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JPH0230915A - 内燃機関の触媒劣化判別装置 - Google Patents

内燃機関の触媒劣化判別装置

Info

Publication number
JPH0230915A
JPH0230915A JP63179155A JP17915588A JPH0230915A JP H0230915 A JPH0230915 A JP H0230915A JP 63179155 A JP63179155 A JP 63179155A JP 17915588 A JP17915588 A JP 17915588A JP H0230915 A JPH0230915 A JP H0230915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
operating state
rich
lean
Prior art date
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Granted
Application number
JP63179155A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2526640B2 (ja
Inventor
Naohide Izumitani
泉谷　尚秀
Hironori Bessho
別所　博則
Koichi Osawa
大沢　幸一
Koichi Hoshi
幸一 星
Michio Furuhashi
古橋　道雄
Hiroyuki Sawamoto
広幸 澤本
Yukihiro Sonoda
幸弘 園田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP63179155A priority Critical patent/JP2526640B2/ja
Priority to US07/381,532 priority patent/US5088281A/en
Publication of JPH0230915A publication Critical patent/JPH0230915A/ja
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側、下流側に空燃比セン
サ（本明細書では、酸素濃度センサ（０２センザ））を
設りたダブル空燃比センサシステムにおける触媒劣化判
別装置に関する。
〔従来の技術〕
単なる空燃比フィードバック制御（シングル０２センザ
シスデム）では、酸素濃度を検出する０２センザをでき
るだけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバ
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、０２センサの出力特性のばらつきのために空
燃比の制御精度の改善に支障が生じている。かかる０２
センサの出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部品
のばらつき、経時あるいは経年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０□センサを設け、上
流側０２センサによる空燃比フィードバック制御に加え
て下流側０２センザによる空燃比フィードバック制御を
行うダブル０２センサシスデムが既に提案されている（
参照：特開昭５８−７２６４７号公報）。このダブル０
２センサシステムでは、触媒コンバータの下流側に設け
られた０２センサは、上流側０２センサに比較して、低
い応答速度を有するものの、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）　　触媒コンバークの下流では、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０２センサの被毒量は
少ない。
（３）　　触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に
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。
従って、上述のごとく、２つの０２センザの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（ダブル０２センサシス
テノ・）により、上流側０２センサの出力特性のばらつ
きを下流側０２センザにより吸収できる。実際に、第２
図に示すように、シングル０２センサシステムでは、０
２センサの出力特性が悪化した場合には、排気エミッシ
ジン特性に直接ｉｔするのに対し、ダブル０２センサシ
ステムでは、上流側０２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
０２センザシステムにおいては、下流側０□センサが安
定な出力特性を維持している限リ、良好な排気エミッシ
ョンが保証される。
触媒コンバータの触媒は車両を通常考えられる使用条件
の範囲内で使用されている限り、その機能が著しく低下
しないように設計されている。しかし、ユーザが燃料を
誤って有鉛ガソリンを入れてしまうとか、使用中に何ら
かの原因でハイテンションコードが抜は失火してしまう
場合には、触媒の機能は著しく低下することがある。前
者の場合には、ユーザは全く気付かず、また、後者の場
合にはハイテンションコードを挿入し直せばよいので触
媒を交換することはまずない。この結果、触媒コンバー
タが充分に排気ガスを浄化しないまま、走行されること
がある。
しかしながら、上述のダブル０２センサシステムにおい
ては、上述のごとく、触媒の機能が劣化すると、ＩＩｃ
　、　Ｃｏ　、　８２等の未燃ガスの影響を受け、下流
側０２センサの出力特性は劣化する。すなわち、下流側
０２センザの出力の反転回数が大きくなり、この結果、
下流側０２センザによる空燃比フィードバック制御に乱
れを生じさせ、良好な空燃比が得られなくなり、この結
果、燃費の悪化、ドライバビリティの悪化、ＩＩＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘ　エミッションの悪化等を招くという問題点
がある。
このため、本願出願人は、既に、上、下流側０゜センサ
の出力周期の比較、下流側０２センザの出力周期、ある
いけ単位時間当りの下流側０２セン→ノ゛の出力の反転
回数により触媒の劣化を検出することを提案している（
参考：特開昭６１−２８６５５０号公報、特願昭６１−
２４１４８９号）。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の触媒劣化判別システノ・において
