(57)【要約】  【課題】触媒の異常発生の検知の精度を高める。  【解決手段】所定期間内の失火回数を計数して失火率を算定し、その失火率が閾値を超えたとき、燃料カット状態の継続時間を計数する。そして、その継続時間が判定基準値を超えたならば、触媒に溶損等の異常が発生したと判定する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒の異常発生を検知するためのものであって、
所定期間内の失火回数または失火率を計数する失火率計数手段と、
燃料カット状態の継続時間を計数する燃料カット時間計数手段と、
前記失火率計数手段で計数する失火回数または失火率が閾値を超え、なおかつ前記燃料カット時間計数手段で計数する燃料カット状態の継続時間が判定基準値を超えた場合に、触媒に異常が発生したと判定する判定手段と
を具備する触媒異常検知装置。
【請求項２】
前記判定手段は、内燃機関の回転数または負荷に応じて前記判定基準値を変えて判定を行うものである請求項１記載の触媒異常検知装置。
【請求項３】
前記判定手段は、失火回数または失火率が閾値を超えてから燃料カット状態となるまでの時間に応じて前記判定基準値を変えて判定を行うものである請求項１または２記載の触媒異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関に付帯する排気浄化触媒の異常発生を検知するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関で失火が起こり、未燃燃料が触媒に達すると、未燃燃料と酸素との酸化反応に伴う温度上昇によって触媒が溶損することがある。故に、このような触媒の異常発生を検知して、ユーザに通知することが必要となる。従来は、内燃機関における失火回数を計数し、失火率の多寡に基づいて触媒の異常発生を判定している（例えば、下記特許文献を参照）。
【特許文献１】特開平０９−１８４７８９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、実験的に失火を惹起して触媒の状態を観察すると、失火率が所定値以上となっても実際には触媒が溶損しないケースがあることが明らかになった。つまり、失火率のみを指標とした従来の検知手法では、触媒に異常が発生していないにもかかわらず触媒に異常が発生したと判定してしまうことがある。そしてその場合、損傷のない触媒を交換する結果になり、経済的に不合理となる。
【０００４】
以上に鑑みてなされた本発明は、触媒の異常発生の検知の精度を高めることを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、図１に示すように、所定期間内の失火回数または失火率を計数する失火率計数手段１０１と、燃料カット状態の継続時間を計数する燃料カット時間計数手段１０２と、前記失火率計数手段１０１で計数する失火回数または失火率が閾値を超え、なおかつ前記燃料カット時間計数手段１０２で計数する燃料カット状態の継続時間（燃料カット状態の累積時間であることがある）が判定基準値を超えた場合に、触媒に異常が発生したと判定する判定手段１０３とを具備する触媒異常検知装置を構成した。ここに言う失火率とは、時間あたりの失火回数であることもあれば、点火回数に対する失火回数の比であることもある。
【０００６】
触媒に未燃燃料が存在しているときに、燃料カットによって燃料を含まない空気が供給されると、未燃燃料が燃焼して触媒が溶損する温度にまで昇温する。本発明は、上記の事象に着目したものであり、失火率に加えて燃料カット状態の継続時間をも参照して触媒の異常発生を検知する。燃料カット状態の継続時間に関する判定基準値は、未燃燃料が燃焼を始める時間を推測して設定するのがよい。
【０００７】
また、前記判定手段１０３は、内燃機関の回転数または負荷に応じて前記判定基準値を変えて判定を行うものとすることが好ましい。具体的には、回転数または負荷が比較的高いとき、燃料カット状態の継続時間が比較的短くとも触媒に異常が発生したと判定する。
【０００８】
並びに、前記判定手段１０３は、失火回数または失火率が閾値を超えてから燃料カット状態となるまでの時間に応じて前記判定基準値を変えて判定を行うものとすることも好ましい。具体的には、失火回数または失火率が閾値を超えてから燃料カット状態となるまでの時間が比較的短いとき、燃料カット状態の継続時間が比較的短くとも触媒に異常が発生したと判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、触媒の異常発生の検知の精度を従前より高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図２は、自動車用エンジンを概略的に示したものである。エンジンの吸気系には、アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が設けられ、その下流側にサージタンク３が存在している。吸気系の管路には、燃料噴射弁４が設けられている。燃焼室の天井部位にはスパークプラグ５が取着されており、このスパークプラグ５にはイオン電流を測定するためのバイアス用電源６１及びイオン電流測定用回路６２が接続されている。イオン電流測定用回路６２は、燃焼室で発生したイオン電流に対応するアナログ信号ｉを出力する。エンジンの排気系には、排気ガスを浄化する触媒７が設けられる。
【００１１】
電子制御装置８は、演算処理装置８１、記憶装置８２、入力インタフェース８３や出力インタフェース８４を備えるマイクロコンピュータシステムを主体とする。電子制御装置８は、入力インタフェース８３を介して、サージタンク３内の圧力を検出する吸気圧センサ９１よりもたらされる吸気圧信号ａ、エンジンの回転状態を検出するカムポジションセンサ９２よりもたらされる気筒判別信号Ｇ１、クランク角度基準位置信号Ｇ２及びエンジン回転数信号ｂ、車速を検出する車速センサ９３よりもたらされる車速信号ｃ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するアイドルスイッチ９４よりもたらされるＬＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ９５よりもたらされる水温信号ｅ、排気ガス中の酸素濃度を計測するＯ2センサ９６よりもたらされる電流信号ｈ、イオン電流測定用回路６２よりもたらされるアナログ信号ｉ等の入力を受け付ける。並びに、電子制御装置８は、出力インタフェース８４を介して、燃料噴射弁４を制御する燃料噴射信号ｆ、スパークプラグ５を制御するイグニッションパルスｇ等を出力する。
