JP4883358B2 - エンジンの故障診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの故障診断装置に係り、特にエンジンの触媒の下流側に下流側排気ガスセンサを取り付けて燃料制御を実施する場合において触媒の異常診断と燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段の異常診断とを識別可能とし、また、高精度な触媒診断を実施するエンジンの故障診断装置に関する。

近年、地球環境保護の観点から排気ガス規制が強化されてきており、エンジンの触媒の上流側及び下流側に上流側排気ガスセンサ（フロントＯ２センサ）及び下流側排気ガスセンサ（リアＯ２センサ）を取り付け、この上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサの出力値を用いて理論空燃比（λ＝１）を目標にして高精度に燃料制御を実施するのが主流となってきている。また、触媒や排気ガスセンサ等の排気関連部品の劣化や破損による排ガス増加を早期に検出して、排ガス増加を防止している。更には、排ガス規制が非常に厳しくなってきていることから、従来、許容できていた燃料系部品の劣化やエンジン部品の劣化による排ガス値の増加が許容できなくなってきており、微妙な排ガス増加を触媒の下流側に配置した下流側排気ガスセンサの出力を利用して燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段の診断を実施すること等が提案されている。

従来、エンジンの触媒劣化判定装置には、触媒体の上流側と下流側とに排気ガスセンサを設け、この排気ガスセンサの出力する検出信号によって空燃比をフィードバック制御するものにおいて、リッチ・リーン反転時間と補正用判定遅れ時間とにより目標フィードバック周期に対する劣化判定比較値を求め、この劣化判定比較値と予め設定される劣化判定値とを比較し触媒体の劣化状態を判定するものがある。
特許第３０６７４４５号公報

ところで、従来、エンジンの故障診断装置においては、排ガス規制値が厳しくなってくると微小な排気ガス増加を検知して触媒の異常診断を行わなくてはならないが、従来の触媒の診断方法、例えば、上記の特許文献１では、故障判定レベルの排ガス増加が発生した時の下流側排気ガスセンサの出力の変化が少ないために、異常検出演算値と正常時の演算値との差が非常に小さくなってしまい、異常検出ができない場合が発生する。また、燃料供給装置を制御する燃料供給制御手段が異常であった場合に、故障と判定しなくてはならない触媒を正常と誤判定してしまう場合がある。
また、触媒等の排気関連部品は、車両が正常で使用される限りは通常の使用期間中にわたって排気ガスを増加させることはないが、予期せぬ点火プラグ等の故障によって触媒が高温状態にさらされてしまう場合があると、触媒は熱劣化により浄化率が低下することになる。しかし、近年の排気ガス規制強化に対応するために、排ガス低減手段として貴金属把持量を増やす等の触媒性能を向上させる手段を一般的に採っているため、排ガス異常を判定しなくてはならない排ガスレベルになった時の触媒浄化率は新品に近いかなり高い状態を維持しており、その結果、正常状態とこの故障判定レベルの状態では触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの波形は大きく変化しない。すると、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用した従来の触媒の診断方法では、正常と異常との差を求めることができず、正確な触媒診断ができないという不具合が発生した。
更に、燃料噴射弁の噴射量がカーボン等の付着により変化したり、吸気バルブ周りにカーボンが付着したりして、燃料供給制御手段が設計値に対して変化してその変化の度合いが大きい場合には、図１５に示すように、上流側排気ガスセンサ（フロントＯ２センサ）の信号波形は正常時と変わらないが、触媒に入る空燃比の平均値はリーンに偏ってしまうことになる。すると、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用するデュアルＯ２燃料フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御は下流側排気ガスセンサの出力が目標値になるように制御するので、異常な制御となり、排ガスを悪化させてしまうことになる。また、現状の触媒故障診断は、触媒の下流側の下流側排気ガスセンサの出力を使用して触媒の劣化判定を行っているが、燃料供給制御手段の異常によって下流側排気ガスセンサの信号がリーン側になる時間が増え、動きが少なくなると、異常と判定しなくてはならない触媒を正常と誤判定してしまう場合がある。
更にまた、従来の故障診断方法では、触媒の下流側に配置した下流側排気ガスセンサの故障と触媒の故障を識別することができず、燃料供給制御手段が異常であった場合に、異常な触媒を正常と判定してしまったりする問題があった。このような状態で異常が検出されると、異常個所の特定に時間がかかり、場合によっては、正常な部品を誤って交換されてしまうという不具合が発生し、修理コストの増加と顧客への信頼を低下させてしまうという不具合があった。

そこで、この発明の目的は、触媒のＯ２ストレージやその代替値を用い、触媒の劣化の影響を受けにくくして、誤判定の少ない高い精度の触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行うことができるエンジンの故障診断装置を提供することにある。

