JP3759578B2 - 排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置した排出ガス浄化システムに適用される排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車の排出ガス浄化システムにおいては、特許第２９４６３７９号公報に示すように、排出ガス浄化率を高めるために、排気通路に２個の触媒を直列に設置し、上流側触媒の上流側／下流側と下流側触媒の下流側にそれぞれ空燃比センサ（又は酸素センサ）を設置したものがある。このような２触媒システムにおいて、上流側触媒の劣化診断を行う場合、従来の１触媒システムと同様に、上流側触媒の上流側センサの出力と下流側センサの出力の周波数比や振幅比等から上流側触媒の劣化の有無を診断することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上流側触媒の劣化を精度良く検出するには、空燃比制御条件を触媒劣化診断に適した条件に強制的に切り換えて、上流側触媒の下流側センサの出力の挙動に上流側触媒の劣化の影響が大きく現れるようにする必要がある。このため、上流側触媒の劣化診断時には、上流側触媒の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加する傾向があるため、下流側触媒で浄化すべき未浄化ガス成分が増加する傾向がある。しかし、上流側触媒の劣化診断時には、空燃比制御条件が触媒劣化診断に適した条件に強制的に切り換えられるため、下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインドウ（排出ガス浄化率の高い範囲）から外れる傾向がある。このため、上流側触媒の劣化診断時には、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加する傾向があるにも拘らず、下流側触媒の排出ガス浄化率が低下する傾向があり、触媒劣化診断時の排気エミッションが悪化する可能性がある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、排気エミッションを悪化させることなく、上流側触媒の劣化診断を精度良く行うことができる排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置は、内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置すると共に、これら複数の触媒のうち上流側触媒の上流側／下流側と下流側触媒の下流側にそれぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置し、触媒劣化診断手段によって、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて上流側触媒の劣化の有無を判定する。この際、触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に下流側触媒の下流側センサの出力が、該下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が該下流側触媒の浄化ウインド内となるための所定範囲内となるように空燃比を制御する。
【０００６】
下流側触媒の下流側センサの出力（下流側触媒の流出ガスの空燃比）は、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比を反映するパラメータとなるため、下流側触媒の下流側センサの出力が所定範囲内となるように空燃比を制御すれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒の浄化ウインド内に制御することが可能となる。このため、上流側触媒の劣化診断時に上流側触媒の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加しても、その未浄化ガス成分を下流側触媒で効率良く浄化することができ、上流側触媒の劣化の有無を精度良く判定しながら、排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【０００７】
一方、請求項２のように、下流側触媒の下流側センサの出力が前記所定範囲内となっている期間中に上流側触媒の劣化診断を実行するようにしても良い。このようにすれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインド内に収まっている期間中に上流側触媒の劣化診断を実行することが可能となり、上記請求項１と同じ効果を得ることができる。
【０００８】
尚、請求項１と請求項２の発明は、それぞれ単独で実施しても良いが、請求項３のように、請求項１と請求項２の発明を組み合わせて実施しても良く、このようにすれば、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【０００９】
更に、請求項４のように、下流側触媒の下流側センサの出力が所定範囲内となっている状態が所定時間継続した後に触媒劣化診断を開始するようにしても良い。このようにすれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインド内で安定していることを確認してから触媒劣化診断を開始することができ、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【００１０】
また、請求項５のように、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の下流側センサの出力に応じて上流側触媒の下流側センサの目標電圧を設定するようにしても良い。このようにすれば、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の流出ガスの空燃比（下流側触媒の下流側センサの出力）の変化に応じて下流側触媒の流入ガスの目標空燃比（上流側触媒の下流側センサの目標電圧）を応答性良く可変することができ、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の流入ガスの空燃比を下流側触媒の浄化ウインド内に確実に制御することができる。
【００１１】
ところで、上流側触媒の劣化診断は、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて行われるが、該センサの出力は、該センサの目標電圧を中心にしてリッチ側とリーン側とに交互に変動し、その変動幅（振幅）が該触媒の劣化度合によって変化する他、該センサの目標電圧によっても変化する特性がある。
【００１２】
従って、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて上流側触媒の劣化診断を行う場合は、請求項６のように、上流側触媒の下流側センサの目標電圧（又は下流側触媒の下流側センサの出力）に応じて触媒劣化判定条件を補正するようにしても良い。このようにすれば、上流側触媒の下流側センサの目標電圧に応じて該センサの出力の変動幅（振幅）が変化するのに対応して触媒劣化判定条件を適正に補正することができ、触媒劣化診断精度を向上させることができる。尚、この触媒劣化判定条件の補正は、上流側触媒の下流側センサの目標電圧に代えて、下流側触媒の下流側センサの出力を用いても良い。この理由は、上流側触媒の下流側センサの目標電圧を下流側触媒の下流側センサの出力に応じて設定するシステムでは、上流側触媒の下流側センサの目標電圧が下流側触媒の下流側センサの出力に連動して変化するためである。
【００１３】
ところで、空燃比センサ（酸素センサ）は、活性状態に昇温するまで、排出ガスの空燃比を精度良く検出できないため、不活性状態のセンサ出力に基づいて触媒劣化診断を行えば、上流側触媒が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、触媒劣化診断時に、空燃比制御に用いるセンサが不活性状態であれば、実空燃比が目標値から大きくずれて排出ガス浄化率が低下する結果となる。
【００１４】
そこで、請求項７のように、上流側触媒の上流側センサ、上流側触媒の下流側センサ、下流側触媒の下流側センサのうち少なくとも１つが不活性状態のときには、触媒劣化診断を禁止するようにすると良い。このようにすれば、センサの不活性に起因する触媒劣化の誤診断や触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を未然に防ぐことができる。
【００１５】
また、触媒は、活性状態に昇温するまで、排出ガス浄化率が低くなっているため、上流側触媒が活性状態に昇温していないときに、上流側触媒の触媒劣化診断を実施すると、上流側触媒が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、下流側触媒が活性状態に昇温していないときに、上流側触媒の触媒劣化診断を実施すると、触媒劣化診断による上流側触媒の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒で補うことができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。
【００１６】
そこで、請求項８のように、上流側触媒と下流側触媒の触媒温度がそれぞれ所定範囲内のときに触媒劣化診断を実行するようにすると良い。このようにすれば、上流側触媒と下流側触媒が共に活性状態のときに触媒劣化診断を実行することができ、触媒劣化の誤診断を防止しながら、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を確実に防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項９のように、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を禁止するようにしても良い。下流側触媒の下流側センサが異常状態であっても、上流側触媒の上流側／下流側センサが正常であれば、上流側触媒の触媒劣化診断は可能であるが、本発明は、下流側触媒の下流側センサの出力を利用して触媒劣化診断時の排出ガス浄化率を向上するものであるため、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を実行すると、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を禁止すれば、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を防止できる。
【００１８】
一方、触媒劣化診断期間中に排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を実行すれば、上流側触媒の下流側センサの出力の挙動に上流側触媒の劣化の有無の差が大きく現れるようになり、上流側触媒の触媒劣化診断精度を向上できる。しかし、上流側触媒が活性状態になるまでは、上流側触媒の浄化能力があまり高くないため、ディザ制御の制御量（スキップ量）を大きくすると、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加して、その未浄化ガス成分を下流側触媒で浄化しきれなくなる可能性がある。
【００１９】
この対策として、請求項１０のように、触媒劣化診断期間中に、触媒温度、その代用情報である冷却水温、始動後経過時間のうちの少なくとも１つに応じて、ディザ制御の制御量及び／又はディザ制御の実行時期を決定するようにしても良い。このようにすれば、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じてディザ制御の制御量を可変したり、ディザ制御の実施時期を適正化することができ、下流側触媒の浄化能力を越えない範囲でディザ制御を実施することができる。これにより、触媒暖機の途中でも、可能な限り触媒劣化診断精度を高めながら、排出ガス浄化率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられている。
【００２１】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。
【００２２】
一方、エンジン１１の排気管２１（排気通路）の途中には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の上流側触媒２２と下流側触媒２３が直列に配置されている。上流側触媒２２の上流側／下流側と下流側触媒２３の下流側には、それぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第１〜第３センサ２４〜２６が設置されている。本実施形態（１）では、第１センサ２４は、排出ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサが用いられ、一方、第２及び第３センサ２５，２６は、排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサが用いられている。
【００２３】
更に、上流側触媒２２と下流側触媒２３には、それぞれ触媒温度を検出する第１及び第２温度センサ２７，２８（触媒温度判定手段）が設けられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ２９や、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ３０が取り付けられている。
【００２４】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３１に入力される。このＥＣＵ３１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された空燃比フィードバック制御プログラムとサブフィードバック制御プログラムを実行し、第１センサ２４と第２センサ２５の出力に基づいて排出ガスの空燃比を制御する。この場合、空燃比フィードバック制御プログラムは、第１センサ２４の出力に基づいて上流側触媒２２上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比λTGに一致させるように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック補正するための空燃比フィードバック補正係数（以下「メインＦ／Ｂ補正係数」と表記する）ＦＡＦ１を算出する。
