專利名稱：排氣凈化裝置的診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置的診斷裝置，尤其提供一種在催化劑下游側(cè) 的空燃比檢測機(jī)構(gòu)劣化時(shí)也能夠診斷催化劑劣化的排氣凈化裝置的診斷 裝置。
背景技術(shù)：
以往，排氣凈化裝置的診斷裝置大多根據(jù)安裝在催化劑上游側(cè)的空燃 比檢測機(jī)構(gòu)的檢測信息、與安裝在催化劑下游側(cè)的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的檢測 信息的關(guān)系，來判定催化劑的劣化狀態(tài)。例如，公知有一種利用催化劑上 游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的檢測信息、和催化劑下游側(cè)的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的檢 測信息，來運(yùn)算互相關(guān)函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的比率，根據(jù)該比率對催化劑的 劣化狀態(tài)進(jìn)行判定的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。其中，將催化劑上游 的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的檢測信息與催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的檢測信 息的周期比、或規(guī)定期間的變動(dòng)次數(shù)比等設(shè)為催化劑劣化指標(biāo)。特開平5 — 171924號公報(bào)
但是，在專利文獻(xiàn)l記載的技術(shù)中，當(dāng)安裝于催化劑下游的空燃比檢 測機(jī)構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時(shí)，由于和催化劑的劣化狀態(tài)無關(guān)，催化劑下游的空 燃比不與催化劑上游的空燃比相似，所以，催化劑劣化指標(biāo)不會(huì)成為表示 劣化狀態(tài)的值，存在著無法將劣化催化劑判定為劣化狀態(tài)的問題。對于排 氣凈化裝置的診斷裝置而言，當(dāng)所使用的檢測機(jī)構(gòu)發(fā)生異常時(shí)，可以禁止 診斷，但這里作為對象的催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的響應(yīng)劣化，雖然 發(fā)生了劣化，也不向操縱者發(fā)出警告。因此，雖然排氣凈化裝置的診斷為 能夠執(zhí)行，但存在著無法將劣化催化劑判定為劣化的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時(shí)，也能夠進(jìn)行催化劑的劣化診斷的排氣凈化裝置的診斷裝置。
(1) 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置， 具有檢測內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的空燃比，被應(yīng)用在具有按照將廢氣中的空燃 比保持為規(guī)定值的方式調(diào)整燃料噴射量的空燃比控制裝置的內(nèi)燃機(jī)中，并 安裝在催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)；安裝在催化劑下游的空燃比檢測機(jī) 構(gòu)；和根據(jù)該催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)和該催化劑下游的空燃比檢測 機(jī)構(gòu)的關(guān)系，檢測催化劑的劣化度的催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)；其特征在于， 具備根據(jù)所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)、與所述催 化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)的比率即下降響應(yīng)比，或所述 催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)、與所述催化劑下游的空燃 比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)的比率即上升響應(yīng)比，對由所述催化劑劣化度 檢測機(jī)構(gòu)檢測出的催化劑的劣化度進(jìn)行修正的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)；和 根據(jù)該催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)的信息，判定催化劑為劣化狀態(tài)的催化劑劣 化判定機(jī)構(gòu)。
根據(jù)該構(gòu)成，即使在催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時(shí)， 也能夠進(jìn)行催化劑的劣化診斷。
(2) 在上述(1)中，優(yōu)選還具備對所述催化劑上游的空燃比檢測 機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī) 構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催化 劑下游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，其運(yùn) 算由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的 下降響應(yīng)指標(biāo)、與由該催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)檢測 機(jī)構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標(biāo)的比率；對所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的 上升響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；對所 述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催化劑下游 空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；和空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，其運(yùn)算由 所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的上升 響應(yīng)指標(biāo)、與由該催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu) 檢測的上升響應(yīng)指標(biāo)的比率。
(3) 優(yōu)選在上述(1)中，所述催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)將所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)和所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的互相關(guān)函 數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比，作為催化劑劣化指標(biāo)。
(4) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測 機(jī)構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分， 在該微分值為負(fù)的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進(jìn)行積分，來運(yùn)算所述催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)。
(5) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測 機(jī)構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分， 在該微分值為負(fù)的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進(jìn)行積分，來運(yùn)算所述催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)。
