(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関排気通路内に上流側から順次、第１、第２、及び第３の触媒を直列配置し、第１の触媒上流の排気通路内に第１の空燃比センサを配置し、第１の触媒と第２の触媒間の排気通路内に第２の空燃比センサを配置し、第２の触媒と第３の触媒間の排気通路内に第３の空燃比センサを配置し、第１の空燃比センサ及び第２の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第１の空燃比制御と、第１の空燃比センサ及び第３の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第２の空燃比制御とを機関運転状態に応じて切り換えるようにした内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
機関排気通路内に配置された触媒のうち第１の触媒の容量が最も小さくなっており、吸入空気量が予め定められた設定量よりも少ないときには第１の空燃比制御を行い、吸入空気量が前記設定量よりも多いときには第２の空燃比制御を行うようにした請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
第３の触媒下流の排気通路内に第４の空燃比センサを配置し、第１及び第２の空燃比制御と、第１の空燃比センサ及び第４の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第３の空燃比制御とを機関運転状態に応じて切り換えるようにした請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、機関排気通路内に配置された触媒の上流及び下流の排気通路内にそれぞれ空燃比センサを配置し、これら空燃比センサの出力信号に基づいて触媒の劣化度合いを検出するようにした内燃機関の触媒劣化検出装置が知られている。触媒の劣化度合いが大きくなるにつれて触媒前後の空燃比センサの出力信号変化の差が小さくなるので、これら空燃比センサの出力信号を比較することにより触媒の劣化度合いがわかることになる。
【０００３】
ここで、触媒を直列配置された複数の触媒から形成すれば、空燃比センサ間に位置する複数の触媒の劣化度合いがわかることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空燃比センサ間に位置する触媒の数が多くなって触媒の総容量が大きくなると、触媒下流の空燃比センサの出力信号変化の触媒劣化度合い変化に対する応答性が低下し、その結果触媒の劣化度合いを精密に検出することができなくなるという問題点がある。
【０００５】
また、機関排気通路内に配置された触媒の上流及び下流の排気通路内にそれぞれ空燃比センサを配置し、これら空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比が目標空燃比となるようにした内燃機関の空燃比制御装置も従来より知られている。この空燃比制御装置でも、空燃比センサ間に位置する触媒の総容量が大きくなると、触媒下流の空燃比センサの出力信号変化の空燃比変化に対する応答性が低下し、その結果空燃比を精密に制御することができなくなるという問題点がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は空燃比を精密に制御することができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために１番目の発明によれば、機関排気通路内に上流側から順次、第１、第２、及び第３の触媒を直列配置し、第１の触媒上流の排気通路内に第１の空燃比センサを配置し、第１の触媒と第２の触媒間の排気通路内に第２の空燃比センサを配置し、第２の触媒と第３の触媒間の排気通路内に第３の空燃比センサを配置し、第１の空燃比センサ及び第２の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第１の空燃比制御と、第１の空燃比センサ及び第３の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第２の空燃比制御とを機関運転状態に応じて切り換えるようにしている。即ち１番目の発明では、空燃比制御に用いられる一対の空燃比センサ間の触媒の容量が小さい第１の空燃比制御と、触媒容量が大きい第２の空燃比制御とが機関運転状態に応じて切り換えられるので、精密な空燃比制御が確保される。
【００１１】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、機関排気通路内に配置された触媒のうち第１の触媒の容量が最も小さくなっており、吸入空気量が予め定められた設定量よりも少ないときには第１の空燃比制御を行い、吸入空気量が前記設定量よりも多いときには第２の空燃比制御を行うようにしている。即ち２番目の発明では、吸入空気量が設定量よりも少ないときには第１の空燃比制御が行われ、吸入空気量が設定量よりも多くなると第２の空燃比制御が行われる。