【００２５】
一方、サブフィードバック制御プログラムは、上流側触媒２２下流側の空燃比を制御目標値（例えば理論空燃比）に一致させるように、第２センサ２５の出力に基づいて上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGを補正するためのサブフィードバック補正係数（以下「サブＦ／Ｂ補正係数」と表記する）ＦＡＦ２を次のようにして算出する。まず、第２センサ２５の出力電圧が制御目標値（例えば理論空燃比）に相当する電圧（例えば０．４５Ｖ）より高いか低いかによって、リッチかリーンかを判定し、図６に示すように、リッチの期間中は、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２に積分項を積算する処理を繰り返し、リッチからリーンに反転するときに、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２からスキップ項を減算する。そして、リーンの期間中は、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２から積分項を減算する処理を繰り返し、リーンからリッチに反転するときに、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２にスキップ項を加算する。これにより、第２センサ２５の出力のリーン／リッチが反転する毎に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２をリッチ／リーン側に交互にスキップさせて、上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGをリッチ／リーン側に交互にスキップさせる。
【００２６】
前記空燃比フィードバック制御プログラムは、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２で設定された目標空燃比λTGと第１センサ２４の出力との偏差を小さくするようにメインＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ１を算出すると共に、エンジン運転状態に応じてマップ等から基本燃料噴射量を算出し、この基本燃料噴射量をメインＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ１と他の補正係数（例えば水温補正係数、学習補正係数等）で補正して最終的な燃料噴射量を算出する。
【００２７】
また、ＥＣＵ３１は、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラム及び図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムを周期的に実行することで、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する触媒劣化診断手段として機能する。図２及び図３乃至図５のプログラムによる触媒劣化診断の特徴は、第３センサ２６（下流側触媒２３の下流側センサ）の出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒２２の触媒劣化診断を実行すると共に、この触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内に維持されるように第３センサ２６の出力電圧に応じて第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）を設定することで、触媒劣化診断時に下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に保持することである。
【００２８】
ＥＣＵ３１は、触媒劣化診断期間中に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２の積分項とスキップ項のゲイン（倍率）を大きい値に変更して、排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に大きく反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を実行することで、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにする。上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加することから、例えば、次の▲１▼〜▲５▼のいずれかの方法で上流側触媒２２の劣化の有無を判定すれば良い。
【００２９】
▲１▼センサ出力の軌跡長を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加して、第２センサ２５の出力の軌跡長が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３０】
▲２▼センサ出力の面積（センサ出力と目標値との差の積算値）を用いる方法
上流側触媒２２の劣化により、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加すると、第２センサ２５の出力の面積（センサ出力と目標値との差の積算値）が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３１】
▲３▼センサ出力のリッチ／リーンの反転回数（周波数、周期）を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の周波数（リッチ／リーンの反転回数）が増加し、周期が短くなる特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３２】
▲４▼センサ出力の振幅を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３３】
尚、上記▲１▼〜▲４▼の方法は、第２センサ２５の出力から算出した値のみで判定しても良いが、第１センサ２４の出力の変動の影響を排除するために、第１センサ２４の出力から算出した値と第２センサ２５の出力から算出した値とを比較して、その比較結果から上流側触媒２２の劣化の有無を判定することが好ましい。
【００３４】
▲５▼センサの応答遅れ時間を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、上流側触媒２２のストレージ量（排出ガス成分の飽和吸着量）が減少するため、上流側触媒２２で浄化されずに通り抜ける排出ガス成分が増加する。この関係で、目標空燃比λTGのリッチ／リーンを反転させてから第２センサ２５の出力のリッチ／リーンが反転するまでの応答遅れ時間は、上流側触媒２２が劣化すると短くなる。従って、第２センサ２５の応答遅れ時間が所定の判定値以下であるか否かで、上流側触媒２２の劣化の有無を判定することができる。
【００３５】
図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムは、上記▲１▼の方法を用いて上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。以下、図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラム及び図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムの処理内容を説明する。
【００３６】
［触媒劣化診断実行条件判定］
図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行され、まず、ステップ１０１〜１０５で、触媒劣化診断実行条件が成立しているか否かを判定する。触媒劣化診断実行条件は、例えば次の▲１▼〜▲５▼である。
【００３７】
▲１▼第１〜第３センサ２４〜２６が全て異常でないこと（ステップ１０１）
▲２▼所定の運転条件が成立していること（ステップ１０２）
▲３▼第１〜第３センサ２４〜２６が全て活性状態であること（ステップ１０３）
▲４▼上流側及び下流側触媒２２，２３が共に活性状態であること（ステップ１０４）
▲５▼第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内（Ｋ１＜第３センサ出力電圧＜Ｋ２）であること（ステップ１０５）
【００３８】
この場合、第３センサ２６が異常であっても、第１センサ２４と第２センサ２５が正常であれば、上流側触媒２２の劣化診断は可能であるが、第３センサ２６の異常時に触媒劣化診断を実行すると、下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比を第３センサ２６の出力に基づいて下流側触媒２３の浄化ウインドウ内に制御できないため、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、第１〜第３センサ２４〜２６が全て異常でないことを第１の触媒劣化診断実行条件▲１▼として、ステップ１０１で、第１〜第３センサ２４〜２６のいずれか１つでも異常と判断されれば、触媒劣化診断を禁止する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいうセンサ異常時触媒劣化診断禁止手段に相当する役割を果たす。
【００３９】
また、ステップ１０２（第２の触媒劣化診断実行条件▲２▼）で判定する所定の運転条件は、例えばエンジン回転速度、車速、エンジン負荷、冷却水温等が、それぞれ所定範囲内にあるときに成立する。
【００４０】
また、第１センサ２４や第２センサ２５が不活性状態のときに触媒劣化診断を実施すると、上流側触媒２２の劣化の有無を精度良く判定できず、触媒劣化診断精度が低下する。また、第３センサ２６が不活性状態のときに触媒劣化診断を実施すると、下流側触媒２３の流入ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に精度良く制御することができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、第１〜第３センサ２４〜２６が全て活性状態であることを第３の触媒劣化診断実行条件▲３▼として、ステップ１０３で、第１〜第３センサ２４〜２６のいずれか１つでも不活性状態と判定されれば、触媒劣化診断を禁止する。このステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいうセンサ不活性時触媒劣化診断禁止手段に相当する役割を果たす。
【００４１】
また、上流側触媒２２が不活性状態のときは、上流側触媒２２の浄化能力が低下した状態となっているため、上流側触媒２２の劣化診断を実施すると、上流側触媒２２が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、下流側触媒２３が不活性状態のときは、下流側触媒２３の浄化能力が低下した状態となっているため、触媒劣化診断による上流側触媒２２の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒２３で補うことができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、上流側及び下流側触媒２２，２３が共に活性状態であることを第４の触媒劣化診断実行条件▲４▼とし、ステップ１０４で、両触媒２２，２３のいずれか一方でも不活性状態と判定されれば、触媒劣化診断を禁止する。尚、上流側及び下流側触媒２２，２３が活性状態であるか否かは、第１及び第２温度センサ２７，２８で検出した両触媒２２，２３の触媒温度が共に活性温度範囲内か否かによって判定する。
【００４２】
また、ステップ１０５（第５の触媒劣化診断実行条件▲５▼）で判定する第３センサ２６の出力電圧の所定範囲（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）は、下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内となるような範囲に設定されている。従って、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内であることを第５の触媒劣化診断実行条件▲５▼とすれば、下流側触媒２３に流入れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内に制御されている期間中に触媒劣化診断を実行することができる。
【００４３】
以上説明した第１乃至第５の触媒劣化診断実行条件▲１▼〜▲５▼を全て満たせば、最終的に触媒劣化診断実行条件が成立し、ステップ１０６に進み、実行条件成立フラグを「１」にセットして、本プログラムを終了する。
【００４４】
一方、第１乃至第５の触媒劣化診断実行条件▲１▼〜▲５▼のいずれか１つでも満たさない条件があれば、触媒劣化診断実行条件が不成立となり、ステップ１０７に進み、実行条件成立フラグを「０」にリセットして、本プログラムを終了する。
【００４５】
［触媒劣化診断］
図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう触媒劣化診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、前回の演算時から今回までの第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を、今回の出力Ａ(i) と前回の出力Ａ(i-1) との差の絶対値から求める。
ΔＦｒｏｎｔ(i) ＝｜Ａ(i) −Ａ(i-1) ｜
【００４６】
この後、ステップ２０２で、前回の演算時から今回までの第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を、今回の出力Ｂ(i) と前回の出力Ｂ(i-1) との差の絶対値から求める。
ΔＲｅａｒ(i) ＝｜Ｂ(i) −Ｂ(i-1) ｜
【００４７】
次のステップ２０３で、実行条件成立フラグ＝１か否かによって触媒劣化診断実行条件が成立しているか否かを判定し、触媒劣化診断実行条件が不成立の場合は、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００４８】
