JPH09310612A - 排出ガス浄化用触媒劣化検出装置 - Google Patents
排出ガス浄化用触媒劣化検出装置Info
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- JPH09310612A JPH09310612A JP9024697A JP2469797A JPH09310612A JP H09310612 A JPH09310612 A JP H09310612A JP 9024697 A JP9024697 A JP 9024697A JP 2469797 A JP2469797 A JP 2469797A JP H09310612 A JPH09310612 A JP H09310612A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒活性化前のエミッション増加を考慮した
触媒劣化検出を行うことで、触媒劣化検出精度を向上さ
せる。 【解決手段】 触媒温度ＴＣＡＴが１５０℃を越えた後
に、所定のサンプリング周期（例えば６４ｍｓ）で触媒
下流側の酸素センサの出力電圧ＶＯＸ２の変化幅を積算
して、浄化ガス成分量を反映したデータΣＶを求めると
共に、触媒上流側の空燃比センサで検出した空燃比（Ａ
／Ｆ）の目標Ａ／Ｆからの偏差と排出ガス流量（＝吸気
流量Ｑ）とを乗算してその乗算値を積算することで、触
媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑを求める
（ステップ１００〜１６０）。そして、触媒温度ＴＣＡ
Ｔが所定温度（例えば５５０℃）に達した時点で、それ
まで積算したΣＶを、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて設定した
劣化判定値と比較して、触媒劣化の有無を判定する（ス
テップ１８０〜２１０）。
触媒劣化検出を行うことで、触媒劣化検出精度を向上さ
せる。 【解決手段】 触媒温度ＴＣＡＴが１５０℃を越えた後
に、所定のサンプリング周期（例えば６４ｍｓ）で触媒
下流側の酸素センサの出力電圧ＶＯＸ２の変化幅を積算
して、浄化ガス成分量を反映したデータΣＶを求めると
共に、触媒上流側の空燃比センサで検出した空燃比（Ａ
／Ｆ）の目標Ａ／Ｆからの偏差と排出ガス流量（＝吸気
流量Ｑ）とを乗算してその乗算値を積算することで、触
媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑを求める
（ステップ１００〜１６０）。そして、触媒温度ＴＣＡ
Ｔが所定温度（例えば５５０℃）に達した時点で、それ
まで積算したΣＶを、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて設定した
劣化判定値と比較して、触媒劣化の有無を判定する（ス
テップ１８０〜２１０）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
に設置された排出ガス浄化用の触媒が劣化したときにそ
の劣化を検出する排出ガス浄化用触媒劣化検出装置に関
するものである。
に設置された排出ガス浄化用の触媒が劣化したときにそ
の劣化を検出する排出ガス浄化用触媒劣化検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の排出ガス浄化システムでは、触媒
が劣化して排出ガス浄化能力が低下した状態で運転が続
けられるのを防ぐため、触媒の劣化を検出する触媒劣化
検出装置が開発されている（例えば特開平２−１３６５
３８号公報や特開平３−２５３７１４号公報参照）。従
来の触媒劣化検出装置は、いずれも触媒が活性化温度
（一般には３００〜４００℃以上）に暖機された後の排
出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出するように
なっている。
が劣化して排出ガス浄化能力が低下した状態で運転が続
けられるのを防ぐため、触媒の劣化を検出する触媒劣化
検出装置が開発されている（例えば特開平２−１３６５
３８号公報や特開平３−２５３７１４号公報参照）。従
来の触媒劣化検出装置は、いずれも触媒が活性化温度
（一般には３００〜４００℃以上）に暖機された後の排
出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出するように
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン始
動後に触媒が活性化温度に暖機されるまでは、正常な触
媒でも排出ガス浄化能力が低く、まして、劣化した触媒
では、排出ガス浄化能力が更に低下して排出ガス中の有
害成分（エミッション）が増加することになる。しか
し、従来の触媒劣化検出方法では、いずれも触媒活性化
後の排出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出する
ため、触媒活性化前のエミッション増加度合を考慮した
触媒劣化検出を行うことは困難であり、触媒活性化前の
エミッション増加により本来は劣化状態であると判定さ
れるべき触媒が劣化無しと判定されるおそれがある。
動後に触媒が活性化温度に暖機されるまでは、正常な触
媒でも排出ガス浄化能力が低く、まして、劣化した触媒
では、排出ガス浄化能力が更に低下して排出ガス中の有
害成分（エミッション）が増加することになる。しか
し、従来の触媒劣化検出方法では、いずれも触媒活性化
後の排出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出する
ため、触媒活性化前のエミッション増加度合を考慮した
触媒劣化検出を行うことは困難であり、触媒活性化前の
エミッション増加により本来は劣化状態であると判定さ
れるべき触媒が劣化無しと判定されるおそれがある。
【０００４】エンジンを冷間始動すると、冷間始動後の
時間の経過に伴って、触媒の活性化が排出ガス流入側
（上流側）から進行し、最終的に触媒全体が活性化した
状態となる。一般に、触媒全体の容量はある程度余裕を
持たせてあるため、触媒全体が活性化した状態では、触
媒が多少劣化していても、新品の触媒に近い浄化率が得
られ、劣化触媒と新品触媒との間で浄化率の差が少なく
なる。従って、触媒の活性化が進むほど、劣化触媒と新
品触媒との判別（つまり触媒劣化の検出）が困難とな
る。よって、触媒活性化後の排出ガス浄化能力の低下か
ら触媒の劣化を検出すると、触媒活性化前のエミッショ
ン増加により本来は劣化状態であると判定されるべき触
媒が劣化無しと判定されるおそれがある。
時間の経過に伴って、触媒の活性化が排出ガス流入側
（上流側）から進行し、最終的に触媒全体が活性化した
状態となる。一般に、触媒全体の容量はある程度余裕を
持たせてあるため、触媒全体が活性化した状態では、触
媒が多少劣化していても、新品の触媒に近い浄化率が得
られ、劣化触媒と新品触媒との間で浄化率の差が少なく
なる。従って、触媒の活性化が進むほど、劣化触媒と新
品触媒との判別（つまり触媒劣化の検出）が困難とな
る。よって、触媒活性化後の排出ガス浄化能力の低下か
ら触媒の劣化を検出すると、触媒活性化前のエミッショ
ン増加により本来は劣化状態であると判定されるべき触
媒が劣化無しと判定されるおそれがある。
【０００５】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、触媒活性化前のエミ
ッション増加を考慮した触媒劣化検出を行うことができ
て、触媒劣化検出精度を向上することができる排出ガス
浄化用触媒劣化検出装置を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、触媒活性化前のエミ
ッション増加を考慮した触媒劣化検出を行うことができ
て、触媒劣化検出精度を向上することができる排出ガス
浄化用触媒劣化検出装置を提供することにある。
【０００６】
【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劣化検出装
置は、触媒の劣化度合に応じて触媒内で浄化されるガス
成分量（以下「浄化ガス成分量」という）が変化する点
に着目し、内燃機関が始動してから触媒が所定温度に達
するまでの浄化ガス成分量を演算手段により演算し、そ
の浄化ガス成分量に基づいて触媒の劣化を触媒劣化検出
手段により検出する。これにより、触媒活性化前のエミ
ッション増加を考慮した触媒劣化検出を精度良く行うこ
とができる。
に、本発明の請求項１の排出ガス浄化用触媒劣化検出装
置は、触媒の劣化度合に応じて触媒内で浄化されるガス
成分量（以下「浄化ガス成分量」という）が変化する点
に着目し、内燃機関が始動してから触媒が所定温度に達
するまでの浄化ガス成分量を演算手段により演算し、そ
の浄化ガス成分量に基づいて触媒の劣化を触媒劣化検出
手段により検出する。これにより、触媒活性化前のエミ
ッション増加を考慮した触媒劣化検出を精度良く行うこ
とができる。
【０００７】更に、請求項２では、触媒の劣化を検出す
るに際して、浄化ガス成分量に加え、触媒が所定温度に
達するまでの触媒流入ガス成分変動のデータも考慮す
る。これは、浄化ガス成分量が触媒流入ガス成分変動の
影響を受けるためであり、触媒流入ガス成分変動も考慮
して触媒劣化検出を行うことで、触媒流入ガス成分変動
の影響を排除した高精度な触媒劣化検出が可能となる。
るに際して、浄化ガス成分量に加え、触媒が所定温度に
達するまでの触媒流入ガス成分変動のデータも考慮す
る。これは、浄化ガス成分量が触媒流入ガス成分変動の
影響を受けるためであり、触媒流入ガス成分変動も考慮
して触媒劣化検出を行うことで、触媒流入ガス成分変動
の影響を排除した高精度な触媒劣化検出が可能となる。
【０００８】また、請求項３では、触媒下流側の排出ガ
スの空燃比に基づいて浄化ガス成分量を演算する。これ
は、触媒下流側の排出ガスの空燃比が浄化ガス成分量を
反映したパラメータであることを考慮したものである。
スの空燃比に基づいて浄化ガス成分量を演算する。これ
は、触媒下流側の排出ガスの空燃比が浄化ガス成分量を
反映したパラメータであることを考慮したものである。
【０００９】また、請求項４では、触媒流入ガス成分変
動のデータを、触媒に流入する排出ガスの空燃比と排出
ガス流量とに基づいて演算することで、触媒流入ガス成
分変動のデータを精度良く求める。
動のデータを、触媒に流入する排出ガスの空燃比と排出
ガス流量とに基づいて演算することで、触媒流入ガス成
分変動のデータを精度良く求める。
【００１０】更に、請求項５では、触媒流入ガス成分変
動のデータを所定時間毎に演算し、当該所定期間に演算
された触媒流入ガス成分変動のデータが所定範囲外のと
き、この所定期間に演算された前記触媒流入ガス成分変
動のデータ及び浄化ガス成分量を無効にする。つまり、
触媒流入ガス成分変動のデータが過大又は過小の場合に
は、浄化ガス成分量の演算精度が低下するため、触媒流
入ガス成分変動のデータが所定範囲内に入らないときに
触媒流入ガス成分変動のデータ及び浄化ガス成分量を無
効にすることで、触媒流入ガス成分変動による劣化検出
精度低下を防止する。
動のデータを所定時間毎に演算し、当該所定期間に演算
された触媒流入ガス成分変動のデータが所定範囲外のと
き、この所定期間に演算された前記触媒流入ガス成分変
動のデータ及び浄化ガス成分量を無効にする。つまり、
触媒流入ガス成分変動のデータが過大又は過小の場合に
は、浄化ガス成分量の演算精度が低下するため、触媒流
入ガス成分変動のデータが所定範囲内に入らないときに
触媒流入ガス成分変動のデータ及び浄化ガス成分量を無
効にすることで、触媒流入ガス成分変動による劣化検出
精度低下を防止する。
【００１１】また、請求項６では、触媒温度が前記所定
温度より低い劣化検出開始温度に達するまで触媒劣化検
出処理を禁止する。つまり、触媒温度が劣化検出開始温
度に達しない状態では、触媒下流側の空燃比を検出する
センサの温度が低く、そのセンサ出力が安定しないの
で、この期間中に触媒劣化検出処理を禁止することで、
触媒劣化検出精度低下を防ぐ。
温度より低い劣化検出開始温度に達するまで触媒劣化検
出処理を禁止する。つまり、触媒温度が劣化検出開始温
度に達しない状態では、触媒下流側の空燃比を検出する
センサの温度が低く、そのセンサ出力が安定しないの
で、この期間中に触媒劣化検出処理を禁止することで、
触媒劣化検出精度低下を防ぐ。
【００１２】また、請求項７では、内燃機関始動時の触
媒温度が所定温度より高いときに触媒劣化検出処理を禁
止する。この触媒劣化検出方法は、触媒が活性化する途
中（例えば触媒温度が１５０〜５５０℃の範囲）の浄化
ガス成分量から触媒劣化を検出するものである。従っ
て、内燃機関始動時の触媒温度が例えば１５０℃より大
幅に上回った場合、浄化ガス成分量がずれ、触媒劣化の
検出精度が低下する。よって、内燃機関始動時の触媒温
度が所定温度より高いときに触媒劣化検出処理を禁止す
ることで、触媒劣化検出精度低下を防ぐ。
媒温度が所定温度より高いときに触媒劣化検出処理を禁
止する。この触媒劣化検出方法は、触媒が活性化する途
中（例えば触媒温度が１５０〜５５０℃の範囲）の浄化
ガス成分量から触媒劣化を検出するものである。従っ
て、内燃機関始動時の触媒温度が例えば１５０℃より大
幅に上回った場合、浄化ガス成分量がずれ、触媒劣化の
検出精度が低下する。よって、内燃機関始動時の触媒温
度が所定温度より高いときに触媒劣化検出処理を禁止す
ることで、触媒劣化検出精度低下を防ぐ。
【００１３】ところで、内燃機関始動時の触媒温度は、
触媒温度センサで検出できるが、触媒温度センサが無い
システムでは、例えば、請求項８のように、内燃機関始
動時の冷却水温と吸気温度との差又は該冷却水温と外気
温度との差が所定値以上の時に内燃機関始動時の触媒温
度が所定温度より高いと判断して触媒劣化検出処理を禁
止するようにしても良い。
触媒温度センサで検出できるが、触媒温度センサが無い
システムでは、例えば、請求項８のように、内燃機関始
動時の冷却水温と吸気温度との差又は該冷却水温と外気
温度との差が所定値以上の時に内燃機関始動時の触媒温
度が所定温度より高いと判断して触媒劣化検出処理を禁
止するようにしても良い。
【００１４】つまり、内燃機関始動時に触媒温度が十分
に下がりきっていれば、内燃機関始動時の冷却水温も十
分に下がりきっているため、内燃機関始動時の冷却水温
と吸気温度（＝外気温度）とがほぼ同じ温度となるが、
触媒温度が十分に下がりきっていない場合には、冷却水
温も十分に下がりきっていないため、内燃機関始動時の
冷却水温が吸気温度よりも高くなる。この関係から、内
燃機関始動時の冷却水温と吸気温度（又は外気温度）と
の差から内燃機関始動時の触媒温度を推定できる。
に下がりきっていれば、内燃機関始動時の冷却水温も十
分に下がりきっているため、内燃機関始動時の冷却水温
と吸気温度（＝外気温度）とがほぼ同じ温度となるが、
触媒温度が十分に下がりきっていない場合には、冷却水
温も十分に下がりきっていないため、内燃機関始動時の
冷却水温が吸気温度よりも高くなる。この関係から、内
燃機関始動時の冷却水温と吸気温度（又は外気温度）と
の差から内燃機関始動時の触媒温度を推定できる。
【００１５】また、請求項９では、触媒の暖機が排気熱
によって行われる点に着目し、内燃機関の運転状態に基
づいて排気温度を推定し、その排気温度に基づいて触媒
温度を推定する。これにより、触媒温度を検出する温度
センサが不要となり、部品コスト削減の要求が満たされ
る。
によって行われる点に着目し、内燃機関の運転状態に基
づいて排気温度を推定し、その排気温度に基づいて触媒
温度を推定する。これにより、触媒温度を検出する温度