(6) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測 機(jī)構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分， 在該微分值為正的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進(jìn)行積分，來運(yùn)算所述催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)。
(7) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測 機(jī)構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分， 在該微分值為正的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進(jìn)行積分，來運(yùn)算所述催化劑下游的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)。
(8) 優(yōu)選在上述(1)中，所述催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)根據(jù)所述下降 響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運(yùn)算下降修正值，通過對所述催化劑劣化指標(biāo)乘以 該下降修正值，來運(yùn)算最終劣化指標(biāo)，并根據(jù)所述上升響應(yīng)比，利用記述 函數(shù)運(yùn)算上升修正值，通過對所述催化劑劣化指標(biāo)乘以該上升修正值，來 運(yùn)算最終劣化指標(biāo)，所述催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)通過將所述最終催化劑劣化 指標(biāo)與判定值進(jìn)行比較，判定為催化劑發(fā)生了劣化。
(9) 優(yōu)選在上述(1)中，具備根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)的各條件來允許催化劑的劣 化判定的催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)、負(fù)載在規(guī)定范圍內(nèi)、車速為規(guī)定值以上、水溫為規(guī)定值以上、空燃比反饋控制 中、催化劑為充分活化的狀態(tài)下，所使用的傳感器類全都正常時(shí)，該催化 劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)判定為催化劑劣化判定許可成立。
根據(jù)本發(fā)明，即使催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時(shí)，也 能夠進(jìn)行催化劑的劣化診斷。


圖1是對搭載了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷 裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行說明的圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的構(gòu)成的框圖。
圖3是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)正常時(shí)，催化劑劣化時(shí)的催' 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的 說明圖。
圖4是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)劣化時(shí)，催化劑劣化時(shí)的催 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的 說明圖。
圖5是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使
用的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)的說明圖。
圖6是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)的說明圖。
圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)與下降響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)、與上升響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
圖9是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空 燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)檢測的下降響應(yīng)比的說明圖。
圖10是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)檢測的上升響應(yīng)比的說明圖。
圖11是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中
的下降響應(yīng)指標(biāo)與催化劑劣化指標(biāo)的關(guān)系的說明圖。
圖12是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的
催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)中使用的下降修正值的說明圖。
圖13是通過本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝
置的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的修正結(jié)果的說明圖。
圖14是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置
的催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)的處理內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
圖15是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)的處理 內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
圖16是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的處理內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
圖中101—催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)，102—催化劑下游側(cè)空燃 比檢測機(jī)構(gòu)，103 —催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)，104 —催化劑劣化度檢測機(jī) 構(gòu)，105 —催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)，106—催化劑下游 側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)，107 —空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，108 一催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)，109 —催化劑下游側(cè)空燃 比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)，IIO —空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，lll一催化 劑劣化度修正機(jī)構(gòu)，112 —催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)，200 —空氣過濾器(air cleaner) ， 201 —點(diǎn)火裝置，202 —燃料噴射裝置，203 —轉(zhuǎn)速檢測裝置， 204—流量檢測裝置，205—催化劑上游側(cè)空燃比檢測裝置，206—催化解， 207—內(nèi)燃機(jī)控制裝置，208—板或環(huán)形齒輪，209—燃料箱，210—燃料泵， 211—壓力調(diào)節(jié)器，212—燃料管，213 —節(jié)流閥，214 —汽缸，2115 —催化 劑下游側(cè)空燃比檢測裝置。
具體實(shí)施例方式