触媒劣化診断実行条件が成立している場合は、ステップ２０４に進み、触媒劣化診断実行条件成立後の経過時間をカウントする判定時間カウンタをインクリメントして、次のステップ２０５で、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間（例えば５ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間に達するまでは、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。これは、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）で安定するまで暫く待つためである。
【００４９】
その後、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間に達した時点で、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内で安定した、つまり、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内で安定していると判断して、図４のステップ２０６に進み、第３センサ２６の出力電圧をパラメータとする第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）のマップを検索して、現在の第３センサ２６の出力電圧に応じた第２センサ２５の目標電圧を算出する。
【００５０】
この場合、第２センサ２５の目標電圧のマップは、第３センサ２６の出力電圧（下流側触媒２３の流出ガスの空燃比）が所定範囲（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）では、第３センサ２６の出力電圧が高くなる（リッチになる）に従って、第２センサ２５の目標電圧が低くなる（リーンになる）ように設定されている。更に、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ｋ１以下の領域では、第２センサ２５の目標電圧が上限値で一定となり、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ｋ２以上の領域では、第２センサ２５の目標電圧が下限値で一定となるように設定されている。これにより、第２センサ２５の目標電圧（下流側触媒２３の流入ガスの目標空燃比）は、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内となるように設定される。
【００５１】
この後、ステップ２０７に進み、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項のゲイン（倍率）を大きい値に変更すると共に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２の積分項のゲインも大きい値に変更して、排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に大きく反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を開始する。これにより、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようになる。この際、スキップ項と積分項のゲインの変更量は、同じでも良いが、異なる変更量に設定しても良い。
【００５２】
この後、ステップ２０８で、第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を積算し、出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを更新する。
ΣΔＦｒｏｎｔ＝ΣΔＦｒｏｎｔ＋ΔＦｒｏｎｔ(i)
更に、ステップ２０９で、第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を積算し、出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒを更新する。
ΣΔＲｅａｒ＝ΣΔＲｅａｒ＋ΔＲｅａｒ(i)
【００５３】
この後、図５のステップ２１０に進み、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算終了時間（例えば３０ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、積算終了時間に達していなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。その後、判定時間カウンタのカウント値が積算終了時間に達した時点で、ステップ２１１に進み、第１センサ２４の出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを基準にして第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒの大きさを相対的に表す触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを算出する。
ＭｏｎＰａｒａ＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ
【００５４】
この後、ステップ２１２で、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを所定の劣化判定値と比較し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値以下であれば、上流側触媒２２が正常と判定し（ステップ２１４）、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値よりも大きければ、上流側触媒２２の劣化と判定する（ステップ２１３）。
【００５５】
以上説明した本実施形態（１）の触媒劣化診断の実行例を図６のタイムチャートを用いて説明する。触媒劣化診断期間中は、触媒劣化診断用ディザ制御を実行して、下流側センサ２４の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにするため、上流側触媒２２の触媒劣化診断精度は向上するが、上流側触媒２２の排出ガス浄化率が通常制御時よりも低下する。
【００５６】
従来は、図６に点線で示すように、触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲外となって下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインドから外れてしまうことがあったので、上流側触媒２２の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒２３で補うことができず、排気エミッションが悪化する可能性があった。
【００５７】
これに対して、本実施形態（１）では、図６に実線で示すように、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒２２の劣化診断を実行すると共に、この触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内に維持されるように第３センサ２６の出力電圧に応じて第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）を設定するので、触媒劣化診断時に下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に確実に保持することができる。このため、上流側触媒２２の劣化診断時に上流側触媒２２の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒２２を通り抜ける未浄化ガス成分が増加しても、その未浄化ガス成分を下流側触媒２３で効率良く浄化することができ、上流側触媒２２の劣化の有無を精度良く判定しながら、排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００５８】
しかも、本実施形態（１）では、第３センサ２６の出力が所定範囲内となっている状態が所定時間（積算開始時間）継続した後に触媒劣化診断を開始するようにしたので、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内で安定していることを確認してから触媒劣化診断を開始することができ、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【００５９】
尚、本実施形態（１）では、両触媒２２，２３の温度を温度センサ２７，２８で検出するようにしたが、この温度センサ２７，２８を省略して、冷却水温、始動後経過時間等から両触媒２２，２３の温度を推定するようにしても良い。
【００６０】
《実施形態（２）》
前述したように、触媒劣化診断期間中に、触媒劣化診断用ディザ制御を実行すれば、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにすることができ、上流側触媒２２の触媒劣化診断精度を向上できる。しかし、触媒暖機中のように触媒温度があまり高くないときは、触媒の浄化能力があまり高くないため、触媒劣化診断用ディザ制御の制御量（サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項）を大きくすると、上流側触媒２２を通り抜ける未浄化ガス成分が増加して、その未浄化ガス成分を下流側触媒２３で浄化しきれなくなるおそれがある。
【００６１】
そこで、図７に示す本発明の実施形態（２）では、触媒温度の代用情報である冷却水温に応じてサブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項を可変することで、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量を可変するようにしている。
【００６２】
本実施形態（２）では、上記実施形態（１）で説明した図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムのうち図４の処理を図７の処理に置き換えたプログラムを実行する。図７のプログラムは、上記実施形態（１）で説明した図４のプログラムのステップ２０６，２０７の処理をステップ２０６ａ，２０７ｂに変更したものであり、それ以外の処理は図４と同じである。
【００６３】
図７のプログラムでは、ステップ２０６ａで、第３センサ２６の出力電圧から第２センサ２５の目標電圧を算出する際に、冷却水温も考慮して第２センサ２５の目標電圧を算出する。この際、第３センサ２６の出力電圧と冷却水温をパラメータとして第２センサ２５の目標電圧を設定する二次元マップを用い、現在の第３センサ２６の出力電圧と冷却水温に応じた第２センサ２５の目標電圧を二次元マップから算出する。
【００６４】
一般に、触媒は、触媒温度が低くなると排出ガス浄化率が低下するが、触媒の仕様によってリッチ成分（ＨＣ、ＣＯ等）とリーン成分（ＮＯｘ等）の浄化率低下の度合が変化するため、触媒温度の低下に伴ってリーン成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様と、その反対に、リッチ成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様がある。そこで、第２センサ２５の目標電圧を算出するマップは、下流側触媒２３の仕様が触媒温度の低下に伴ってリーン成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様の場合は、触媒温度の代用情報である冷却水温が低くなるに従って第２センサ２５の目標電圧がリッチ側に変化するように設定され、反対に、リッチ成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様の場合は、冷却水温が低くなるに従って第２センサ２５の目標電圧がリーン側に変化するように設定されている。これにより、触媒温度の低いときでも、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化能力を十分に発揮できる空燃比に制御することが可能となる。尚、冷却水温に代えて、触媒温度や始動後経過時間に応じて第２センサ２５の目標電圧を変化するようにしても良い。
【００６５】
第２センサ２５の目標電圧の算出後、ステップ２０７ａに進み、冷却水温をパラメータとするサブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項のマップから、現在の冷却水温に応じたサブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項を算出すると共に、冷却水温をパラメータとするサブＦ／Ｂ補正係数の積分項のマップから、現在の冷却水温に応じたサブＦ／Ｂ補正係数の積分項を算出する。
【００６６】
この場合、サブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項のマップは、触媒温度の代用情報である冷却水温が所定範囲内の場合は、冷却水温が高くなるに従ってスキップ項が大きくなり、冷却水温が所定範囲よりも低い領域では、スキップ項が下限値で一定となり、冷却水温が所定範囲よりも高い領域では、スキップ項が上限値で一定となるように設定されている。また、サブＦ／Ｂ補正係数の積分項のマップも、冷却水温が所定範囲内の場合は、冷却水温が高くなるに従って積分項が大きくなり、冷却水温が所定範囲よりも低い領域では、積分項が下限値で一定となり、冷却水温が所定範囲よりも高い領域では、積分項が上限値で一定となるように設定されている。これにより、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量（スキップ項と積分項）を可変する。尚、冷却水温に代えて、触媒温度や始動後経過時間に応じてスキップ項、積分項を可変するようにしても良い。
【００６７】