センサが不要となり、部品コスト削減の要求が満たされ
る。
【００１６】ところで、内燃機関停止後の触媒温度は、
時間の経過に伴って温度低下し、触媒温度が十分に下が
りきってしまえば、触媒温度が冷却水温や吸気温度（＝
外気温度）とほぼ同じ温度となる。
時間の経過に伴って温度低下し、触媒温度が十分に下が
りきってしまえば、触媒温度が冷却水温や吸気温度（＝
外気温度）とほぼ同じ温度となる。
【００１７】このような触媒温度の変化特性から、請求
項１０のように、内燃機関停止後の経過時間を停止時間
測定手段により計測し、外気温度、吸気温度、冷却水温
のうちの少なくとも１つと前記停止時間測定手段により
測定した内燃機関停止後の経過時間とに基づいて内燃機
関始動時の触媒温度を推定するようにしても良い。この
ようにすれば、内燃機関始動時の触媒温度を精度良く推
定することができ、触媒劣化検出精度を更に向上でき
る。
項１０のように、内燃機関停止後の経過時間を停止時間
測定手段により計測し、外気温度、吸気温度、冷却水温
のうちの少なくとも１つと前記停止時間測定手段により
測定した内燃機関停止後の経過時間とに基づいて内燃機
関始動時の触媒温度を推定するようにしても良い。この
ようにすれば、内燃機関始動時の触媒温度を精度良く推
定することができ、触媒劣化検出精度を更に向上でき
る。
【００１８】ところで、内燃機関始動直後は、上流側空
燃比センサの出力に基づく空燃比フィードバックが開始
されるまでの間、始動時の燃料増量により空燃比がリッ
チとなる。この間は、まだ触媒温度が低く、触媒内にリ
ッチ成分が吸着されていく。これにより、触媒内に多く
のリッチ成分が吸着された状態で、空燃比フィードバッ
クが開始されるため、空燃比フィードバック開始直後
は、空燃比フィードバックが不安定である。
燃比センサの出力に基づく空燃比フィードバックが開始
されるまでの間、始動時の燃料増量により空燃比がリッ
チとなる。この間は、まだ触媒温度が低く、触媒内にリ
ッチ成分が吸着されていく。これにより、触媒内に多く
のリッチ成分が吸着された状態で、空燃比フィードバッ
クが開始されるため、空燃比フィードバック開始直後
は、空燃比フィードバックが不安定である。
【００１９】従って、請求項１１に示すように、空燃比
フィードバック制御が開始されてから所定期間が経過す
るまでは触媒劣化検出処理を禁止することが好ましい。
このようにすれば、空燃比フィードバックが安定してか
ら、触媒劣化検出処理を開始することができ、触媒劣化
検出精度を更に向上できる。ここで、触媒劣化検出処理
を禁止する“所定期間”とは、空燃比フィードバック制
御開始後に空燃比フィードバックが安定するのに必要な
期間であり、空燃比フィードバック制御開始後の経過時
間で設定しても良いし、或は、空燃比フィードバック制
御開始後に空燃比センサの出力が最初にしきい値を横切
るまでの期間としても良い。
フィードバック制御が開始されてから所定期間が経過す
るまでは触媒劣化検出処理を禁止することが好ましい。
このようにすれば、空燃比フィードバックが安定してか
ら、触媒劣化検出処理を開始することができ、触媒劣化
検出精度を更に向上できる。ここで、触媒劣化検出処理
を禁止する“所定期間”とは、空燃比フィードバック制
御開始後に空燃比フィードバックが安定するのに必要な
期間であり、空燃比フィードバック制御開始後の経過時
間で設定しても良いし、或は、空燃比フィードバック制
御開始後に空燃比センサの出力が最初にしきい値を横切
るまでの期間としても良い。
【００２０】また、請求項１２では、排出ガス浄化用の
触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設
置したシステムにおいて、下流側酸素センサの出力に基
づいて触媒の飽和（下流側酸素センサの出力がストイキ
から外れること）を飽和判定手段により判定し、上流側
空燃比センサの出力波形と目標空燃比とで囲まれる部分
の面積を第１の演算手段により算出して触媒流入ガス成
分量を求めると共に、下流側酸素センサの出力変化量を
第２の演算手段により積算して触媒流出ガス成分量を求
める。そして、前記飽和判定手段により触媒飽和を判定
した時に前記第２の演算手段による触媒流出ガス成分量
を上流側空燃比センサの出力に基づいて飽和補正手段に
より補正し、この補正した触媒流出ガス成分量と前記第
１の演算手段により求めた触媒流入ガス成分量とに基づ
いて触媒劣化検出手段により触媒の劣化を検出する。
触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設
置したシステムにおいて、下流側酸素センサの出力に基
づいて触媒の飽和（下流側酸素センサの出力がストイキ
から外れること）を飽和判定手段により判定し、上流側
空燃比センサの出力波形と目標空燃比とで囲まれる部分
の面積を第１の演算手段により算出して触媒流入ガス成
分量を求めると共に、下流側酸素センサの出力変化量を
第２の演算手段により積算して触媒流出ガス成分量を求
める。そして、前記飽和判定手段により触媒飽和を判定
した時に前記第２の演算手段による触媒流出ガス成分量
を上流側空燃比センサの出力に基づいて飽和補正手段に
より補正し、この補正した触媒流出ガス成分量と前記第
１の演算手段により求めた触媒流入ガス成分量とに基づ
いて触媒劣化検出手段により触媒の劣化を検出する。
【００２１】ここで、図２１に示すように、下流側酸素
センサの出力電圧は、ストイキ付近では空気過剰率λ
（空燃比）に対してリニアに変化するが、ストイキから
外れた領域では、空気過剰率λが変化しても、下流側酸
素センサの出力電圧はあまり変化せず、触媒流出ガス成
分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領
域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触媒内
で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成分量は触
媒流入ガス成分量と相関関係がある。従って、上記請求
項１２のように、触媒飽和と判定された時に、触媒流出
ガス成分量を上流側空燃比センサの出力に基づいて補正
すれば、触媒飽和の状態になっても、触媒流出ガス成分
量を精度良く判定することができ、触媒劣化検出精度を
更に向上できる。
センサの出力電圧は、ストイキ付近では空気過剰率λ
（空燃比）に対してリニアに変化するが、ストイキから
外れた領域では、空気過剰率λが変化しても、下流側酸
素センサの出力電圧はあまり変化せず、触媒流出ガス成
分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領
域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触媒内
で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成分量は触
媒流入ガス成分量と相関関係がある。従って、上記請求
項１２のように、触媒飽和と判定された時に、触媒流出
ガス成分量を上流側空燃比センサの出力に基づいて補正
すれば、触媒飽和の状態になっても、触媒流出ガス成分
量を精度良く判定することができ、触媒劣化検出精度を
更に向上できる。
【００２２】この場合、請求項１３のように、前記第１
の演算手段により前記面積を積算する際に目標空燃比よ
りリーン側／リッチ側のいずれか一方側の面積を第１の
キャンセル手段によりキャンセルすると共に、前記第２
の演算手段により前記下流側酸素センサの出力変化量を
積算する際に該下流側酸素センサの出力変化方向が前記
第１のキャンセル手段によりキャンセルされる面積と同
じ側に向っている時にその方向への出力変化量を第２の
キャンセル手段によりキャンセルするようにしても良
い。このようにすれば、リーン側／リッチ側のいずれか
一方側についてのみ触媒流入／流出ガス成分量を演算す
ることができ、例えばリッチ側についてのみ触媒流入／
流出ガス成分量を演算すれば、触媒のＨＣ浄化率の劣化
度合を判定することができる。
の演算手段により前記面積を積算する際に目標空燃比よ
りリーン側／リッチ側のいずれか一方側の面積を第１の
キャンセル手段によりキャンセルすると共に、前記第２
の演算手段により前記下流側酸素センサの出力変化量を
積算する際に該下流側酸素センサの出力変化方向が前記
第１のキャンセル手段によりキャンセルされる面積と同
じ側に向っている時にその方向への出力変化量を第２の
キャンセル手段によりキャンセルするようにしても良
い。このようにすれば、リーン側／リッチ側のいずれか
一方側についてのみ触媒流入／流出ガス成分量を演算す
ることができ、例えばリッチ側についてのみ触媒流入／
流出ガス成分量を演算すれば、触媒のＨＣ浄化率の劣化
度合を判定することができる。
【００２３】更に、請求項１４のように、燃料カット中
及び燃料カット復帰から所定期間が経過するまでは触媒
劣化検出処理を禁止するようにしても良い。燃料カット
中は燃料が供給されないため、排出ガス中の空燃比がリ
ーンとなり、上流側空燃比センサにて空燃比を正しく測
定できる範囲を越えてしまう。また、燃料カット復帰
後、空燃比フィードバック制御が安定するのに必要な所
定期間が経過するまで、すなわち上流側空燃比センサの
出力値がしきい値をよぎるまでは、精度良く空燃比を検
出できない。従って、上記請求項１４のように、燃料カ
ット中の場合、又は燃料カット復帰後、所定期間が経過
するまでは、触媒劣化検出処理を禁止することで、触媒
劣化検出精度を更に向上できる。ここで、燃料カット復
帰後、触媒劣化検出処理を禁止する“所定期間”とは、
燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定するの
に必要な期間であり、燃料カット復帰後の経過時間で設
定しても良いし、或は、燃料カット復帰後に上流側空燃
比センサの出力が最初にしきい値を横切るまでの期間と
しても良い。
及び燃料カット復帰から所定期間が経過するまでは触媒
劣化検出処理を禁止するようにしても良い。燃料カット
中は燃料が供給されないため、排出ガス中の空燃比がリ
ーンとなり、上流側空燃比センサにて空燃比を正しく測
定できる範囲を越えてしまう。また、燃料カット復帰
後、空燃比フィードバック制御が安定するのに必要な所
定期間が経過するまで、すなわち上流側空燃比センサの
出力値がしきい値をよぎるまでは、精度良く空燃比を検
出できない。従って、上記請求項１４のように、燃料カ
ット中の場合、又は燃料カット復帰後、所定期間が経過
するまでは、触媒劣化検出処理を禁止することで、触媒
劣化検出精度を更に向上できる。ここで、燃料カット復
帰後、触媒劣化検出処理を禁止する“所定期間”とは、
燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定するの
に必要な期間であり、燃料カット復帰後の経過時間で設
定しても良いし、或は、燃料カット復帰後に上流側空燃
比センサの出力が最初にしきい値を横切るまでの期間と
しても良い。
【００２４】また、請求項１５では、排出ガス浄化用の
触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設
置したシステムにおいて、所定のサンプリング周期で前
記下流側酸素センサの出力電圧の変化幅を第１の積算手
段により積算する（この積算値は浄化ガス成分量を反映
したデータとなる）。更に、前記所定のサンプリング周
期で前記上流側空燃比センサで検出した空燃比の目標空
燃比からの偏差と排出ガス流量とを乗算してその乗算値
を第２の積算手段により積算する（この積算値は触媒流
入ガス成分変動のデータとなる）。そして、触媒が所定
温度に達するまでの前記第１の積算手段による積算値と
前記第２の積算手段による積算値とに基づいて触媒の劣
化を触媒劣化検出手段により検出する。これにより、触
媒流入ガス成分変動の影響を排除した高精度な触媒劣化
検出が可能となる。
触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設
置したシステムにおいて、所定のサンプリング周期で前
記下流側酸素センサの出力電圧の変化幅を第１の積算手
段により積算する（この積算値は浄化ガス成分量を反映
したデータとなる）。更に、前記所定のサンプリング周
期で前記上流側空燃比センサで検出した空燃比の目標空
燃比からの偏差と排出ガス流量とを乗算してその乗算値
を第２の積算手段により積算する（この積算値は触媒流
入ガス成分変動のデータとなる）。そして、触媒が所定
温度に達するまでの前記第１の積算手段による積算値と
前記第２の積算手段による積算値とに基づいて触媒の劣
化を触媒劣化検出手段により検出する。これにより、触
媒流入ガス成分変動の影響を排除した高精度な触媒劣化
検出が可能となる。
【００２５】また、請求項１６では、排出ガス浄化用の
触媒の上流側と下流側の双方に空燃比センサを設置した
システムにおいて、所定のサンプリング周期で前記上流
側空燃比センサで検出した上流側空燃比の目標空燃比か
らの偏差と排出ガス流量とを乗算してその乗算値を第１
の積算手段により積算する（この積算値は触媒流入ガス
成分変動のデータとなる）。更に、前記所定のサンプリ
ング周期で前記下流側空燃比センサで検出した下流側空
燃比の目標空燃比からの偏差と排出ガス流量とを乗算し
てその乗算値を第２の積算手段により積算する（この積
算値は触媒流出ガス成分変動のデータとなる）。そし
て、前記触媒が所定温度に達するまでの前記第１の積算
手段による積算値（触媒流入ガス成分変動のデータ）と
前記第２の積算手段による積算値（触媒流出ガス成分変
動のデータ）とを比較することで、浄化ガス成分量を演
算手段により演算し、その浄化ガス成分量に基づいて触
媒劣化を触媒劣化検出手段により検出する。これによ
り、触媒流入ガス成分変動と触媒流出ガス成分変動とを
考慮した高精度な触媒劣化検出が可能となる。
触媒の上流側と下流側の双方に空燃比センサを設置した
システムにおいて、所定のサンプリング周期で前記上流
側空燃比センサで検出した上流側空燃比の目標空燃比か
らの偏差と排出ガス流量とを乗算してその乗算値を第１
の積算手段により積算する（この積算値は触媒流入ガス
成分変動のデータとなる）。更に、前記所定のサンプリ
ング周期で前記下流側空燃比センサで検出した下流側空
燃比の目標空燃比からの偏差と排出ガス流量とを乗算し
てその乗算値を第２の積算手段により積算する（この積
算値は触媒流出ガス成分変動のデータとなる）。そし
て、前記触媒が所定温度に達するまでの前記第１の積算
手段による積算値（触媒流入ガス成分変動のデータ）と
前記第２の積算手段による積算値（触媒流出ガス成分変
動のデータ）とを比較することで、浄化ガス成分量を演
算手段により演算し、その浄化ガス成分量に基づいて触
媒劣化を触媒劣化検出手段により検出する。これによ
り、触媒流入ガス成分変動と触媒流出ガス成分変動とを
考慮した高精度な触媒劣化検出が可能となる。
【００２６】
《実施形態（１）》以下、本発明の実施形態（１）を図
１乃至図１０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１
３の下流側には、吸気温度Ｔａｍを検出する吸気温度セ
ンサ１４と、吸気流量Ｑを検出するエアフローメータ１
０とが設けられている。このエアフローメータ１０の下
流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度ＴＨ
を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられてい
る。更に、スロットルバルブ１５の下流側には、吸気管
圧力ＰＭを検出する吸気管圧力センサ１７が設けられ、
この吸気管圧力センサ１７の下流側にサージタンク１８
が設けられている。このサージタンク１８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
が接続され、この吸気マニホールド１９の各気筒の分岐
管部にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ２０が取り
付けられている。
１乃至図１０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１
３の下流側には、吸気温度Ｔａｍを検出する吸気温度セ
ンサ１４と、吸気流量Ｑを検出するエアフローメータ１
０とが設けられている。このエアフローメータ１０の下
流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度ＴＨ
を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられてい
る。更に、スロットルバルブ１５の下流側には、吸気管
圧力ＰＭを検出する吸気管圧力センサ１７が設けられ、
この吸気管圧力センサ１７の下流側にサージタンク１８
が設けられている。このサージタンク１８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
が接続され、この吸気マニホールド１９の各気筒の分岐
管部にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ２０が取り
付けられている。
【００２７】また、エンジン１１には各気筒毎に点火プ
ラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１には、点火
回路２２で発生した高圧電流がディストリビュータ２３
を介して供給される。このディストリビュータ２３に
は、７２０℃Ａ（クランク軸２回転）毎に例えば２４個
のパルス信号を出力するクランク角センサ２４が設けら
れ、このクランク角センサ２４の出力パルス間隔によっ
てエンジン回転数Ｎｅを検出するようになっている。ま
た、エンジン１１には、エンジン冷却水温Ｔｈｗを検出
する水温センサ３８が取り付けられている。
ラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１には、点火
回路２２で発生した高圧電流がディストリビュータ２３
を介して供給される。このディストリビュータ２３に
は、７２０℃Ａ（クランク軸２回転）毎に例えば２４個
のパルス信号を出力するクランク角センサ２４が設けら
れ、このクランク角センサ２４の出力パルス間隔によっ
てエンジン回転数Ｎｅを検出するようになっている。ま
た、エンジン１１には、エンジン冷却水温Ｔｈｗを検出
する水温センサ３８が取り付けられている。
【００２８】一方、エンジン１１の排気ポート（図示せ
ず）には、排気マニホールド２５を介して排気管２６が
接続され、この排気管２６の途中に、排出ガス中の有害
成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減させる三元触媒等
の触媒２７が設けられている。この触媒２７の上流側に
は、排出ガスの空燃比Ａ／Ｆに応じたリニアな空燃比信
号を出力する上流側空燃比センサ２８が設けられてい
る。この上流側空燃比センサ２８には、活性化を促進す
るためのヒータ（図示せず）が内蔵されている。また、
触媒２７の下流側には、排出ガスの空燃比Ａ／Ｆ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ＶＯ
Ｘ２が反転する下流側酸素センサ２９が設けられてい
る。この下流側酸素センサ２９には、該酸素センサ２９
の活性化を促進するためのヒータ３９が内蔵されてい
る。
ず）には、排気マニホールド２５を介して排気管２６が
接続され、この排気管２６の途中に、排出ガス中の有害
成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減させる三元触媒等
の触媒２７が設けられている。この触媒２７の上流側に
は、排出ガスの空燃比Ａ／Ｆに応じたリニアな空燃比信
号を出力する上流側空燃比センサ２８が設けられてい
る。この上流側空燃比センサ２８には、活性化を促進す
るためのヒータ（図示せず）が内蔵されている。また、
触媒２７の下流側には、排出ガスの空燃比Ａ／Ｆ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ＶＯ
Ｘ２が反転する下流側酸素センサ２９が設けられてい
る。この下流側酸素センサ２９には、該酸素センサ２９
の活性化を促進するためのヒータ３９が内蔵されてい
る。
【００２９】上述した各種のセンサの出力は電子制御回
路３０内に入力ポート３１を介して読み込まれる。電子
制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構
成され、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バック
アップＲＡＭ３５を備え、各種センサ出力から得られた
エンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量ＴＡＵ
や点火時期Ｉｇ等を演算し、その演算結果に応じた信号
を出力ポート３６からインジェクタ２０や点火回路２２
に出力してエンジン１１の運転を制御する。
路３０内に入力ポート３１を介して読み込まれる。電子
制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構
成され、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バック
アップＲＡＭ３５を備え、各種センサ出力から得られた
エンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量ＴＡＵ
や点火時期Ｉｇ等を演算し、その演算結果に応じた信号
を出力ポート３６からインジェクタ２０や点火回路２２
に出力してエンジン１１の運転を制御する。
【００３０】また、この電子制御回路３０は、後述する
図２に示す触媒劣化検出ルーチン及び図３に示す触媒温
度推定ルーチンをＲＯＭ３３（記憶媒体）に記憶し、こ
れらのルーチンを実行することにより、触媒２７内で浄
化されるガス成分量（浄化ガス成分量）を演算する演算
手段及び触媒２７の劣化を検出する触媒劣化検出手段と
して機能する。また、触媒２７の劣化を検出したときに
は、出力ポート３６から警告ランプ３７に点灯信号を出
力して警告ランプ３７を点灯し、運転者に警告する。
図２に示す触媒劣化検出ルーチン及び図３に示す触媒温
度推定ルーチンをＲＯＭ３３（記憶媒体）に記憶し、こ
れらのルーチンを実行することにより、触媒２７内で浄
化されるガス成分量（浄化ガス成分量）を演算する演算
手段及び触媒２７の劣化を検出する触媒劣化検出手段と
して機能する。また、触媒２７の劣化を検出したときに
は、出力ポート３６から警告ランプ３７に点灯信号を出
力して警告ランプ３７を点灯し、運転者に警告する。
【００３１】以下、図２に示す触媒劣化検出ルーチンの
処理の流れを説明する。本ルーチンは、特許請求の範囲
でいう触媒温度推定手段として機能し、所定時間毎（例
えば６４ｍｓｅｃ毎）に割込み処理にて実行される。本
ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１００
で、図３に示す触媒温度推定ルーチンを実行し、次のよ
うにして触媒温度ＴＣＡＴを推定する。
処理の流れを説明する。本ルーチンは、特許請求の範囲
でいう触媒温度推定手段として機能し、所定時間毎（例
えば６４ｍｓｅｃ毎）に割込み処理にて実行される。本
ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１００
で、図３に示す触媒温度推定ルーチンを実行し、次のよ
うにして触媒温度ＴＣＡＴを推定する。
【００３２】図３に示す触媒温度推定ルーチンでは、ま
ずステップ１０１で、エンジン１１が始動されたか否か
を判定し、始動前であれば、触媒温度ＴＣＡＴ＝吸気温
度Ｔａｍ（＝外気温度）と設定し、本ルーチンを終了す
る。
ずステップ１０１で、エンジン１１が始動されたか否か
を判定し、始動前であれば、触媒温度ＴＣＡＴ＝吸気温
度Ｔａｍ（＝外気温度）と設定し、本ルーチンを終了す
る。
【００３３】一方、エンジン１１が始動されていれば、
ステップ１０３に進み、燃料カット中か否かを判定し、
燃料カット中でなければ、ステップ１０４に進み、排気
温度ＴＥＸを次のようにして推定する。予め、図４に示
すように、エンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑ（＝排出ガ
ス流量）とから排気温度ＴＥＸを推定するマップをＲＯ
Ｍ３３に記憶しておき、ステップ１０４の処理を行う毎
に、その時点のエンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとに応
じて図４に示すマップから排気温度ＴＥＸを推定する。
この推定法は、エンジン負荷（Ｎｅ，Ｑ）が増加するほ
ど、排気温度ＴＥＸが高くなるという特性を利用したも
のである。
ステップ１０３に進み、燃料カット中か否かを判定し、
燃料カット中でなければ、ステップ１０４に進み、排気
温度ＴＥＸを次のようにして推定する。予め、図４に示
すように、エンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑ（＝排出ガ
ス流量）とから排気温度ＴＥＸを推定するマップをＲＯ
Ｍ３３に記憶しておき、ステップ１０４の処理を行う毎
に、その時点のエンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとに応
じて図４に示すマップから排気温度ＴＥＸを推定する。
この推定法は、エンジン負荷（Ｎｅ，Ｑ）が増加するほ
ど、排気温度ＴＥＸが高くなるという特性を利用したも
のである。
【００３４】これに対し、燃料カット中は、燃料の燃焼
熱が無くなり、排気温度ＴＥＸが急激に低下するため、
排気温度ＴＥＸをエンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとか
ら推定できなくなる。従って、ステップ１０３で燃料カ
ット中と判定された場合にはステップ１０５に進み、Ｒ
ＯＭ３３に記憶されている図５に示すマップを用いて燃
料カット開始時の触媒温度ＴＣＡＴ（推定値）から排気
温度ＴＥＸを推定する。この推定法は、触媒温度ＴＣＡ
Ｔが高くなるほど、その触媒２７の放熱で排気温度ＴＥ
Ｘが高くなるという特性を利用したものである。
熱が無くなり、排気温度ＴＥＸが急激に低下するため、
排気温度ＴＥＸをエンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとか
ら推定できなくなる。従って、ステップ１０３で燃料カ
ット中と判定された場合にはステップ１０５に進み、Ｒ
ＯＭ３３に記憶されている図５に示すマップを用いて燃
料カット開始時の触媒温度ＴＣＡＴ（推定値）から排気
温度ＴＥＸを推定する。この推定法は、触媒温度ＴＣＡ
Ｔが高くなるほど、その触媒２７の放熱で排気温度ＴＥ
Ｘが高くなるという特性を利用したものである。
【００３５】以上のようにしてステップ１０４又は１０
５で排気温度ＴＥＸを推定した後、ステップ１０６に進
み、前回の処理で推定した触媒温度ＴＣＡＴ(n-1) を排
気温度ＴＥＸと比較し、触媒温度が下降傾向か、上昇傾
向かを判別する。そして、触媒温度ＴＣＡＴが下降傾向
の場合（ＴＣＡＴ(n-1) ＞排気温度ＴＥＸ）には、ステ
ップ１０７に進み、次式により今回の触媒温度ＴＣＡＴ
(n) を算出する。
５で排気温度ＴＥＸを推定した後、ステップ１０６に進
み、前回の処理で推定した触媒温度ＴＣＡＴ(n-1) を排
気温度ＴＥＸと比較し、触媒温度が下降傾向か、上昇傾
向かを判別する。そして、触媒温度ＴＣＡＴが下降傾向
の場合（ＴＣＡＴ(n-1) ＞排気温度ＴＥＸ）には、ステ
ップ１０７に進み、次式により今回の触媒温度ＴＣＡＴ
(n) を算出する。
【００３６】ＴＣＡＴ(n) ＝ＴＣＡＴ(n-1) −Ｋ1 ×｜
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜ ここで、Ｋ1 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、エンジン回転数Ｎｅの変動値が大きいと
き（非定常時）と小さいとき（定常時）とでＫ1 を異な
る値に設定するようにしても良い。
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜ ここで、Ｋ1 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、エンジン回転数Ｎｅの変動値が大きいと
き（非定常時）と小さいとき（定常時）とでＫ1 を異な
る値に設定するようにしても良い。
【００３７】一方、触媒温度ＴＣＡＴが上昇傾向の場合
（ＴＣＡＴ(n-1) ≦排気温度ＴＥＸ）には、ステップ１
０８に進み、次式により今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を
算出する。 ＴＣＡＴ(n) ＝ＴＣＡＴ(n-1) ＋Ｋ2 ×｜ＴＣＡＴ(n-
1) −ＴＥＸ｜ ここで、Ｋ2 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、燃料カット中は、Ｋ1 とＫ2 を一定値に
固定するようにしても良い。
（ＴＣＡＴ(n-1) ≦排気温度ＴＥＸ）には、ステップ１
０８に進み、次式により今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を
算出する。 ＴＣＡＴ(n) ＝ＴＣＡＴ(n-1) ＋Ｋ2 ×｜ＴＣＡＴ(n-
1) −ＴＥＸ｜ ここで、Ｋ2 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、燃料カット中は、Ｋ1 とＫ2 を一定値に
固定するようにしても良い。
【００３８】以上のようにしてステップ１０７又は１０
８で触媒温度ＴＣＡＴを推定した後、図２のステップ１
１０に戻り、触媒温度ＴＣＡＴが劣化検出開始温度、例
えば１５０℃を越えたか否かを判定し、越えていなけれ
ば、以降の触媒劣化検出処理を行うことなく、本ルーチ
ンを終了する。これは、触媒温度ＴＣＡＴが劣化検出開
始温度に達しない状態では、下流側酸素センサ２９の温
度が低く、そのセンサ出力ＶＯＸ２が安定しないので、
この期間中に触媒劣化検出処理を禁止することで、劣化
検出精度低下を防ぐものである。
８で触媒温度ＴＣＡＴを推定した後、図２のステップ１
１０に戻り、触媒温度ＴＣＡＴが劣化検出開始温度、例
えば１５０℃を越えたか否かを判定し、越えていなけれ
ば、以降の触媒劣化検出処理を行うことなく、本ルーチ
ンを終了する。これは、触媒温度ＴＣＡＴが劣化検出開
始温度に達しない状態では、下流側酸素センサ２９の温
度が低く、そのセンサ出力ＶＯＸ２が安定しないので、
この期間中に触媒劣化検出処理を禁止することで、劣化
検出精度低下を防ぐものである。
【００３９】そして、触媒温度ＴＣＡＴが劣化検出開始
温度（例えば１５０℃）を越えた時点で、ステップ１２
０に進み、タイムカウンタ１をインクリメントし、次の
ステップ１３０で、浄化ガス成分量を反映するデータΣ