【００１２】
また、３番目の発明によれば１番目の発明において、第３の触媒下流の排気通路内に第４の空燃比センサを配置し、第１及び第２の空燃比制御と、第１の空燃比センサ及び第４の空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比を制御する第３の空燃比制御とを機関運転状態に応じて切り換えるようにしている。即ち３番目の発明では、空燃比制御に用いられる一対の空燃比センサ間の触媒の容量が小さい第１の空燃比制御と、触媒容量が大きい第２の空燃比制御と、触媒容量が更に大きい第３の空燃比制御とが機関運転状態に応じて切り換えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、１は機関本体、２はピストン、３は燃焼室、４は吸気ポート、５は吸気弁、６は排気ポート、７は排気弁、８は点火栓を夫々示す。吸気ポート４は対応する吸気枝管９を介してサージタンク１０に接続され、サージタンク１０は吸気ダクト１１を介してエアクリーナ１２に接続される。吸気枝管９内には燃料噴射弁１３が配置され、吸気ダクト１１内にはスロットル弁１４が配置される。一方、排気ポート６は排気マニホルド１５を介してケーシング１６に接続され、ケーシング１６は排気管１７を介してケーシング１８に接続される。ケーシング１８は排気管１９を介してケーシング２０に接続される。ケーシング１６には第１の触媒２１が収容され、ケーシング１８には第２の触媒２２が収容され、ケーシング２０には第３の触媒２３が収容される。ケーシング２３は排気管２４に接続される。
【００１４】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６、及び出力ポート３７を具備する。吸気ダクト１１内には吸入空気の質量流量を表す出力電圧を発止する吸入空気量センサ３８が配置される。機関本体１には機関冷却水温を表す出力電圧を発止する水温センサ３９が取り付けられる。第１の触媒２１上流に位置する排気マニホルド１５には第１の空燃比センサ４１が取り付けられ、第１の触媒２１と第２の触媒２２間の排気管１７には第２の空燃比センサ４２が取り付けられる。また、第２の触媒２２と第３の触媒２３間の排気管１９には第３の空燃比センサ４３が取り付けられ、第３の触媒２３下流の排気管２４には第４の空燃比センサ４４が取り付けられる。これら空燃比センサは空燃比を表す出力電圧を発生する。これらセンサ３８，３９，４１，４２，４３，４４の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器４５を介して入力ポート３６に入力される。さらに、入力ポート３６には機関回転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４６が接続される。一方、出力ポート３７はそれぞれ対応する駆動回路４７を介して各点火栓８、各燃料噴射弁１３、及び表示装置４８にそれぞれ接続される。表示装置４８は触媒劣化度合いが許容最大劣化度合いよりも大きくなったことを表示するためのものであり、例えばランプからなる。
【００１５】
図１からわかるように、本実施態様では３つの触媒が設けられる。第３の触媒２３は主となる触媒であり、容量が最も大きくされている。これに対し、第１及び第２の触媒２１，２２は例えば第３の触媒２３が活性化していない機関始動時のための始動時触媒である。始動時触媒は速やかに活性化する必要があるからその容量は小さくされる。しかしながら容量が小さくなると排気浄化性能が低下し、主触媒２３の暖機性も低下する。そこで本実施態様では、一対の始動時触媒を設けている。ここで第１の触媒２１の容量は第２の触媒２２の容量と同じか又は小さくされており、従って排気通路内に配置された触媒のなかで第１の触媒２２の容量が最も小さくされていることになる。各触媒２１，２２，２３は例えばアルミナ担体上に白金Ｐｔのような貴金属が担持された三元触媒から形成される。
【００１６】
本実施態様では燃料噴射時間ＴＡＵが次式に基づいて算出される。
ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＫ・ＦＡＦ
ここでＴＢは基本燃料噴射時間、ＫＫは増量補正係数、ＦＡＦはフィードバック補正係数をそれぞれ示している。
基本燃料噴射時間ＴＢは空燃比を目標空燃比に一致させるのに必要な燃料噴射時間であって予め実験により定められている。このＴＢＬは例えば機関負荷（吸入空気量Ｇａ／機関回転数Ｎ）及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００１７】