この後、第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を積算して出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを更新すると共に、第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を積算して出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒを更新する（ステップ２０８、２０９）。
【００６８】
以上説明した本実施形態（２）では、触媒温度（又はその代用情報である冷却水温、始動後経過時間）に応じてサブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項を可変することで、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量を可変するようにしたので、下流側触媒２３の浄化能力を越えない範囲で触媒劣化診断用ディザ制御を実施することができ、触媒暖機中でも、可能な限り触媒劣化診断精度を高めながら、排出ガス浄化率を向上させることができる。
【００６９】
尚、触媒温度（又は冷却水温、始動後経過時間）に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の実行／禁止を切り換えるようにしても良い。
【００７０】
《実施形態（３）》
上流側触媒２２の劣化診断は、少なくとも上流側触媒２２の下流側の第２センサ２５の出力に基づいて行われるが、第２センサ２５の出力は、第２センサ２５の目標電圧を中心にしてリッチ側とリーン側とに交互に変動し（図６参照）、その変動幅（振幅）が上流側触媒２２の劣化度合によって変化する他、第２センサ２５の目標電圧によっても変化する特性がある。これは、第２センサ２５として用いる酸素センサの出力変化特性が空燃比に対してリニアでないためである。
【００７１】
触媒劣化診断期間中に、第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が第２センサ２５の目標電圧によって変化すれば、第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒが変化して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａ（＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ）が変化してしまう。
【００７２】
そこで、図８及び図９に示す本発明の実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧の影響を排除するために、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしている。
【００７３】
本実施形態（３）では、上記実施形態（１）で説明した図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムのうち図５の処理を図８の処理に置き換えたプログラムを実行する。図８のプログラムは、上記実施形態（１）で説明した図５のプログラムのステップ２１１の処理をステップ２１１ａに変更したものであり、それ以外の処理は図５と同じである。
【００７４】
図８のプログラムでは、判定時間カウンタのカウント値が積算終了時間に達すると（ステップ２１０）、ステップ２１１ａに進み、第１センサ２４の出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔと第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒの比に触媒劣化指標値補正係数αを乗算して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを算出する。
ＭｏｎＰａｒａ＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ×α
【００７５】
ここで、触媒劣化指標値補正係数αは、図９に示すマップから第２センサ２５の目標電圧平均値に応じて算出される。図９の触媒劣化指標値補正係数αのマップは、第２センサ２５（酸素センサ）の出力特性を考慮して、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定範囲内の場合は、第２センサ２５の目標電圧平均値が大きくなるに従って触媒劣化指標値補正係数αが大きくなり、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定範囲よりも小さい領域では、触媒劣化指標値補正係数αが下限値で一定となり、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定領域よりも大きい領域では、触媒劣化指標値補正係数αが上限値で一定となるように設定されている。これにより、第２センサ２５の目標電圧に応じて第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が変化するのに対応して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを適正値に補正する触媒劣化指標値補正係数αを算出することができる。
【００７６】
尚、第２センサ２５の目標電圧は、第３センサ２６の出力電圧に応じて設定されるので、第２センサ２５の目標電圧平均値の代わりに第３センサ２６の出力電圧平均値を用い、この第３センサ２６の出力電圧平均値に応じて触媒劣化指標値補正係数αを算出するようにしても良い。
【００７７】
触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａの算出後、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを所定の劣化判定値と比較し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値以下であれば、上流側触媒２２が正常と判定し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値よりも大きければ、上流側触媒２２の劣化と判定する（ステップ２１２〜２１３）。
【００７８】
以上説明した本実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧に応じて第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が変化することを考慮して、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしたので、第２センサ２５の目標電圧の変化に対応して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを適正値に補正することができ、触媒劣化診断精度を向上させることができる。
【００７９】
尚、本実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧平均値に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしたが、この代わりに、図１０に示すマップを用いて、第２センサ２５の目標電圧平均値（又は第３センサ２６の出力電圧平均値）に応じて劣化判定値を補正するようにしても良く、要は、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化判定条件を補正するようにすれば良い。
【００８０】
また、上記各実施形態（１）〜（３）では、第１センサ２４に空燃比センサを用い、第２及び第３センサ２５，２６に酸素センサを用いたが、第２センサ２５や第３センサ２６にも空燃比センサを用いても良く、勿論、第１〜第３センサ２４〜２６の全てに酸素センサを用いても良い。
【００８１】
《実施形態（４）》
上記各実施形態（１）〜（３）では、全気筒共通の１本の排気管２１に２個の触媒２２，２３を直列に配置して、各触媒２２，２３の上流側と下流側にそれぞれ空燃比センサや酸素センサ等のセンサを配置した構成としたが、図１１に示す本発明の実施形態（４）では、エンジン３２の各気筒群毎（例えばＶ型エンジンのバンク毎）に独立して設けた排気管３３に、それぞれ上流側触媒３４を配置すると共に、各排気管３３の排出ガスが合流する集合排気管３５に、下流側触媒３６を配置し、各上流側触媒３４の上流側と下流側に、それぞれ空燃比センサや酸素センサ等の第１及び第２センサ３７，３８を配置し、下流側触媒３６の下流側に空燃比センサや酸素センサ等の第３センサ３９を配置した構成としている。
【００８２】
本実施形態（４）の構成においても、上記各実施形態（１）〜（３）で説明した触媒劣化診断プログラムを実行すれば、上流側触媒３４の触媒劣化診断精度を向上しながら、上流側触媒３４で浄化できなかった未浄化ガス成分を下流側触媒３６で効率良く浄化することができ、触媒劣化診断時の排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００８３】
《実施形態（５）》
また、図１２に示す本発明の実施形態（５）では、エンジン４０の排気管４１に３個又はそれ以上の触媒４２〜４４を直列に配置し、上流側の２個の触媒４２，４３からなる上流側触媒群の上流側と下流側に、それぞれ空燃比センサや酸素センサ等の第１及び第２センサ４５，４６を配置して、その下流側の触媒４４の下流側に空燃比センサや酸素センサ等の第３センサ４７を配置した構成としている。
【００８４】
この構成でも、上記各実施形態（１）〜（３）で説明した触媒劣化診断プログラムを実行すれば、上流側触媒群（触媒４２，４３）の触媒劣化診断精度を向上しながら、上流側触媒群で浄化できなかった未浄化ガス成分を下流側触媒４４で効率良く浄化することができ、触媒劣化診断時の排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００８５】
《その他の実施形態》
上記各実施形態（１）〜（５）では、▲１▼第３センサの出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒の触媒劣化診断を実行することと、▲２▼上流側触媒の触媒劣化診断期間中に第３センサの出力電圧が所定範囲内に維持されるように空燃比を制御することを、両方とも実施するようにしたが、▲１▼と▲２▼をそれぞれ単独で実施しても良い。
【００８６】
また、第３センサの出力電圧を第１センサの目標電圧や燃料噴射量に反映させるようにしても良い。
その他、本発明の適用範囲は、三元触媒のみを用いた排気浄化システムに限定されず、本発明を、三元触媒と他の触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒等）を組み合わせた排気浄化システムや三元触媒以外の触媒のみを用いた排気浄化システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】実施形態（１）の触媒劣化診断実行条件判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図４】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図５】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その３）
【図６】実施形態（１）の実行例を示すタイムチャート
【図７】実施形態（２）の触媒劣化診断プログラムの主要部の処理の流れを示すフローチャート
【図８】実施形態（３）の触媒劣化診断プログラムの主要部の処理の流れを示すフローチャート
【図９】触媒劣化指標補正係数のマップの一例を概念的に示す図
【図１０】劣化判定値のマップの一例を概念的に示す図
【図１１】実施形態（４）を示す排気系の概略構成図
【図１２】実施形態（５）を示す排気系の概略構成図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、２０…燃料噴射弁、２１…排気管（排気通路）、２２…上流側触媒、２３…下流側触媒、２４…第１センサ、２５…第２センサ、２６…第３センサ、２７…第１温度センサ（触媒温度判定手段）、２８…第２温度センサ（触媒温度判定手段）、３１…ＥＣＵ（触媒劣化診断手段，センサ不活性時触媒劣化診断禁止手段，センサ異常時触媒劣化診断禁止手段）、３２…エンジン（内燃機関）、３３…排気管（排気通路）、３４…上流側触媒、３６…下流側触媒、３７…第１センサ、３８…第２センサ、３９…第３センサ、４０…エンジン（内燃機関）、４１…排気管（排気通路）、４２，４３…触媒（上流側触媒）、４４…触媒（下流側触媒）、４５…第１センサ、４６…第２センサ、４７…第３センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置した排出ガス浄化システムに適用される排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車の排出ガス浄化システムにおいては、特許第２９４６３７９号公報に示すように、排出ガス浄化率を高めるために、排気通路に２個の触媒を直列に設置し、上流側触媒の上流側／下流側と下流側触媒の下流側にそれぞれ空燃比センサ（又は酸素センサ）を設置したものがある。このような２触媒システムにおいて、上流側触媒の劣化診断を行う場合、従来の１触媒システムと同様に、上流側触媒の上流側センサの出力と下流側センサの出力の周波数比や振幅比等から上流側触媒の劣化の有無を診断することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上流側触媒の劣化を精度良く検出するには、空燃比制御条件を触媒劣化診断に適した条件に強制的に切り換えて、上流側触媒の下流側センサの出力の挙動に上流側触媒の劣化の影響が大きく現れるようにする必要がある。このため、上流側触媒の劣化診断時には、上流側触媒の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加する傾向があるため、下流側触媒で浄化すべき未浄化ガス成分が増加する傾向がある。しかし、上流側触媒の劣化診断時には、空燃比制御条件が触媒劣化診断に適した条件に強制的に切り換えられるため、下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインドウ（排出ガス浄化率の高い範囲）から外れる傾向がある。このため、上流側触媒の劣化診断時には、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加する傾向があるにも拘らず、下流側触媒の排出ガス浄化率が低下する傾向があり、触媒劣化診断時の排気エミッションが悪化する可能性がある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、排気エミッションを悪化させることなく、上流側触媒の劣化診断を精度良く行うことができる排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置は、内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置すると共に、これら複数の触媒のうち上流側触媒の上流側／下流側と下流側触媒の下流側にそれぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置し、触媒劣化診断手段によって、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて上流側触媒の劣化の有無を判定する。この際、触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に下流側触媒の下流側センサの出力が、該下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が該下流側触媒の浄化ウインド内となるための所定範囲内となるように空燃比を制御する。