この発明は、エンジンの排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサを備えるとともに、前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御するとともに燃料カットを行う燃料供給制御手段と、前記上流側排気ガスセンサ及び前記下流側排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給制御手段をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記下流側排気ガスセンサの出力値及び前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して前記エンジンの所定の運転状態にて前記燃料供給制御手段の状態を判定する診断を行う診断手段とを有する制御装置を備えたエンジンの故障診断装置であって、前記制御装置が、前記触媒のＯ２ストレージ量を推定するとともに、燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行うエンジンの故障診断装置において、前記制御装置は、前記下流側排気ガスセンサの出力を積分し、この下流側排気ガスセンサの出力積分値によって前記触媒の異常と前記燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、前記燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値を所定値に設定して前記初期化を行うとともに前記燃料カットを前記設定時間よりも長く実施して燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦとなる復帰時には前記下流側排気ガスセンサの出力積分値をゼロとし、前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値がゼロとなる際に検知される前記下流側排気ガスセンサの出力積分値によってこの出力積分値が所定の高側判定値より高い場合に前記触媒の異常と判定する一方、この出力積分値が前記高側判定値より低い所定の低側判定値より低い場合に前記燃料供給制御手段の異常と判定する前記異常判定を行うことを特徴とする。

この発明のエンジンの故障診断装置は、燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことにより、触媒劣化の影響を受けにくく、誤判定の少ない高い精度の触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行うことができる。

この発明は、誤判定の少ない高い精度で、触媒の異常診断と燃料供給制御手段の異常診断とを行う目的を、燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給装置の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことで実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図２５は、この発明の実施例を示すものである。図２５において、１は車載用のエンジン、２はエンジン１の吸気系の吸気通路、３はエンジン１の排気系の排気通路である。エンジン１は、一側シリンダバンク４Ａと他側シリンダバンク４ＢとをＶ字形状に配置して構成されている。エンジン１は、減速時に燃料供給を停止する減速時燃料カット装置を備えている。
吸気通路２には、上流側から順次に、エアクリーナ５と、該吸気通路２を流通してエンジン１に供給される吸入空気量を制御するスロットルバルブ６とが配設されている。この吸気通路２の下流側には、一側分岐吸気通路７Ａと他側分岐吸気通路７Ｂとが分岐し且つ交差して設けられている。この一側分岐吸気通路７Ａ・他側分岐吸気通路７Ｂの下流側は、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに連通している。
排気通路３は、エンジン１に接続される上流側が一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとに分岐され、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに連通している。この一側分岐排気通路９Ａ・他側分岐排気通路９Ｂの途中には、触媒１０としての一側触媒１０Ａ・他側触媒１０Ｂが設けられる。また、排気通路３は、エンジン１から離間する側で一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとの下流側が合流される。この一側分岐排気通路９Ａと他側分岐排気通路９Ｂとの合流部位よりも下流側の排気通路３には、三元触媒コンバータ１１が配設されている。
他側分岐吸気通路７Ｂには、吸気マニホルド調整弁１２が配設されている。この吸気マニホルド調整弁１２は、負圧によって作動する弁駆動部１３により開閉動作される。この弁駆動部１３には、吸気マニホルド調整弁１２よりも下流側の他側分岐吸気通路７Ｂに連通する負圧導入通路１４が接続している。この負圧導入通路１４には、弁駆動部１３側から順次に、負圧調整ソレノイド１５と負圧タンク１６とが設けられている。
吸気通路２には、アイドル空気量制御装置１７が設けられている。このアイドル空気量制御装置１７には、スロットルバルブ６の上流側と下流側との吸気通路２を連通してスロットルバルブ６を迂回するバイパス通路１８と、このバイパス通路１８を流通してエンジン１に供給される空気流量を調整可能なアイドル制御弁（ＩＳＣバルブ）１９とが設けられている。

また、エンジン１には、一側燃焼室８Ａ・他側燃焼室８Ｂに対応して、燃料噴射弁２０としての一側燃料噴射弁２０Ａ・他側燃料噴射弁２０Ｂと、一側点火プラグ２１Ａ・他側点火プラグ２１Ｂと、この一側点火プラグ２１Ａ・他側点火プラグ２１Ｂに飛火させる一側イグニションコイル２２Ａ・他側イグニションコイル２２Ｂとが設けられている。また、エンジン１には、他側シリンダバンク４Ｂに、ＰＣＶバルブ２３が設けられている。このＰＣＶバルブ２３には、一側分岐吸気通路７Ａ・他側分岐吸気通路７Ｂの分岐部位に連通するブローバイガス通路２４が接続している。更に、エンジン１には、他側シリンダバンク４Ｂに、該エンジン１の冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温センサ２５が取り付けられている。
エアクリーナ５には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２６が取り付けられている。また、吸気通路２には、エアクリーナ５側からの空気流量を検出するエアフローセンサ２７と、スロットルバルブ６の開度を検出してエンジン負荷検出可能なスロットルセンサ２８とが取り付けられている。更に、他側分岐吸気通路７Ｂには、吸気通路２のマニホルド絶対圧を検出するマニホルド絶対圧検出センサ２９が取り付けられている。

