごとく、リッチ状態でカウ
ントアップされ、リーン状態でカウントダウンされる。
処理された空燃比信号A/F′(フラグF1によりリッ
チかリーンかを示す。)が形成される。たとえば、時刻
t1 にて空燃比信号A/F′がリーンからリッチに変化
しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリッチ遅
延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t2 にて
リッチに変化する。時刻t3 にて空燃比信号A/Fがリ
ッチからリーンに変化しても、遅延処理された空燃比信
号A/F′はリーン遅延時間(−TDL相当だけリッチ
に保持された後に時刻t4 にてリーンに変化する。
t6 ,t7 でリッチ遅延時間TDRより短い期間で反転
すると、ディレイカウンタCDLYが最大値TDRに到
達する前に空燃比信号A/Fが反転するため、時刻t8
にて遅延処理後の空燃比信号A/F′が反転される。即
ち遅延処理後の空燃比信号A/F′は遅延処理前の空燃
比信号A/Fに比べて安定となる。
とづいて図8(D)に示す空燃比補正係数FAFが演算
される。本実施例ではk1 ,k2 を非対称として、空燃
比のフィードバック中心をずらしているので、シフト後
の空燃比制御精度が高い。なお以上説明したルーチンに
おいては空燃比フィードバック制御中心をシフトするた
めにリッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RS
L、リッチ積分定数KIRおよびリーン積分定数KIL
の4つのパラメータを全て変更することとしているが、
いずれか1つのパラメータを変更することとしてもよ
い。
たは比較電圧VR1を変更しても空燃比のフィードバック
制御中心をシフトすることが可能である。図9および図
10は下流側O2 センサ15の出力に基づく空燃比制御
パラメータ補正ルーチンであって、例えば512msであ
る所定時間間隔毎に実行される。ステップ901〜90
7では、下流側O2 センサ15による閉ループ実行条件
が成立しているか否かを判別する。
サ13による閉ループ条件の不成立に加えて以下の条件
が判定される。ステップ902で冷却水温THWが所定
値(例えば70゜C)以上であるか否か、ステップ90
3でスロットル弁903が全閉(LL=“1”)でない
か否か、ステップ904で2次空気が導入されていない
(AS=“0”)か否か、ステップ905で軽負荷でな
い(Q/Ne ≧X1 )か否か、ステップ906で下流側
O2 センサ15が活性化しているか否か、が判定され、
ステップ901〜907のいずれかのステップで否定判
定されれば、特に処理を実行せずにこのルーチンを終了
する。
された場合はステップ908に進み、OBD条件が成立
しているか否か、即ち触媒の劣化判定が可能な内燃機関
の運転状態にあるか否かが判定される。この判断はステ
ップ616と同じである。OBD条件が成立している時
はステップ909に進み、フラグXDIAGが“1”で
あるか否か、即ち空燃比のフィードバック制御中心をシ
フトしての触媒の劣化判定を実行するかが判定される。
側O2 センサ15が空燃比制御に関与しないように特に
処理を実行せずにこのルーチンを終了する。即ちステッ
プ910以下の処理は、上流側O2 センサ13の出力が
理論空燃比相当値である制御中心から偏位した場合に制
御中心を引き戻すような処理を実行する。
をシフトしての触媒の劣化判定を実行する際には引き戻
し制御を停止しておく必要があるからである。ステップ
908で否定判定された時、およびステップ909で否
定判定された時即ち2つのO2 センサ13および15で
空燃比制御を実行する時にはステップ910以下の処理
が実行される。
5の出力V2 をA/D変換して取り込み、ステップ91
1にてV2 が例えば0.55Vである比較電圧VR2以下
か否か、即ち空燃比がリッチかリーンかを判別する。な
お、比較電圧VR2は触媒コンバータ12の上流、下流で
生ガスの影響による出力特性が異なることおよび劣化速
度が異なること等を考慮して上流側O2 センサ13の出
力の比較電圧VR1より高く設定することが一般的であ
る。
ステップ912に進み、V2 >VR2(リッチ)であれば
ステップ915に進む。すなわち、ステップ912で、 RSR ← RSR + ΔRS としてリッチスキップ量RSRを増大させて空燃比をリ
ッチ側に移行させる。
プ量RSRを例えば7.5%である最大値MAXにてガ
ードしてステップ918に進む。一方、ステップ915
で、 RSR ← RSR − ΔRS としてリッチスキップ量RSRを減少させて空燃比をリ
ーン側に移行させる。
プ量RSRを例えば2.5%である最小値MINにてガ
ードしてステップ918に進む。なお、最小値MINは
過渡追従性がそこなわれないレベルの値であり、また、
最大値MAXは空燃比変動によりドライバビリティの悪
化が発生しないレベルの値である。
Lを、 RSL ← 10% − RSR により演算する。即ち、 RSR + RSL = 10%(一定値) とする。
SLをバックアップRAM106に格納してこのルーチ
ンを終了する。以上説明した空燃比制御パラメータ補正
ルーチンでは、下流側O2 センサ15の出力V2 に基づ
いてリッチスキップ量RSRを補正することとしている
が、リーンスキップ量RSL、リッチ積分定数KIR、
リーン積分定数KIL、リッチ遅延時間TDR、リーン
遅延時間TDLあるいは比較電圧VR2を補正することと
してもよく、補正するパラメータによって制御特性を変
更することが可能となる。
な空燃比の調整が可能となり、スキップ量を補正する時
は応答性を損なうことのない空燃比制御が可能となる。
従って2つ以上のパラメータを同時に補正することとし
てもよい。
チンのフローチャートであって、上流側O2 センサ13
の反転回数と下流側O2 センサ15の反転回数との比に
よって触媒の劣化の程度を診断するものである。ステッ
プ1101でOBD条件が成立しているか否かが判定さ
れ、肯定判定されればステップ1102に進む。
である。ステップ1101で否定判定されればこのルー