は、上流側０゜センサおよび下流側０２センサによる空
燃比フィードバック制御中において行われるために、０
２センサの出力特性の変化分も０□センサの出力に含ま
れ、従って、触媒劣化のみを判別することが困難である
という課題があった。また、上、下流側０゜センサの出
力周期の比較の場合には、上流側０２センサの出力周期
が１８のオーダ、下流側０゜の出力周期がｌ　ｍｉｎの
オーダであり、触媒が焼損に近い状態のみしか判別でき
ないという課題があった。
なお、シングル０２センサシステムにおいては、触媒の
劣化そのものが判別不可能である。
従って、本発明の目的は、ダブル０２センサシステムに
おける誤判別を防止した触媒劣化判別システムを提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の課題を解決するための手段は、第１Ａ図、第１Ｂ
図、第１Ｃ図に示される。
第１Ａ図においては、内燃機関の排気通路に設けられた
三元触媒ＣＣ１ｏの上流側の排気通路には、機関の空燃
比を検出する上流側空燃比センサが設けられ、また、三
元触媒ＣＣＲ６の下流側の排気通路には、機関の空燃比
を検出する下流側空燃比センサが設けられている。空燃
比調整手段は上流側空燃比センサの出力ＶＩおよび下流
側空燃比センサの出力Ｖ２に応じて機関の空燃比の調整
する。反転判別手段は下流側空燃比センサの出力のリッ
チからリーンへもしくはリーンからリッチへの反転を判
別する。他方、理論空燃比／リーン運転状態遷移判別手
段は機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運
転状態への遷移を判別する。この結果、時間計測手段は
機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運転状
態への遷移した際から、下流側空燃比センサの出力Ｖ２
がリーンからリッチへ反転するまでの時間ＴＡを計測し
、触媒劣化判別手段は計測された時間ＴΔが所定時間以
下のときに三元触媒が劣化したと判別するようにしたも
のである。
第１Ｂ図におい°Ｃは、第１Ａ図の理論空燃比／リッチ
運転状態遷移判別手段の代りに、機関の運転状態が理論
空燃比運転状態からリーン運転状態への遷移を判別する
理論空燃比／リーン運転状態遷移判別手段を設け、時間
計測手段は機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリ
ーン運転状態への遷移した際から、下流側空燃比センサ
の出力ｖ２がリッグーからリーンへ反転するまでの時間
ＴＢを計測する。この場合、触媒劣化判別手段は時間Ｔ
Ｂが所定時間以下のときに三元触媒が劣化したと判別す
る。。
第１Ｃ図においては、第１Δ図、第１Ｂ図の構成要件を
合体させたものである。ずなわぢ、第１の時間計測手段
は機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運転
状態への遷移した際から、下流側空撚比センザの出力Ｖ
２がリーンからリッチへ反転するまでの第１の時間ＴΔ
を計測し、第２の時間計測手段は、機関の運転状態が理
論空燃比運転状態からリーン運転状態への遷移した際か
ら、下流側空燃比センサの出力ｖ２がリッチからリーン
へ反転するまでの第２の時間ＴＢを計測する。そして、
触媒劣化判別手段は計測された第１、第２の時間の和１
”　Ａ　＋　Ｔ　Ｂが所定時間以下のときに三元触媒が
劣化したと判別するものである。
〔作　用〕
第１Δ図の手段によれば、機関が理論空燃比運転状態に
より三元触媒のある程度の０２ストレージ状態を６ｆｉ
　誌した後に、機関がリッチ状態たとえば出力増量状態
もしくはＯＴ　Ｉ）増量状態への強制的な移行の際の三
元触媒からの０２掃出し時間ＴΔを計測することにより
三元触媒の最大０□ストレージ量を間接的に計測する。
第１Ｂ図の手段によれば、機関が理論空燃比運転状態に
より三元触媒のある程度の０２ストレージ状態を確認し
た後に、機関がリーン状態たとえば燃料カット状態への
強制的な移行の際の三元触媒への０２ストレ一ジ時間１
’　Ｂを計測することにより三元触媒の最大０２ストレ
ージ量を間接的に計測する。
第１Ｃ図の手段によれば、第１Ａ図の手段における三元
触媒の０２掃出し時間ＴＡと第１Ｂ図の手段における三
元触媒の０２ストレ一ジ時間ＴＢとの和により三元触媒
の最大０□ストレージ量を間接的に計測する。
以上の第１Ａ図〜第１Ｃ図の手段による三元触媒の最大
０２ストレージ量を間接的に計測することにより三元触
媒の劣化度を推定する。
〔実施例〕
始めに、三元触媒の０２ストレージ効果について説明す
ると、三元触媒はＮＯ，、ＣＤ　、　ＩＩｃを同時に浄
化するものであり、その浄化率ηを第３図の一点鎖線に
示すように、理論空燃比（λ＝１）よりリッチ側ではＮ
Ｏｘの浄化率が大きく、リーン側ではＣｏ、ＨＣの浄化
率が大きい（ＨＣは図示しないが、ＣＯと同一傾向であ
る）。この場合、三元触媒は、空燃比がリーンのときに
は０□を取込み、空燃比がリッチになったときにＣＯ，
ＨＣを取込んでリーンのときに取込まれた０２と反応せ
しめるという０□ストレージ効果を有し、空燃比フィー
ドバック制御はこのような０□ストレージ効果を積極的
に利用するため、最適な周波数、振幅で空燃比を制御さ
せるようにしている。一般に、三元触媒は新品であれば
その０２ストレージ効果は大きく、従って、第３図の実
線に示すように、空燃比フィードバック制御時には浄化
率ηは向上し、要求浄化率ηをη０とすれば、制御可能
な空燃比ウィンドウＷは実質的に広＜　　（Ｗ＝Ｗ、）
なる。しかし、三元触媒が劣化すると、その０□ストレ
ージ効果は小さくなり、従って、第３図の一点鎖線に示
ずごとく、空燃比ウィンドウＷは非常に狭くなり（ｗ＝
Ｗ２）　、従って、理論空燃比に対する空燃比フィード
バック制御も、本来、この範囲（Ｗ２）で行わなければ
ならない。この結果、ＨＣ。
Ｃｏ、ＮＯＸエミッシジンの増大を招く。
第４図は本発明に係る内燃段間の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第４図において、機関本
体ｌ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は吸入空気量を直接計測する
ものであって、ボテンシジメータを内蔵し°Ｃ吸入空気
量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生ずる。この
出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ内ＭＡ／Ｄ変