一側分岐排気通路９Ａ途中の一側触媒１０Ａよりも上流側部位には、空燃比を制御するための上流側排気ガスセンサであるフロントＯ２センサ３０として、一側フロントＯ２センサ３０Ａが設けられる。この一側フロントＯ２センサ３０Ａは、一側触媒１０Ａよりも上流側の一側分岐排気通路９Ａ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。また、一側分岐排気通路９Ａ途中の一側触媒１０Ａよりも下流側部位には、空燃比を制御するための下流側排気ガスセンサであるリアＯ２センサ３１として、例えば、ヒータ付きの一側リアＯ２センサ３１Ａが設けられる。この一側リアＯ２センサ３１Ａは、一側触媒１０Ａよりも下流側の一側分岐排気通路９Ａ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。
他側分岐排気通路９Ｂ途中の他側触媒１０Ｂよりも上流側部位には、空燃比を制御するための上流側排気ガスセンサであるフロントＯ２センサ３０として、例えば、他側フロントＯ２センサ３０Ｂが設けられる。この他側フロントＯ２センサ３０Ｂは、他側触媒１０Ｂよりも上流側の他側分岐排気通路９Ｂ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。また、他側分岐排気通路９Ｂ途中の他側触媒１０Ｂよりも下流側部位には、空燃比を制御するための下流側排気ガスセンサであるリアＯ２センサ３１として、例えば、ヒータ付きの他側リアＯ２センサ３１Ｂが設けられる。この他側リアＯ２センサ３１Ｂは、他側触媒１０Ｂよりも下流側の他側分岐排気通路９Ｂ内の排気中の酸素濃度を検出し、リッチ・リーンの出力値（出力電圧）を出力するものである。
なお、空燃比を制御するための前記排気ガスセンサとしては、上述の各Ｏ２センサの他に、排気に反応するセンサであれば、空燃比センサ等の他のセンサを用いることも可能である。

エンジン１には、燃料供給装置３２が設けられている。この燃料供給装置３２には、燃料を貯留する燃料タンク３３と、この燃料タンク３３内に設置された燃料ポンプ３４と、この燃料ポンプ３４から圧送された燃料を導く燃料通路３５と、この燃料通路３５から一側、他側燃料噴射弁（インジェクタ）２０Ａ、２０Ｂに分岐した一側、他側分岐燃料通路３６Ａ、３６Ｂとが設けられている。燃料通路３５の途中には、燃料中に含有する塵埃を除去する燃料フィルタ３７が設けられている。
また、燃料通路３５の途中には、燃料噴射弁２０への燃料の圧力を調整する燃料圧力レギュレータ３８が設けられている。この燃料圧力レギュレータ３８は、吸気マニホルド調整弁１２よりも下流側の一側分岐吸気通路７Ａに連通する導圧通路３９から導入した吸気管圧力によって作動され、燃料の圧力を一定値に調整し、且つ、余剰の燃料を燃料戻り通路４０から燃料タンク３３に戻すものである。また、燃料タンク３３には、燃料レベルセンサ４１が取り付けられている。

エンジン１には、蒸発燃料制御装置（エバポシステム）４２が設けられている。この蒸発燃料制御装置４２においては、燃料タンク３３の上部にベーパ制御弁４３が取り付けられ、このベーパ制御弁４３にエバポ通路４４の一端側が接続し、このエバポ通路４４の他端側にキャニスタ４５が取り付けられている。このキャニスタ４５にはスロットルバルブ６よりも下流側の吸気通路２に連通するパージ通路４６が接続し、このパージ通路４６途中にパージ弁４７が設けられている。
キャニスタ４５には、大気導入通路４８が接続している。この大気導入通路４８には、キャニスタ４５側から順次に、リーク検出用モジュール４９とエアサクションフィルタ５０とが設けられている。リーク検出用モジュール４９には、リーク検出用圧力センサ５１が設けられている。

エンジン１には、ＥＧＲ装置５２が設けられている。このＥＧＲ装置５２においては、一端側が排気系の他側分岐吸気通路９Ｂに連通するとともに他端側が吸気系の一側吸気通路７Ａと他側吸気通路７Ｂとの分岐部位に連通するＥＧＲ通路５３が設けられ、このＥＧＲ通路５３途中には、ＥＧＲ弁５４が設けられている。

負圧調整ソレノイド１５と、アイドル制御弁１９と、一側燃料噴射弁２０Ａ・他側燃料噴射弁２０Ｂと、一側イグニションコイル２２Ａ・他側イグニションコイル２２Ｂと、エンジン水温センサ２５と、吸気温センサ２６と、エアフローセンサ２７と、スロットルセンサ２８と、マニホルド絶対圧検出センサ２９と、一側フロントセンサ３０Ａ・他側フロントセンサ３０Ｂ、一側リアＯ２センサ３１Ａ・他側リアＯ２センサ３１Ｂと、燃料ポンプ３４と、燃料レベルセンサ４１と、パージ弁４７と、リーク検出用モジュール４９と、リーク検出用圧力センサ５１と、ＥＧＲ弁５４とは、エンジン１の故障診断装置５５を構成する制御装置（ＥＣＭ）５６に連絡している。