増量補正係数ＫＫは暖機増量係数、加速増量係数などを一まとめにして表したものであり、補正する必要がない場合にはＫＫ＝１．０となる。
フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ４１，４２，４３，４４の出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比に一致させるためのものである。目標空燃比をどのように定めてもよいが本実施態様において目標空燃比は理論空燃比とされている。このようにすると三元触媒の優れた排気浄化性能が確保される。目標空燃比が理論空燃比の場合、空燃比センサ４１，４２，４３，４４には図２に示すように排気中の酸素濃度に応じて出力電圧が変化するセンサが用いられる。即ち、空燃比センサは空燃比が理論空燃比よりもリッチのときに０．９Ｖ程度の出力電圧を発生し、空燃比がリーンのときに０．１Ｖ程度の出力電圧を発生する。また、出力電圧が基準電圧ＶＲＥＦ（例えば０．４５ボルト）のときに空燃比はほぼ理論空燃比となる。
【００１８】
次に図３及び図４を参照してフィードバック補正係数ＦＡＦの算出方法を説明する。図３のルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図３を参照すると、まずステップ１００では第１のフィードバック実行条件が成立しているか否かが判別される。例えば機関始動時、機関冷却水温が一定値よりも低いとき、減速運転などに伴う燃料供給停止時、第１の空燃比センサ４１が活性化していないときには第１のフィードバック実行条件が不成立と判断され、それ以外は成立していると判断される。第１のフィードバック実行条件が不成立のときには次いでステップ１０１に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。第１のフィードバック実行条件が成立しているときには次いでステップ１０２に進み、第１の空燃比センサ４１の出力電圧Ｖ１が基準電圧ＶＲＥＦよりも高いか否かが判別される。Ｖ１＞ＶＲＥＦのとき即ち空燃比がリッチのときには次いでステップ１０３に進み、前回の処理サイクル時にリーンであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時にリーンのとき、即ちリーンからリッチに切り替わったときにはステップ１０４に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ値ＳＲが減算される。従って図４に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦはスキップ値ＳＲだけ急激に減少せしめられる。これに対し、前回の処理サイクル時にリッチのときにはステップ１０５に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦから積分値ＫＲ（≪ＳＲ）が減算される。従って図４に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に減少せしめられる。次いで処理サイクルを終了する。
【００１９】
一方、ステップ１０２においてＶ１≦ＶＲＥＦのときにはステップ１０６に進み、前回の処理サイクル時にリッチであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時にリッチのとき、即ちリッチからリーンに切り替わったときにはステップ１０７に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ値ＳＬが加算される。従って、図４に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦはスキップ値ＳＬだけ急激に増大せしめられる。これに対し、前回の処理サイクル時にリーンのときにはステップ１０８に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦに積分値ＫＬ（≪ＳＬ）が加算される。したがって図４に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に増大せしめられる。次いで処理サイクルを終了する。
【００２０】
空燃比がリッチになるとフィードバック補正係数ＦＡＦが減少されれて燃料噴射量が減少され、空燃比がリーンになるとフィードバック補正係数ＦＡＦが増大されて燃料噴射量が増大される。このようにして空燃比が理論空燃比に一致せしめられる。
このように本実施態様では第１の空燃比センサ４１の出力信号に基づきフィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。第１の空燃比センサ４１は空燃比センサのうち最も燃焼室３に近くかつ触媒２１，２２，２３の上流にあり、従って応答性よく空燃比を制御することができる。しかしながら燃焼室３に近い位置では排気が十分に混合・撹拌されていないために空燃比センサ４１の出力信号にばらつきが生ずる恐れがある。