換器１０１　に供給されている。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ずるクランク角センーリ゛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の人出力インターフェイス１０２
に供給され、このうぢ、クランク角センサ６の出力はＣ
ＰＵ１０３の割込み端子に供給される。
さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
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’Ｉ
”　ＨＷ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。
排気マニホールド１１より下流に排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分１１Ｃ、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１
２の上流側には第１の０２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０２セ
ンサ１５が設けられている。
０２センザ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、０□センザ１３，
１５は空燃比が理論空燃比に対し°Ｃ’）−ン側かリッ
チ側かに応じて、異なる出力電圧を制御口ＩＬ′８１０
でＡ／Ｄ変換器１０１に発生する。
また、吸気通路２のスロットル弁１６には、スロットル
弁１６が全開か否かを検出するためのアイドルスイッチ
１７が設けられており、この出力信号ＬＬは制御回路１
０の人出力インターフェイス１０２に供給される。さら
に、吸気通路２のスロットル弁１６には、スロットル弁
１６がある開度たとえば７０°以上のときにオンとなる
フルスイッチ１８が設けられており、この出力信号ＶＬ
も制御回路１０の入出力インターフェイス１０２に供給
される。
１９け触媒コンバータ１２の三元触媒が劣化したと判別
されたときに付勢されるアラームである。
制（Ｊ１１回路ＩＯ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ＲＯ艮（１０４
、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、クロック
発生回路１０７等が設けられている。
また、制御口１１８１０において、ダウンカウンタ１０
８、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ＬＩＴＡＵが演算さ
れると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８　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キャリアウ
ド端子が“１”レベルとなったときに、フリップフロッ
プ１０９がリ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。つまり、上述の燃料噴射ｆｆ１Ｔ
ＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量
ＴΔＵ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１０
１のΔ／Ｄ変換終了時、人出力インターフエイス１０２
がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロ
ック発生回路１０７からの割込信号を受信した時、等で
ある。
エアフローメータ３の吸入空気ｍデータＱおよび冷却水
温データ’ｌ’−ＨＷは所定時間毎に実行される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’ｆ’ＨＷ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毎に割込みによって演算されてＲＡＭ１０５の所定
領域に格納される。
第５図は」−流側０２センサ１３の出力にもとづい°Ｃ
空燃比補正８１数ＦＡＦを演算する第１の空燃比フィー
ドバック制御ルッチンであって、所定時間たとえば４ｍ
ｓ毎に実行される。
スデップ５０１では、上流側０２センサ１３による空燃
比の閉ループ（フィードバック）条件が成立しているか
否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時
、機関始動中、始動後増量中、暖気増量中、パワー増量
中、触媒過熱防止のためＯＴＰ増量中、上流側０２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（ＸＦＣ−”１°°）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、ステップ５２７に進
んでＦＡＦを閉ループ制御終了直前値とする。
なお、一定値たとえば１．０としてもよい。他方、閉ル
ープ条件成立の場合はステップ５０２に進む。
なお、ステップ５０１における燃料カットフラグｘＦＣ
は第６図のルーチンにより実行される。このルーチンは
所定時間たとえば４ｍｓ＠に実行され、８１０７図に示
すような燃料カットフラグＸＦＣを設定するためのもの
である。なお、第７図において、Ｎｏは燃料カット回転
速度、Ｎ、は燃料カット復帰回転速度を示し、いずれも
機関の冷却水温ＴＨＷによって更新される。ステップ６
０１では、アイドルスイッチ１７の出力信号ＬＬが“１
”か否か、すなわち、アイドル状態が否かを判別する。
非アイドル状態であればステップ６０４に進み、他方、
アイドル状態であれば、ステップ６０２に進む。ステッ
プ６０２では、ＲＡＭＩＱ５より回転速度Ｎ。を読み出
して燃料カット回転速度Ｎ。と比較し、ステップ６０３
では、燃料カット復帰回転速度Ｎ、と比較する。この結
果、Ｎ８≦Ｎ、のときにはステップ６０４にて燃料カッ
トフラグＸＦＣを１１０１１とし、Ｎ８≧Ｎｃのときに
はステップ６０５に進み、燃料カットフラグＸＦＣをＩ
Ｉ　Ｉ　１１とする。ＮＲ＜Ｎ。
＜Ｎｃのときには、フラグＸ　１”　Ｃは以前の状態に
保持されるこよになる。そして、ステップ６０６にて終
了する。
第５図に戻ると、ステップ５０２では、上流側０２セン
サ１３の出力ｖ１をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５
０３に”Ｃｖｌが比較電圧ＶＲ＋たとえば０．４５Ｖ以
下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチかリーン
かを判別する、つまり、空燃比がリーン（Ｖｌ　≦ＶＲ
Ｉ）であれば、ステップ５０４にてデイレイカウンタＣ