【０００６】
下流側触媒の下流側センサの出力（下流側触媒の流出ガスの空燃比）は、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比を反映するパラメータとなるため、下流側触媒の下流側センサの出力が所定範囲内となるように空燃比を制御すれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒の浄化ウインド内に制御することが可能となる。このため、上流側触媒の劣化診断時に上流側触媒の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加しても、その未浄化ガス成分を下流側触媒で効率良く浄化することができ、上流側触媒の劣化の有無を精度良く判定しながら、排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【０００７】
一方、請求項２のように、下流側触媒の下流側センサの出力が前記所定範囲内となっている期間中に上流側触媒の劣化診断を実行するようにしても良い。このようにすれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインド内に収まっている期間中に上流側触媒の劣化診断を実行することが可能となり、上記請求項１と同じ効果を得ることができる。
【０００８】
尚、請求項１と請求項２の発明は、それぞれ単独で実施しても良いが、請求項３のように、請求項１と請求項２の発明を組み合わせて実施しても良く、このようにすれば、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【０００９】
更に、請求項４のように、下流側触媒の下流側センサの出力が所定範囲内となっている状態が所定時間継続した後に触媒劣化診断を開始するようにしても良い。このようにすれば、下流側触媒を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒の浄化ウインド内で安定していることを確認してから触媒劣化診断を開始することができ、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【００１０】
また、請求項５のように、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の下流側センサの出力に応じて上流側触媒の下流側センサの目標電圧を設定するようにしても良い。このようにすれば、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の流出ガスの空燃比（下流側触媒の下流側センサの出力）の変化に応じて下流側触媒の流入ガスの目標空燃比（上流側触媒の下流側センサの目標電圧）を応答性良く可変することができ、触媒劣化診断期間中に下流側触媒の流入ガスの空燃比を下流側触媒の浄化ウインド内に確実に制御することができる。
【００１１】
ところで、上流側触媒の劣化診断は、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて行われるが、該センサの出力は、該センサの目標電圧を中心にしてリッチ側とリーン側とに交互に変動し、その変動幅（振幅）が該触媒の劣化度合によって変化する他、該センサの目標電圧によっても変化する特性がある。
【００１２】
従って、少なくとも上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて上流側触媒の劣化診断を行う場合は、請求項６のように、上流側触媒の下流側センサの目標電圧（又は下流側触媒の下流側センサの出力）に応じて触媒劣化判定条件を補正するようにしても良い。このようにすれば、上流側触媒の下流側センサの目標電圧に応じて該センサの出力の変動幅（振幅）が変化するのに対応して触媒劣化判定条件を適正に補正することができ、触媒劣化診断精度を向上させることができる。尚、この触媒劣化判定条件の補正は、上流側触媒の下流側センサの目標電圧に代えて、下流側触媒の下流側センサの出力を用いても良い。この理由は、上流側触媒の下流側センサの目標電圧を下流側触媒の下流側センサの出力に応じて設定するシステムでは、上流側触媒の下流側センサの目標電圧が下流側触媒の下流側センサの出力に連動して変化するためである。
【００１３】
ところで、空燃比センサ（酸素センサ）は、活性状態に昇温するまで、排出ガスの空燃比を精度良く検出できないため、不活性状態のセンサ出力に基づいて触媒劣化診断を行えば、上流側触媒が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、触媒劣化診断時に、空燃比制御に用いるセンサが不活性状態であれば、実空燃比が目標値から大きくずれて排出ガス浄化率が低下する結果となる。
【００１４】
そこで、請求項７のように、上流側触媒の上流側センサ、上流側触媒の下流側センサ、下流側触媒の下流側センサのうち少なくとも１つが不活性状態のときには、触媒劣化診断を禁止するようにすると良い。このようにすれば、センサの不活性に起因する触媒劣化の誤診断や触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を未然に防ぐことができる。
【００１５】
また、触媒は、活性状態に昇温するまで、排出ガス浄化率が低くなっているため、上流側触媒が活性状態に昇温していないときに、上流側触媒の触媒劣化診断を実施すると、上流側触媒が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、下流側触媒が活性状態に昇温していないときに、上流側触媒の触媒劣化診断を実施すると、触媒劣化診断による上流側触媒の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒で補うことができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。
【００１６】
そこで、請求項８のように、上流側触媒と下流側触媒の触媒温度がそれぞれ所定範囲内のときに触媒劣化診断を実行するようにすると良い。このようにすれば、上流側触媒と下流側触媒が共に活性状態のときに触媒劣化診断を実行することができ、触媒劣化の誤診断を防止しながら、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を確実に防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項９のように、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を禁止するようにしても良い。下流側触媒の下流側センサが異常状態であっても、上流側触媒の上流側／下流側センサが正常であれば、上流側触媒の触媒劣化診断は可能であるが、本発明は、下流側触媒の下流側センサの出力を利用して触媒劣化診断時の排出ガス浄化率を向上するものであるため、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を実行すると、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに触媒劣化診断を禁止すれば、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率の低下を防止できる。
【００１８】
一方、触媒劣化診断期間中に排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を実行すれば、上流側触媒の下流側センサの出力の挙動に上流側触媒の劣化の有無の差が大きく現れるようになり、上流側触媒の触媒劣化診断精度を向上できる。しかし、上流側触媒が活性状態になるまでは、上流側触媒の浄化能力があまり高くないため、ディザ制御の制御量（スキップ量）を大きくすると、上流側触媒を通り抜ける未浄化ガス成分が増加して、その未浄化ガス成分を下流側触媒で浄化しきれなくなる可能性がある。
【００１９】
この対策として、請求項１０のように、触媒劣化診断期間中に、触媒温度、その代用情報である冷却水温、始動後経過時間のうちの少なくとも１つに応じて、ディザ制御の制御量及び／又はディザ制御の実行時期を決定するようにしても良い。このようにすれば、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じてディザ制御の制御量を可変したり、ディザ制御の実施時期を適正化することができ、下流側触媒の浄化能力を越えない範囲でディザ制御を実施することができる。これにより、触媒暖機の途中でも、可能な限り触媒劣化診断精度を高めながら、排出ガス浄化率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられている。
【００２１】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。
【００２２】
一方、エンジン１１の排気管２１（排気通路）の途中には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の上流側触媒２２と下流側触媒２３が直列に配置されている。上流側触媒２２の上流側／下流側と下流側触媒２３の下流側には、それぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第１〜第３センサ２４〜２６が設置されている。本実施形態（１）では、第１センサ２４は、排出ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサが用いられ、一方、第２及び第３センサ２５，２６は、排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサが用いられている。
【００２３】
更に、上流側触媒２２と下流側触媒２３には、それぞれ触媒温度を検出する第１及び第２温度センサ２７，２８（触媒温度判定手段）が設けられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ２９や、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ３０が取り付けられている。
【００２４】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３１に入力される。このＥＣＵ３１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された空燃比フィードバック制御プログラムとサブフィードバック制御プログラムを実行し、第１センサ２４と第２センサ２５の出力に基づいて排出ガスの空燃比を制御する。この場合、空燃比フィードバック制御プログラムは、第１センサ２４の出力に基づいて上流側触媒２２上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比λTGに一致させるように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック補正するための空燃比フィードバック補正係数（以下「メインＦ／Ｂ補正係数」と表記する）ＦＡＦ１を算出する。
【００２５】
一方、サブフィードバック制御プログラムは、上流側触媒２２下流側の空燃比を制御目標値（例えば理論空燃比）に一致させるように、第２センサ２５の出力に基づいて上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGを補正するためのサブフィードバック補正係数（以下「サブＦ／Ｂ補正係数」と表記する）ＦＡＦ２を次のようにして算出する。まず、第２センサ２５の出力電圧が制御目標値（例えば理論空燃比）に相当する電圧（例えば０．４５Ｖ）より高いか低いかによって、リッチかリーンかを判定し、図６に示すように、リッチの期間中は、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２に積分項を積算する処理を繰り返し、リッチからリーンに反転するときに、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２からスキップ項を減算する。そして、リーンの期間中は、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２から積分項を減算する処理を繰り返し、リーンからリッチに反転するときに、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２にスキップ項を加算する。これにより、第２センサ２５の出力のリーン／リッチが反転する毎に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２をリッチ／リーン側に交互にスキップさせて、上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGをリッチ／リーン側に交互にスキップさせる。
【００２６】