【００１２】
電子制御装置８で実行するべきプログラムは予め記憶装置８２に格納されており、その実行の際に読み込まれて演算処理装置８１により解読される。電子制御装置８は、プログラムに従い、エンジンの運転制御を実施する。例えば、吸気圧、エンジン回転数、冷却水温等の諸条件に基づき要求される燃料噴射量（いわば、エンジン負荷）を決定し、その要求噴射量に対応する燃料噴射信号ｆを燃料噴射弁４に入力して燃料噴射を制御する。また、イオン電流（に対応するアナログ信号ｉ）の波形からエンジンの燃焼状態を判断するとともに、その燃焼状態やスロットルバルブ２の開閉状態、吸気圧、エンジン回転数等に応じて必要時に燃料カットを行う。
【００１３】
その上で、電子制御装置８は、プログラムに従い、触媒異常検知装置の要素である失火率計数手段１０１、燃料カット時間計数手段１０２、判定手段１０３としての機能を発揮する。
【００１４】
触媒７の異常発生を検知するべく電子制御装置８が実行する処理の手順を、図３のフローチャートに示す。電子制御装置８は、まず、所定期間内の失火回数を計数して失火率を算定する（ステップＳ１）。失火の発生は、例えばイオン電流波形の観測を通じて検出できる。
【００１５】
また、予め記憶装置８２に格納しているマップ情報を参照して、失火率に対する閾値を設定する（ステップＳ２）。このマップ情報は、エンジン回転数及び／またはエンジン負荷と閾値との関係を規定したものであり、エンジン回転数及び／またはエンジン負荷が高いほど閾値が低くなる傾向にある。
【００１６】
そして、失火率と閾値とを比較し（ステップＳ３）、失火率が閾値を超えた（若しくは、失火率が閾値以上となった）場合には、その時点から燃料カットが開始されるまでの時間を計数する（ステップＳ４）。失火率が閾値を超えなかった場合や、所定時間内に燃料カットが行われなかった場合（ステップＳ５）には、触媒７に異常は発生しないものとしてステップＳ６以降の処理に移行しない。
【００１７】
燃料カットが開始された暁には、燃料カット状態の継続時間を計数する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６にて、燃料カット状態となっている時間の累積値を計数するようにしても構わない。
【００１８】
また、予め記憶装置８２に格納しているマップ情報を参照して、燃料カット状態の継続時間に対する判定基準値を設定する（ステップＳ７）。このマップ情報は、エンジン回転数及び／またはエンジン負荷と判定基準値との関係を規定したものであり、エンジン回転数及び／またはエンジン負荷が低いほど判定基準値が低くなる傾向にある。さらに、判定基準値は、ステップＳ４にて計数した燃料カット開始までの経過時間の多寡に応じて補正することが好ましい。その際には、失火率が閾値を超えてから燃料カット状態となるまでの時間が短いほど、判定基準値を引き下げる。
【００１９】
そして、燃料カット状態の継続時間と判定基準値とを比較し（ステップＳ８）、継続時間が判定基準値を超えた（若しくは、継続時間が判定基準値以上となった）場合に、触媒７に異常が発生したと判定して、その旨を人間の視聴覚に訴えかける態様で通知する（ステップＳ９）。例えば、コックピット内で発光デバイスを点灯または点滅させる。
【００２０】
触媒７の異常な昇温とそれに伴う溶損等の故障は、未燃燃料が触媒７に到達し、さらにその直後に燃料カット状態となって燃料成分を含まない空気が触媒７に供給されたときに起こる。このような事象に対応して、ステップＳ３ではある程度以上の未燃燃料が存在しているか否かを判断し、ステップＳ５及びステップＳ８では未燃燃料を酸化させる十分量の空気が送り込まれたか否かを判断している。
【００２１】
本実施形態によれば、所定期間内の失火回数または失火率を計数する失火率計数手段１０１と、燃料カット状態の継続時間を計数する燃料カット時間計数手段１０２と、前記失火率計数手段１０１で計数する失火回数または失火率が閾値を超えた後に、前記燃料カット時間計数手段１０２で計数する燃料カット状態の継続時間が判定基準値を超えた場合に、触媒７に異常が発生したと判定する判定手段１０３とを具備する触媒異常検知装置を構成したため、失火率のみを指標とした従来の検知手法よりも検知の精度を高められる。
【００２２】
また、前記判定手段１０３は、内燃機関の回転数または負荷に応じて前記判定基準値を変え、並びに、失火回数または失火率が閾値を超えてから燃料カット状態となるまでの時間に応じて前記判定基準値を変えて判定を行うものであるため、触媒７の異常発生を非常に高精度に検知し得る。
【００２３】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ステップＳ７にて、燃料カット状態の継続時間に対する判定基準値を、燃料カット中に触媒７に供給される空気量に応じて設定することが考えられる。触媒７に供給される空気量は、エンジン回転数及びスロットル開度を基に推定可能である。
【００２４】
また、失火率について、時間あたりの失火回数とするのではなく、点火回数に対する失火回数の比とすることも考えられる。点火回数に対する失火回数の比と失火率とする場合、エンジン回転数が高いほど所定回点火を実行するのに要する時間が短くなることを考慮した上で失火率に対する閾値を決めるのがよい。
【００２５】
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の構成説明図。
【図２】内燃機関及び電子制御装置を示す概略図。
【図３】本発明に係る触媒異常検知装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２７】
１０１…失火率計数手段
１０２…燃料カット時間計数手段
１０３…判定手段
【図１】
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【図２】
2007187076.tif 000004
【図３】
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