ＤＬＹが負か否かを判別し、ＣＤＬＹ　＞　（］であれ
ばステップ５０５にてＣＤＬＹを０とし、ステップ５０
６に進む。ステップ５０６では、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹを１減算し、ステップ５０７．５０８にてデイレイ
カウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガードする。この場
合、デイレイカウンタ（１：ＤＬＹが最小値ＴＤＬに到
達したときにはステップ５０９にて第１の空燃比フラグ
Ｆｌを０″゛（リーン）とする。
なお、最小値’１’　Ｄ　Ｌは上流側０□センザ１３の
出力において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り一ン遅延状態
であって、負の値で定義される。他方、リッチ（Ｖｌ　
　＞ＶＩＬＩ）であれば、ステップ５１０にてデイレイ
カウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜０で
あればステップ５１１にてＣ［ｌＬＹを０とし、ステッ
プ５１２に進む。ステップ５１２ではデイレイカウンタ
ｌｌ’ＤＬＹを１加箕し、ステップ５１３．５１４にて
デイレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガードする
。この場合、デイレイカウンタＣ０ＬＹが最大値ＴＤＲ
に到達したときにはステップ５１５にて第１の空燃比フ
ラグＦ１を“１”（ＩＪプツチとする。
なお、最大値ＴＤＲは上流側０２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−
Ｃ１正の値で定義される。
ステップ５１Ｇでは、第１の空燃比フラグＦ１の符号が
反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃
比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転していれ
ば、ステップ５１７にて、′Ｌ５１の空燃比フラグＦ１
の値により、リッチからり一ンへの反転か、リーンから
リッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへの反
転であれば、ス５′ツ１５１８１コ１”ＰＡＦ　−ＦＡ
Ｆ　＋Ｒ３Ｒトス＋　ッ７’ｔ’白（こ増大させ、逆に
、リーンからリッチへの反転であれば、ステ・ツブ５１
９１こてＦＡＦ−−ＦＡＦ−Ｒ３Ｌとスキップ的に減少
させる。つまり、スキップ処理を行う。
ステップ５１６に”Ｃ第１の空燃比フラグＦ１の符号が
反転していなけ７’ｔば、ステップ５２０．５２１．５
２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ５２０にて
、Ｉ？１＝“０″か否かを判別し、Ｆ１＝“０″　（リ
ーン）であればステップ５２１　にてＦＡＦ　（−ＦＡ
Ｉ’　＋ＫＩＲとし、他方、Ｆ１＝”１”（リッチ）で
あればステ・ンプ５２２１ごでＦへｒ’　４−ＰＡＦ　
−ＫＩＬ　と７４−ろ。ここで、積分定数ＫＩＲ，ＫＩ
Ｌはスキップ量Ｒ３Ｒ。
ｆｌｓＬに比して十分小さく設定してあり、つまり、Ｋ
ＩＲ（ＫＩＬ）　　＜ＩｔＳＲ（Ｒ３Ｌ）である。従っ
て、ステップ５２１　はリーン状態（Ｆ　１＝　”Ｏ”
　）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ５２２は
リッチ状態（Ｆ１＝“１″）で燃料噴射量を徐々に減少
させる。
ステップ５１Ｂ、　５１．９．５２１．５２２にて演算
された空燃比補正係数ＦＡＦはステツプ５２３．５２４
に最小値たとえば０，８に”Ｃガードされ、また、ステ
ップ５２５　＝　５２６　にて最大値たとえば１．２に
てガードされる。これにより、何らかの原因で空燃比補
正係数ＦＡＦが大きくなり過ぎ、もしくは小さくなり過
ぎた場合に、その値で段間の空燃比を制御してオーバリ
ッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。
上述のごとく演算されたＰＡＦをＲへＭ１０５に格納し
て、ステップ５２７にてこのルーチンは終了する。
第８図は第５図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。上流側０２センザ１３の出力
により第８図（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の
空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹは、第８図（、Ｂ　）に示すごとく、リッチ状態で
カウントアツプされ、リーン状態でカウントダウンされ
る。この結果、第８図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理さ
れた空燃比信号Ａ／Ｆ’　　（フラグＦ１に相当）が形
成される。たとえば、時刻ｔ、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Ｔ　Ｄ　Ｒ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Δ／Ｆ’はリーン遅
延時間（−ＴＤＬ）和尚だけリッチに保持された後に時
刻ｔ、にてＩＪ　−ンに変化する。しかし空燃比信号Ａ
／Ｆ’が時刻ｔｓ　　、ｔ６．ｔ、のごとくリッチ遅延
時間ＴＤＲの短い期間で反転すると、デイレイカウンタ
ＣＤＬＹが最大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、こ
の結果、時刻ｔ８にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′
が反転されろ。つまり、遅延処理後の空燃比信号Δ／Ｆ
’は遅延処理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる
。このように遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ’
にもとづいて第８図（Ｄ）に示ず空燃比補正係数ＦＡＦ
が得られる。
次に、下流側０２センサ１５による第２の空燃比フィー
ドバック制御について説明する。第２の空燃比フィード
バック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御
定数としてのスキップ量ｌｌ５Ｒ、Ｒ３Ｌ　、積分定数
ＫＩＲ，ＫＩＬ　、遅延時間ＴＤＲ。
ＴＯ＋１、もしくは上流側０２センサ１３の出力Ｖ１の
比較電圧Ｖ　Ｒｌを可変にするシステムと、第２の空燃
比補正係数ＦＡＦ２を導入するシステムとがある。