前記空燃比フィードバック制御プログラムは、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２で設定された目標空燃比λTGと第１センサ２４の出力との偏差を小さくするようにメインＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ１を算出すると共に、エンジン運転状態に応じてマップ等から基本燃料噴射量を算出し、この基本燃料噴射量をメインＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ１と他の補正係数（例えば水温補正係数、学習補正係数等）で補正して最終的な燃料噴射量を算出する。
【００２７】
また、ＥＣＵ３１は、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラム及び図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムを周期的に実行することで、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する触媒劣化診断手段として機能する。図２及び図３乃至図５のプログラムによる触媒劣化診断の特徴は、第３センサ２６（下流側触媒２３の下流側センサ）の出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒２２の触媒劣化診断を実行すると共に、この触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内に維持されるように第３センサ２６の出力電圧に応じて第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）を設定することで、触媒劣化診断時に下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に保持することである。
【００２８】
ＥＣＵ３１は、触媒劣化診断期間中に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２の積分項とスキップ項のゲイン（倍率）を大きい値に変更して、排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に大きく反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を実行することで、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにする。上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加することから、例えば、次の▲１▼〜▲５▼のいずれかの方法で上流側触媒２２の劣化の有無を判定すれば良い。
【００２９】
▲１▼センサ出力の軌跡長を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加して、第２センサ２５の出力の軌跡長が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３０】
▲２▼センサ出力の面積（センサ出力と目標値との差の積算値）を用いる方法
上流側触媒２２の劣化により、第２センサ２５の出力の振幅と周波数が増加すると、第２センサ２５の出力の面積（センサ出力と目標値との差の積算値）が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３１】
▲３▼センサ出力のリッチ／リーンの反転回数（周波数、周期）を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の周波数（リッチ／リーンの反転回数）が増加し、周期が短くなる特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３２】
▲４▼センサ出力の振幅を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、第２センサ２５の出力の振幅が増加する特性を利用して、上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。
【００３３】
尚、上記▲１▼〜▲４▼の方法は、第２センサ２５の出力から算出した値のみで判定しても良いが、第１センサ２４の出力の変動の影響を排除するために、第１センサ２４の出力から算出した値と第２センサ２５の出力から算出した値とを比較して、その比較結果から上流側触媒２２の劣化の有無を判定することが好ましい。
【００３４】
▲５▼センサの応答遅れ時間を用いる方法
上流側触媒２２が劣化すると、上流側触媒２２のストレージ量（排出ガス成分の飽和吸着量）が減少するため、上流側触媒２２で浄化されずに通り抜ける排出ガス成分が増加する。この関係で、目標空燃比λTGのリッチ／リーンを反転させてから第２センサ２５の出力のリッチ／リーンが反転するまでの応答遅れ時間は、上流側触媒２２が劣化すると短くなる。従って、第２センサ２５の応答遅れ時間が所定の判定値以下であるか否かで、上流側触媒２２の劣化の有無を判定することができる。
【００３５】
図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムは、上記▲１▼の方法を用いて上流側触媒２２の劣化の有無を判定する。以下、図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラム及び図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムの処理内容を説明する。
【００３６】
［触媒劣化診断実行条件判定］
図２の触媒劣化診断実行条件判定プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行され、まず、ステップ１０１〜１０５で、触媒劣化診断実行条件が成立しているか否かを判定する。触媒劣化診断実行条件は、例えば次の▲１▼〜▲５▼である。
【００３７】
▲１▼第１〜第３センサ２４〜２６が全て異常でないこと（ステップ１０１）
▲２▼所定の運転条件が成立していること（ステップ１０２）
▲３▼第１〜第３センサ２４〜２６が全て活性状態であること（ステップ１０３）
▲４▼上流側及び下流側触媒２２，２３が共に活性状態であること（ステップ１０４）
▲５▼第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内（Ｋ１＜第３センサ出力電圧＜Ｋ２）であること（ステップ１０５）
【００３８】
この場合、第３センサ２６が異常であっても、第１センサ２４と第２センサ２５が正常であれば、上流側触媒２２の劣化診断は可能であるが、第３センサ２６の異常時に触媒劣化診断を実行すると、下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比を第３センサ２６の出力に基づいて下流側触媒２３の浄化ウインドウ内に制御できないため、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、第１〜第３センサ２４〜２６が全て異常でないことを第１の触媒劣化診断実行条件▲１▼として、ステップ１０１で、第１〜第３センサ２４〜２６のいずれか１つでも異常と判断されれば、触媒劣化診断を禁止する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいうセンサ異常時触媒劣化診断禁止手段に相当する役割を果たす。
【００３９】
また、ステップ１０２（第２の触媒劣化診断実行条件▲２▼）で判定する所定の運転条件は、例えばエンジン回転速度、車速、エンジン負荷、冷却水温等が、それぞれ所定範囲内にあるときに成立する。
【００４０】
また、第１センサ２４や第２センサ２５が不活性状態のときに触媒劣化診断を実施すると、上流側触媒２２の劣化の有無を精度良く判定できず、触媒劣化診断精度が低下する。また、第３センサ２６が不活性状態のときに触媒劣化診断を実施すると、下流側触媒２３の流入ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に精度良く制御することができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、第１〜第３センサ２４〜２６が全て活性状態であることを第３の触媒劣化診断実行条件▲３▼として、ステップ１０３で、第１〜第３センサ２４〜２６のいずれか１つでも不活性状態と判定されれば、触媒劣化診断を禁止する。このステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいうセンサ不活性時触媒劣化診断禁止手段に相当する役割を果たす。
【００４１】
また、上流側触媒２２が不活性状態のときは、上流側触媒２２の浄化能力が低下した状態となっているため、上流側触媒２２の劣化診断を実施すると、上流側触媒２２が正常な場合でも劣化と誤診断する可能性がある。また、下流側触媒２３が不活性状態のときは、下流側触媒２３の浄化能力が低下した状態となっているため、触媒劣化診断による上流側触媒２２の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒２３で補うことができず、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率が低下する。従って、上流側及び下流側触媒２２，２３が共に活性状態であることを第４の触媒劣化診断実行条件▲４▼とし、ステップ１０４で、両触媒２２，２３のいずれか一方でも不活性状態と判定されれば、触媒劣化診断を禁止する。尚、上流側及び下流側触媒２２，２３が活性状態であるか否かは、第１及び第２温度センサ２７，２８で検出した両触媒２２，２３の触媒温度が共に活性温度範囲内か否かによって判定する。
【００４２】
また、ステップ１０５（第５の触媒劣化診断実行条件▲５▼）で判定する第３センサ２６の出力電圧の所定範囲（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）は、下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内となるような範囲に設定されている。従って、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内であることを第５の触媒劣化診断実行条件▲５▼とすれば、下流側触媒２３に流入れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内に制御されている期間中に触媒劣化診断を実行することができる。
【００４３】
以上説明した第１乃至第５の触媒劣化診断実行条件▲１▼〜▲５▼を全て満たせば、最終的に触媒劣化診断実行条件が成立し、ステップ１０６に進み、実行条件成立フラグを「１」にセットして、本プログラムを終了する。
【００４４】
一方、第１乃至第５の触媒劣化診断実行条件▲１▼〜▲５▼のいずれか１つでも満たさない条件があれば、触媒劣化診断実行条件が不成立となり、ステップ１０７に進み、実行条件成立フラグを「０」にリセットして、本プログラムを終了する。
【００４５】
［触媒劣化診断］
図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう触媒劣化診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、前回の演算時から今回までの第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を、今回の出力Ａ(i) と前回の出力Ａ(i-1) との差の絶対値から求める。
ΔＦｒｏｎｔ(i) ＝｜Ａ(i) −Ａ(i-1) ｜
【００４６】
この後、ステップ２０２で、前回の演算時から今回までの第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を、今回の出力Ｂ(i) と前回の出力Ｂ(i-1) との差の絶対値から求める。
ΔＲｅａｒ(i) ＝｜Ｂ(i) −Ｂ(i-1) ｜
【００４７】
次のステップ２０３で、実行条件成立フラグ＝１か否かによって触媒劣化診断実行条件が成立しているか否かを判定し、触媒劣化診断実行条件が不成立の場合は、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００４８】
触媒劣化診断実行条件が成立している場合は、ステップ２０４に進み、触媒劣化診断実行条件成立後の経過時間をカウントする判定時間カウンタをインクリメントして、次のステップ２０５で、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間（例えば５ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間に達するまでは、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。これは、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）で安定するまで暫く待つためである。
【００４９】
その後、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算開始時間に達した時点で、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内で安定した、つまり、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内で安定していると判断して、図４のステップ２０６に進み、第３センサ２６の出力電圧をパラメータとする第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）のマップを検索して、現在の第３センサ２６の出力電圧に応じた第２センサ２５の目標電圧を算出する。
【００５０】