下面，利用圖1 圖18，對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝 置的診斷裝置的構(gòu)成及動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，利用圖1，對搭載有本實(shí)施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置的 內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖1用于對搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診 斷裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行說明。
內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)、吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)構(gòu)成。內(nèi)燃機(jī)中安裝有點(diǎn)
火裝置201、燃料噴射裝置202及轉(zhuǎn)速檢測裝置203。從空氣過濾器200 流入的空氣在被節(jié)流閥213調(diào)節(jié)了流量之后，由流量檢測機(jī)構(gòu)204計(jì)測流 量，與從燃料噴射裝置202以規(guī)定的角度噴射的燃料混合，被供給到各汽 缸214中。另外，在排氣系統(tǒng)中安裝有空燃比傳感器205和三元催化劑206。 廢氣被三元催化劑206凈化后，排出到大氣中。
內(nèi)燃機(jī)控制裝置207從模擬輸入機(jī)構(gòu)讀入流量檢測機(jī)構(gòu)204的輸出信 號Qa，利用轉(zhuǎn)速檢測機(jī)構(gòu)203從數(shù)字輸入機(jī)構(gòu)讀入環(huán)狀齒輪或板208的 轉(zhuǎn)速Ne，根據(jù)ROM中預(yù)先存儲(chǔ)的控制程序，在MPU中計(jì)算燃料噴射量 Ti，借助輸出電路控制燃料噴射裝置202的噴射量。而且，內(nèi)燃機(jī)控制裝 置207從催化劑上游的空燃比傳感器205由模擬輸入機(jī)構(gòu)取得內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的 空燃比，按照內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的空燃比成為理論空燃比的方式，根據(jù)ROM中預(yù) 先存儲(chǔ)的控制程序，在MPU中進(jìn)行對燃料噴射量Ti實(shí)施修正的空燃比反 饋控制。并且，通過空燃比傳感器215檢測催化劑下游的空燃比，由模擬 輸入機(jī)構(gòu)將其讀入。內(nèi)燃機(jī)控制裝置207基于催化劑上游的空燃比傳感器 205的輸出、催化劑下游的空燃比傳感器215的輸出，根據(jù)ROM中預(yù)先 存儲(chǔ)的診斷程序，在MPU中診斷三元催化劑206的劣化。作為排氣凈化 裝置的診斷裝置的、對催化劑的劣化進(jìn)行檢測的機(jī)構(gòu)，被安裝在內(nèi)燃機(jī)控 制裝置207的內(nèi)部。
另一方面，燃料箱209內(nèi)的燃料被燃料泵210吸引、加壓后，通過具 備壓力調(diào)節(jié)器211的燃料管212而導(dǎo)到燃料噴射裝置202的燃料入口，其 余的燃料返回到燃料箱209。
接著，利用圖2對本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的構(gòu)成 進(jìn)行說明。
圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 構(gòu)成的框圖。
10本實(shí)施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置，被安裝在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)
控制裝置207的內(nèi)部，其模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。
利用催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101檢測催化劑上游的空燃比，利 用催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)102檢測催化劑下游側(cè)的空燃比。如果由 催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103判定為催化劑劣化判定可能狀態(tài)，則利用催 化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)104檢測催化劑的劣化度。催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu) 104以根據(jù)催化劑上游的空燃比和催化劑下游的空燃比運(yùn)算的互相關(guān)函數(shù) 和自相關(guān)函數(shù)之比、或空燃比變動(dòng)的周期比、空燃比變動(dòng)的次數(shù)比等為催 化劑劣化指標(biāo)，來檢測催化劑的劣化度。
另一方面，利用催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)105檢測 催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)，利用催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指 標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)106檢測催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)。利用空燃比下降 響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)107運(yùn)算下降響應(yīng)比。利用催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng) 指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108檢測催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)，利用催化劑下 游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)109檢測催化劑下游的空燃比上升響應(yīng) 指標(biāo)。利用空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)110運(yùn)算上升響應(yīng)比。由催化劑劣 化度修正機(jī)構(gòu)lll根據(jù)下降響應(yīng)比和上升響應(yīng)比、利用記述函數(shù)，運(yùn)算修 正值，通過將其乘以催化劑劣化指標(biāo)，來運(yùn)算最終劣化指標(biāo)。利用催化劑 劣化判定機(jī)構(gòu)112比較最終催化劑劣化指標(biāo)和規(guī)定值，來判定催化劑的劣 化。
另外，利用圖3及以后的附圖對催化劑劣化診斷的具體判定內(nèi)容進(jìn)行 說明。
下面，利用圖3 圖18，對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝 置的診斷裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，利用圖3及圖4，對由本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷 裝置中使用的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101和催化劑下游側(cè)空燃比檢 測機(jī)構(gòu)102檢測的催化劑劣化時(shí)的催化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、和 催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓進(jìn)行說明。
圖3是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)正常時(shí)，催化劑劣化時(shí)的催 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的說明圖。圖4是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)劣化時(shí)，催化劑劣化時(shí) 的催化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電 壓的說明圖。
在圖3中，設(shè)催化劑下游的空燃比傳感器(圖2的205)的響應(yīng)正常。 當(dāng)催化劑劣化時(shí)，由圖2的催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)102檢測的催化 劑下游的空燃比傳感器的輸出電壓(圖3 (B))，與由圖2的催化劑上 游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101檢測的催化劑上游的空燃比傳感器的輸出電壓