たとえば、リッチスキップ量ＲＳ　Ｒを大きくすると、
制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキッ
プ債Ｒ３Ｌを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行
でき、他方、リーンスキップｆｆ１ＲＳ　１．、を大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ１Ｒ３Ｒを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。
従−って、下流側０□センサ１５の出力に応じてリッチ
スキップＩＲ３Ｒおよびリーンスキップ慣Ｒ３Ｌを補正
することにより空燃比が制御できる。
また、リッチ積分定数ＫＩＲを大きくすると、制御空燃
比をリッチ側に移行でき、また、リーン債分定数ＫＩＬ
を小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行でき、他方
、リーン債分定数ＫＩＬを大きくすると、制御空燃比を
リーン側に移行でき、また、リッチ積分定数ＫＩＲを小
さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。従って
、下流側０２センサ１５の出力に応じてリッチ積分定数
Ｋ　Ｉ　Ｒおよびリーン偵分定数ＫＩＬを補正すること
により空燃比が制御できる。リッチ遅延時間Ｔ　Ｄ　Ｒ
を大きくもしくはリーン遅延時間（−ＴＤＬ）を小さく
設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆に、
リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大きくもしくはリッチ遅
延時間（ＴＤＲ）を小さく設定ずれば、制御空燃比はリ
ーン側に移行できる。つまり、下流側０２センザ１５の
出力に応じて遅延時間ＴＤＲ、’Ｉ’ＤＬを補正するこ
とにより空燃比が制御できる。さらにまた、比較電圧Ｖ
ＲＩを大きくすると制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、比較電圧Ｖ　Ｒｌを小さくすると制御空燃比をリ
ーン側に移行できる。従って、下流側０２センサ１５の
出力に応じて比較電圧ＶＲＩを補正することにより空燃
比が制御できる。
これらスキップｍ、積分定数、遅延時間、比較電圧を下
流側０２センサによって可変とすることはそれぞれに長
所がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の
調整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよ
うに空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレ
スポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変
量は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。
次に、空燃比フィードバック制御定数としてのスキップ
量を可変にしたダブル０２センサシステトについて説明
する。
第９図は下流側０２センサ１５の出力にもとづいてスキ
ップｉ　Ｒ３Ｒ、Ｒ３Ｌを演算する第２の空燃比フィー
ドバック制御ルーチンであって、所定時間たとえば５１
２＋ｎｓ毎に実行される。
ステップ９０１〜９０５では、下流側ｏ２センザ１５に
よる閉ループ条件か否かを判別する。たとえば、上流側
０□センサ１３による閉ループ条件の不成立（ステップ
９０１）に加えて、冷却水温ＴＩＩＷが所定値（たとえ
ば７０℃）以下のときくステップ９０２）　、スロット
ル弁１６が全開（ＬＬ＝　”１”　）（７）とき（ステ
ップ９ｏ３）、下流側０２センサ１５が活性化していな
いとき（ステップ９０４）　、ＩＦＪ負荷のとき（Ｑ／
Ｎｅ≦Ｘ、　＞（ステップ９０５）等が閉ループ条件が
不成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立である
。閉ループ条件でなければステップ９１２に進む。
閉ループ条件が満たされていれば、ステップ９０６に進
む。ステップ９０６では、下流側ｏ２センザ１５の出力
Ｖ２をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ９０７にてＶ２
が比較電圧ＶＲまたとえば０．５５Ｖ以下か否かを判別
する。つまり、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０２センザ１３
の出力の比較電圧ＶＲＩより高く設定される。この結果
、Ｖ２≦ＶＲ□（リーン）であれば、ステップ９０８に
進み、他方、Ｖ２　＞ＶＲ２（リッチ）であればステッ
プ９０９に進む。ステップ９０８ではリッチスキップ毒
ＲＳ　Ｒを比較的小さい値ΔＲ８だけ増加させ、他方、
ステップ９０９ではりッヂスキップ量Ｒ３Ｒを値ΔＲ３
だけ減少させる。なお、ステップ９０８゜９０９での積
分量ΔＲ３は異なら仕てもよく、可変としてもよい。ス
テップ９１０は、上述のごとく演算されたＲ　Ｓ　Ｒの
ガード処理を行うものであり、たとえば最小値Ｍ　Ｉ　
Ｎ　＝　２．５９６、最大値ＭＡＸ＝７．５％にてガー
ドする。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
である。
ステップ９１１では−リーヂスキップｆｉＲ３Ｌを、Ｒ
ＯＭ１０４−Ｒ３Ｒ にて演算する。つまり、Ｒ３Ｒ＋Ｒ３Ｌ　＝　１０％で
ある。
上述のごとく演算されたＲ３ＲはＩ’ｌＡＭ１０５に格
納された後に、ステップ９１２　にてこのルーチンは終
了する。
第１０図は噴射ｔＴ（演算ルーチンであって、所定クラ
ンク角毎たとえば３６０°ＣＡ毎に実行される。
ステップ１００１では、燃料カットフラグＸＦＣが”０
”か否かを判別し、ＸＦＣ＝”１″′であればステップ
１００８に直接進み、燃料噴射を実行しない。
他方、ＸＦＣ＝”Ｏ”であればステップ１００２に進む
。ステップ１００２では、ＲＡＪ、４１０５により吸入
空気量データＱおよび回転速度データＮ。を読出し”Ｃ
基本噴射ｆｉｉＴＡＩＩＰを演算する。たとえば、ＴＡ
ＩＩＰ−α・Ｑ／Ｎ＠　（αは定数）とする。ステップ
１００３にてＲへＭ１０５より冷却水温データＴ　ＨＷ
を読出してＲＯＭ１０４に格納された１次元マツプによ
り暖機増Ｆｈｌ　Ｑ’ｆＦ　Ｗ　Ｉ、を補間計算する。
この暖機増ｆｉｌ（直Ｉ”　Ｗ　Ｉ、は、図示のごとく
、現在の冷却水温Ｔ　ＨＷが上昇するに従っ−Ｃ小さく
なるように設定されている。次に、ステップ１００４で
は、負荷たとえば一回転当りの吸入空気ｆｆ１Ｑ／Ｎｏ