この場合、第２センサ２５の目標電圧のマップは、第３センサ２６の出力電圧（下流側触媒２３の流出ガスの空燃比）が所定範囲（Ｋ１＜出力電圧＜Ｋ２）では、第３センサ２６の出力電圧が高くなる（リッチになる）に従って、第２センサ２５の目標電圧が低くなる（リーンになる）ように設定されている。更に、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ｋ１以下の領域では、第２センサ２５の目標電圧が上限値で一定となり、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ｋ２以上の領域では、第２センサ２５の目標電圧が下限値で一定となるように設定されている。これにより、第２センサ２５の目標電圧（下流側触媒２３の流入ガスの目標空燃比）は、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内となるように設定される。
【００５１】
この後、ステップ２０７に進み、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項のゲイン（倍率）を大きい値に変更すると共に、サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２の積分項のゲインも大きい値に変更して、排出ガスの空燃比をリッチ側とリーン側に周期的に大きく反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を開始する。これにより、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようになる。この際、スキップ項と積分項のゲインの変更量は、同じでも良いが、異なる変更量に設定しても良い。
【００５２】
この後、ステップ２０８で、第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を積算し、出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを更新する。
ΣΔＦｒｏｎｔ＝ΣΔＦｒｏｎｔ＋ΔＦｒｏｎｔ(i)
更に、ステップ２０９で、第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を積算し、出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒを更新する。
ΣΔＲｅａｒ＝ΣΔＲｅａｒ＋ΔＲｅａｒ(i)
【００５３】
この後、図５のステップ２１０に進み、判定時間カウンタのカウント値が所定の積算終了時間（例えば３０ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、積算終了時間に達していなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。その後、判定時間カウンタのカウント値が積算終了時間に達した時点で、ステップ２１１に進み、第１センサ２４の出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを基準にして第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒの大きさを相対的に表す触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを算出する。
ＭｏｎＰａｒａ＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ
【００５４】
この後、ステップ２１２で、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを所定の劣化判定値と比較し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値以下であれば、上流側触媒２２が正常と判定し（ステップ２１４）、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値よりも大きければ、上流側触媒２２の劣化と判定する（ステップ２１３）。
【００５５】
以上説明した本実施形態（１）の触媒劣化診断の実行例を図６のタイムチャートを用いて説明する。触媒劣化診断期間中は、触媒劣化診断用ディザ制御を実行して、下流側センサ２４の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにするため、上流側触媒２２の触媒劣化診断精度は向上するが、上流側触媒２２の排出ガス浄化率が通常制御時よりも低下する。
【００５６】
従来は、図６に点線で示すように、触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲外となって下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインドから外れてしまうことがあったので、上流側触媒２２の排出ガス浄化率の低下を下流側触媒２３で補うことができず、排気エミッションが悪化する可能性があった。
【００５７】
これに対して、本実施形態（１）では、図６に実線で示すように、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒２２の劣化診断を実行すると共に、この触媒劣化診断期間中に第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内に維持されるように第３センサ２６の出力電圧に応じて第２センサ２５の目標電圧（サブフィードバック制御の目標電圧）を設定するので、触媒劣化診断時に下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化ウインド内に確実に保持することができる。このため、上流側触媒２２の劣化診断時に上流側触媒２２の排出ガス浄化率が低下して、上流側触媒２２を通り抜ける未浄化ガス成分が増加しても、その未浄化ガス成分を下流側触媒２３で効率良く浄化することができ、上流側触媒２２の劣化の有無を精度良く判定しながら、排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００５８】
しかも、本実施形態（１）では、第３センサ２６の出力が所定範囲内となっている状態が所定時間（積算開始時間）継続した後に触媒劣化診断を開始するようにしたので、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比が下流側触媒２３の浄化ウインド内で安定していることを確認してから触媒劣化診断を開始することができ、触媒劣化診断時の排出ガス浄化率をより確実に向上させることができる。
【００５９】
尚、本実施形態（１）では、両触媒２２，２３の温度を温度センサ２７，２８で検出するようにしたが、この温度センサ２７，２８を省略して、冷却水温、始動後経過時間等から両触媒２２，２３の温度を推定するようにしても良い。
【００６０】
《実施形態（２）》
前述したように、触媒劣化診断期間中に、触媒劣化診断用ディザ制御を実行すれば、第２センサ２５の出力の挙動に上流側触媒２２の劣化の有無の差が大きく現れるようにすることができ、上流側触媒２２の触媒劣化診断精度を向上できる。しかし、触媒暖機中のように触媒温度があまり高くないときは、触媒の浄化能力があまり高くないため、触媒劣化診断用ディザ制御の制御量（サブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項）を大きくすると、上流側触媒２２を通り抜ける未浄化ガス成分が増加して、その未浄化ガス成分を下流側触媒２３で浄化しきれなくなるおそれがある。
【００６１】
そこで、図７に示す本発明の実施形態（２）では、触媒温度の代用情報である冷却水温に応じてサブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項を可変することで、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量を可変するようにしている。
【００６２】
本実施形態（２）では、上記実施形態（１）で説明した図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムのうち図４の処理を図７の処理に置き換えたプログラムを実行する。図７のプログラムは、上記実施形態（１）で説明した図４のプログラムのステップ２０６，２０７の処理をステップ２０６ａ，２０７ｂに変更したものであり、それ以外の処理は図４と同じである。
【００６３】
図７のプログラムでは、ステップ２０６ａで、第３センサ２６の出力電圧から第２センサ２５の目標電圧を算出する際に、冷却水温も考慮して第２センサ２５の目標電圧を算出する。この際、第３センサ２６の出力電圧と冷却水温をパラメータとして第２センサ２５の目標電圧を設定する二次元マップを用い、現在の第３センサ２６の出力電圧と冷却水温に応じた第２センサ２５の目標電圧を二次元マップから算出する。
【００６４】
一般に、触媒は、触媒温度が低くなると排出ガス浄化率が低下するが、触媒の仕様によってリッチ成分（ＨＣ、ＣＯ等）とリーン成分（ＮＯｘ等）の浄化率低下の度合が変化するため、触媒温度の低下に伴ってリーン成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様と、その反対に、リッチ成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様がある。そこで、第２センサ２５の目標電圧を算出するマップは、下流側触媒２３の仕様が触媒温度の低下に伴ってリーン成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様の場合は、触媒温度の代用情報である冷却水温が低くなるに従って第２センサ２５の目標電圧がリッチ側に変化するように設定され、反対に、リッチ成分浄化率の方が著しく低下する触媒仕様の場合は、冷却水温が低くなるに従って第２センサ２５の目標電圧がリーン側に変化するように設定されている。これにより、触媒温度の低いときでも、下流側触媒２３を流れる排出ガスの空燃比を下流側触媒２３の浄化能力を十分に発揮できる空燃比に制御することが可能となる。尚、冷却水温に代えて、触媒温度や始動後経過時間に応じて第２センサ２５の目標電圧を変化するようにしても良い。
【００６５】
第２センサ２５の目標電圧の算出後、ステップ２０７ａに進み、冷却水温をパラメータとするサブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項のマップから、現在の冷却水温に応じたサブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項を算出すると共に、冷却水温をパラメータとするサブＦ／Ｂ補正係数の積分項のマップから、現在の冷却水温に応じたサブＦ／Ｂ補正係数の積分項を算出する。
【００６６】
この場合、サブＦ／Ｂ補正係数のスキップ項のマップは、触媒温度の代用情報である冷却水温が所定範囲内の場合は、冷却水温が高くなるに従ってスキップ項が大きくなり、冷却水温が所定範囲よりも低い領域では、スキップ項が下限値で一定となり、冷却水温が所定範囲よりも高い領域では、スキップ項が上限値で一定となるように設定されている。また、サブＦ／Ｂ補正係数の積分項のマップも、冷却水温が所定範囲内の場合は、冷却水温が高くなるに従って積分項が大きくなり、冷却水温が所定範囲よりも低い領域では、積分項が下限値で一定となり、冷却水温が所定範囲よりも高い領域では、積分項が上限値で一定となるように設定されている。これにより、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量（スキップ項と積分項）を可変する。尚、冷却水温に代えて、触媒温度や始動後経過時間に応じてスキップ項、積分項を可変するようにしても良い。
【００６７】
この後、第１センサ２４の出力変動量ΔＦｒｏｎｔ(i) を積算して出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔを更新すると共に、第２センサ２５の出力変動量ΔＲｅａｒ(i) を積算して出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒを更新する（ステップ２０８、２０９）。
【００６８】
以上説明した本実施形態（２）では、触媒温度（又はその代用情報である冷却水温、始動後経過時間）に応じてサブＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦ２のスキップ項、積分項を可変することで、触媒温度によって変化する触媒の浄化能力に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の制御量を可変するようにしたので、下流側触媒２３の浄化能力を越えない範囲で触媒劣化診断用ディザ制御を実施することができ、触媒暖機中でも、可能な限り触媒劣化診断精度を高めながら、排出ガス浄化率を向上させることができる。
【００６９】
尚、触媒温度（又は冷却水温、始動後経過時間）に応じて触媒劣化診断用ディザ制御の実行／禁止を切り換えるようにしても良い。
【００７０】
《実施形態（３）》
上流側触媒２２の劣化診断は、少なくとも上流側触媒２２の下流側の第２センサ２５の出力に基づいて行われるが、第２センサ２５の出力は、第２センサ２５の目標電圧を中心にしてリッチ側とリーン側とに交互に変動し（図６参照）、その変動幅（振幅）が上流側触媒２２の劣化度合によって変化する他、第２センサ２５の目標電圧によっても変化する特性がある。これは、第２センサ２５として用いる酸素センサの出力変化特性が空燃比に対してリニアでないためである。
【００７１】
触媒劣化診断期間中に、第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が第２センサ２５の目標電圧によって変化すれば、第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒが変化して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａ（＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ）が変化してしまう。
【００７２】
そこで、図８及び図９に示す本発明の実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧の影響を排除するために、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしている。
【００７３】