チンの実行を終了する。ステップ1102では上流側O
2 センサ13によるフィードバック制御条件が成立して
いるか否かが判定され、肯定判定されればステップ11
03に進む。ステップ1102で否定判定されればこの
ルーチンの実行を終了する。
5による空燃比制御パラメータ補正条件(即ち図9に示
す空燃比制御パラメータ補正ルーチンのステップ902
〜907の条件)が成立しているか否かが判定される。
ステップ1103で肯定判定されれば、即ち2つのO2
センサ13および15によって空燃比の制御が実行され
ているれば、触媒の浄化率が低下しているか否かを判定
するためにステップ1105に進む。
ップ1104に進み、フラグXDIAGが“1”である
か否かが判定される。ステップ1104で肯定判定され
れば、即ち空燃比の制御中心をシフトして触媒の劣化を
診断する場合もステップ1105に進む。ステップ11
05で反転回数をカウントしたのち、ステップ1106
で触媒の劣化度を判定してこのルーチンを終了する。
転回数カウント処理の詳細を示すフローチャートであ
る。ステップ1105aで上流側O2 センサ13の出力
V1 が所定の比較電圧VR1以下であるか否かが判定され
る。ステップ1105aで肯定判定されれば、即ちリー
ンであればステップ1105bに進み、前回実行時の上
流側O2 センサ13の出力VMOが比較電圧VR1以下であ
るか否かが判定される。
リーン状態が継続しているものとして直接ステップ11
05eに進む。ステップ1105aで否定判定されれ
ば、即ちリッチであればステップ1105cに進み、前
回実行時の上流側O2 センサ13の出力VMOが比較電圧
VR1以下であるか否かが判定される。
リッチ状態が継続しているものとして直接ステップ11
05eに進む。ステップ1105bで否定判定された場
合あるいはステップ1105cで肯定判定された場合は
ステップ1105dに進み、上流側O2 センサ13の出
力V1の反転回数を表すカウンタCoMをインクリメン
トしてステップ1105eに進む。
側O2 センサ13の出力VMOを上流側O2 センサ13の
出力V1 で置き換えて次回の実行に備える。ステップ1
105fで下流側O2 センサ13の出力V2 が所定の比
較電圧VR2以下であるか否かが判定される。ステップ1
105fで肯定判定されれば、即ちリーンであればステ
ップ1105gに進み、前回実行時の下流側O2 センサ
15の出力VSOが比較電圧VR2以下であるか否かが判定
される。
リーン状態が継続しているものとして直接ステップ11
05jに進む。ステップ1105fで否定判定されれ
ば、即ちリッチであればステップ1105hに進み、前
回実行時の下流側O2 センサ15の出力VSOが比較電圧
VR2以下であるか否かが判定される。
リッチ状態が継続しているものとして直接ステップ11
05jに進む。ステップ1105gで否定判定された場
合あるいはステップ1105hで肯定判定された場合は
ステップ1105iに進み、下流側O2 センサ15の出
力V2の反転回数を表すカウンタCoSをインクリメン
トしてステップ1105jに進む。
側O2 センサ15の出力VSOを下流側O2 センサ15の
出力V2 で置き換えて次回の実行に備えて、この処理を
終了する。図13はステップ1106で実行される触媒
劣化判定処理のフローチャートである。
3の反転回数カウンタCoMの値が予め定められた所定
値n以上となったか否かが判定される。ステップ110
6aで肯定判定されれば、触媒の浄化率を判定するのに
十分の時間反転回数をカウントしたものとしてステップ
1106bに進む。ステップ1106aで否定判定され
れば、触媒の浄化率を判定するのに十分の時間が経過し
ていないものとしてこの処理の実行を終了する。
センサ13の反転回数カウンタCoMと下流側O2 セン
サ15の反転回数カウンタCoSとの比が予め定められ
た所定値k以上であるか否かが判定される。なお所定値
kは例えば0.9である1に近い値として決定される。
ステップ1106bで否定判定されれば、触媒の浄化率
は低下していない、あるいは低下してはいるが交換が必
要な程度にまで低下していないものとしてこの処理を終
了する。
はステップ1106cに進み、フラグXDIAGが
“1”であるか否かが判定される。ステップ1106c
で肯定判定されれば、即ち空燃比の制御中心をシフトし
て触媒の浄化率の低下を診断した結果反転回数の比が
“1”に近い場合は図4(E)に示す状況となり触媒の
交換が必要であるとして、ステップ1106dで警報を
出力し運転者に注意を促す。
された場合は、その旨を示す情報を、バックアップRA
M106に記憶させ、後で読み出すことができるように
構成しておく。ステップ1106cで否定判定されれ
ば、触媒の浄化率が低下したものとして空燃比の制御中
心をシフトして触媒の浄化率の低下を診断するためにフ
ラグXDIAGを“1”にセットする。
てフィードバック制御されている場合に、上流側O2 セ
ンサ出力の反転回数に、下流側O2 センサ出力の反転回
数が近づいた場合であるので、触媒が交換を促す程度の
劣化をしている可能性があるとして、即ち、少なくとも
触媒のHC浄化率が80%程度以下に低下している可能
性があるとして、空燃比フィードバックにおける中心空
燃比を理論空燃比からずらし、下流側O2 センサ出力の
様子を検出する指示を出すのである。
ウンタCoMおよびCoSをリセットしてこの処理を終
了する。なおこのような空燃比を理論空燃比からずらし
た上で、触媒下流のO2 センサ出力から触媒劣化状態を
判別する制御は、内燃機関の一回の起動で一回のみ実施
させれば十分である。これは、例えば、図13において
ステップ1106dの直後と、ステップ1106bで否
定判断され、しかも、XDIAGが1である場合にセッ
トされるフラグを準備し、このフラグを機関の始動時に
リセットさせ、始動後は、このフラグがセットされてい
ないことを条件に、中心空燃比を理論空燃比からずらす
上述の制御を実行するようにすればよい。また、ステッ
プ1105fにおける、VR2の値は理論空燃比相当値
であるが、前述のk1OBD,k2OBDの値に応じて変化させ
てもよい。即ち、k1OBD,k2OBDにより、空燃比をリー