およびフルスイッチ１８の出力信号ＶＬに応じて出力増
量値Ｉ’ｌ”ＤＩす［ＥＲをＲＯＭ１０４に格納された
２次元マツプにより演３’Ｊ　Ｌ、ステップ１００５で
は、負荷たとえば一回転当りの吸入空気量Ｑ／Ｎｅおよ
び回転速度Ｎｌｌに応じてＯＴＰ増量値ＰＯＴＰをＲＯ
Ｍ１０４に格納された２次元マツプにより演算する。な
お、Ｏ’Ｉ”　Ｐ増量値Ｐ［ｌＴＰは高負荷時における
触媒コンバータ、排気管等の加熱を防ぐためのものであ
る。そして、ステップ１００６では、最終噴射量ＴΔＵ
を、高Ｕ　−ＴへＵＰ　−ＦＡＦ　　・（ＦＩＩＩＬ−
１−ＦＰ０１’１ＢＩｌ　＋　ｆ’ＯＴＰ＋β＋１）＋
Ｔにより演算する。なお、β、γは他の運転状態パラメ
ータによって定まる補正量であり、たとえば図示しない
スロットル位置センサからの信号、あるいは吸気温セン
サからの信号、バッテリ電圧等により決められる補正量
であり、これらもＲへＭ１０５に格納されている。次い
で、ステップ１００７にて、噴射ＩＴＡＵ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１０
９をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ステッ
プ１００８にてこのルーチンは終了する。なお、上述の
ごとく、噴射量ＴＡＵに相当する時間が経過すると、ダ
ウンカウンタ１０８のキャリアウド信号によってフリッ
プフロップ１０９がリセットされて燃料噴射は終了する
。
第１１図は触媒劣化判別ルーチンであって、所定時間た
とえば４ｍｓ毎に実行される。ステップ１１旧では、出
力増量値ＦＰＯＷＢＲにより出力増量状態か否かを判別
する。ここで出力増量状態としては値ＦＰＯＷＥＲの大
小は問わない。出力増量状態でなければ（ＦＰＯＩＩＩ
ＥＲ＝　０　）　、ステップ１１１２〜１１１５のフロ
ーが実行され、出力増量状態であれば（ＩＩＰＯＩＩＩ
ＢＲキ０）、ステップ１１０２以降のフローに進む。
なお、ステップ１１旧での出力増量値ＦＰＯｌ’ｌＥＲ
の代りにＯＴＰ増量値ＦＯＴＰを用いてもよい。
ステップ１１１２〜１１１４は出力増量状態になった時
点での下流側０□センサ１５の出力Ｖ２がリーンことが
確Ｓ忍された場合のみ触媒劣化判別を実行するための触
媒劣化判別実行フラグＸＢＸＥをセットする（”１’″
）ものためのものである。すなわち、ステップ１１１２
にて下流側０２センサ１５の出力ｖ２をＡ／Ｄ変換して
取込み、ステップ１１１３Ｖ２≦ＶＲ２か否か、すなわ
ち、触媒下流の空燃比がリーンか否かを判別する。この
結果、リーンであればステップ１１１４にて実行フラグ
ＸＢＸＢをセットしく′１′）、リッチであれば実行フ
ラグＸＢＸＥをリセットする（”Ｏ”）。そして、ステ
ップ１１１６にカウンタＣＮＴをクリアしてステップ１
１１７に進む。
出力増量状態に切替わると、ステップ１１０１でのフロ
ーはステップ１１０２に進み、触媒劣化判別実行フラグ
ＸＩＥＸ［Ｅがパ１”か否かを判別する。この結果、Ｘ
ＥＸＥ＝　”　０　”　テあればステップ１１１６に直
接進み、触媒劣化判別を行わず、他方、Ｘｔ！ＸＢ＝　
”　１”であればステップ１１０３以降に進み、触媒劣
化判別を行う。
ステップ１１０３では、上流側０２センサ１３の出力Ｖ
ＩをＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ１１０４にてＶ１
≧０゜８Ｖ　（！Ｊプツチか否かを判別する。なお、比
較電圧をＶＲＩより高＜　０．８　Ｖとしたのは、上流
側Ｏ，センサ１３のチッソ判定は、通常、出力Ｖ＋がＶ
ＲＩを横切ったか否かによって行われているが、この上
流側０２センサ１３が劣化し、上流側０□センサ１３の
出力Ｖ１が不安定となると、触媒上流の空燃比がリーン
であるにもかかわらずリッチ誤判定をするため、比較電
圧をＶ　ＲＩより比較的高い値に設定することで誤判定
を防止するためである。Ｖ１≧０．８Ｖの場合のみステ
ップ１１０５に進む。
ステップ１１０５では、下流側０□センサ１５の出力Ｖ
２をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ１１０６にてＶ２
≧０．８Ｖ（ＩＪプツチか否かを判別する。なお、比較
電圧をＶｌ２より高＜　０．８　Ｖとしたのは、上述の
同一理由である。この結果、Ｖ２＜０．８Ｖのときには
、ステップ１１０７にてカウンタＣＮＴを＋１カウント
アツプして時間計測する。Ｖ２≧０．８Ｖとなった時点
でステップ１１０６でのフローはステップ１１０８に進
む。
このように、カウンタＣＮＴは、触媒劣化判別実行フラ
グＸＥＸＢ＝“１”のもとでＶｌ　≧０．８Ｖになった
時点からＶ２≧０．８Ｖになった時点までの時間を計測
する。この時間は三元触媒の０２ストレージ効果すなわ
ち三元触媒の劣化度に依存する。
すなわち、三元触媒が劣化せず、０２ストレージ効果が
大であれば、この時間は大きく、他方、三元触媒が劣化
して０２ストレージ効果が小であれば、この時間は小さ
い。
従って、ステップ１１０８にてＣＮＴ≦ｍ（所定値）で
あれば、三元触媒は劣化したものとみなし、ステップ１
１０９では、劣化診断フラグＸＤＩへＧをセットしく“
１″”）、ステップ１１１０にてバックアップＲＡＭ１
０６に格納し、ステップ１１１１にてアラーム１９を付
勢する。他方、ＣＮ７２ｍであればステップ１１１６に
直接進む。
そして、ステップ１１１６を介してステップ１１１７に
て第１１回のルーチンは終了する。
第１２図、第１３図は第１１図のフローチャートを補足
説明するためのタイミング図である。第１２図は三元触
媒が正常な場合を示す。すなわち、時刻ｔ。にて明瞭な
リッチ状態である出力増量状態に入ると、その時点ｔ。
での触媒下流の空燃比が明瞭なリーン状態か否かを示ず
下流側０２センサ１５の出力ｖ２により設定された触媒
劣化判別フラグＸＢＸＢが１″の条件のもとて触媒劣化
判別が開始される。すなわち、カウンタＣＮＴは明瞭な
リーン状態（時刻１＋）から明瞭なリッチ状態（時刻ｔ
２）までの強制的な移行時間を計測する。
第１２図の場合には、この期間が大きいので、第１１図
のステップ１１０８でのフローはステップ１１１６に直
接進み、アラームは発生しない。他方、第１３図は三元
触媒が劣化した場合を示す。この場合には、明瞭なリー
ン状態（時刻１＋）から明瞭なリッチ状態（時刻ｔ２）
までの強制的な移行時間が小さく、第１１図のステップ
１１０８でのフローはステップ１１０９に進み、アラー
ムが発生ずる。
第１４図も触媒劣化判別ルーチンであり、第１１図の場
合とは逆に、明瞭なリーン状態である燃料カットへ移行
の際の三元触媒への０２ストレ一ジ時間により三元触媒
の劣化度を判別する。すなわぢ、ステップ１４旧では、
燃料カットフラグＸＦＣにより燃料カット状態か否かを
判別する。