制御装置５６には、エンジン１のノック状態を検出するノックセンサ５７と、エンジン１のカム角を出力するカム角センサ５８と、エンジン１のクランク角を検出してエンジン回転数センサとしても機能するクランク角センサ５９と、車速を検出する車速センサ６０とが接続している。
また、制御装置５６には、コンビネーションメータ６１と、クルーズコントロールモジュール６２と、表示ランプ６３と、パワーステアリング圧力スイッチ６４と、ストップランプスイッチ６５と、ブレーキコントロールモジュール６６と、トランスミッションコントロールモジュール６７と、ＡＢＳコントロールモジュール６８と、データリンクコネクタ６９と、Ａ／Ｃコンデンサファンリレー７０と、Ａ／Ｃコンプレッサクラッチリレー７１と、ＨＶＡＣコントロールモジュール７２と、Ａ／Ｃ冷媒圧力スイッチ７３と、メインスイッチ７４と、イグニションスイッチ７５と、Ｐ／Ｎ位置スイッチ７６と、スタータマグネットスイッチ７７と、バッテリ７８とが接続している。

制御装置５６は、図２４に示すように、エンジン１の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御するとともに燃料カットを行うように、燃料供給装置３２の燃料噴射弁２０等を作動制御する燃料供給制御手段としての燃料噴射量制御手段（以下「燃料システム」という）５６Ａと、フロントＯ２センサ３０及びリアＯ２センサ３１の出力値により燃料システム５６Ａをフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御するフィードバック制御手段５６Ｂと、リアＯ２センサ３１の出力値及びエンジン１の運転状態を示すパラメータを計測してエンジン１の所定の運転状態にて燃料システム５６Ａの状態を判定する診断を行う診断手段５６Ｃと、タイマ５６Ｄとを有している。

そして、制御装置５６は、診断手段５６Ｃにおいて、燃料カット後、触媒１０のＯ２ストレージ量（酸素保持量：Ｏ２ｓｔｒａｇｅ量）によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチへ反転した際に検知される触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行う（図１〜図７参照）。これにより、触媒１０の劣化の影響を受けにくくし、誤判定の少ない高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。

また、この場合、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる（図８、図９参照）。これにより、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準として、代替値によっても精度を確保できる。

また、制御装置５６は、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行い、この初期化を燃料カットが予め設定した設定時間よりも長く実施した際に行う（図５、図６参照）。これにより、基準としているリアＯ２センサ３１の動作を、長い燃料カットを基準としているので、精度を確保できる。
更に、制御装置５６は、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）を理論空燃比（λ＝１）に対し大きくなるリーンの場合では負の値、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）を理論空燃比（λ＝１）に対し小さくなるリッチの場合では正の値とする（図２０参照）。さらに、ここでは、制御装置５６は、理論空燃比（λ＝１）の近傍では、大きくなるリーンの場合でもゼロ近傍の正の値とする。これにより、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定を正確に行える。

また、この実施例における他の故障診断方法としては、触媒１０のＯ２ストレージ量を使い果たした時のリアＯ２センサ３１の出力積分値によって触媒１０の異常判定と燃料システム５６Ａの異常判定を実施する。つまり、リアＯ２センサ３１の出力積分値によって、触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常とを識別可能とする（図１０、図１１参照）。この場合、制御装置５６は、触媒１０のＯ２ストレージ量を推定する一方、リアＯ２センサ３１の出力を積分し、このリアＯ２センサ３１の出力積分値（リーン積分値）によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値がゼロ（０）となる際に検知されるリアＯ２センサ３１の出力積分値によって異常判定を行う。
つまり、図１０、図１１に示すように、Ｏ２ストレージ量がゼロとなった時にリアＯ２センサ３１の出力積分値で触媒１０と燃料システム５６Ａの異常診断するものである。リアＯ２センサ３１の出力積分値（リーン積分値）で診断する場合に、リーンからリッチヘの反転時間で診断する場合よりも、より精度の高い診断が可能となる。リアＯ２センサ３１の出力は、図２１に示すように、空燃比に対して変化するので、触媒１０から排出される酸素の量が微妙に変化した場合にもその変化がリアＯ２センサ３１の出力の変化となり、その出力積分値（リーン積分値）を使用することで、反転時間よりも高精度な路が可能となる。従って、診断としてはＯ２ストレージ量がゼロ（０）となった時のリアＯ２センサ３１の出力積分値が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも大きい時は、触媒１０が異常であると診断でき、また逆に、低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも小さくなった時は、燃料システム５６Ａが異常であると診断する。
また、この場合、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値（空気量＊Ｃλ）を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる（図１２、図１３参照）。つまり、Ｏ２ストレージ量を正確に求めることを目的とせずに、触媒１０と燃料システム５６Ａの異常とを診断するためだけであれば、図１２に示す積算値の項目で代用することも可能である。

即ち、この実施例に係る故障診断方法においては、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチに反転した時の触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常判定と燃料システム５６Ａの異常判定とを実施し、触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常とを識別可能とした。また、この故障診断方法においては、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量＊空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射積算値等を用いる。更に、触媒１０のＯ２ストレージ量の初期化は、燃料カットが設定時間（２秒）よりも長く成立した時に行う。更にまた、触媒１０のＯ２ストレージ量の演算は、図２０に示すように、空燃比に対する空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）と空気量との積算で行う。空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）は、空燃比が１より大きいリーン状態の時に負の値とし、空燃比が１よりも小さいリッチ状態の時には正の値とする。従って、Ｏ２ストレージ量は、リッチの時に減算され、一方、リーンの時には加算される。