(圖3 (A))類似，催化劑劣化指標(biāo)(互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比、 空燃比變動(dòng)的周期比、空燃比變動(dòng)的次數(shù)比等)成為表示劣化狀態(tài)的值， 由此可判定劣化催化劑。
另一方面，在圖4中，設(shè)催化劑下游的空燃比傳感器(圖2的205) 的響應(yīng)發(fā)生劣化。由圖2的催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)102檢測的催化 劑下游的空燃比傳感器輸出電壓，與催化劑發(fā)生劣化無關(guān)，基于下降響應(yīng) 延遲(圖4 (B))或上升響應(yīng)延遲(圖4 (C))，而變得與由圖2的催 化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101檢測的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電 壓(圖4 (A))不類似。因此，催化劑劣化指標(biāo)不會(huì)成為表示劣化狀態(tài) 的值，而無法判定為劣化催化劑。本實(shí)施方式的目的在于解決該課題。
接著，利用圖5，對由本實(shí)施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)105及催化劑上游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108檢測的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行說 明。
圖5是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)的說明圖。
圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)105及催化劑 下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)106,對空燃比傳感器的輸出電壓(圖 5 (A))進(jìn)行微分(差分)，計(jì)算出圖5 (B)所示的空燃比傳感器輸出 電壓微分值。接著，對于該微分值，將空燃比傳感器輸出電壓的一周期設(shè) 為積分(積分運(yùn)算)期間，如果微分值為負(fù)，則對微分值的平方進(jìn)行積分 (積分運(yùn)算)，計(jì)算出圖5 (C)所示的空燃比傳感器輸出電壓微分值的平方積分值。對于一周期的積分期間而言，例如若將空燃比傳感器的輸出
電壓的平均值設(shè)為0.5V，則空燃比傳感器的輸出電壓從小于0.5V的值開 始緩慢增加，將成為0.5V的時(shí)刻設(shè)為積分開始時(shí)期。另外，圖5 (C)所 示的微分值的平方積分值相當(dāng)于圖5 (B)中的微分值為負(fù)的區(qū)域的面積 (陰影區(qū)域)。而且，將圖5 (C)所示的微分值的平方積分值的最終值 設(shè)為圖5 (D)所示的下降響應(yīng)指標(biāo)。
接著，利用圖6，對由本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 使用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108、及催化劑下游側(cè) 空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)109檢測的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn) 行說明。
圖6是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)的說明圖。
圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108及催化劑 下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)109，對空燃比傳感器的輸出電壓(圖 6 (A))進(jìn)行微分(差分)，計(jì)算出圖6 (B)所示的空燃比傳感器輸出 電壓微分值。接著，對于該微分值，將空燃比傳感器輸出電壓的一周期設(shè) 為積分(積分運(yùn)算)期間，如果微分值為正，則對微分值的平方進(jìn)行積分 (積分運(yùn)算)，計(jì)算出圖6 (C)所示的空燃比傳感器輸出電壓微分值的 平方積分值。對于一周期的積分期間而言，例如若將空燃比傳感器的輸出 電壓的平均值設(shè)為0.5V,則空燃比傳感器的輸出電壓從大于0.5V的值開 始緩慢減少，將成為0.5V的時(shí)刻設(shè)為積分開始時(shí)期。另外，圖6 (C)所 示的微分值的平方積分值相當(dāng)于圖6 (B)中的微分值為正的區(qū)域的面積 (陰影區(qū)域)。而且，將圖6 (C)所示的微分值的平方積分值的最終值 設(shè)為圖6 (D)所示的上升響應(yīng)指標(biāo)。
接著，利用圖7，對本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)、與下降響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)、與下降響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
如圖7所示，下降響應(yīng)指標(biāo)與下降響應(yīng)時(shí)間常數(shù)成反比例的關(guān)系，可以根據(jù)下降響應(yīng)指標(biāo)檢測下降響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。
接著，利用圖8，對本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)、與上升響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)、與上升響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
如圖8所示，上升響應(yīng)指標(biāo)與上升響應(yīng)時(shí)間常數(shù)成反比例的關(guān)系，可 以根據(jù)上升響應(yīng)指標(biāo)檢測上升響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。
對于由圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)105、 或催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108進(jìn)行的催化劑上游的空 燃比傳感器響應(yīng)指標(biāo)的運(yùn)算而言，由于燃料噴射控制參照催化劑上游的空 燃比傳感器輸出電壓，執(zhí)行了反饋控制，所以，催化劑上游的空燃比傳感 器輸出電壓將周期變動(dòng)，能夠切實(shí)地決定積分(積分運(yùn)算)期間。
另一方面，由催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)106、或催 化劑下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)109進(jìn)行的催化劑下游的空燃比 傳感器響應(yīng)指標(biāo)的運(yùn)算中，在參照催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓， 執(zhí)行反饋控制的燃料噴射控制中，不像催化劑上游的空燃比傳感器輸出電 壓那樣，催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓不周期變動(dòng)。因此，在催化 劑下游的空燃比傳感器響應(yīng)指標(biāo)的運(yùn)算中，使積分(積分運(yùn)算)期間與催 化劑上游的空燃比傳感器響應(yīng)指標(biāo)的運(yùn)算相同。通過將催化劑下游的空燃 比傳感器響應(yīng)指標(biāo)運(yùn)算的積分(積分運(yùn)算)期間設(shè)為與催化劑下游的空燃 比傳感器響應(yīng)指標(biāo)運(yùn)算相同的期間，每當(dāng)積分運(yùn)算期間結(jié)束時(shí)，都運(yùn)算下 降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比。
下面，在公式(1)、公式(2)中表示下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比的運(yùn) 算式。
下降響應(yīng)比=催化劑上游空燃比傳感器下降響應(yīng)指標(biāo)/催化劑下游空 燃比傳感器下降響應(yīng)指標(biāo)…(1)
上升響應(yīng)比=催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)/催化劑下游空 燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)…(2)