本実施形態（３）では、上記実施形態（１）で説明した図３乃至図５の触媒劣化診断プログラムのうち図５の処理を図８の処理に置き換えたプログラムを実行する。図８のプログラムは、上記実施形態（１）で説明した図５のプログラムのステップ２１１の処理をステップ２１１ａに変更したものであり、それ以外の処理は図５と同じである。
【００７４】
図８のプログラムでは、判定時間カウンタのカウント値が積算終了時間に達すると（ステップ２１０）、ステップ２１１ａに進み、第１センサ２４の出力変動量積算値ΣΔＦｒｏｎｔと第２センサ２５の出力変動量積算値ΣΔＲｅａｒの比に触媒劣化指標値補正係数αを乗算して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを算出する。
ＭｏｎＰａｒａ＝ΣΔＲｅａｒ／ΣΔＦｒｏｎｔ×α
【００７５】
ここで、触媒劣化指標値補正係数αは、図９に示すマップから第２センサ２５の目標電圧平均値に応じて算出される。図９の触媒劣化指標値補正係数αのマップは、第２センサ２５（酸素センサ）の出力特性を考慮して、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定範囲内の場合は、第２センサ２５の目標電圧平均値が大きくなるに従って触媒劣化指標値補正係数αが大きくなり、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定範囲よりも小さい領域では、触媒劣化指標値補正係数αが下限値で一定となり、第２センサ２５の目標電圧平均値が所定領域よりも大きい領域では、触媒劣化指標値補正係数αが上限値で一定となるように設定されている。これにより、第２センサ２５の目標電圧に応じて第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が変化するのに対応して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを適正値に補正する触媒劣化指標値補正係数αを算出することができる。
【００７６】
尚、第２センサ２５の目標電圧は、第３センサ２６の出力電圧に応じて設定されるので、第２センサ２５の目標電圧平均値の代わりに第３センサ２６の出力電圧平均値を用い、この第３センサ２６の出力電圧平均値に応じて触媒劣化指標値補正係数αを算出するようにしても良い。
【００７７】
触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａの算出後、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを所定の劣化判定値と比較し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値以下であれば、上流側触媒２２が正常と判定し、触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａが劣化判定値よりも大きければ、上流側触媒２２の劣化と判定する（ステップ２１２〜２１３）。
【００７８】
以上説明した本実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧に応じて第２センサ２５の出力の変動幅（振幅）が変化することを考慮して、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしたので、第２センサ２５の目標電圧の変化に対応して触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを適正値に補正することができ、触媒劣化診断精度を向上させることができる。
【００７９】
尚、本実施形態（３）では、第２センサ２５の目標電圧平均値に応じて触媒劣化指標値ＭｏｎＰａｒａを補正するようにしたが、この代わりに、図１０に示すマップを用いて、第２センサ２５の目標電圧平均値（又は第３センサ２６の出力電圧平均値）に応じて劣化判定値を補正するようにしても良く、要は、第２センサ２５の目標電圧に応じて触媒劣化判定条件を補正するようにすれば良い。
【００８０】
また、上記各実施形態（１）〜（３）では、第１センサ２４に空燃比センサを用い、第２及び第３センサ２５，２６に酸素センサを用いたが、第２センサ２５や第３センサ２６にも空燃比センサを用いても良く、勿論、第１〜第３センサ２４〜２６の全てに酸素センサを用いても良い。
【００８１】
《実施形態（４）》
上記各実施形態（１）〜（３）では、全気筒共通の１本の排気管２１に２個の触媒２２，２３を直列に配置して、各触媒２２，２３の上流側と下流側にそれぞれ空燃比センサや酸素センサ等のセンサを配置した構成としたが、図１１に示す本発明の実施形態（４）では、エンジン３２の各気筒群毎（例えばＶ型エンジンのバンク毎）に独立して設けた排気管３３に、それぞれ上流側触媒３４を配置すると共に、各排気管３３の排出ガスが合流する集合排気管３５に、下流側触媒３６を配置し、各上流側触媒３４の上流側と下流側に、それぞれ空燃比センサや酸素センサ等の第１及び第２センサ３７，３８を配置し、下流側触媒３６の下流側に空燃比センサや酸素センサ等の第３センサ３９を配置した構成としている。
【００８２】
本実施形態（４）の構成においても、上記各実施形態（１）〜（３）で説明した触媒劣化診断プログラムを実行すれば、上流側触媒３４の触媒劣化診断精度を向上しながら、上流側触媒３４で浄化できなかった未浄化ガス成分を下流側触媒３６で効率良く浄化することができ、触媒劣化診断時の排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００８３】
《実施形態（５）》
また、図１２に示す本発明の実施形態（５）では、エンジン４０の排気管４１に３個又はそれ以上の触媒４２〜４４を直列に配置し、上流側の２個の触媒４２，４３からなる上流側触媒群の上流側と下流側に、それぞれ空燃比センサや酸素センサ等の第１及び第２センサ４５，４６を配置して、その下流側の触媒４４の下流側に空燃比センサや酸素センサ等の第３センサ４７を配置した構成としている。
【００８４】
この構成でも、上記各実施形態（１）〜（３）で説明した触媒劣化診断プログラムを実行すれば、上流側触媒群（触媒４２，４３）の触媒劣化診断精度を向上しながら、上流側触媒群で浄化できなかった未浄化ガス成分を下流側触媒４４で効率良く浄化することができ、触媒劣化診断時の排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００８５】
《その他の実施形態》
上記各実施形態（１）〜（５）では、▲１▼第３センサの出力電圧が所定範囲内となっている期間中に上流側触媒の触媒劣化診断を実行することと、▲２▼上流側触媒の触媒劣化診断期間中に第３センサの出力電圧が所定範囲内に維持されるように空燃比を制御することを、両方とも実施するようにしたが、▲１▼と▲２▼をそれぞれ単独で実施しても良い。
【００８６】
また、第３センサの出力電圧を第１センサの目標電圧や燃料噴射量に反映させるようにしても良い。
その他、本発明の適用範囲は、三元触媒のみを用いた排気浄化システムに限定されず、本発明を、三元触媒と他の触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒等）を組み合わせた排気浄化システムや三元触媒以外の触媒のみを用いた排気浄化システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】実施形態（１）の触媒劣化診断実行条件判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図４】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図５】実施形態（１）の触媒劣化診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート（その３）
【図６】実施形態（１）の実行例を示すタイムチャート
【図７】実施形態（２）の触媒劣化診断プログラムの主要部の処理の流れを示すフローチャート
【図８】実施形態（３）の触媒劣化診断プログラムの主要部の処理の流れを示すフローチャート
【図９】触媒劣化指標補正係数のマップの一例を概念的に示す図
【図１０】劣化判定値のマップの一例を概念的に示す図
【図１１】実施形態（４）を示す排気系の概略構成図
【図１２】実施形態（５）を示す排気系の概略構成図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、２０…燃料噴射弁、２１…排気管（排気通路）、２２…上流側触媒、２３…下流側触媒、２４…第１センサ、２５…第２センサ、２６…第３センサ、２７…第１温度センサ（触媒温度判定手段）、２８…第２温度センサ（触媒温度判定手段）、３１…ＥＣＵ（触媒劣化診断手段，センサ不活性時触媒劣化診断禁止手段，センサ異常時触媒劣化診断禁止手段）、３２…エンジン（内燃機関）、３３…排気管（排気通路）、３４…上流側触媒、３６…下流側触媒、３７…第１センサ、３８…第２センサ、３９…第３センサ、４０…エンジン（内燃機関）、４１…排気管（排気通路）、４２，４３…触媒（上流側触媒）、４４…触媒（下流側触媒）、４５…第１センサ、４６…第２センサ、４７…第３センサ。
Claims (10)
- 内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置すると共に、これら複数の触媒のうち上流側触媒の上流側と下流側及び下流側触媒の下流側にそれぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置した排出ガス浄化システムに適用される排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置であって、
少なくとも前記上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて該上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断手段を備え、
前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に前記下流側触媒の下流側センサの出力が、該下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が該下流側触媒の浄化ウインド内となるための所定範囲内となるように空燃比を制御することを特徴とする排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。 - 内燃機関の排気通路に排出ガス浄化用の複数の触媒を設置すると共に、これら複数の触媒のうち上流側触媒の上流側と下流側及び下流側触媒の下流側にそれぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置した排出ガス浄化システムに適用される排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置であって、
少なくとも前記上流側触媒の下流側センサの出力に基づいて該上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断手段を備え、
前記触媒劣化診断手段は、前記下流側触媒の下流側センサの出力が、該下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が該下流側触媒の浄化ウインド内となるための所定範囲内となっている期間中に前記上流側触媒の劣化診断を実行することを特徴とする排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。 - 前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に前記下流側触媒の下流側センサの出力が前記所定範囲内となるように空燃比を制御することを特徴とする請求項２に記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記触媒劣化診断手段は、前記下流側触媒の下流側センサの出力が前記所定範囲内となっている状態が所定時間継続した後に触媒劣化診断を開始することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に前記下流側触媒の下流側センサの出力に応じて前記上流側触媒の下流側センサの目標電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に前記上流側触媒の下流側センサの目標電圧又は前記下流側触媒の下流側センサの出力に応じて触媒劣化判定条件を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記上流側触媒の上流側センサ、前記上流側触媒の下流側センサ、前記下流側触媒の下流側センサのうちの少なくとも１つが不活性状態のときに、前記触媒劣化診断手段による触媒劣化診断を禁止するセンサ不活性時触媒劣化診断禁止手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記上流側触媒と前記下流側触媒の触媒温度を判定する触媒温度判定手段を備え、
前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒と前記下流側触媒の触媒温度がそれぞれ所定範囲内のときに触媒劣化診断を実行することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。 - 前記下流側触媒の下流側センサが異常状態のときに、前記触媒劣化診断手段による触媒劣化診断を禁止するセンサ異常時触媒劣化診断禁止手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
- 前記触媒劣化診断手段は、前記上流側触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化診断期間中に排出ガスの空燃比を触媒劣化診断用の条件でリッチ側とリーン側に周期的に反転させる触媒劣化診断用のディザ制御を実行すると共に、前記触媒劣化診断期間中に触媒温度、冷却水温、始動後経過時間のうちの少なくとも１つに応じて該ディザ制御の制御量及び／又は該ディザ制御の実行時期を決定すること特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置。
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