次いで、この実施例に係る故障診断方法について、図１４〜図２３に沿って説明する。
図１４に示すように、燃料系部品等に微妙な故障が発生すると、本来正常であれば理論空燃比（λ＝１）に制御された空燃比が触媒１０を通ることになるが、故障により触媒１０を通る空燃比は微妙にリッチに偏ったり又はリーンに偏ったりしてしまい、その結果、触媒１０の下流側のリアＯ２センサ３１の出力もリーンに偏ったり又はリッチに偏ってしまうことになる。

そして、デュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御は、一般的に触媒１０の下流側のリアＯ２センサ３１の出力が目標値になるように燃料噴射量を制御するため、リアＯ２センサ３１の出力は目標値付近を中心にリーン／リッチを繰り返す動きとなる。しかし、図１５に示すように、リアＯ２センサ３１の出力が長い時間リッチに反転すべきなのに、リーンのまま動かない状態が続いた場合は、触媒１０に入る排気ガスの空燃比がリッチ又はリーンにずれていて、触媒１０の浄化率が低下し、浄化されずに排出される排ガスが増加してしまうことになる。

図１６には、正常時で、燃料カット後のリアＯ２センサの動きが示されている。図１６に示すように、リアＯ２センサ３１は活性化すると目標電圧になるようにデュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が行われ、燃料カット等ではリーン側（低電圧側）に出力が変化する動きとなる。また、触媒１０には燃料カット等のリーン雰囲気で酸素が溜め込まれ、排気ガス成分の酸化剤として使用されることになる。酸素を保持している期間は、触媒１０の下流側の空燃比が理論空燃比（λ＝１）に対して多少リーンとなり、リアＯ２センサ３１の出力もその期間中にリーン状態がしばらく続くことになる。触媒１０が新品の時には、酸素を溜め込む能力（Ｏ２ストレージ量）は高いが、劣化してくると、だんだん酸素を溜め込む能力は低下してくることになる。

そして、燃料カット等のリーン雰囲気で触媒１０に溜め込まれた酸素は排ガス浄化のための酸化剤として使用されるが、触媒１０に溜め込まれた酸素が無くなり、リアＯ２センサ３１の出力がリーン状態を示さなくなる時間は、図１７、図１８に示すように、理論空燃比で走行した時の空気量と相関がある。しかし、走行時には、理論空燃比以外に加速増量が発生したり、燃料カットが発生したりするため、触媒１０に貯えられる酸素量は増減し、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチになる時間も変化することになる。また、触媒１０のＯ２ストレージ量は触媒１０の温度によっても変化するため、図１９に示すように、触媒１０が暖機されてＯ２ストレージ保持能力が安定したところで、診断を実施する。

走行中の空燃比変化によるばらつきを小さくするために、図２０に示すように、Ｏ２ストレージ量を走行時の空燃比と空気量によって補正、つまり、空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）によって補正することで、触媒１０のＯ２ストレージ量を正確に求めることが可能となる。
また、図２０に示すように、触媒１０の酸素保持量（Ｏ２ｓｔｒａｇｅ）補正係数（Ｃλ）は、設計基準値によって設定される。従って、Ｏ２ストレージ量が初期化によって最大値にセットされ、その後の走行によってＯ２ストレージ量が（ゼロ）になった点で、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチに反転すれば、触媒１０は基準値と同じであることが分かる。

図２１には、リアＯ２センサ３１の電圧と理論空燃比の関係が示されている。図２１に示すように、センサ出力は、リアＯ２センサ３１の素子温度によって多少変化し、且つ市場での使用による劣化（耐久後）によっても多少変化する。素子温度によるリアＯ２センサ３１の出力ばらつきは、リアＯ２センサ３１の出力積分値に影響を与えるため、リアＯ２センサ３１が暖機後に診断を実施する。

図２２には、触媒１０の劣化度合いとリアＯ２センサ３１の電圧との関係が示されている。リアＯ２センサ３１の出力は、触媒１０のＯ２ストレージ量や燃料システム５６Ａの異常によってリーンからリッチになる時間が大きく変化することは既に説明したが、触媒１０が劣化した場合にはリアＯ２センサ３１のリーンからリッチに変化する時間は短くなり、一方、燃料システム５６Ａが異常となった場合には長くなることが、実験によって分かった。従って、この時間差を、リアＯ２センサ３１の出力のリーンからリッチヘの変化時間又は積分値によって演算し、Ｏ２ストレージ量の設計基準値と比較することで、それぞれの異常を識別して検出できることが分かった。