Ｖ1 （下流側酸素センサ２９の出力電圧変動の軌跡）を
次式により算出する（図７参照）。
温度（例えば１５０℃）を越えた時点で、ステップ１２
０に進み、タイムカウンタ１をインクリメントし、次の
ステップ１３０で、浄化ガス成分量を反映するデータΣ
Ｖ1 （下流側酸素センサ２９の出力電圧変動の軌跡）を
次式により算出する（図７参照）。
【００４０】ΣＶ1(n)＝ΣＶ1(n-1)＋｜ＶＯＸ２(i) −
ＶＯＸ２(i-1) ｜ ここで、ＶＯＸ２(i) は今回処理時における下流側酸素
センサ２９の出力電圧であり、ＶＯＸ２(i-1) は前回処
理時における下流側酸素センサ２９の出力電圧である。
つまり、上式は、所定のサンプリング周期（例えば６４
ｍｓｅｃ）で下流側酸素センサ２９の出力電圧ＶＯＸ２
の変化幅を積算することで、下流側酸素センサ２９の出
力電圧変動の軌跡を求め、触媒２７内での浄化ガス成分
量を評価するものである。
ＶＯＸ２(i-1) ｜ ここで、ＶＯＸ２(i) は今回処理時における下流側酸素
センサ２９の出力電圧であり、ＶＯＸ２(i-1) は前回処
理時における下流側酸素センサ２９の出力電圧である。
つまり、上式は、所定のサンプリング周期（例えば６４
ｍｓｅｃ）で下流側酸素センサ２９の出力電圧ＶＯＸ２
の変化幅を積算することで、下流側酸素センサ２９の出
力電圧変動の軌跡を求め、触媒２７内での浄化ガス成分
量を評価するものである。
【００４１】更に、ステップ１３０では、触媒流入ガス
成分変動を数値化したデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を次式に
より算出する（図８参照）。 ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1(n)＝ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1(n-1)＋Ｑ×｜目
標Ａ／Ｆ−Ａ／Ｆ｜
成分変動を数値化したデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を次式に
より算出する（図８参照）。 ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1(n)＝ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1(n-1)＋Ｑ×｜目
標Ａ／Ｆ−Ａ／Ｆ｜
【００４２】ここで、Ｑは、エアフローメータ１０によ
り検出した吸気流量Ｑであり、排出ガス流量を代用する
データとして用いている。尚、排出ガス流量は吸気流量
で代用する他、実際に測定しても良いし、他のデータか
ら推定するようにしても良い。勿論、吸気流量から推定
するようにしても良い。Ａ／Ｆは、上流側空燃比センサ
２８の出力電圧（つまり排出ガスの空燃比）であり、目
標Ａ／Ｆは、空燃比制御の目標となる空燃比（例えば論
空燃比）である。上式は、所定のサンプリング周期（例
えば６４ｍｓｅｃ）で上流側空燃比センサ２８で検出し
たＡ／Ｆの目標Ａ／Ｆからの偏差｜目標Ａ／Ｆ−Ａ／Ｆ
｜と排出ガス流量（＝吸気流量Ｑ）とを乗算してその乗
算値を積算することで、触媒流入ガス成分変動のデータ
ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を求めるものである。
り検出した吸気流量Ｑであり、排出ガス流量を代用する
データとして用いている。尚、排出ガス流量は吸気流量
で代用する他、実際に測定しても良いし、他のデータか
ら推定するようにしても良い。勿論、吸気流量から推定
するようにしても良い。Ａ／Ｆは、上流側空燃比センサ
２８の出力電圧（つまり排出ガスの空燃比）であり、目
標Ａ／Ｆは、空燃比制御の目標となる空燃比（例えば論
空燃比）である。上式は、所定のサンプリング周期（例
えば６４ｍｓｅｃ）で上流側空燃比センサ２８で検出し
たＡ／Ｆの目標Ａ／Ｆからの偏差｜目標Ａ／Ｆ−Ａ／Ｆ
｜と排出ガス流量（＝吸気流量Ｑ）とを乗算してその乗
算値を積算することで、触媒流入ガス成分変動のデータ
ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を求めるものである。
【００４３】この後、ステップ１４０で、タイムカウン
タ１のカウント値が１０ｓｅｃを越えたか否かを判定
し、１０ｓｅｃを越えていなければ、上記ステップ１１
０〜１３０の処理を繰り返す。これにより、１０ｓｅｃ
間のΣＶ1 とΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1が算出される。そして、
タイムカウンタ１のカウント値が１０ｓｅｃを越えた時
点で、ステップ１５０に進み、１０ｓｅｃ間の触媒流入
ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 が所定範囲内か
否かを判定し、所定範囲内であれば、ステップ１６０に
進み、前回のΣＶ1 の積算値ΣＶに今回のΣＶ1 を積算
してΣＶを更新すると共に、前回のΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 の
積算値ΣΔＡ／Ｆ・Ｑに今回のΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を積算
してΣΔＡ／Ｆ・Ｑを更新する。この後、ステップ１７
０に進み、タイムカウンタ１、ΣＶ1 及びΣΔＡ／Ｆ・
Ｑ1 を共にクリアする。
タ１のカウント値が１０ｓｅｃを越えたか否かを判定
し、１０ｓｅｃを越えていなければ、上記ステップ１１
０〜１３０の処理を繰り返す。これにより、１０ｓｅｃ
間のΣＶ1 とΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1が算出される。そして、
タイムカウンタ１のカウント値が１０ｓｅｃを越えた時
点で、ステップ１５０に進み、１０ｓｅｃ間の触媒流入
ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 が所定範囲内か
否かを判定し、所定範囲内であれば、ステップ１６０に
進み、前回のΣＶ1 の積算値ΣＶに今回のΣＶ1 を積算
してΣＶを更新すると共に、前回のΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 の
積算値ΣΔＡ／Ｆ・Ｑに今回のΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を積算
してΣΔＡ／Ｆ・Ｑを更新する。この後、ステップ１７
０に進み、タイムカウンタ１、ΣＶ1 及びΣΔＡ／Ｆ・
Ｑ1 を共にクリアする。
【００４４】一方、上記ステップ１５０で触媒流入ガス
成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1が所定範囲内に入っ
ていないと判定された場合には、ステップ１６０の積算
処理を行うことなく、ステップ１７０に進み、タイムカ
ウンタ１、ΣＶ1 及びΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を共にクリアす
る（無効にする）。これは、触媒流入ガス成分変動が過
大又は過小の場合には、浄化ガス成分量の演算精度が低
下するため、触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ
・Ｑ1 が所定範囲内に入らないときに、ΣＶ1及びΣΔ
Ａ／Ｆ・Ｑ1 を共にクリアして、積算処理を行わないこ
とで、触媒流入ガス成分変動による劣化検出精度低下を
防止するものである。
成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1が所定範囲内に入っ
ていないと判定された場合には、ステップ１６０の積算
処理を行うことなく、ステップ１７０に進み、タイムカ
ウンタ１、ΣＶ1 及びΣΔＡ／Ｆ・Ｑ1 を共にクリアす
る（無効にする）。これは、触媒流入ガス成分変動が過
大又は過小の場合には、浄化ガス成分量の演算精度が低
下するため、触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ
・Ｑ1 が所定範囲内に入らないときに、ΣＶ1及びΣΔ
Ａ／Ｆ・Ｑ1 を共にクリアして、積算処理を行わないこ
とで、触媒流入ガス成分変動による劣化検出精度低下を
防止するものである。
【００４５】そして、次のステップ１８０では、ステッ
プ１００で推定した触媒温度ＴＣＡＴが所定温度である
５５０℃を越えたか否かを判定し、越えていなければ、
触媒２７の劣化を判定することなく、本ルーチンを終了
する。そして、触媒温度ＴＣＡＴが所定温度である５５
０℃を越えた時点で、ステップ１９０に進み、それまで
に積算した浄化ガス成分量を反映するデータΣＶ（下流
側酸素センサ２９の出力電圧変動の軌跡）を所定の劣化
判定値と比較して、触媒２７の劣化の有無を判定する。
プ１００で推定した触媒温度ＴＣＡＴが所定温度である
５５０℃を越えたか否かを判定し、越えていなければ、
触媒２７の劣化を判定することなく、本ルーチンを終了
する。そして、触媒温度ＴＣＡＴが所定温度である５５
０℃を越えた時点で、ステップ１９０に進み、それまで
に積算した浄化ガス成分量を反映するデータΣＶ（下流
側酸素センサ２９の出力電圧変動の軌跡）を所定の劣化
判定値と比較して、触媒２７の劣化の有無を判定する。
【００４６】ここで、触媒劣化検出方法を図９に基づい
て説明する。図９は、浄化ガス成分量を反映するデータ
ΣＶと触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑと
の関係を実測したものである。図９において、○印は新
品触媒、□印は劣化触媒、△印はダミー触媒（表面に触
媒層が形成されていないセラミック担体のみのもの）に
ついての測定値である。新品触媒（○印）では、ΣΔＡ
／Ｆ・Ｑの大小に拘らず、ΣＶが小さいが、劣化触媒
（□印）では、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑが増加するに従って、Σ
Ｖが増加する傾向がある。触媒劣化が極端に進み、触媒
作用が無くなると、ダミー触媒（△印）と同じ状態にな
る。従って、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑが同じであれば、ΣＶが大
きいほど、触媒劣化が進んでいることを意味する。
て説明する。図９は、浄化ガス成分量を反映するデータ
ΣＶと触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑと
の関係を実測したものである。図９において、○印は新
品触媒、□印は劣化触媒、△印はダミー触媒（表面に触
媒層が形成されていないセラミック担体のみのもの）に
ついての測定値である。新品触媒（○印）では、ΣΔＡ
／Ｆ・Ｑの大小に拘らず、ΣＶが小さいが、劣化触媒
（□印）では、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑが増加するに従って、Σ
Ｖが増加する傾向がある。触媒劣化が極端に進み、触媒
作用が無くなると、ダミー触媒（△印）と同じ状態にな
る。従って、ΣΔＡ／Ｆ・Ｑが同じであれば、ΣＶが大
きいほど、触媒劣化が進んでいることを意味する。
【００４７】この関係を利用し、ＲＯＭ３３に記憶され
ている図１０に示すデータテーブルを用いて劣化判定値
をΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて設定し、この劣化判定値より
ΣＶが大きいか否かで触媒２７の劣化の有無を判定す
る。ΣＶが劣化判定値より大きい場合には、劣化と判定
し（ステップ２００）、ΣＶが劣化判定値以下の場合に
は、正常と判定する（ステップ２１０）。
ている図１０に示すデータテーブルを用いて劣化判定値
をΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて設定し、この劣化判定値より
ΣＶが大きいか否かで触媒２７の劣化の有無を判定す
る。ΣＶが劣化判定値より大きい場合には、劣化と判定
し（ステップ２００）、ΣＶが劣化判定値以下の場合に
は、正常と判定する（ステップ２１０）。
【００４８】尚、本実施形態において、ΣＶを演算する
処理が演算手段に相当し、ΣＶとΣΔＡ／Ｆ・Ｑとに基
づいて触媒劣化を検出する処理が触媒劣化検出手段に相
当する。
処理が演算手段に相当し、ΣＶとΣΔＡ／Ｆ・Ｑとに基
づいて触媒劣化を検出する処理が触媒劣化検出手段に相
当する。
【００４９】この場合、触媒２７の劣化を検出するに際
して、浄化ガス成分量を反映するデータΣＶに加え、触
媒２７が所定温度（５５０℃）に達するまでの触媒流入
ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑも考慮されるの
で、触媒流入ガス成分変動の影響を排除した高精度な触
媒劣化検出を行うことができる。
して、浄化ガス成分量を反映するデータΣＶに加え、触
媒２７が所定温度（５５０℃）に達するまでの触媒流入
ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑも考慮されるの
で、触媒流入ガス成分変動の影響を排除した高精度な触
媒劣化検出を行うことができる。
【００５０】以上、本実施形態によれば、図１２に示す
ように、触媒暖機前の浄化率（浄化ガス成分量）に基づ
いて触媒劣化の検出を行う。つまり、触媒暖機前は、新
品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きいため、容易且
つ正確に触媒劣化を検出することができる。
ように、触媒暖機前の浄化率（浄化ガス成分量）に基づ
いて触媒劣化の検出を行う。つまり、触媒暖機前は、新
品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きいため、容易且
つ正確に触媒劣化を検出することができる。
【００５１】尚、本実施形態では、劣化判定値をΣΔＡ
／Ｆ・Ｑに応じて変化させるようにしたが、ΣＶをΣΔ
Ａ／Ｆ・Ｑに応じて補正するようにしても良い。
／Ｆ・Ｑに応じて変化させるようにしたが、ΣＶをΣΔ
Ａ／Ｆ・Ｑに応じて補正するようにしても良い。
【００５２】また、図９に示すΣＶとΣΔＡ／Ｆ・Ｑと
の関係から明らかなように、触媒劣化が進むほど、ΣＶ
の傾き（ΣＶ÷ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ）が大きくなる傾向があ
るため、ΣＶの傾き（ΣＶ÷ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ）の大小で
触媒劣化の有無を判定するようにしても良い。
の関係から明らかなように、触媒劣化が進むほど、ΣＶ
の傾き（ΣＶ÷ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ）が大きくなる傾向があ
るため、ΣＶの傾き（ΣＶ÷ΣΔＡ／Ｆ・Ｑ）の大小で
触媒劣化の有無を判定するようにしても良い。
【００５３】また、本実施形態では、エンジン負荷（Ｎ
ｅ，Ｑ）から排気温度を推定し、その排気温度に基づい
て触媒温度を推定するようにしたので、触媒温度を検出
する温度センサが不要となり、部品コストを削減できる
利点がある。しかしながら、本発明は、排気温度又は触
媒温度を検出する温度センサを排気系に設置する構成と
しても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十分
に達成できる。