燃料カット状態でなければ（ＸＦＣ＝　”０”　）　、
ステップ１４１２〜１４１５のフローが実行され、燃料
カット状態であれば（ｘＦＣ＝″１″）、ステップ１４
０２以降のフローに進む。
ステップ１４１２〜１４１４は燃料カット状態になった
時点での下流側０２センサ１５の出力Ｖ２がリッチこと
が確認された場合のみ触媒劣化判別を実行するための触
媒劣化判別実行フラグＸＩＥＸＢをセットする＜　”　
ｉ　”　＞　ものためのものである。すなわち、ステッ
プ１４１２にて下流側０゜センサ１５の出力ｖ２をＡ／
Ｄ変換して取込み、ステップ１４１３にてＶ２　＞ＶＢ
２か否か、すなわち、触媒下流の空燃比がリッチか否か
を判別する。この結果、リッチであればステップ１４１
４にて実行フラグＸ［！ＸＢをセットしく１”）、リー
ンであれば実行フラグＸＢＸＢをリセットする（“０′
°）。そして、ステップ１４１６にカウンタＣＮＴをク
リアしてステップ１４１７に進む。
燃料カット状態に切替わると、ステップ１４０１でのフ
ローはステップ１４０２に進み、触媒劣化判別実行フラ
グＸＥＸＥが“１′″か否かを判別する。この結果、Ｘ
ＢＸＢ　＝“０″であればステップ１４１６に直接進み
、触媒劣化判別を行わず、他方、ＸＢＸＢ−”　１°゛
であればステップ１４０３以降に進み、触媒劣化判別を
行う。
ステップ１４０３では、上流側０２センサ１３の出力ｖ
１をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ１４０４にてｖ１
≦ＶＲＩ（’Ｊ−ン）か否かを判別する。なお、この場
合も、比較電圧をＶＲＩより低くして上流側０□センサ
１３の出力ＶＩが不安定となっても誤判別を防止するす
ることが可能である。ｖ１≦ＶｌＨの場合のみステップ
１４０５に進む。
ステップ１４０５では、下流側０２センサ１５の出力ｖ
２をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ１１０６にてＶ２
≦ＶＲ２（！Ｊ−ン）か否かを判別する。なお、上述と
同一理由により比較電圧をＶ　Ｒ２より低くしてもよい
。この結果、Ｖ２　＞ＶＢ２のときには、ステップ１４
０７にてカウンタＣＮＴを＋１カウントアツプして時間
計測する。ｖ２≦ＶＲ２となった時点で、ステップ１４
０６でのフローはステップ１４０８に進む。
このように、カウンタＣＮＴは、触媒劣化判別実行フラ
グＸＢＸＢ　＝″１”のもとでＶ１≦ＶＲ２になった時
点からＶ２≦ＶＲ２になった時点までの時間を計測する
。この時間も三元触媒の０２ストレージ効果すなわち三
元触媒の劣化度に依存する。すなわち、三元触媒が劣化
せず、０２ストレージ効果が大であれば、この時間は大
きく、他方、三元触媒が劣化して０２ストレージ効果が
小であれば、この時間は小さい。
従って、ステップ１４０８にてＣＮＴ≦ｍ（所定値）で
あれば、三元触媒は劣化したものとみなし、ステップ１
４０９では、劣化診断フラグＸＤＩＡＧをセットしく“
１”）、ステップ１４１０にてバックアップＲＡＭ１０
６に格納し、ステップ１４１１にてアラーノ・１９を付
勢する。他方、ＣＮ１２ｍであればステップ１４１６に
直接進む。
ぞして、ステップ１４１６を介してステップ１４１７に
て第１４回のルーチンは終了する。
第１５図、第１６図は第１４図のフローチャートを補足
説明するだめのタイミング図である。第１５図は三元触
媒が正常な場合を示す。すなわち、図示のごとく、車速
ＳＰＤおよび直前Ｑ／Ｎｅが変化し、時刻ｔ。にて明瞭
なリーン状態である燃料カット状態に入ると、その時点
ｔ。での触媒下流の空燃比が明瞭なリッチ状態か否かを
示す下流側０２センサ１５の出力Ｖ２により設定された
触媒劣化判別フラグＸＥＸＢが“１”の条件のもとて触
媒劣化判別が開始される。すなわちカウンタＣＮＴは明
瞭なリッチ状態（時刻１＋）から明瞭なリーン状態（時
刻ｔ２）までの強制的な移行時間を計測する。
第１５図の場合には、この期間が大きいので、第１４図
のステップ１４０８でのフローはステップ１４１６に直
接進み、アラームは発生しない。他方、第１６図は三元
触媒が劣化した場合を示す。この場合には、明瞭なリッ
チ状態（時刻１＋）から明瞭なリーン状態（時刻ｔｚ）
までの強制的な移行時間が小さく、第１４図のステップ
１４０８でのフローはステップ１４０９に進み、アラー
ムが発生ずる。
なお、第１１図のルーチンおよび第１４図のルーチンを
組合せることも可能である。すなわち、明瞭なリーン状
態（ＸｆＥＸＥ＝“１″）から明瞭なリッチ状態（ＦＰ
ＯＷ［！Ｉｔキ０もしくはＦＯＴＰ４０への移行の際の
下流側０２センサ１５の出力Ｖ２のリッチへの反転時間
ＴΔを求め（第１１図のルーチン）、また、明瞭なリッ
チ状態（ＸＥＸＢ＝“１”）から明瞭なリーン状態（Ｘ
ＦＣ＝”ｌ”）への移行の際の下流側０２センザ１５の
出力Ｖ２のリーンへの反転時間ＴＢを求め（第１４図の
ルーチン）、時間ＴΔ、ＴＢの和Ｔ　Ａ　−１−Ｔ　Ｂ
により三元触媒の劣化度を判別できる。すなわち、この
場合、値ＴΔ。
ＴＢに比較してＴＡ＋ＴＢの方が大きく、従って、三元
触媒の劣化判別の精度が高くなる。
なお、上述の実施例において、触媒劣化が判別されたと
きには、下流側０２センサ１５による閉ループを停止し
てもよく、これにより、エミッションの悪化を未然に防
止できる。
また、第１の空燃比フィードバック制御は４　ｍｓ毎に
、また、第２の空燃比フィードバック制御は５１２ｍ５
毎に行われるのは、空燃比フィードバック制御の応答性
の良い上流側Ｏ，センサによる制御を主にして行い、応
答性の悪い下流側０２センザによる制御を従にして行う
ためである。
また、上流側０□センサによる空燃比フィードバック制
御における他の制御定数、たとえば遅延時間、積分定数
、上流側０□センサの比較電圧（参照：特開昭５５−３
７５６２号公報）等を下流側０２センサの出力により補
正するダブル０２センサシステムあるいは第２の空燃比
補正係数を導入したダブル０２センサシステムにも、本
発明を適用し得る。
また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤーセンサ等を用
いることもできる。
さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。
さらに、上述の実施例では、燃料噴射量により吸気系へ
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。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（ＢＡＣＶ）に
より機関の吸入空気量を調整した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こまれる２次空気