図２３は、故障診断方法を説明するタイムチャートである。図２３に示すように、始動後開始条件によって触媒１０が暖機されたことを判定し、デュアルＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）モード条件によってリアＯ２センサ３１の出力が安定して活性していることを判定する。触媒１０のＯ２ストレージ能力は触媒１０の温度と供給される酸素量とで決まるが、触媒１０の最大酸素保持量は無限大ではなく上限があり、それ以上いくら酸素を補給しても保持できない。そして、触媒１０のＯ２ストレージ量が最大となる酸素供給量は触媒１０の諸元によって異なるが、設定時間（２ｓｅｃ）の燃料カット（Ｆ／Ｃ）が発生すると、上限量となることが実験により分かった。また、触媒１０のＯ２ストレージ量を正確に推定することは非常に難しく、ただ単にリアＯ２センサ３１の出力がリッチ雰囲気になった時に、酸素を全て吐き出したとは言えないことも実験によって分かった。従って、Ｏ２ストレージ量を正確に推定する基点として、燃料カット（Ｆ／Ｃ）が設定時間（２秒）以上発生し、触媒１０のＯ２ストレージ量が最大となったところからＯ２ストレージ量を演算すると、高精度のＯ２ストレージ量を演算することが可能となる。

また、図１、図２に示すように、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチに反転した時のＯ２ストレージ量が図２に示す高側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＨ）よりも大きいと言うことは、Ｏ２ストレージ量が設計値よりも少ないと言うことになるので、その場合には、触媒１０が異常であると診断する。また、その逆に、リアＯ２センサ３１の出力が反転した時のＯ２ストレージ量が図２に示す低側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＬ）よりも小さいと言うことは、見かけ上のＯ２ストレージ量が設計値よりも多くなったということになり、本来、Ｏ２ストレージ量は設計値よりも多くなることがないため、燃料システム５６Ａが異常であると診断できる。

更に、図８、図９に示すように、Ｏ２ストレージ量を正確に求めることを目的とせずに、触媒１０と燃料システム５６Ａの異常とを診断するためだけであれば、図８に示す積算値の項目で代用することも可能である。空気量＊補正係数（Ｃλ）の積算値は、Ｏ２ストレージ補正量であるので、Ｏ２ストレージ量を求めて診断する時と同じ精度で診断が可能であるが、エンジン負荷、空気量、燃料噴射量等の積算値を代用する場合は診断精度は低下するが、プログラムの容量が少なくて済むため、排ガス規制があまり厳しくない場合で高精度の診断が要求されない時には、使用が可能である。

次に、この実施例に係る故障診断について、図１〜図７に沿って説明する。
先ず、リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量で故障診断する場合について、図１に沿って説明する。
図１に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０２）。

この始動後開始条件は、図３に示す条件によって成立する。つまり、図３に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、エンジン１を始動し（ステップＢ０２）、そして、エンジン１に供給された空気の積算空気量が設定値よりも大きいか、あるいは、エンジン１に供給された燃料の積算燃料量が設定値よりも大きいか、あるいは、触媒１０の温度が設定値よりも大きくなって暖機が完了したかを判断、つまり、触媒１０及びリアＯ２センサ３１が活性状態であるか否かを判断し（ステップＢ０３）、このステップＢ０３がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＢ０３がＹＥＳの場合には、始動後開始条件が成立したとする（ステップＢ０４）

図１の前記ステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。一方、図１の前記ステップＡ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を行う（ステップＡ０３）。

このＯ２ストレージの初期化は、図４に沿って行われる。つまり、図４に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＣ０２）、このステップＣ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＣ０２がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を実行し（ステップＣ０３）。そして、燃料カットから復帰があったか否かを判断し（ステップＣ０４）、このステップＣ０４がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＣ０４がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化を終了する（ステップＣ０５）。

また、このとき、図５に示すように、Ｏ２ストレージ量が演算される。つまり、図５に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＤ０１）、Ｏ２ストレージの初期化を終了したか否かを判断し（ステップＤ０２）、このステップＤ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＤ０２がＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージ補正量を、Ｏ２ストレージ補正量＝空気量＊補正係数（Ｃλ）で求め（ステップＤ０３）、そして、Ｏ２ストレージ量を、Ｏ２ストレージ量＝前回のＯ２ストレージ量−Ｏ２ストレージ補正量で求め（ステップＤ０４）、前記ステップＤ０３に戻る。

図１の前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻る。一方、図１の前記ステップＡ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が終了してＹＥＳの場合には、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＡ０４）。

このリアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているか否かは、図６に沿って行われる。つまり、図６に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＥ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＥ０２）、このステップＥ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＥ０２がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサからの出力値（ＲＯ２ＩＮＴ）が設定値（ＲＯ２ＶＲＬ）よりも大きくなったか否かを判断し（ステップＥ０３）（図２３参照）、このステップＥ０３がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＥ０３がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力しているとし、プログラムを終了する（ステップＥ０４）。

また、このとき、図７に示すように、リアＯ２センサのリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が演算される。つまり、図７に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＦ０１）、燃料カット時間が設定時間（２ｓｅｃ）よりも長くなったか否かを判断し（ステップＦ０２）、このステップＦ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＦ０２がＹＥＳの場合には、燃料カットの復帰時からリアＯ２センサのリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）を計測し（ステップＦ０３）、そして、この計測を終了する（ステップＦ０４）。また、下流側排気ガスセンサの出力積分値であるリアＯ２センサのリーン積分値は、図２３の最下段に示すように、燃料カット時間が設定時間より長くなった後、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦとなる復帰時までにゼロに設定する。