ｅ，Ｑ）から排気温度を推定し、その排気温度に基づい
て触媒温度を推定するようにしたので、触媒温度を検出
する温度センサが不要となり、部品コストを削減できる
利点がある。しかしながら、本発明は、排気温度又は触
媒温度を検出する温度センサを排気系に設置する構成と
しても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十分
に達成できる。
【００５４】また、本実施形態では、触媒温度が１５０
℃〜５５０℃の浄化ガス成分量に基づいて触媒劣化を検
出しているが、浄化ガス成分量の演算期間はこれに限ら
ず、図１２に示すように新品触媒と劣化触媒との浄化率
の差が大きい期間であれば良い。
℃〜５５０℃の浄化ガス成分量に基づいて触媒劣化を検
出しているが、浄化ガス成分量の演算期間はこれに限ら
ず、図１２に示すように新品触媒と劣化触媒との浄化率
の差が大きい期間であれば良い。
【００５５】尚、図２の触媒劣化検出ルーチンは、エン
ジン１１を冷間始動したとき（つまり触媒２７が冷えて
いるとき）に実行され、暖機状態のエンジン１１を再始
動する場合には実行されない。つまり、暖機状態のエン
ジン１１を再始動する場合には、始動直後から既に触媒
温度ＴＣＡＴが活性化温度若しくはそれに近い温度にな
っているため、この状態では図１２に示すように、劣化
触媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少な
く、劣化触媒と新品触媒との判別（つまり触媒劣化の検
出）が困難となるためである。この際、冷間始動か否か
は、水温センサ３８により検出したエンジン冷却水温Ｔ
ｈｗと吸気温度センサ１４により検出した吸気温度Ｔａ
ｍによって判定される。
ジン１１を冷間始動したとき（つまり触媒２７が冷えて
いるとき）に実行され、暖機状態のエンジン１１を再始
動する場合には実行されない。つまり、暖機状態のエン
ジン１１を再始動する場合には、始動直後から既に触媒
温度ＴＣＡＴが活性化温度若しくはそれに近い温度にな
っているため、この状態では図１２に示すように、劣化
触媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少な
く、劣化触媒と新品触媒との判別（つまり触媒劣化の検
出）が困難となるためである。この際、冷間始動か否か
は、水温センサ３８により検出したエンジン冷却水温Ｔ
ｈｗと吸気温度センサ１４により検出した吸気温度Ｔａ
ｍによって判定される。
【００５６】同様の理由から、図２の触媒劣化検出ルー
チンは、冷間始動の場合でも触媒温度ＴＣＡＴが高温
（例えば５５０℃）になった以後は実行されない。上述
したように、触媒温度ＴＣＡＴが高温になれば、劣化触
媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少なく、
劣化触媒と新品触媒との判別が困難となり、触媒劣化検
出精度が低下するためである。
チンは、冷間始動の場合でも触媒温度ＴＣＡＴが高温
（例えば５５０℃）になった以後は実行されない。上述
したように、触媒温度ＴＣＡＴが高温になれば、劣化触
媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少なく、
劣化触媒と新品触媒との判別が困難となり、触媒劣化検
出精度が低下するためである。
【００５７】《実施形態（２）》上記実施形態（１）で
は、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置し
たが、実施形態（２）では、下流側酸素センサ２９に代
えて、下流側空燃比センサを設置し、触媒の上流側と下
流側の双方に空燃比センサを設置している。
は、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置し
たが、実施形態（２）では、下流側酸素センサ２９に代
えて、下流側空燃比センサを設置し、触媒の上流側と下
流側の双方に空燃比センサを設置している。
【００５８】このシステムでは、所定のサンプリング周
期（例えば６４ｍｓｅｃ周期）で上流側空燃比センサで
検出した上流側Ａ／Ｆの目標Ａ／Ｆからの偏差｜目標Ａ
／Ｆ−上流側Ａ／Ｆ｜と排出ガス流量（＝吸気流量Ｑ）
とを乗算してその乗算値を積算して、触媒流入ガス成分
変動のデータΣΔＡ／Ｆin・Ｑを求める（この機能が特
許請求の範囲の請求項１１でいう第１の積算手段とな
る）。 ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ(n) ＝ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ(n-1)＋Ｑ×
｜目標Ａ／Ｆ−上流側Ａ／Ｆ｜
期（例えば６４ｍｓｅｃ周期）で上流側空燃比センサで
検出した上流側Ａ／Ｆの目標Ａ／Ｆからの偏差｜目標Ａ
／Ｆ−上流側Ａ／Ｆ｜と排出ガス流量（＝吸気流量Ｑ）
とを乗算してその乗算値を積算して、触媒流入ガス成分
変動のデータΣΔＡ／Ｆin・Ｑを求める（この機能が特
許請求の範囲の請求項１１でいう第１の積算手段とな
る）。 ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ(n) ＝ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ(n-1)＋Ｑ×
｜目標Ａ／Ｆ−上流側Ａ／Ｆ｜
【００５９】更に、前記所定のサンプリング周期で下流
側空燃比センサで検出した下流側Ａ／Ｆの目標Ａ／Ｆか
らの偏差｜目標Ａ／Ｆ−下流側Ａ／Ｆ｜と排出ガス流量
（＝吸気流量Ｑ）とを乗算してその乗算値を積算して、
触媒流出ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆout ・Ｑを求
める（この機能が特許請求の範囲の請求項１１でいう第
２の積算手段となる）。 ΣΔＡ／Ｆout ・Ｑ(n) ＝ΣΔＡ／Ｆout ・Ｑ(n-1)＋
Ｑ×｜目標Ａ／Ｆ−下流側Ａ／Ｆ｜
側空燃比センサで検出した下流側Ａ／Ｆの目標Ａ／Ｆか
らの偏差｜目標Ａ／Ｆ−下流側Ａ／Ｆ｜と排出ガス流量
（＝吸気流量Ｑ）とを乗算してその乗算値を積算して、
触媒流出ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆout ・Ｑを求
める（この機能が特許請求の範囲の請求項１１でいう第
２の積算手段となる）。 ΣΔＡ／Ｆout ・Ｑ(n) ＝ΣΔＡ／Ｆout ・Ｑ(n-1)＋
Ｑ×｜目標Ａ／Ｆ−下流側Ａ／Ｆ｜
【００６０】そして、触媒が所定温度に達するまでの触
媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆin・Ｑから触媒
流出ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆout ・Ｑを差し引
くことにより、図１１に斜線で示される浄化ガス成分量
を算出する。 浄化ガス成分量＝ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ−ΣΔＡ／Ｆout ・
Ｑ
媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆin・Ｑから触媒
流出ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆout ・Ｑを差し引
くことにより、図１１に斜線で示される浄化ガス成分量
を算出する。 浄化ガス成分量＝ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ−ΣΔＡ／Ｆout ・
Ｑ
【００６１】この後、浄化ガス成分量を所定の劣化判定
値と比較し、浄化ガス成分量が劣化判定値以下であれ
ば、触媒劣化と判定し、浄化ガス成分量が劣化判定値よ
り大きければ、正常と判定する。これにより、触媒流入
ガス成分変動と触媒流出ガス成分変動とを考慮した高精
度な触媒劣化検出が可能となる。
値と比較し、浄化ガス成分量が劣化判定値以下であれ
ば、触媒劣化と判定し、浄化ガス成分量が劣化判定値よ
り大きければ、正常と判定する。これにより、触媒流入
ガス成分変動と触媒流出ガス成分変動とを考慮した高精
度な触媒劣化検出が可能となる。
【００６２】尚、この場合も、ΣΔＡ／Ｆin・Ｑ又はΣ
ΔＡ／Ｆout ・Ｑが所定範囲内に入らないときには、触
媒劣化検出のために演算されたデータを無効にするか、
又は触媒劣化検出処理を禁止することが好ましい。
ΔＡ／Ｆout ・Ｑが所定範囲内に入らないときには、触
媒劣化検出のために演算されたデータを無効にするか、
又は触媒劣化検出処理を禁止することが好ましい。
【００６３】《実施形態（３）》この実施形態（３）で
は、図１３に示す触媒温度推定ルーチンを実行する（こ
の触媒温度推定ルーチンは特許請求の範囲でいう触媒温
度推定手段としての役割を果たす）。この実施形態
（３）のシステム構成は、前述した実施形態（１）と同
じく、触媒２７の上流側に上流側空燃比センサ２８を設
置し、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置
した図１の構成となっている。また、前述した実施形態
（１）では、エンジン始動時の触媒温度を吸気温度と推
定したが、この実施形態（３）では、エンジン停止後の
経過時間を計測するタイマ（停止時間測定手段）を備
え、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒
温度と吸気温度（又は冷却水温）とに基づいてエンジン
始動時の触媒温度ＴCATintを設定することで、触媒温度
の推定精度を向上させている。
は、図１３に示す触媒温度推定ルーチンを実行する（こ
の触媒温度推定ルーチンは特許請求の範囲でいう触媒温
度推定手段としての役割を果たす）。この実施形態
（３）のシステム構成は、前述した実施形態（１）と同
じく、触媒２７の上流側に上流側空燃比センサ２８を設
置し、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置
した図１の構成となっている。また、前述した実施形態
（１）では、エンジン始動時の触媒温度を吸気温度と推
定したが、この実施形態（３）では、エンジン停止後の
経過時間を計測するタイマ（停止時間測定手段）を備
え、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒
温度と吸気温度（又は冷却水温）とに基づいてエンジン
始動時の触媒温度ＴCATintを設定することで、触媒温度
の推定精度を向上させている。
【００６４】以下、触媒温度を推定する図１３の触媒温
度推定ルーチンの処理内容を説明する。エンジン停止後
に経過時間をタイマで計測し、エンジン始動時に、ステ
ップ３０１からステップ３０２に進み、タイマの計測時
間Ｔtimer 、つまりエンジン停止から始動までの経過時
間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を越えているか否かを判
定する。ここで、所定時間ｋtimer は、エンジン停止後
に触媒温度が外気温度（又は冷却水温）まで温度低下す
るのに要する時間に設定されている。従って、エンジン
停止後の経過時間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を越えて
いれば、ステップ３０３に進み、エンジン始動時の触媒
温度ＴCATintを吸気温度Ｔam（又は外気温度）に設定す
る。或は、エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを冷却水
温ＴＨＷに設定しても良い。エンジン１１が完全に冷機
状態（温度が下がりきった状態）になると、吸気温度Ｔ
am（又は外気温度）と冷却水温ＴＨＷとがほぼ同じ温度
になるためである。
度推定ルーチンの処理内容を説明する。エンジン停止後
に経過時間をタイマで計測し、エンジン始動時に、ステ
ップ３０１からステップ３０２に進み、タイマの計測時
間Ｔtimer 、つまりエンジン停止から始動までの経過時
間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を越えているか否かを判
定する。ここで、所定時間ｋtimer は、エンジン停止後
に触媒温度が外気温度（又は冷却水温）まで温度低下す
るのに要する時間に設定されている。従って、エンジン
停止後の経過時間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を越えて
いれば、ステップ３０３に進み、エンジン始動時の触媒
温度ＴCATintを吸気温度Ｔam（又は外気温度）に設定す
る。或は、エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを冷却水
温ＴＨＷに設定しても良い。エンジン１１が完全に冷機
状態（温度が下がりきった状態）になると、吸気温度Ｔ
am（又は外気温度）と冷却水温ＴＨＷとがほぼ同じ温度
になるためである。
【００６５】一方、上記ステップ３０２で、エンジン停
止後の経過時間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を経過して
いないと判定された場合には、ステップ３０４に進み、
エンジン停止時の触媒温度ＴCATendとエンジン停止後の
経過時間Ｔtimer とをパラメータとする下記の表１の二
次元マップから、その時のＴCATendとＴtimer に応じて
エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを検索する。
止後の経過時間Ｔtimer が所定時間ｋtimer を経過して
いないと判定された場合には、ステップ３０４に進み、
エンジン停止時の触媒温度ＴCATendとエンジン停止後の
経過時間Ｔtimer とをパラメータとする下記の表１の二
次元マップから、その時のＴCATendとＴtimer に応じて
エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを検索する。
【００６６】
【表１】
【００６７】ここで、図１４は外気温度が２５℃の場合
のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定し
たグラフであり、触媒温度の挙動については、エンジン
停止時の触媒温度が６００℃と３８０℃の２つの例が測
定されている。この測定結果から明らかなように、エン
ジン停止後の触媒温度の変化は、エンジン停止時の触媒
温度とエンジン停止後の経過時間とに依存し、エンジン
停止時の触媒温度が異なっても、ある程度の時間が経過
すると、ほぼ一定の触媒温度に収束する。このような特
性を考慮し、予め、エンジン停止時の触媒温度ＴCATend
とエンジン停止後の経過時間Ｔtimer と触媒温度ＴCATi
ntとの関係を試験結果又はシミュレーションによりマッ
プ化し、これをＲＯＭ３３に記憶して、上述したステッ
プ３０４で利用する。
のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定し
たグラフであり、触媒温度の挙動については、エンジン
停止時の触媒温度が６００℃と３８０℃の２つの例が測
定されている。この測定結果から明らかなように、エン
ジン停止後の触媒温度の変化は、エンジン停止時の触媒
温度とエンジン停止後の経過時間とに依存し、エンジン
停止時の触媒温度が異なっても、ある程度の時間が経過
すると、ほぼ一定の触媒温度に収束する。このような特
性を考慮し、予め、エンジン停止時の触媒温度ＴCATend