ンにずらすのであれば、そのずらし程度に応じて小さく
なる値をVR2として採用できる。また、本実施例で
は、上流側O2 センサ出力が所定回反転する所定期間に
おける、(下流側O2 センサ出力の反転回数/上流側O
2 センサ出力の反転回数)を劣化判別に用いているが、
ある固定の時間における(下流側O2 センサ出力の反転
回数/上流側O2 センサ出力の反転回数)を劣化判別に
用いてもよい。また、下流O2 センサ出力の反転周期を
用いて劣化判別を行うこともできるし、中心空燃比を理
論空燃比からずらした場合における、下流側O2 センサ
出力の軌跡長さを求めて、該軌跡長さが大きいとき劣化
触媒と判定してもよい。
えば360゜である所定のクランク角度毎に実行され
る。ステップ1401では、RAM105より吸入空気
量データQ及び回転速度データNe を読出して次式に基
づき基本噴射量TAUPを演算する。なお、このTAU
Pは、理論空燃比を得るのに必要となる噴射時間であ
る。
射量TAUを次式により演算する。 TAU = TAUP・FAF・β+γ により演算する。
て定まる補正量である。次にステップ1403で、噴射
量TAUをダウンカウンタ108にセットすると共にフ
リップフロップ109をセットして燃料噴射を開始す
る。また上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。
ルバルブ(EACV)により機関の吸入空気量を調整し
て空燃比を制御するもの、エレクトリック・ブリード・
エア・コントロールバルブによりキャブレタのエアブリ
ード量を調整してメイン系通路およびスロー系通路への
大気の導入により空燃比を制御するもの、機関の排気系
へ送り込まれる2次空気量を調整するもの、等に本発明
を適用し得る。
ステップ1401における基本噴射量TAUP相当の基
本燃料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、ステ
ップ1402にて最終燃料噴射量TAUに相当する供給
空気量が演算される。さらに、上述の実施例では、空燃
比センサとしてO2 センサを用いたが、COセンサ、リ
ーンミクスチャセンサ等を用いることもできる。
ンサを用いると、制御応答性が向上し下流側空燃比セン
サの出力による過補正が防止できる。さらに、上述の実
施例はマイクロコンピュータすなわちディジタル回路に
よって構成されているが、アナログ回路により構成する
こともできる。
下流に設置された2つの空燃比センサを備えた内燃機関
の空燃比制御装置において、上流側センサで空燃比を理
論空燃比に制御している間に下流側空燃比センサの出力
に基づいて触媒の劣化診断が必要であるか否かが判別さ
れ、診断が必要であると判別された時のみ空燃比のシフ
トが行われるため診断のために排気ガス性状が悪化する
機会を減少することが可能となる。
劣化してるかを診断することが可能となる。
施例を示す全体概略図である。
ャート(1/2)である。
ャート(2/2)である。
タイミング図である。
ャート(1/2)である。
チャート(2/2)である。
ーチャートである。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられた、O2
ストレージ効果を有する三元触媒と、 該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサの出力に応じて前記機関の空燃
比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する空
燃比フィードバック制御手段と、 該空燃比フィードバック制御手段により前記機関の空燃
比が理論空燃比となるようにフィードバック制御されて
いる時に、前記下流側空燃比センサの出力が所定の期間
内に理論空燃比を示す値を横切る反転回数が増大した場
合に前記空燃比フィードバック制御手段によるフィード
バック制御の中心空燃比を理論空燃比からずらす空燃比
フィードバック制御中心シフト手段と、 該空燃比フィードバック制御中心シフト手段によって前
記空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック
制御の中心空燃比が理論空燃比からずらされている時
に、前記下流側空燃比センサの出力に基づいて前記三元
触媒が劣化しているか否かを判別する触媒劣化判別手段
と、を具備する内燃機関の空燃比制御装置。
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JP2827719B2 (ja) * | 1992-07-16 | 1998-11-25 | 三菱自動車工業株式会社 | O2 センサの故障判定方法 |
EP0760055B1 (en) * | 1995-03-16 | 2001-07-04 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for judging deterioration of an oxygen content sensing device for a catalyst device |
US5732553A (en) * | 1995-04-20 | 1998-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
US5724809A (en) * | 1995-06-12 | 1998-03-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
JPH0941948A (ja) * | 1995-07-26 | 1997-02-10 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
DE69634349T2 (de) * | 1995-10-26 | 2006-04-13 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Feststellungsvorrichtung der Katalysatorverschlechterung einer Brennkraftmaschine |