図１の前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻る。一方、図１の前記ステップＡ０４で、リアＯ２センサがリーンからリッチの信号を出力してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージ量が高側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、図２に示すように、触媒１０が故障したと判定する（ステップＡ０６）。
前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、Ｏ２ストレージ量が低側判定値（Ｏ２ｓｔｒａｇｅＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＡ０７）、このステップＡ０７がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻り、一方、このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、図２に示すように、燃料システム５６Ａの故障と判定する（ステップＡ０８）。
この結果、燃料カット後、触媒１０のＯ２ストレージ量によって触媒１０の異常と燃料システム５６Ａの異常との一つ以上の異常判定を行い、リアＯ２センサ３１の出力がリーンからリッチへ反転した際に検知される触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことから、触媒１０の劣化の影響を受けにくくし、誤判定の少ない高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。
また、図５、図６に示すように、触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行い、この初期化を燃料カットが予め設定した設定時間（２ｓｅｃ）よりも長く実施した際に行うことにより、基準としているリアＯ２センサ３１の動作を、長い燃料カットを基準として、故障診断の精度を確保できる。

次いで、リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合で、Ｏ２ストレージ量の代わりに各種積算値によって故障判定を行う場合について、図８、図９に基づいて説明する。つまり、制御装置５６は、Ｏ２ストレージ量の代わりに、空気量と空燃比ずれ量（補正係数：Ｃλ）との乗算値を積算した空気量空燃比ずれ量積算値、エンジン負荷を積算したエンジン負荷積算値、空気量を積算した空気量積算値、燃料噴射量を積算した燃料噴射量積算値のうちいずれかを触媒１０のＯ２ストレージ量の推定値の代替値として用いる。
図８に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＧ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＧ０２）。このステップＧ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＧ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＧ０３）。このステップＧ０３がＮＯの場合には、前記ステップＧ０２に戻す。
前記ステップＧ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、燃料カットの復帰時から各種の積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）を求める（ステップＧ０４）。この積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）は、空気量＊Ｃλ積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射量積算値で求められる。
そして、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＧ０５）。このステップＧ０５がＮＯの場合には、前記ステップステップＧ０２に戻す。
一方、前記ステップＧ０５で、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力してＹＥＳの場合には、積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）が高側判定値（ＥＮＧＬＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＧ０６）、このステップＧ０７がＹＥＳの場合には、図９に示すように、燃料システム５６Ａが故障したと判定する（ステップＧ０７）。
前記ステップＧ０６がＮＯの場合には、積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）が低側判定値（ＥＮＧＬＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＧ０８）、このステップＧ０８がＮＯの場合には、前記ステップＧ０２に戻り、一方、このステップＧ０８がＹＥＳの場合には、図９に示すように、触媒１０の故障と判定する（ステップＧ０９）。
この結果、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準としているので、代替値によっても故障診断の精度を確保できる。

また、Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合について、図１０、図１１に基づいて説明する。
図１０に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＨ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＨ０２）。このステップＨ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＨ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＨ０３）。このステップＨ０３がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻す。
前記ステップＨ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、Ｏ２ストレージがゼロ（０）か否かを判断する（ステップＨ０４）（図２３参照）。このステップＨ０４がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻す。
このステップＨ０４がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＨ０５）、このステップＨ０５がＹＥＳの場合には、図１１に示すように、触媒１０が故障したと判定する（ステップＨ０６）。
前記ステップＨ０５がＮＯの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＨ０７）、このステップＨ０７がＮＯの場合には、前記ステップＨ０２に戻り、一方、このステップＨ０７がＹＥＳの場合には、図１１に示すように、燃料システム５６Ａの故障と判定する（ステップＨ０８）。
この結果、高い精度の触媒１０の異常診断と燃料システム５６Ａの異常診断とを行うことができる。

更に、積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合について、図１２、図１３に基づいて説明する。
図１２に示すように、制御装置５６においてプログラムがスタートすると（ステップＪ０１）、始動後開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＪ０２）。このステップＪ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
前記ステップＪ０２で、始動後開始条件が成立してＹＥＳの場合には、Ｏ２ストレージの初期化が成立しているか否かを判断する（ステップＪ０３）。このステップＪ０３がＮＯの場合には、前記ステップＪ０２に戻す。
前記ステップＪ０３で、Ｏ２ストレージの初期化が成立している場合には、燃料カットの復帰時から各種の積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）を求める（ステップＪ０４）。この積算値（ＥＮＧＬＯＡＤ）は、空気量＊Ｃλ積算値、エンジン負荷積算値、空気量積算値、燃料噴射量積算値で求められる。
そして、リアＯ２センサ３１がリーンからリッチの信号を出力しているか否かを判断する（ステップＪ０５）。このステップＪ０５がＮＯの場合には、前記ステップステップＪ０２に戻す。
一方、このステップＪ０５がＹＥＳの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が高側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＨ）よりも高くなったか否かを判断し（ステップＪ０６）、このステップＪ０６がＹＥＳの場合には、図１３に示すように、燃料システム５６Ａが故障したと判定する（ステップＪ０７）。
前記ステップＪ０６がＮＯの場合には、リアＯ２センサ３１のリーン積分値（ＲＯ２ＩＮＴ）が低側判定値（ＲＯ２ＩＮＴＬ）よりも低くなったか否かを判断し（ステップＪ０８）、このステップＪ０８がＮＯの場合には、前記ステップＪ０２に戻り、一方、このステップＪ０８がＹＥＳの場合には、図１３に示すように、触媒１０の故障と判定する（ステップＪ０９）。
この結果、燃料カット後のリアＯ２センサ３１の動作を基準としているので、代替値によっても故障診断の精度を確保できる。