由于在劣化催化劑的情況下，催化劑下游的空燃比傳感器的下降響應(yīng) 指標(biāo)和上升響應(yīng)指標(biāo)不受催化劑的影響，所以，運(yùn)算出的下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比能夠檢測出正確的值。另一方面，由于在沒有發(fā)生劣化的催化劑 (正常的催化劑)的情況下，催化劑后的空燃比的變化自身因催化劑作用 的影響而變得緩慢，所以，催化劑下游的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標(biāo)和 上升響應(yīng)指標(biāo)不會(huì)純粹地檢測出催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)時(shí)間 常數(shù)，該情況下，由于表面上催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)指標(biāo)被運(yùn) 算得非常小，所以，與劣化催化劑的情況相比，響應(yīng)比顯著增大。
換言之，在響應(yīng)比顯著增大的情況下，催化劑不是劣化狀態(tài)，可判定 為正常狀態(tài)。在這種情況下，由于不需要催化劑劣化指標(biāo)的修正，所以不 進(jìn)行修正。
另外，即使在催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)性劣化時(shí)，響應(yīng)比也 會(huì)大幅增大，但這樣的劣化傳感器可以通過傳感器自身的響應(yīng)性診斷來進(jìn) 行劣化判定。該情況下，由于無法正確執(zhí)行催化劑診斷，所以，在催化劑 診斷的判定許可機(jī)構(gòu)中，當(dāng)傳感器劣化判定時(shí)禁止催化劑診斷。催化劑下 游的空燃比傳感器的響應(yīng)性診斷可利用從以往就開始使用的基于燃料耗 盡或燃料增量時(shí)的響應(yīng)時(shí)間的判定。
接著，利用圖9，對由本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)107檢測的下降響應(yīng)比進(jìn)行說明。
圖9是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空 燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)檢測的下降響應(yīng)比的說明圖。
圖9中，橫軸表示時(shí)間。圖9 (A)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳 感器輸出電壓，圖9 (B)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng) 指標(biāo)。圖9 (C)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓，圖9 (D) 的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)。圖9 (E)的縱軸表 示下降響應(yīng)比。而圖10的縱軸、橫軸也與圖9同樣。
圖9 (a)表示了劣化催化劑的情況下的催化劑上游空燃比傳感器輸出 電壓(圖9 (A))、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)(圖9 (B))、 催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓(圖9 (C))、催化劑下游空燃比傳 感器上升響應(yīng)指標(biāo)(圖9 (D))、下降響應(yīng)比(圖9 (E))。
而且，在圖9中，時(shí)刻tl之前是沒有催化劑下游空燃比傳感器的下降 響應(yīng)劣化的情況，時(shí)刻tl以后是有催化劑下游空燃比傳感器的下降響應(yīng)劣化的情況。
如果在劣化催化劑的情況下沒有下降響應(yīng)劣化，則下降響應(yīng)比大致表 示1.0的值。但是，如果發(fā)生下降響應(yīng)劣化，則下降響應(yīng)比成為1.0以上 的值。
圖9 (b)表示了沒有劣化催化劑的正常催化劑時(shí)的催化劑上游空燃比 傳感器輸出電壓、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游空 燃比傳感器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng) 比。
并且，在圖9 (b)中是沒有催化劑下游空燃比傳感器的下降響應(yīng)劣化
的情況。
在沒有發(fā)生劣化的正常催化劑的情況下，下降響應(yīng)比成為非常大的 值?；谏鲜龅睦碛?，不會(huì)在下降響應(yīng)比為規(guī)定值以上執(zhí)行下降響應(yīng)比修
正。另外，在下降響應(yīng)比為1.0附近的情況下，由于催化劑上游的空燃比
傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)與催化劑上游的空燃比傳感器下降響應(yīng)指標(biāo)相同，所 以，意味著催化劑處于劣化狀態(tài)。這種情況也不需要執(zhí)行下降響應(yīng)比修正。
因此，基于圖2所示的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)U1的下降響應(yīng)比修正，僅 在下降響應(yīng)比位于規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)執(zhí)行修正。
接著，利用圖10，對由本實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)110檢測的上升響應(yīng)比進(jìn)行說明。
圖10是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)檢測的上升響應(yīng)比的說明圖。
在圖10中，橫軸表示時(shí)間。圖10 (A)的縱軸表示催化劑上游空燃 比傳感器輸出電壓，圖10 (B)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳感器上升 響應(yīng)指標(biāo)。圖10 (C)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓，圖 10 (D)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)。圖10 (E) 的縱軸表示下降響應(yīng)比。
圖10 (a)表示了劣化催化劑的情況下的催化劑上游空燃比傳感器輸 出電壓、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游空燃比傳感 器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)指標(biāo)。
并且，在圖IO (a)中，時(shí)刻tl之前是沒有催化劑下游空燃比傳感器的上升響應(yīng)劣化的情況，時(shí)刻tl之后是有催化劑下游空燃比傳感器的上升 響應(yīng)劣化的情況。
如果在劣化催化劑的情況下沒有上升響應(yīng)劣化，則上升響應(yīng)比大致表 示1.0的值。但是，如果發(fā)生上升響應(yīng)劣化，則上升響應(yīng)比成為1.0以上 的值。
圖10 (b)表示了沒有劣化催化劑的正常催化劑時(shí)的催化劑上游空燃 比傳感器輸出電壓、催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游空燃比 傳感器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)比。
并且，在圖12中是沒有催化劑下游空燃比傳感器的上升響應(yīng)劣化的情況。
在沒有發(fā)生劣化的正常催化劑的情況下，上升響應(yīng)比成為非常大的 值?；谏鲜龅睦碛?，不會(huì)在上升響應(yīng)比為規(guī)定值以上執(zhí)行上升響應(yīng)比修
正。另外，在上升響應(yīng)比為1.0附近的情況下，由于催化劑上游的空燃比 傳感器上升響應(yīng)指標(biāo)與催化劑上游的空燃比傳感器下降響應(yīng)指標(biāo)相同，所 以，意味著催化劑處于劣化狀態(tài)。這種情況也不需要執(zhí)行上升響應(yīng)比修正。 因此，基于圖2所示的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111進(jìn)行的上升響應(yīng)比修正， 僅在上升響應(yīng)比位于規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)執(zhí)行修正。
接著，利用圖11，對本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 的下降響應(yīng)指標(biāo)與催化劑劣化指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖11是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 的下降響應(yīng)指標(biāo)與催化劑劣化指標(biāo)的關(guān)系的說明圖。