とエンジン停止後の経過時間Ｔtimer と触媒温度ＴCATi
ntとの関係を試験結果又はシミュレーションによりマッ
プ化し、これをＲＯＭ３３に記憶して、上述したステッ
プ３０４で利用する。
【００６８】尚、エンジン停止後の触媒温度の変化は、
ＴCATend、Ｔtimer の他に外気温度にも依存する。ちな
みに、図１５は外気温度が１５℃の場合のエンジン停止
後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定したグラフである
が、図１４に示す外気温度が２５℃の場合の測定結果と
触媒温度の変化具合が異なる。これは、エンジン停止時
の触媒温度が同じであっても、外気温度が低くなるほ
ど、触媒２７の放熱が促進され、エンジン停止後の触媒
温度が速く低下するためである。従って、上記マップか
ら検索した触媒温度ＴCATintを外気温度によって補正す
るようにしても良い。この補正は、例えば外気温度（又
は吸気温度）による補正係数ｋamを用いて次式によって
行えば良い。
ＴCATend、Ｔtimer の他に外気温度にも依存する。ちな
みに、図１５は外気温度が１５℃の場合のエンジン停止
後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定したグラフである
が、図１４に示す外気温度が２５℃の場合の測定結果と
触媒温度の変化具合が異なる。これは、エンジン停止時
の触媒温度が同じであっても、外気温度が低くなるほ
ど、触媒２７の放熱が促進され、エンジン停止後の触媒
温度が速く低下するためである。従って、上記マップか
ら検索した触媒温度ＴCATintを外気温度によって補正す
るようにしても良い。この補正は、例えば外気温度（又
は吸気温度）による補正係数ｋamを用いて次式によって
行えば良い。
【００６９】ＴCATint＝ＴCATint×ｋam ここで、外気温度（又は吸気温度）による補正係数ｋam
は、例えば下記の表２のテーブルから検索する。
は、例えば下記の表２のテーブルから検索する。
【００７０】
【表２】
【００７１】以上のようにして、図１３のステップ３０
３又は３０４で、エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを
設定した後、ステップ３０５〜３０７の処理により、燃
料カット中か否かを考慮して排気温度ＴＥＸを推定す
る。この排気温度ＴＥＸの推定方法は、前述した実施形
態（１）で説明した図３のステップ１０３〜１０５の処
理と同じである。
３又は３０４で、エンジン始動時の触媒温度ＴCATintを
設定した後、ステップ３０５〜３０７の処理により、燃
料カット中か否かを考慮して排気温度ＴＥＸを推定す
る。この排気温度ＴＥＸの推定方法は、前述した実施形
態（１）で説明した図３のステップ１０３〜１０５の処
理と同じである。
【００７２】ステップ３０６又は３０７で排気温度ＴＥ
Ｘを推定した後、ステップ３０８に進み、前回の処理で
推定した触媒温度ＴＣＡＴ(n-1) を排気温度ＴＥＸと比
較して、触媒温度が下降傾向か、上昇傾向かを判別す
る。そして、触媒温度ＴＣＡＴが下降傾向の場合（ＴＣ
ＡＴ(n-1) ＞排気温度ＴＥＸ）には、ステップ３０９に
進み、今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を、エンジン始動時
の触媒温度ＴCATintを考慮して次式により算出する。
Ｘを推定した後、ステップ３０８に進み、前回の処理で
推定した触媒温度ＴＣＡＴ(n-1) を排気温度ＴＥＸと比
較して、触媒温度が下降傾向か、上昇傾向かを判別す
る。そして、触媒温度ＴＣＡＴが下降傾向の場合（ＴＣ
ＡＴ(n-1) ＞排気温度ＴＥＸ）には、ステップ３０９に
進み、今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を、エンジン始動時
の触媒温度ＴCATintを考慮して次式により算出する。
【００７３】ＴＣＡＴ(n) ＝ＴＣＡＴ(n-1) −Ｋ1 ×｜
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜＋ＴCATint ここで、Ｋ1 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、エンジン回転数Ｎｅの変動値が大きいと
き（非定常時）と小さいとき（定常時）とでＫ1 を異な
る値に設定するようにしても良い。
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜＋ＴCATint ここで、Ｋ1 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、エンジン回転数Ｎｅの変動値が大きいと
き（非定常時）と小さいとき（定常時）とでＫ1 を異な
る値に設定するようにしても良い。
【００７４】一方、触媒温度ＴＣＡＴが上昇傾向の場合
（ＴＣＡＴ(n-1) ≦排気温度ＴＥＸ）には、ステップ１
０８に進み、今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を、エンジン
始動時の触媒温度ＴCATintを考慮して次式により算出す
る。
（ＴＣＡＴ(n-1) ≦排気温度ＴＥＸ）には、ステップ１
０８に進み、今回の触媒温度ＴＣＡＴ(n) を、エンジン
始動時の触媒温度ＴCATintを考慮して次式により算出す
る。
【００７５】ＴＣＡＴ(n) ＝ＴＣＡＴ(n-1) ＋Ｋ2 ×｜
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜＋ＴCATint ここで、Ｋ2 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、燃料カット中は、Ｋ1 とＫ2 を一定値に
固定するようにしても良い。
ＴＣＡＴ(n-1) −ＴＥＸ｜＋ＴCATint ここで、Ｋ2 は、ＲＯＭ３３に記憶されている図６のデ
ータテーブルを用いて吸気流量Ｑに応じて設定される係
数である。尚、燃料カット中は、Ｋ1 とＫ2 を一定値に
固定するようにしても良い。
【００７６】以上のようにしてステップ３０９又は３１
０で触媒温度ＴＣＡＴを推定した後、図２のステップ１
１０に戻り、触媒劣化検出処理を実行する。
０で触媒温度ＴＣＡＴを推定した後、図２のステップ１
１０に戻り、触媒劣化検出処理を実行する。
【００７７】この実施形態（３）では、ステップ３０２
〜３０３の処理により、エンジン停止後の経過時間とエ
ンジン停止時の触媒温度と吸気温度（又は冷却水温）と
に基づいてエンジン始動時の触媒温度ＴCATintを推定
し、このＴCATintを基準にしてエンジン始動後の触媒温
度ＴＣＡＴを推定するようにしたので、触媒温度の推定
精度を向上でき、ひいては触媒劣化検出精度を向上でき
る。
〜３０３の処理により、エンジン停止後の経過時間とエ
ンジン停止時の触媒温度と吸気温度（又は冷却水温）と
に基づいてエンジン始動時の触媒温度ＴCATintを推定
し、このＴCATintを基準にしてエンジン始動後の触媒温
度ＴＣＡＴを推定するようにしたので、触媒温度の推定
精度を向上でき、ひいては触媒劣化検出精度を向上でき
る。
【００７８】《実施形態（４）》この実施形態（４）で
は、図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンを実
行する。この実施形態（４）のシステム構成は、前述し
た実施形態（１）と同じく、触媒２７の上流側に上流側
空燃比センサ２８を設置し、触媒２７の下流側に下流側
酸素センサ２９を設置した図１の構成となっている。
は、図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンを実
行する。この実施形態（４）のシステム構成は、前述し
た実施形態（１）と同じく、触媒２７の上流側に上流側
空燃比センサ２８を設置し、触媒２７の下流側に下流側
酸素センサ２９を設置した図１の構成となっている。
【００７９】図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルー
チンは、所定時間毎（例えば６４ｍｓｅｃ毎）に割込み
処理にて実行される。本ルーチンの処理が開始される
と、まずステップ４０１で、触媒劣化判定演算開始条件
が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒劣化判
定演算開始条件が成立しているか否かは、図１８又は図
１９に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによ
って判定される。
チンは、所定時間毎（例えば６４ｍｓｅｃ毎）に割込み
処理にて実行される。本ルーチンの処理が開始される
と、まずステップ４０１で、触媒劣化判定演算開始条件
が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒劣化判
定演算開始条件が成立しているか否かは、図１８又は図
１９に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによ
って判定される。
【００８０】図１８に示す触媒劣化判定演算開始条件判
定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止後の経
過時間を計測するタイマが無いシステムに適用される。
このシステムでは、エンジン始動時の触媒温度を推定す
ることができない。そこで、本ルーチンでは、まずステ
ップ５０１で、エンジン始動時に触媒温度が十分に下が
りきっているか否かを判定するために、エンジン始動時
の冷却水温ＴＨＷと吸気温度Ｔamとの差（ＴＨＷ−Ｔa
m）が所定値ｋtempより小さいか否かを判定する。エン
ジン始動時に触媒温度が十分に下がりきっていれば、冷
却水温ＴＨＷも十分に下がりきっているため、エンジン
始動時の冷却水温ＴＨＷと吸気温度Ｔamとがほぼ同じ温
度となり、ＴＨＷ−Ｔam＜ｋtempとなる。尚、吸気温度
Ｔamの代わりに外気温度を用いても良い。
定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止後の経
過時間を計測するタイマが無いシステムに適用される。
このシステムでは、エンジン始動時の触媒温度を推定す
ることができない。そこで、本ルーチンでは、まずステ
ップ５０１で、エンジン始動時に触媒温度が十分に下が
りきっているか否かを判定するために、エンジン始動時
の冷却水温ＴＨＷと吸気温度Ｔamとの差（ＴＨＷ−Ｔa
m）が所定値ｋtempより小さいか否かを判定する。エン
ジン始動時に触媒温度が十分に下がりきっていれば、冷
却水温ＴＨＷも十分に下がりきっているため、エンジン
始動時の冷却水温ＴＨＷと吸気温度Ｔamとがほぼ同じ温
度となり、ＴＨＷ−Ｔam＜ｋtempとなる。尚、吸気温度
Ｔamの代わりに外気温度を用いても良い。
【００８１】ＴＨＷ−Ｔam＜ｋtempの場合には、ステッ
プ５０２に進み、エンジン始動時の冷却水温ＴＨＷが所
定温度ｋhot より低いか否かでエンジン１１が冷機状態
であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ
５０３に進み、前述した図３の触媒温度推定ルーチンに
よって推定した触媒温度ＴＣＡＴが所定温度（触媒２７
の一部が活性化し始める温度、例えば１５０℃）より高
いか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５０
４に進み、上流側空燃比センサ２８が完全に活性化した
後（空燃比フィードバックを開始した後）、空燃比フィ
ードバックが安定するのに必要な所定時間ｋactiveが経
過したか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ
５０５に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立してい
ると判定する。
プ５０２に進み、エンジン始動時の冷却水温ＴＨＷが所
定温度ｋhot より低いか否かでエンジン１１が冷機状態
であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ
５０３に進み、前述した図３の触媒温度推定ルーチンに
よって推定した触媒温度ＴＣＡＴが所定温度（触媒２７
の一部が活性化し始める温度、例えば１５０℃）より高
いか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５０
４に進み、上流側空燃比センサ２８が完全に活性化した
後（空燃比フィードバックを開始した後）、空燃比フィ
ードバックが安定するのに必要な所定時間ｋactiveが経
過したか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ
５０５に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立してい
ると判定する。
【００８２】これに対し、ステップ５０１〜５０４の判
定がいずれか１つでも「Ｎｏ」であれば、ステップ５０
６に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定
し、触媒劣化判定演算を禁止する。
定がいずれか１つでも「Ｎｏ」であれば、ステップ５０
６に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定
し、触媒劣化判定演算を禁止する。
【００８３】ここで、触媒劣化判定演算開始条件とし
て、ステップ５０４で、上流側空燃比センサ２８が完全
に活性化した後（空燃比フィードバックを開始した
後）、所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定する理
由は、次の通りである。エンジン始動直後は、空燃比フ
ィードバックが開始されるまでの間、始動時の燃料増量
により空燃比がリッチとなる。この間は、まだ触媒温度
が低く、触媒２７内にリッチ成分が吸着されていく。こ
れにより、触媒２７内に多くのリッチ成分が吸着された
状態で、空燃比フィードバックが開始されるため、空燃
比フィードバック開始直後は、空燃比フィードバックが
不安定である。従って、空燃比フィードバックが安定し
てから、触媒劣化判定演算を開始するために、ステップ
５０４で、所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定す
るものである。
て、ステップ５０４で、上流側空燃比センサ２８が完全
に活性化した後（空燃比フィードバックを開始した
後）、所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定する理
由は、次の通りである。エンジン始動直後は、空燃比フ
ィードバックが開始されるまでの間、始動時の燃料増量
により空燃比がリッチとなる。この間は、まだ触媒温度
が低く、触媒２７内にリッチ成分が吸着されていく。こ
れにより、触媒２７内に多くのリッチ成分が吸着された
状態で、空燃比フィードバックが開始されるため、空燃
比フィードバック開始直後は、空燃比フィードバックが
不安定である。従って、空燃比フィードバックが安定し
てから、触媒劣化判定演算を開始するために、ステップ
５０４で、所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定す
るものである。
【００８４】この場合、空燃比フィードバックが開始さ
れてから所定時間ｋactiveが経過したか否かで空燃比フ