量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合
には、ステップ１００２における基本噴射ｌＴＡ［ＩＰ
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、すなわち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の
回転速度に応じて決定され、ステップ１００４にて最終
燃料噴射、１ＴＡＵ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０２セ
ンサを用いたが、ＣＯセセン、リーンミクスチャセンサ
等を用いることもできる。
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。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、三元触媒の劣化を
精度よく制御できる。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図〜第１Ｃ図は本発明の詳細な説明するための全
体ブロック図、 第２図はシングル０２センサシステムおよびダブル０２
センサシステムを説明する排気エミッション特性図、 第３図は三元触媒の０２ストレージ効果を説明するグラ
フミグ図、 第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第５図、第６図、第９図、第１０図、第１１図、第１４
図、は第４図の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャート、 第７図は第６図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 ′ｆＩＪ８図は第５図のフローチャートを補足説明する
ためのタイミング図、 第１２図、第１３図は、第１１図のフローチャートを補
足説明するためのタイミング図、第１５図、第１６図は
第１４図のフローチャートを補足説明するためのタイミ
ング図である。 １・・・機関本体、　　　３・・・エアフロメータ、４
・・・ディストリビュータ、 ５・６・・・クランク角センサ、 １０・・・制御回路、　　　１２・・・触媒コンバータ
、１３・・・上流側０２センサ、 １５・・・下流側０２センサ、 １７・・・アイドルスイッチ、 １８・・・フルスイッチ。 ＮＯｘ 第 図 ＸＦＣ＝″　１″　（燃料力っト） 第 図 第 図 第１０図 触媒正常の場合 第１２図 触媒劣化の場合 第１３図 触媒正常の場合 第１５図 触媒劣化の場合 第１６図 手 続 補 正 書（自発） 平成１年７月／Ｄ 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒（１２）
    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（１３）と、 前記三元触媒の排気通路の下流側に設けられ、前記機関
    の空燃比を検出する下流側空燃比センサ（１５）と、 前記上流側空燃比センサの出力および前記下流側空燃比
    センサの出力に応じて前記機関の空燃比の調整する空燃
    比調整手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリーンからリッチへあ
    るいはリッチからリーンへの反転を判別する反転判別手
    段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運
    転状態への遷移を判別する理論空燃比／リッチ運転状態
    遷移判別手段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運
    転状態への遷移した際から、前記下流側空燃比センサの
    出力がリーンからリッチへ反転するまでの時間を計測す
    る時間計測手段と、 該計測された時間が所定時間以下のときに前記三元触媒
    が劣化したと判別する触媒劣化判別手段と を具備する内燃機関の触媒劣化判定装置。 ２、請求項１の装置において、 前記理論空燃比／リッチ運転状態遷移判別手段の代りに
    、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリーン運
    転状態への遷移を判別する理論空燃比／リーン運転状態
    遷移判別手段を設け、 前記時間計測手段は前記機関の運転状態が理論空燃比運
    転状態からリーン運転状態への遷移した際から、前記下
    流側空燃比センサの出力がリッチからリーンへ反転する
    までの時間を計測するようにした内燃機関の触媒劣化判
    別装置。 ３、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒（１２）
    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（１３）と、 前記三元触媒の排気通路の下流側に設けられ、前記機関
    の空燃比を検出する下流側空燃比センサ（１５）と、 前記上流側空燃比センサの出力および前記下流側空燃比
    センサの出力に応じて前記機関の空燃比の調整する空燃
    比調整手段と、 前記下流側空燃比センサの出力のリッチからリーンへも
    しくはリーンからリッチへの反転を判別する反転判断手
    段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運
    転状態への遷移を判別する理論空燃比／リッチ運転状態
    遷移選別手段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリッチ運
    転状態への遷移した際から、前記下流側空燃比センサの
    出力がリーンからリッチへ反転するまでの第１の時間を
    計測する第１の時間計測手段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリーン運
    転状態への遷移を判別する理論空燃比リーン運転状態遷
    移判別手段と、 前記機関の運転状態が理論空燃比運転状態からリーン運
    転状態への遷移した際から、前記下流側空燃費センサの
    出力がリッチからリーンへ反転するまでの第２の時間を
    計測する第２の時間計測手段と、 該計測された第１、第２の時間の和が所定時間以下のと
    きに前記三元触媒が劣化したと判別する触媒劣化判別手
    段と を具備する内燃機関の触媒劣化判定装置。
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