US5767399A (en) * | 1996-03-25 | 1998-06-16 | Dresser Industries, Inc. | Method of assaying compressive strength of rock |
JP3336854B2 (ja) * | 1996-04-11 | 2002-10-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
US6003307A (en) * | 1998-02-06 | 1999-12-21 | Engelhard Corporation | OBD calorimetric sensor system with offset error correction |
JP4635365B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2011-02-23 | 三菱自動車工業株式会社 | 排気浄化触媒の劣化判定装置 |
US7198952B2 (en) * | 2001-07-18 | 2007-04-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration detecting apparatus and method |
JP4312668B2 (ja) * | 2004-06-24 | 2009-08-12 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
US7269993B2 (en) * | 2004-06-29 | 2007-09-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Gas detecting apparatus, gas detecting method and fuel cell vehicle |
JP5024405B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2012-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
DE102014201072A1 (de) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Ford Global Technologies, Llc | Bestimmen eines Alterungsgrades eines Oxidationskatalysators |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH668620A5 (de) * | 1984-04-12 | 1989-01-13 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur ueberpruefung und justierung von katalytischen abgasreinigungsanlagen von verbrennungsmotoren. |
DE3500594C2 (de) * | 1985-01-10 | 1995-08-17 | Bosch Gmbh Robert | Zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine zur Beeinflussung des Betriebsgemisches |
JPH0639932B2 (ja) * | 1985-06-13 | 1994-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
DE3527175A1 (de) * | 1985-07-30 | 1987-02-12 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur erkennung des alterungszustandes eines abgaskatalysators bei einem mit (lambda)-sonderregelung des kraftstoff-luft-verhaeltnisses ausgeruesteten verbrennungsmotor |
JPH0726578B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP2536611B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1996-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
JP2526999B2 (ja) * | 1988-07-21 | 1996-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
JP2526640B2 (ja) * | 1988-07-20 | 1996-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
JPH0291440A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
JPH0357862A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
JP2826600B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1998-11-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 燃料ブレンド率検出方法 |
JP2600987B2 (ja) * | 1990-07-09 | 1997-04-16 | 日産自動車株式会社 | 空燃比制御装置の診断装置 |
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