ィードバックが安定しているか否かを判断するが、これ
に代えて、空燃比フィードバック開始後、上流側空燃比
センサ２８の出力が目標空燃比を横切ったか否かで、空
燃比フィードバックが安定したか否かを判断し、空燃比
フィードバックが開始されてから上流側空燃比センサ２
８の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣化判
定演算を禁止するようにしても良い。このようにして
も、空燃比フィードバックが安定してから、触媒劣化判
定演算を開始することができる。
れてから所定時間ｋactiveが経過したか否かで空燃比フ
ィードバックが安定しているか否かを判断するが、これ
に代えて、空燃比フィードバック開始後、上流側空燃比
センサ２８の出力が目標空燃比を横切ったか否かで、空
燃比フィードバックが安定したか否かを判断し、空燃比
フィードバックが開始されてから上流側空燃比センサ２
８の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣化判
定演算を禁止するようにしても良い。このようにして
も、空燃比フィードバックが安定してから、触媒劣化判
定演算を開始することができる。
【００８５】一方、図１９に示す触媒劣化判定演算開始
条件判定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止
後の経過時間を計測するタイマが装備されているシステ
ムに適用される。このシステムでは、触媒温度センサの
出力値又は前述した図１３の触媒温度推定ルーチンによ
ってエンジン始動時の触媒温度を推定することが可能で
ある。そこで、本ルーチンでは、まずステップ５１１
で、エンジン始動時の触媒温度ＴＣＡＴが所定温度ｋho
tcより低いか否かで冷機状態であるか否かを判定し、
「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５１２に進み、触媒温度
ＴＣＡＴが所定温度（触媒２７の一部が活性化し始める
温度、例えば１５０℃）より高いか否かを判定し、「Ｙ
ｅｓ」であれば、ステップ５１３に進み、上流側空燃比
センサ２８が完全に活性化した後（空燃比フィードバッ
クを開始した後）、空燃比フィードバックが安定するの
に必要な所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定し、
「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５１４に進み、触媒劣化
判定演算開始条件が成立していると判定する。
条件判定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止
後の経過時間を計測するタイマが装備されているシステ
ムに適用される。このシステムでは、触媒温度センサの
出力値又は前述した図１３の触媒温度推定ルーチンによ
ってエンジン始動時の触媒温度を推定することが可能で
ある。そこで、本ルーチンでは、まずステップ５１１
で、エンジン始動時の触媒温度ＴＣＡＴが所定温度ｋho
tcより低いか否かで冷機状態であるか否かを判定し、
「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５１２に進み、触媒温度
ＴＣＡＴが所定温度（触媒２７の一部が活性化し始める
温度、例えば１５０℃）より高いか否かを判定し、「Ｙ
ｅｓ」であれば、ステップ５１３に進み、上流側空燃比
センサ２８が完全に活性化した後（空燃比フィードバッ
クを開始した後）、空燃比フィードバックが安定するの
に必要な所定時間ｋactiveが経過したか否かを判定し、
「Ｙｅｓ」であれば、ステップ５１４に進み、触媒劣化
判定演算開始条件が成立していると判定する。
【００８６】これに対し、ステップ５１１〜５１３の判
定がいずれか１つでも「Ｎｏ」であれば、ステップ５１
５に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定
し、触媒劣化判定演算を禁止する。
定がいずれか１つでも「Ｎｏ」であれば、ステップ５１
５に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定
し、触媒劣化判定演算を禁止する。
【００８７】以上のようにして、図１８又は図１９の触
媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによって触媒劣化
判定演算開始条件が不成立と判定されれば、図１６の触
媒劣化検出ルーチンは実行されず、触媒劣化検出は行わ
れない。そして、触媒劣化判定演算開始条件が成立した
時に、図１６のステップ４０２に進み、タイムカウンタ
１をインクリメントし、タイムカウンタ１が所定時間ｋ
dly （例えば１０ｓｅｃ）となるまで、ステップ４０３
〜４０９の処理を繰り返す。ここで、所定時間ｋdly
は、触媒流入ガスを上流側空燃比センサ２８で検出し、
そのガスが触媒２７内の反応を経て下流側酸素センサ２
９で検出されるまでの遅れ時間による影響を吸収できる
時間に設定されている。
媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによって触媒劣化
判定演算開始条件が不成立と判定されれば、図１６の触
媒劣化検出ルーチンは実行されず、触媒劣化検出は行わ
れない。そして、触媒劣化判定演算開始条件が成立した
時に、図１６のステップ４０２に進み、タイムカウンタ
１をインクリメントし、タイムカウンタ１が所定時間ｋ
dly （例えば１０ｓｅｃ）となるまで、ステップ４０３
〜４０９の処理を繰り返す。ここで、所定時間ｋdly
は、触媒流入ガスを上流側空燃比センサ２８で検出し、
そのガスが触媒２７内の反応を経て下流側酸素センサ２
９で検出されるまでの遅れ時間による影響を吸収できる
時間に設定されている。
【００８８】ステップ４０３では、図２１に示す下流側
酸素センサ２９の静特性を考慮して触媒飽和判定を行う
（この処理が特許請求の範囲でいう飽和判定手段として
の役割を果たす）。下流側酸素センサ２９の出力電圧Ｖ
ＯＸ２は、ストイキ付近では空気過剰率λ（空燃比）に
対してリニアに変化するが、ストイキから外れた領域で
は、空気過剰率λが変化しても、下流側酸素センサ２９
の出力電圧ＶＯＸ２はあまり変化せず、触媒流出ガス成
分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領
域、すなわち、ＶＯＸ２＞ｋrich又はＶＯＸ２＜ｋlean
の領域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触
媒２７内で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成
分量は触媒流入ガス成分量と相関関係がある。
酸素センサ２９の静特性を考慮して触媒飽和判定を行う
（この処理が特許請求の範囲でいう飽和判定手段として
の役割を果たす）。下流側酸素センサ２９の出力電圧Ｖ
ＯＸ２は、ストイキ付近では空気過剰率λ（空燃比）に
対してリニアに変化するが、ストイキから外れた領域で
は、空気過剰率λが変化しても、下流側酸素センサ２９
の出力電圧ＶＯＸ２はあまり変化せず、触媒流出ガス成
分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領
域、すなわち、ＶＯＸ２＞ｋrich又はＶＯＸ２＜ｋlean
の領域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触
媒２７内で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成
分量は触媒流入ガス成分量と相関関係がある。
【００８９】そこで、触媒飽和の場合には、ステップ４
０４に進み、下流側酸素センサ２９の出力変化量から検
出できない触媒流出ガス成分量（以下「触媒飽和補正
量」という）ＶＳＡＴＵを上流側空燃比センサ２８の出
力値を利用して次式により算出する。
０４に進み、下流側酸素センサ２９の出力変化量から検
出できない触媒流出ガス成分量（以下「触媒飽和補正
量」という）ＶＳＡＴＵを上流側空燃比センサ２８の出
力値を利用して次式により算出する。
【００９０】ＶＳＡＴＵ＝｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ×ｋ ここで、｜ΔＡ／Ｆ｜は、上流側空燃比センサ２８の出
力値（実空燃比）と目標空燃比との偏差の絶対値、Ｑは
シリンダ流入空気量、ｋは上流側空燃比センサ２８の出
力値と下流側酸素センサ２９の出力値との変換係数であ
る。
力値（実空燃比）と目標空燃比との偏差の絶対値、Ｑは
シリンダ流入空気量、ｋは上流側空燃比センサ２８の出
力値と下流側酸素センサ２９の出力値との変換係数であ
る。
【００９１】一方、上記ステップ４０３で、触媒飽和で
ない場合、つまりｋlean≦ＶＯＸ２≦ｋrich（ストイキ
領域）の場合には、ステップ４０５に進み、触媒飽和補
正量ＶＳＡＴＵを０とする。これは、下流側酸素センサ
２９の出力電圧ＶＯＸ２の変化量から触媒流出ガス成分
量を算出できるためである。
ない場合、つまりｋlean≦ＶＯＸ２≦ｋrich（ストイキ
領域）の場合には、ステップ４０５に進み、触媒飽和補
正量ＶＳＡＴＵを０とする。これは、下流側酸素センサ
２９の出力電圧ＶＯＸ２の変化量から触媒流出ガス成分
量を算出できるためである。
【００９２】このようにして設定される触媒飽和補正量
ＶＳＡＴＵの一例が図２２に示されている。この図２２
からも明らかなように、ｋlean≦ＶＯＸ２≦ｋrichの場
合には、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵが０に維持される。
一方、ＶＯＸ２＜ｋlean又はＶＯＸ２＞ｋrichの場合に
は、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ×ｋ
の計算から求める。従って、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ
は｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑに比例し、｜ΔＡ／Ｆ｜やシリンダ
流入空気量Ｑが大きくなるほど、触媒飽和補正量ＶＳＡ
ＴＵが大きくなる。
ＶＳＡＴＵの一例が図２２に示されている。この図２２
からも明らかなように、ｋlean≦ＶＯＸ２≦ｋrichの場
合には、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵが０に維持される。
一方、ＶＯＸ２＜ｋlean又はＶＯＸ２＞ｋrichの場合に
は、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ×ｋ
の計算から求める。従って、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ
は｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑに比例し、｜ΔＡ／Ｆ｜やシリンダ
流入空気量Ｑが大きくなるほど、触媒飽和補正量ＶＳＡ
ＴＵが大きくなる。
【００９３】以上のようにして、図１６のステップ４０
４又は４０５で触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを設定した
後、ステップ４０６に進み、次式により触媒流入ガス成
分量ＧＡＳinを演算する（この処理が特許請求の範囲で
いう第１の演算手段としての役割を果たす）。
４又は４０５で触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを設定した
後、ステップ４０６に進み、次式により触媒流入ガス成
分量ＧＡＳinを演算する（この処理が特許請求の範囲で
いう第１の演算手段としての役割を果たす）。
【００９４】 ＧＡＳin(n) ＝ＧＡＳin(n-1) ＋｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ ここで、ＧＡＳin(n) は今回の触媒流入ガス成分量、Ｇ
ＡＳin(n-1) は前回計算された触媒流入ガス成分量であ
る。
ＡＳin(n-1) は前回計算された触媒流入ガス成分量であ
る。
【００９５】この後、ステップ４０７で、触媒飽和補正
量ＶＳＡＴＵを用いて触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を
次式により演算する。 ＧＡＳout(n)＝ＧＡＳout(n-1)＋｜ｄＶ｜×Ｑ＋ＶＳＡ
ＴＵ ここで、ＧＡＳout(n)は今回の触媒流出ガス成分量、Ｇ
ＡＳout(n-1)は前回計算された触媒流出ガス成分量、｜
ｄＶ｜は下流側酸素センサ２９の出力電圧変化量の絶対
値｛｜ｄＶ｜＝ＶＯＸ２(n) −ＶＯＸ２(n-1) ｝であ
る。
量ＶＳＡＴＵを用いて触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を
次式により演算する。 ＧＡＳout(n)＝ＧＡＳout(n-1)＋｜ｄＶ｜×Ｑ＋ＶＳＡ
ＴＵ ここで、ＧＡＳout(n)は今回の触媒流出ガス成分量、Ｇ
ＡＳout(n-1)は前回計算された触媒流出ガス成分量、｜
ｄＶ｜は下流側酸素センサ２９の出力電圧変化量の絶対
値｛｜ｄＶ｜＝ＶＯＸ２(n) −ＶＯＸ２(n-1) ｝であ
る。
【００９６】このステップ４０７の処理は、特許請求の
範囲でいう第２の演算手段としての役割を果たし、更
に、ステップ４０４，４０７の処理は、特許請求の範囲
でいう飽和補正手段としての役割を果たす。
範囲でいう第２の演算手段としての役割を果たし、更
に、ステップ４０４，４０７の処理は、特許請求の範囲
でいう飽和補正手段としての役割を果たす。
【００９７】そして、次のステップ４０８で、第１のキ
ャンセル判定基準として、所定時間ｋdly （１０ｓｅ
ｃ）内の上流側空燃比センサ２８の出力変化量Ａ／Ｆlo
csを次式により演算する。 Ａ／Ｆlocs(n) ＝Ａ／Ｆlocs(n-1) ＋｜ｄＡ／Ｆ｜ ここで、｜ｄＡ／Ｆ｜は今回の上流側空燃比センサ２８
の出力値と前回の上流側空燃比センサ２８の出力値との
差の絶対値である。
ャンセル判定基準として、所定時間ｋdly （１０ｓｅ
ｃ）内の上流側空燃比センサ２８の出力変化量Ａ／Ｆlo
csを次式により演算する。 Ａ／Ｆlocs(n) ＝Ａ／Ｆlocs(n-1) ＋｜ｄＡ／Ｆ｜ ここで、｜ｄＡ／Ｆ｜は今回の上流側空燃比センサ２８
の出力値と前回の上流側空燃比センサ２８の出力値との
差の絶対値である。
【００９８】この後、ステップ４０９で、第２のキャン
セル判定基準として、ＩＮamountを次式により演算す
る。 ＩＮamount(n) ＝ＩＮamount(n-1) ＋｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ ここで、ＩＮamount(n) は、前記ステップ４０６で算出
する触媒流入ガス成分量ＧＡＳinと同じである。
セル判定基準として、ＩＮamountを次式により演算す
る。 ＩＮamount(n) ＝ＩＮamount(n-1) ＋｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ ここで、ＩＮamount(n) は、前記ステップ４０６で算出
する触媒流入ガス成分量ＧＡＳinと同じである。
【００９９】以上説明したステップ４０２〜４０９の処
理を所定時間ｋdly （１０ｓｅｃ）繰り返し、所定時間
ｋdly 経過後に、図１７のステップ４１０からステップ