【００２１】
一方、触媒を通過した後の排気は十分に混合・撹拌されており、空燃比センサ出力がばらつきにくい。従って、触媒下流に配置されている第２、第３、及び第４の空燃比センサ２２，２３，２４を下流側センサと称すると、下流側センサの出力信号に基づいてフィードバック補正係数ＦＡＦを補正すれば正確に空燃比を制御できることになる。
【００２２】
そこで本実施態様では、下流側センサの出力信号に基づいてスキップ値ＳＲ，ＳＬをフィードバック補正するようにしている。具体的には、下流側センサの出力電圧ＶＲが基準電圧ＶＲＥＦよりも高いとき即ち空燃比がリッチのときにはスキップ値ＳＲが小さな一定値ｄｓだけ増大され、スキップ値ＳＬがｄｓだけ減少される。その結果、図４からわかるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが減少される。また、ＶＲ≦ＶＲＥＦのとき即ち空燃比がリーンのときにはスキップ値ＳＲが小さな一定値ｄｓだけ減少され、スキップ値ＳＬがｄｓだけ増大される。その結果、図４からわかるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが増大される。なお、スキップ値ＳＲ，ＳＬの和は一定のＳＳに維持されている。
【００２３】
従って一般的に言うと、触媒上流に配置された上流側センサ即ち第１の空燃比センサ４１と、触媒下流に配置された下流側センサとにより空燃比制御が行われることになる。
上述した排気の混合・撹拌作用は排気通路下流に向かうにつれて大きくなる。従ってこの点から言うと、下流側センサは排気通路のできるだけ下流に配置するのが好ましいことになる。ところが、下流側センサの位置が排気通路下流に向かうにつれて上流側センサと下流側センサ間に位置する触媒の総容量が大きくなるために下流側センサの応答性が低くなり、このためフィードバック補正係数ＦＡＦが正規の値からずれる恐れがある。
【００２４】
一方、吸入空気量Ｇａが少ないときには多いときに比べて空燃比に対するフィードバック補正係数ＦＡＦのずれの影響が大きい。
そこで、吸入空気量Ｇａが少ないときには上流側センサと下流側センサ間に位置する触媒の総容量が小さくなるようにし、吸入空気量Ｇａが多いときには上流側センサと下流側センサ間に位置する触媒の総容量が大きくなるようにすれば、空燃比を精密に制御できることになる。これが本発明の基本的な考え方である。
【００２５】
本実施態様では、下流側センサとして第２の空燃比センサ４２を用いると上流側及び下流側センサ間の触媒総容量が最も小さくなり、下流側センサとして第３の空燃比センサ４３を用いると触媒総容量が大きくなり、下流側センサとして第４の空燃比センサ４４を用いると触媒総容量がさらに大きくなる。特に、第１の触媒２１の容量は最小にされているので、下流側センサとして第２の空燃比センサ４２を用いると触媒総容量が非常に小さくなる。
【００２６】
そこで、吸入空気量Ｇａが予め定められた第１の設定量Ｇ１よりも少ないときには下流側センサとして第２の空燃比センサ４２を用い、吸入空気量Ｇａが第１の設定量Ｇ１よりも多く、かつ第１の設定量Ｇ１よりも多く定められた第２の設定量Ｇ２よりも少ないときには下流側センサとして第３の空燃比センサ４３を用い、吸入空気量Ｇａが第２の設定量Ｇ２よりも多いときには下流側センサとして第３の空燃比センサ４３を用いるようにしている。
【００２７】
即ち、Ｇａ＜Ｇ１のときには第１の空燃比センサ４１と第２の空燃比センサ４２とによる第１の空燃比制御が行われ、Ｇ１≦Ｇａ＜Ｇ２のときには第１の空燃比センサ４１と第３の空燃比センサ４３とによる第２の空燃比制御が行われ、Ｇ２≦Ｇａのときには第１の空燃比センサ４１と第４の空燃比センサ４４とによる第３の空燃比制御が行われることになる。更に言い換えると、第１、第２、及び第３の空燃比制御が吸入空気量Ｇａに応じて切り換えられる。
【００２８】
図５は本実施態様におけるスキップ値ＳＲ，ＳＬの算出ルーチンである。このルーチンは図３のルーチンよりも長い設定時間毎の割り込みによって実行される。
図５を参照すると、まずステップ１２０では第２のフィードバック実行条件が成立しているか否かが判別される。例えば、第１のフィードバック実行条件の不成立時、機関暖機運転時、機関アイドリング運転時、第２、第３、及び第４の空燃比センサ４２，４３，４４が活性化していないときには第２のフィードバック実行条件が不成立と判断され、それ以外は成立していると判断される。第２のフィードバック実行条件が不成立のときには処理サイクルを終了する。これに対し第２のフィードバック実行条件が成立しているときには次いでステップ１２１に進む。
【００２９】