圖11表示了實(shí)際測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)是下降響應(yīng)修正的實(shí)驗(yàn)，催 化劑利用了新的催化劑和劣化催化劑。如果將催化劑下游的空燃比傳感器 的下降時(shí)間常數(shù)設(shè)為0ms 2000ms，則在新的催化劑的情況下，下降響應(yīng) 比在250 1400之間變動(dòng)，
催化劑劣化指標(biāo)(互相關(guān)函數(shù)/自相關(guān)函數(shù))在0.0039 0.0234之間變動(dòng)。
另外，在劣化催化劑的情況下，下降響應(yīng)比在9 100之間變動(dòng)，催 化劑劣化指標(biāo)(互相關(guān)函數(shù)/自相關(guān)函數(shù))在0.20 0.70之間變動(dòng)。
劣化催化劑需要進(jìn)行劣化催化劑的判定，在本實(shí)例中，如果催化劑劣
17化指標(biāo)為0.5以上，則判定為劣化催化劑。如果催化劑下游的空燃比傳感
器下降時(shí)間常數(shù)為500ms以上，則如本申請的課題中敘述那樣，催化劑劣 化指標(biāo)為0.5以下，無法判定為劣化催化劑。
鑒于此，在下降響應(yīng)比為10 100之間的情況下，利用催化劑劣化度 修正值機(jī)構(gòu)lll來修正催化劑劣化指標(biāo)?；谏鲜龅睦碛?，當(dāng)下降響應(yīng)比 在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，修正催化劑劣化指標(biāo)。
接著，利用圖12，對本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111中使用的下降修正值進(jìn)行說明。
圖12是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)中使用的下降修正值的說明圖。
催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111預(yù)先存儲(chǔ)有圖12 (A) 、 (B)所示的下 降修正值，作為位圖、表等記述函數(shù)。而且，催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111 通過根據(jù)由空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)107檢測出的空燃比下降響應(yīng)比， 對上述的記述函數(shù)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，來計(jì)算出下降修正值。并且，催化劑劣 化度修正機(jī)構(gòu)111通過對由催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)104檢測出的催化劑劣 化指標(biāo)，乘以計(jì)算出的下降修正值，來執(zhí)行修正。本實(shí)例中，下降響應(yīng)比 為100，是大約3倍修正催化劑劣化指標(biāo)的下降修正值。
接著，利用圖13，對通過本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝 置的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111實(shí)現(xiàn)的修正結(jié)果進(jìn)行說明。
圖13是通過本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝 置的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的修正結(jié)果的說明圖。
在圖13中，橫軸表示催化劑下游空燃比傳感器下降時(shí)間常數(shù)(ms)， 縱軸表示由催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111修正后的最終催化劑劣化指標(biāo)。
如果在執(zhí)行下降響應(yīng)比修正的前后進(jìn)行比較，則如果修正前催化劑下 游的空燃比傳感器下降時(shí)間常數(shù)為500ms以上，則無法將劣化催化劑判定 為劣化狀態(tài)的催化劑。與之相對，通過利用催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)lll進(jìn) 行修正，則與催化劑下游的空燃比傳感器下降時(shí)間常數(shù)無關(guān)，催化劑劣化 指標(biāo)成為0.5以上的值，能夠?qū)⒘踊呋瘎┡卸榱踊癄顟B(tài)的催化劑。
另外，對于上升響應(yīng)比修正也是同樣的結(jié)果。
接著，利用圖14，對本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103的診斷區(qū)域判定處理的內(nèi)容進(jìn)行說明。
圖14是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置
的催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)的處理內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
在步驟1401中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103檢查內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是 否在規(guī)定范圍內(nèi)。
接著，在步驟1402中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103檢査內(nèi)燃機(jī)的 負(fù)載是否在規(guī)定范圍內(nèi)。在步驟1403中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103 檢查車速是否是規(guī)定值以上。在步驟1404中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu) 103檢査水溫是否是規(guī)定值以上。
接著，在步驟1405中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103檢查內(nèi)燃機(jī)是 否處于空燃比控制反饋之中。在步驟1406中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu) 103檢查催化劑是否是活性狀態(tài)。在步驟1407中，催化劑劣化判定許可機(jī) 構(gòu)103檢查所使用的傳感器是否全部正常。
然后，在步驟1408中，如果步驟1401 步驟1407的條件全部成立， 則催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103判定為在診斷區(qū)域內(nèi)。
另外，即使步驟1401 步驟1407中的一個(gè)條件不滿足，在步驟1409 中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103也判定為在診斷區(qū)域外。
接著，利用圖15，對本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)102的 處理內(nèi)容進(jìn)行說明。
圖15是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)的處理 內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
圖15是空燃比傳感器輸出電壓的取入處理，在步驟1501中，催化劑 上游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)101檢測催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓。
接著，在步驟1502中，催化劑下游側(cè)空燃比檢測機(jī)構(gòu)102檢測催化 劑下游的空燃比傳感器輸出電壓。
然后，利用圖16，對本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 處理內(nèi)容進(jìn)行說明。
圖16是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的處理內(nèi)容進(jìn)行表示的流程圖。
在步驟1601中，催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)103檢査是否是診斷區(qū)域