燃料カット後、触媒のＯ２ストレージ量によって触媒の異常と燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、下流側排気ガスセンサの出力がリーンからリッチ反転した際に検知される触媒のＯ２ストレージ量の推定値によって異常判定を行うことを、他のの診断にも適用することができる。

リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量で故障診断する場合のフローチャートである。 リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時のＯ２ストレージ量を設定値と比較して故障診断する場合の説明図である。 始動後開始条件成立のフローチャートである。 Ｏ２ストレージ量の初期化のフローチャートである。 Ｏ２ストレージ量の演算のフローチャートである。 リアＯ２センサの出力値を計測するフローチャートである。 リアＯ２センサの出力積分値の演算のフローチャートである。 リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合のフローチャートである。 リアＯ２センサがリーンからリッチとなった時の積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）で故障診断する場合の説明図である。 Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合のフローチャートである。 Ｏ２ストレージ量が設定値となった時のリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合の説明図である。 積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合のフローチャートである。 積算値の演算（ＥＮＧＬＯＡＤ）及びリアＯ２センサの出力積分値で故障診断する場合の説明図である。 正常時のフロントＯ２センサとリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。 １気筒分の燃料噴射弁（インジェクタ）の噴射量が少なくなった場合のフロントＯ２センサとリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。 燃料カット後のリアＯ２センサとの動きを示すタイムチャートである。 燃料カット後のリアＯ２センサがリーンからリッチへ変化する時間のタイムチャートである。 燃料カット後のリアＯ２センサがリーンからリッチへ変化する時のＯ２ストレージ量時間と走行時空気量のタイムチャートである。 始動後条件のタイムチャートである。 触媒のＯ２ストレージ補正計数を示すタイムチャートである。 リアＯ２センサの素子温度・電圧を示すタイムチャートである。 触媒の劣化度合いとリアＯ２センサの電圧とのタイムチャートである。 触媒診断と燃料システムの診断のタイムチャートである。 故障診断装置のブロック構成図である。 エンジンの故障診断御装置のシステム構成図である。

符号の説明

１ エンジン
３ 排気通路
９Ａ 一側分岐排気通路
９Ｂ 他側分岐排気通路
１０ 触媒
１０Ａ 一側触媒
１０Ｂ 他側触媒
２０ 燃料噴射弁
２０Ａ 一側燃料噴射弁
２０Ｂ 他側燃料噴射弁
３０ フロントＯ２センサ
３０Ａ 一側フロントＯ２センサ
３０Ｂ 他側フロントＯ２センサ
３１ リアＯ２センサ
３１Ａ 一側リアＯ２センサ
３１Ｂ 他側リアＯ２センサ
５６ 制御装置
５６Ａ 燃料システム（燃料噴射量制御手段）
５６Ｂ フィードバック制御手段
５６Ｃ 診断手段
５６Ｄ タイマ

Claims (1)

1. エンジンの排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサを備えるとともに、前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御するとともに燃料カットを行う燃料供給制御手段と、前記上流側排気ガスセンサ及び前記下流側排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給制御手段をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記下流側排気ガスセンサの出力値及び前記エンジンの運転状態を示すパラメータを計測して前記エンジンの所定の運転状態にて前記燃料供給制御手段の状態を判定する診断を行う診断手段とを有する制御装置を備えたエンジンの故障診断装置であって、前記制御装置が、前記触媒のＯ２ストレージ量を推定するとともに、燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値の初期化を行うエンジンの故障診断装置において、前記制御装置は、前記下流側排気ガスセンサの出力を積分し、この下流側排気ガスセンサの出力積分値によって前記触媒の異常と前記燃料供給制御手段の異常との一つ以上の異常判定を行い、前記燃料カットを予め設定した設定時間よりも長く実施した際に前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値を所定値に設定して前記初期化を行うとともに前記燃料カットを前記設定時間よりも長く実施して燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦとなる復帰時には前記下流側排気ガスセンサの出力積分値をゼロとし、前記触媒のＯ２ストレージ量の推定値がゼロとなる際に検知される前記下流側排気ガスセンサの出力積分値によってこの出力積分値が所定の高側判定値より高い場合に前記触媒の異常と判定する一方、この出力積分値が前記高側判定値より低い所定の低側判定値より低い場合に前記燃料供給制御手段の異常と判定する前記異常判定を行うことを特徴とするエンジンの故障診断装置。

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