ステップ１２１では吸入空気量Ｇａが第１の設定量Ｇ１よりも少ないか否かが判別される。Ｇａ＜Ｇ１のときには次いでステップ１２２に進み、下流側センサ出力電圧ＶＲが第２の空燃比センサ４２の出力電圧Ｖ２とされる。従って第１の空燃比制御が行われる。次いでステップ１２６に進む。Ｇａ≧Ｇ１のときには次いでステップ１２３に進み、吸入空気量Ｇａが第２の設定量Ｇ２よりも少ないか否かが判別される。Ｇａ＜Ｇ２のときには次いでステップ１２４に進み、下流側センサ出力電圧ＶＲが第３の空燃比センサ４３の出力電圧Ｖ３とされる。従って第２空燃比制御が行われる。次いでステップ１２６に進む。Ｇａ≧Ｇ２のときには次いでステップ１２５に進み、下流側センサ出力電圧ＶＲが第４の空燃比センサ４４の出力電圧Ｖ４とされる。従って第３の空燃比制御が行われる。次いでステップ１２６に進む。
【００３０】
ステップ１２６では下流側センサ出力電圧ＶＲが基準電圧ＶＲＥＦよりも高いか否かが判別される。ＶＲ＞ＶＲＥＦのとき即ち空燃比がリッチのときにはステップ１２７に進んでスキップ値ＳＲが小さな一定値ｄｓだけ増大される。次いでステップ１２９に進む。これに対し、ＶＲ≦ＶＲＥＦのとき即ち空燃比がリーンのときにはステップ１２８に進んでスキップ値ＳＲが小さな一定値ｄｓだけ減少される。次いでステップ１２９に進む。ステップ１２９ではスキップ値ＳＬが算出される（ＳＬ＝ＳＳ−ＳＲ）。
【００３１】
図６は燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図６を参照すると、まずステップ１４０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出され、続くステップ１４１では増量補正係数ＫＫが算出される。続くステップ１４２では燃料噴射時間ＴＡＵが算出される（ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＫ・ＦＡＦ）。
【００３２】
次に、触媒劣化度合いの検出方法について説明する。
三元触媒ような触媒は一般的に酸素貯蔵能力を備えており、実際の空燃比がリッチからリーンに切り替わると触媒内に酸素が貯蔵され、リーンからリッチに切り替わると触媒から貯蔵されている酸素が放出される。従って、上流側センサと比べて下流側センサの出力電圧変化の振幅が小さくなり、周期が長くなる。一方、触媒劣化度合いが大きくなると触媒の酸素貯蔵能力が低下するので、下流側センサの出力電圧変化の振幅が大きくなり、周期が短くなる。触媒が完全に劣化すると下流側センサの出力電圧変化の振幅及び周期は上流側センサの振幅及び周期に一致する。
【００３３】
従って、上流側及び下流側センサの出力電圧変化を比較すれば触媒劣化度合いがわかることになる。そこで本実施態様では、上流側センサ４１の出力電圧変化の振幅ＡＭＰ１に対する下流側センサの出力電圧変化の振幅ＡＭＰＲの比ＡＭＰＲ／ＡＭＰ１を求め、このＡＭＰＲ／ＡＭＰ１でもって触媒劣化度合いＤＤを表すようにしている。
【００３４】
この場合、上流及び下流側センサ間に位置する触媒の総容量が大きくなると、実際の触媒劣化度合いの変化に対する触媒劣化度合いＤＤの応答性が低下する。その結果、触媒劣化度合いを精密に検出することができなくなる。
そこで、触媒劣化度合いＤＤが小さいときには上流側センサと下流側センサ間に位置する触媒の総容量が小さくなるようにし、触媒劣化度合いＤＤが多いときには上流側センサと下流側センサ間に位置する触媒の総容量が大きくなるようにすれば、触媒劣化度合いを精密に検出できることになる。これが本発明の基本的な考え方である。
【００３５】
本実施態様では、触媒劣化度合いＤＤが予め定められた第１の設定度合いＤ１よりも少ないときには下流側センサとして第２の空燃比センサ４２を用い、触媒劣化度合いＤＤが第１の設定度合いＤ１よりも大きく、かつ第１の設定度合いＤ２よりも大きく定められた第２の設定度合いＤ２よりも小さいときには下流側センサとして第３の空燃比センサ４３を用い、触媒劣化度合いＤＤが第２の設定度合いＤ２よりも大きいときには下流側センサとして第３の空燃比センサ４３を用いるようにしている。
【００３６】
即ち、ＤＤ＜Ｄ１のときには第１の空燃比センサ４１と第２の空燃比センサ４２とによる第１の触媒劣化検出が行われ、Ｄ１≦ＤＤ＜Ｄ２のときには第１の空燃比センサ４１と第３の空燃比センサ４３とによる第２の触媒劣化検出が行われ、Ｄ２≦ＤＤのときには第１の空燃比センサ４１と第４の空燃比センサ４４とによる第３の触媒劣化検出が行われることになる。更に言い換えると、第１、第２、及び第３の触媒劣化検出が触媒劣化度合いＤＤに応じて切り換えられる。
【００３７】
第１の触媒劣化検出において実際に検出されるのは第１の触媒２１の劣化度合いであり、第２の触媒劣化検出において実際に検出されるのは第１及び第２の触媒２１，２２の劣化度合いである。従って、第１及び第２の触媒劣化検出では触媒全体の劣化度合いを検出できないかに見える。