內(nèi)。如果是診斷區(qū)域內(nèi)，則執(zhí)行步驟1602以后的處理。如果在步驟1601 中為診斷區(qū)域外，則不進(jìn)行處理。下面，對診斷區(qū)域內(nèi)的處理進(jìn)行說明。 在步驟1602中，催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)104運(yùn)算催化劑劣化指標(biāo)。 催化劑劣化指標(biāo)根據(jù)催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓、催化劑下游的 空燃比傳感器輸出電壓的互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)的比率來運(yùn)算。而且， 還能夠根據(jù)催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓與催化劑下游的空燃比 傳感器輸出電壓的周期比、或規(guī)定期間的變動(dòng)次數(shù)比來運(yùn)算催化劑劣化指 標(biāo)。
接著，在步驟1603中，催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu) 105運(yùn)算催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)，在步驟 1604中，催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)106運(yùn)算催化劑下游 的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)。利用圖5中說明的方法來執(zhí)行 下降響應(yīng)指標(biāo)的運(yùn)算。
接著，在步驟1605中，空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)107根據(jù)上述的 公式(1)，運(yùn)算下降響應(yīng)比。然后，在步驟1606中，催化劑劣化度修正 機(jī)構(gòu)lll根據(jù)下降響應(yīng)比，使用記述函數(shù)等來運(yùn)算下降修正值。上述的步 驟1603 步驟1606是運(yùn)算下降修正值的步驟組。
同樣，接下來的步驟1607 步驟1610是運(yùn)算上升修正值的步驟組。
在步驟1607中，催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)108運(yùn) 算催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)，在步驟1608中， 催化劑下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)109運(yùn)算催化劑下游的空燃比 傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)。利用圖6中說明的方法來執(zhí)行上升響應(yīng) 指標(biāo)的運(yùn)算。
接著，在步驟1609中，空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)IIO根據(jù)上述的 公式(2),運(yùn)算上升響應(yīng)比。在步驟1610中，催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111 根據(jù)上升響應(yīng)比，使用記述函數(shù)等運(yùn)算上升修正值。
另外，也能夠?qū)⑦\(yùn)算出的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降 響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的空燃比傳感 器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降修正值、上 升修正值，存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器、由電池電源支援的存儲(chǔ)器中。
而且，還能夠如下所述，對所存儲(chǔ)的催化劑上游的空燃比傳感器輸出 電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指 標(biāo)、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的 空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降 修正值、上升修正值進(jìn)行學(xué)習(xí)。即，對存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的催化劑上游的空燃 比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓 的下降響應(yīng)指標(biāo)、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、 催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)比、上升 響應(yīng)比、下降修正值、上升修正值，與新檢測出的這些值進(jìn)行比較，當(dāng)兩 者之差小時(shí)，將兩者相加并平均后的值作為新的值重寫到存儲(chǔ)器中。另外， 對存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)、 催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標(biāo)、催化劑上游的空燃 比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標(biāo)、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓 的上升響應(yīng)指標(biāo)、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降修正值、上升修正值， 與新檢測出的這些值進(jìn)行比較，當(dāng)兩者之差大時(shí)，使用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的值。
接著，在步驟1611中，催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111將在步驟1602中
檢測出的催化劑劣化指標(biāo)與判定值進(jìn)行比較，如果大于判定值，則在步驟
1612中，催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)112將催化劑判定為NG。在步驟1611中， 如果催化劑劣化指標(biāo)為判定值以下，則由于催化劑下游的空燃比傳感器有 可能發(fā)生了響應(yīng)劣化，所以，催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111執(zhí)行步驟1613 的處理。在步驟1613中，催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)111對催化劑劣化指標(biāo) 乘以下降修正值和上升修正值，作為最終催化劑劣化指標(biāo)。在步驟1614 中，催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)112將運(yùn)算出的最終催化劑劣化指標(biāo)與判定值進(jìn) 行比較，如果大于判定值，則在步驟1612中，催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)112 將催化劑判定為NG。在步驟1614中，催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)112如果判定 為最終催化劑劣化指標(biāo)為判定值以下，則在步驟1615中，催化劑劣化判 定機(jī)構(gòu)112將催化劑判定為OK。綜上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)發(fā) 生了劣化響應(yīng)的狀態(tài)，也能夠可靠地檢測出劣化催化劑。
權(quán)利要求
1、一種排氣凈化裝置的診斷裝置，具有檢測內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的空燃比，被應(yīng)用在具有按照將廢氣中的空燃比保持為規(guī)定值的方式調(diào)整燃料噴射量的空燃比控制裝置的內(nèi)燃機(jī)中，并安裝在催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)和安裝在催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)；以及根據(jù)該催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)和該催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的關(guān)系，檢測催化劑的劣化度的催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)；其特征在于，具備根據(jù)所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)、與所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)的比率即下降響應(yīng)比，或所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)、與所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)的比率即上升響應(yīng)比，對由所述催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)檢測出的催化劑的劣化度進(jìn)行修正的催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)；和根據(jù)該催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)的信息，判定催化劑為劣化狀態(tài)的催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 具備對所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催 化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催 化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；空燃比下降響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，其運(yùn)算由所述催化劑上游的空燃比檢測 機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標(biāo)、與由該催化劑下游的 空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標(biāo)的比率；對所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催 化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測的催 化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)；和空燃比上升響應(yīng)比檢測機(jī)構(gòu)，其運(yùn)算由所述催化劑上游的空燃比檢測 機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的上升響應(yīng)指標(biāo)、與由該催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)檢測的上升響應(yīng)指標(biāo)的比率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)將所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)和所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比，作為 催化劑劣化指標(biāo)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分，在該微分值為負(fù)的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu) 檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進(jìn)行積分，來運(yùn) 算所述催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分，在該微分值為負(fù)的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu) 檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進(jìn)行積分，來運(yùn) 算所述催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標(biāo)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)對由所述催化劑上游 的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分，在該微分值為正的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu) 檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進(jìn)行積分，來運(yùn) 算所述催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)檢測機(jī)構(gòu)對由所述催化劑下游 的空燃比檢測機(jī)構(gòu)檢測的空燃比信息進(jìn)行微分，在該微分值為正的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu) 檢測的空燃比信息運(yùn)算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進(jìn)行積分，來運(yùn) 算所述催化劑下游的空燃比上升響應(yīng)指標(biāo)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)根據(jù)所述下降響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運(yùn)算 下降修正值，通過對所述催化劑劣化指標(biāo)乘以該下降修正值，來運(yùn)算最終 劣化指標(biāo)，并根據(jù)所述上升響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運(yùn)算上升修正值，通過 對所述催化劑劣化指標(biāo)乘以該上升修正值，來運(yùn)算最終劣化指標(biāo)，所述催 化劑劣化判定機(jī)構(gòu)通過將所述最終催化劑劣化指標(biāo)與判定值進(jìn)行比較，判 定為催化劑發(fā)生了劣化。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 具備根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)的各條件來允許催化劑的劣化判定的催化劑劣化判定 許可機(jī)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)、負(fù)載在規(guī)定范圍內(nèi)、車速為規(guī)定值以 上、水溫為規(guī)定值以上、空燃比反饋控制中、催化劑為充分活化的狀態(tài)下， 所使用的傳感器類全都正常時(shí)，該催化劑劣化判定許可機(jī)構(gòu)判定為催化劑 劣化判定許可成立。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置的診斷裝置。催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)(104)根據(jù)催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)(101)與催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)(102)的關(guān)系檢測催化劑的劣化度。催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)(111)根據(jù)催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)與催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的下降響應(yīng)指標(biāo)的比率即下降響應(yīng)比，或催化劑上游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)與催化劑下游的空燃比檢測機(jī)構(gòu)的上升響應(yīng)指標(biāo)的比率即上升響應(yīng)比，對由催化劑劣化度檢測機(jī)構(gòu)檢測的催化劑的劣化度進(jìn)行修正。催化劑劣化判定機(jī)構(gòu)(112)根據(jù)催化劑劣化度修正機(jī)構(gòu)的信息判定催化劑處于劣化狀態(tài)。由此，即使催化劑下游的空燃比傳感器處于上升響應(yīng)劣化的狀態(tài)，也能夠可靠地判定劣化催化劑。
文檔編號F01N11/00GK101451461SQ20081018331
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者小田部健一, 水島賢治, 沼田明人, 福地榮作, 鴨志田平吉 申請人:株式會(huì)社日立制作所