しかしながら、触媒の劣化は排気上流側から順次進行すると考えられる。従って、触媒全体の劣化度合いＤＤが小さいときには第１の触媒２１の劣化度合いが触媒全体の劣化度合いを表しており、第１の触媒２１の劣化度合いを検出すればそれで足りる。また、触媒全体の劣化度合いＤＤがいくらか大きくなったときには第１及び第２の触媒２１，２２の劣化度合いが触媒全体の劣化度合いを表している。従って、触媒劣化度合いＤＤは検出方法に関わらず、触媒全体の劣化度合いを表していることになる。言い換えると、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化度合いを検出することにより、触媒全体の劣化度合いを求めていることになる。
【００３８】
図７は本実施態様における劣化検出ルーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図７を参照すると、まずステップ１６０では劣化検出条件が成立しているか否かが判別される。例えば、第１及び第２のフィードバック実行条件が不成立のとき、先の触媒劣化検出からの車両走行距離の積算値が一定値以上でないときには劣化検出条件が不成立と判断され、それ以外は成立していると判断される。劣化検出条件が不成立のときには処理サイクルを終了する。これに対し劣化検出条件が成立しているときには次いでステップ１６１に進み、触媒劣化度合いＤＤが第１の設定度合いＤ１よりも小さいか否かが判別される。ＤＤ＜Ｄ１のときには次いでステップ１６２に進み、第２の空燃比センサ４２の出力電圧の振幅ＡＭＰ２が算出される。続くステップ１６３ではこのＡＭＰ２が下流側センサ出力電圧の振幅ＡＭＰＲとされる。従って第１の触媒劣化検出が行われる。次いでステップ１６９に進む。これに対し、ＤＤ≧Ｄ１のときには次いでステップ１６４に進み、触媒劣化度合いＤＤが第２の設定度合いＤ２よりも小さいか否かが判別される。ＤＤ＜Ｄ２のときには次いでステップ１６５に進み、第３の空燃比センサ４３の出力電圧の振幅ＡＭＰ３が算出される。続くステップ１６６ではこのＡＭＰ３がＡＭＰＲとされる。従って第２の触媒劣化検出が行われる。次いでステップ１６９に進む。これに対し、ＤＤ≧Ｄ２のときには次いでステップ１６７に進み、第４の空燃比センサ４４の出力電圧の振幅ＡＭＰ４が算出される。続くステップ１６８ではこのＡＭＰ４がＡＭＰＲとされる。従って第３の触媒劣化検出が行われる。次いでステップ１６９に進む。
【００３９】
ステップ１６９では第１の空燃比センサ４１の出力心電圧の振幅ＡＭＰ１が算出される。続くステップ１７０では触媒劣化度合いＤＤが算出される（ＤＤ＝ＡＭＰＲ／ＡＭＰ１）。続くステップ１７１では触媒劣化度合いＤＤが許容最大劣化度合いＤ０よりも大きいか否かが判別される。ＤＤ＞Ｄ０のときには次いでステップ１７２に進み、表示装置４８を作動させる（ＯＮ）。これに対しＤＤ≦Ｄ０のときには次いでステップ１７３に進み、表示装置４８を停止させる（ＯＦＦ）。
【００４０】
上述の実施態様では、第３の触媒２３下流に第４の空燃比センサ４４を配置している。しかしながら、第４の空燃比センサ４４をを省略し、第１及び第２の空燃比制御、並びに第１及び第２の触媒劣化検出を行うようにすることもできる。また、上述の実施態様では、上流側及び下流側センサの振幅比により触媒劣化度合いを表すようにしている。しかしながら、上流側及び下流側センサの出力電圧変化の周期又は軌跡長などに基づいて触媒劣化度合いを表すようにすることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
空燃比を精密に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】空燃比センサの出力電圧を示す線図である。
【図３】フィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】フィードバック補正係数ＦＡＦの変化を示す線図である。
【図５】スキップ値ＳＲ，ＳＬの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】劣化検出ルーチンを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…機関本体
１３…燃料噴射弁
１５…排気マニホルド
２１，２２，２３…触媒
４１，４２，４３，４４…空燃比センサ
【図１】
0003775141.tif 000002
【図２】
0003775141.tif 000003
【図３】
0003775141.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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