４１１に進み、ステップ４０８で算出した所定時間ｋdl
y 内の上流側空燃比センサ２８の出力変化量Ａ／Ｆlocs
が所定範囲内（ｋlmin＜Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax）であるか
否かを判定し、所定範囲内でなければ、後述する触媒劣
化指標値に反映せず、ステップ４１７に飛び越す。
理を所定時間ｋdly （１０ｓｅｃ）繰り返し、所定時間
ｋdly 経過後に、図１７のステップ４１０からステップ
４１１に進み、ステップ４０８で算出した所定時間ｋdl
y 内の上流側空燃比センサ２８の出力変化量Ａ／Ｆlocs
が所定範囲内（ｋlmin＜Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax）であるか
否かを判定し、所定範囲内でなければ、後述する触媒劣
化指標値に反映せず、ステップ４１７に飛び越す。
【０１００】所定時間ｋdly 内の上流側空燃比センサ２
８の出力変化量Ａ／Ｆlocsが所定範囲以下（Ａ／Ｆlocs
≦ｋlmin）の場合には、上流側空燃比センサ２８の出力
値はストイキである。上流側空燃比センサ２８は、スト
イキ近傍の分解能が低く、触媒流入ガス成分量の演算精
度が悪くなる。従って、Ａ／Ｆlocs≦ｋlminの場合に
は、触媒劣化指標値に反映しない。
８の出力変化量Ａ／Ｆlocsが所定範囲以下（Ａ／Ｆlocs
≦ｋlmin）の場合には、上流側空燃比センサ２８の出力
値はストイキである。上流側空燃比センサ２８は、スト
イキ近傍の分解能が低く、触媒流入ガス成分量の演算精
度が悪くなる。従って、Ａ／Ｆlocs≦ｋlminの場合に
は、触媒劣化指標値に反映しない。
【０１０１】また、Ａ／Ｆlocsが所定範囲以上（Ａ／Ｆ
locs≧ｋlmax）の場合には、上流側空燃比センサ２８の
出力値がストイキから極端に外れるような領域で制御さ
れることを意味する。上流側空燃比センサ２８の出力値
がストイキから極端に外れると、空気過剰率λ（空燃
比）に対して上流側空燃比センサ２８の出力はリニアな
関係を維持できなくなる。従って、Ａ／Ｆlocs≧ｋlmax
の場合にも、触媒流入ガス成分量の演算精度が悪くなる
ため、触媒劣化指標値に反映しない。
locs≧ｋlmax）の場合には、上流側空燃比センサ２８の
出力値がストイキから極端に外れるような領域で制御さ
れることを意味する。上流側空燃比センサ２８の出力値
がストイキから極端に外れると、空気過剰率λ（空燃
比）に対して上流側空燃比センサ２８の出力はリニアな
関係を維持できなくなる。従って、Ａ／Ｆlocs≧ｋlmax
の場合にも、触媒流入ガス成分量の演算精度が悪くなる
ため、触媒劣化指標値に反映しない。
【０１０２】一方、Ａ／Ｆlocsが所定範囲内（ｋlmin＜
Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax）である場合には、上流側空燃比セ
ンサ２８の分解能が良く、且つ上流側空燃比センサ２８
の出力のリニア特性が良い領域であるので、触媒流入ガ
ス成分量の演算精度を十分に確保できる。従って、Ａ／
Ｆlocsが所定範囲内の場合には、ステップ４１２に進
み、前述したステップ４０９で算出したＩＮamountが所
定範囲内（ｋamin＜ＩＮamount＜ｋamax）であるか否か
を判定し、所定範囲内でなければ、触媒劣化指標値に反
映せず、ステップ４１７に飛び越す。ここで、ＩＮamou
ntは、所定時間ｋdly 内に触媒反応に寄与する触媒流入
ガス成分量に相当し、ＩＮamountが所定範囲以下（ＩＮ
amount≦ｋamin）の場合には、上述したＡ／Ｆlocs≦ｋ
lminの場合と同じ理由で、触媒劣化指標値に反映しな
い。
Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax）である場合には、上流側空燃比セ
ンサ２８の分解能が良く、且つ上流側空燃比センサ２８
の出力のリニア特性が良い領域であるので、触媒流入ガ
ス成分量の演算精度を十分に確保できる。従って、Ａ／
Ｆlocsが所定範囲内の場合には、ステップ４１２に進
み、前述したステップ４０９で算出したＩＮamountが所
定範囲内（ｋamin＜ＩＮamount＜ｋamax）であるか否か
を判定し、所定範囲内でなければ、触媒劣化指標値に反
映せず、ステップ４１７に飛び越す。ここで、ＩＮamou
ntは、所定時間ｋdly 内に触媒反応に寄与する触媒流入
ガス成分量に相当し、ＩＮamountが所定範囲以下（ＩＮ
amount≦ｋamin）の場合には、上述したＡ／Ｆlocs≦ｋ
lminの場合と同じ理由で、触媒劣化指標値に反映しな
い。
【０１０３】また、ＩＮamountが所定範囲以上（ＩＮam
ount≧ｋamax）の場合には、触媒２７に流入するガスの
流速が速くなり過ぎるため、触媒２７に吸着若しくは触
媒反応に寄与する割合が低くなる。このため、上流側空
燃比センサ２８の出力値（実空燃比）と目標空燃比との
偏差ΔＡ／Ｆが同じ値でも、シリンダ流入空気量Ｑが小
さい時と、大きい時とでは触媒下流の空燃比が異なって
しまう。本来、同じ劣化度合の触媒であれば、触媒劣化
指標値の演算結果が同じ値にならなければならないが、
ＩＮamount≧ｋamaxの場合には、上述した理由により触
媒劣化指標値がずれてしまう。従って、ＩＮamount≧ｋ
amaxの場合には、触媒劣化指標値に反映しない。
ount≧ｋamax）の場合には、触媒２７に流入するガスの
流速が速くなり過ぎるため、触媒２７に吸着若しくは触
媒反応に寄与する割合が低くなる。このため、上流側空
燃比センサ２８の出力値（実空燃比）と目標空燃比との
偏差ΔＡ／Ｆが同じ値でも、シリンダ流入空気量Ｑが小
さい時と、大きい時とでは触媒下流の空燃比が異なって
しまう。本来、同じ劣化度合の触媒であれば、触媒劣化
指標値の演算結果が同じ値にならなければならないが、
ＩＮamount≧ｋamaxの場合には、上述した理由により触
媒劣化指標値がずれてしまう。従って、ＩＮamount≧ｋ
amaxの場合には、触媒劣化指標値に反映しない。
【０１０４】一方、ＩＮamountが所定範囲内（ｋamin＜
ＩＮamount＜ｋamax）である場合には、ステップ４１３
に進み、燃料カット（Ｆ／Ｃ）中でないか、又は燃料カ
ット（Ｆ／Ｃ）復帰後、所定時間ｋfcret が経過してい
るか否かを判定する。燃料カット中は、燃料が供給され
ないため、排出ガス中の空燃比がリーンとなり、上流側
空燃比センサ２８にて空燃比を正しく測定できる範囲を
越えてしまう。また、燃料カット復帰後、空燃比フィー
ドバック制御が安定するのに必要な所定時間ｋfcret が
経過するまで、すなわち上流側空燃比センサ２８の出力
値が目標空燃比をよぎるまでは、精度良く空燃比を検出
できない。従って、燃料カット中の場合、又は燃料カッ
ト復帰後、所定時間ｋfcret 経過していない場合には、
触媒劣化指標値に反映しない。
ＩＮamount＜ｋamax）である場合には、ステップ４１３
に進み、燃料カット（Ｆ／Ｃ）中でないか、又は燃料カ
ット（Ｆ／Ｃ）復帰後、所定時間ｋfcret が経過してい
るか否かを判定する。燃料カット中は、燃料が供給され
ないため、排出ガス中の空燃比がリーンとなり、上流側
空燃比センサ２８にて空燃比を正しく測定できる範囲を
越えてしまう。また、燃料カット復帰後、空燃比フィー
ドバック制御が安定するのに必要な所定時間ｋfcret が
経過するまで、すなわち上流側空燃比センサ２８の出力
値が目標空燃比をよぎるまでは、精度良く空燃比を検出
できない。従って、燃料カット中の場合、又は燃料カッ
ト復帰後、所定時間ｋfcret 経過していない場合には、
触媒劣化指標値に反映しない。
【０１０５】この場合、燃料カット復帰後、所定時間ｋ
fcret が経過したか否かで空燃比フィードバックが安定
しているか否かを判断するが、これに代えて、燃料カッ
ト復帰後、上流側空燃比センサ２８の出力が目標空燃比
を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが安定した
か否かを判断し、燃料カット復帰後に上流側空燃比セン
サ２８の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣
化判定演算を禁止するようにしても良い。このようにし
ても、燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定
してから、触媒劣化判定演算を開始することができる。
fcret が経過したか否かで空燃比フィードバックが安定
しているか否かを判断するが、これに代えて、燃料カッ
ト復帰後、上流側空燃比センサ２８の出力が目標空燃比
を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが安定した
か否かを判断し、燃料カット復帰後に上流側空燃比セン
サ２８の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣
化判定演算を禁止するようにしても良い。このようにし
ても、燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定
してから、触媒劣化判定演算を開始することができる。
【０１０６】以上説明したステップ４１１〜４１３の処
理により、ｋlmin＜Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax、ｋamin＜
ＩＮamount＜ｋamax、燃料カット中でないか、又は燃
料カット復帰後の所定時間ｋfcret 経過後、という全て
の条件を満たした時、すなわち、正しく空燃比を検出で
きる時にのみ、所定時間ｋdly 内の触媒流入・流出ガス
成分量（積算値）を触媒劣化判定に反映させるために、
ステップ４１４に進む。このステップ４１４では、前述
したステップ４０６，４０７で算出した所定時間ｋdly
毎の触媒流入ガス成分量ＧＡＳin、触媒流出ガス成分量
ＧＡＳout を次式により積算する。
理により、ｋlmin＜Ａ／Ｆlocs＜ｋlmax、ｋamin＜
ＩＮamount＜ｋamax、燃料カット中でないか、又は燃
料カット復帰後の所定時間ｋfcret 経過後、という全て
の条件を満たした時、すなわち、正しく空燃比を検出で
きる時にのみ、所定時間ｋdly 内の触媒流入・流出ガス
成分量（積算値）を触媒劣化判定に反映させるために、
ステップ４１４に進む。このステップ４１４では、前述
したステップ４０６，４０７で算出した所定時間ｋdly
毎の触媒流入ガス成分量ＧＡＳin、触媒流出ガス成分量
ＧＡＳout を次式により積算する。
【０１０７】 ＴＧＡＳin(n) ＝ＴＧＡＳin(n-1) ＋ＧＡＳin(n) ＴＧＡＳout(n)＝ＴＧＡＳout(n-1)＋ＧＡＳout(n) ＴＧＡＳin(n) ：今回までの触媒流入ガス成分量ＧＡＳ
inの積算値 ＴＧＡＳin(n-1) ：前回までの触媒流入ガス成分量ＧＡ
Ｓinの積算値 ＴＧＡＳout(n)：今回までの触媒流出ガス成分量ＧＡＳ
out の積算値 ＴＧＡＳout(n-1)：前回までの触媒流出ガス成分量ＧＡ
Ｓout の積算値
inの積算値 ＴＧＡＳin(n-1) ：前回までの触媒流入ガス成分量ＧＡ
Ｓinの積算値 ＴＧＡＳout(n)：今回までの触媒流出ガス成分量ＧＡＳ
out の積算値 ＴＧＡＳout(n-1)：前回までの触媒流出ガス成分量ＧＡ
Ｓout の積算値
【０１０８】この後、ステップ４１５に進み、触媒劣化
判定に反映させる回数をカウントする触媒劣化判定カウ
ンタをインクリメントする。次のステップ４１６で、所
定時間ｋdly を計測するタイムカウンタ１、触媒流入ガ
ス成分量ＧＡＳin及び触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を
共に０にして、ステップ４１７に進む。上述したステッ
プ４１１〜４１３のいずれか１つでも「Ｎｏ」と判定さ
れれば、ステップ４１４〜４１６の処理を飛び越してス
テップ４１７に進む。
判定に反映させる回数をカウントする触媒劣化判定カウ
ンタをインクリメントする。次のステップ４１６で、所
定時間ｋdly を計測するタイムカウンタ１、触媒流入ガ
ス成分量ＧＡＳin及び触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を
共に０にして、ステップ４１７に進む。上述したステッ
プ４１１〜４１３のいずれか１つでも「Ｎｏ」と判定さ
れれば、ステップ４１４〜４１６の処理を飛び越してス
テップ４１７に進む。
【０１０９】このステップ４１７では、触媒劣化判定演
算終了条件が成立しているか否かを判定する。ここで、
触媒劣化判定演算終了条件が成立しているか否かは、図
２０に示す触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンによ
って次の手順で判定される。まず、ステップ５２１で、
触媒温度ＴＣＡＴが所定温度（例えば５５０℃）を越え
たか否かを判定し、越えていなければ、ステップ５２６
に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定す
る。
算終了条件が成立しているか否かを判定する。ここで、
触媒劣化判定演算終了条件が成立しているか否かは、図
２０に示す触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンによ
って次の手順で判定される。まず、ステップ５２１で、
触媒温度ＴＣＡＴが所定温度（例えば５５０℃）を越え
たか否かを判定し、越えていなければ、ステップ５２６
に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定す
る。
【０１１０】触媒温度ＴＣＡＴが所定温度（例えば５５
０℃）を越えた時点で、ステップ５２１からステップ５
２２に進み、触媒劣化判定に反映する回数をカウントす
る触媒劣化判定カウンタが所定値ｋcatcountを越えたか
否かを判定し、越えていなければ、ステップ５２５に進
み、触媒劣化判定カウンタをクリアしてステップ５２６
に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定す
る。
０℃）を越えた時点で、ステップ５２１からステップ５
２２に進み、触媒劣化判定に反映する回数をカウントす
る触媒劣化判定カウンタが所定値ｋcatcountを越えたか
否かを判定し、越えていなければ、ステップ５２５に進
み、触媒劣化判定カウンタをクリアしてステップ５２６
に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定す
る。
【０１１１】触媒劣化判定カウンタが所定値ｋcatcount
を越えた時点で、ステップ５２２からステップ５２３に
進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ５
２４に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立している
と判定する。
を越えた時点で、ステップ５２２からステップ５２３に
進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ５
２４に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立している
と判定する。
【０１１２】以上のようにして、図２０の触媒劣化判定
演算終了条件判定ルーチンによって触媒劣化判定演算終
了条件の成立／不成立を判定し、不成立の場合には、図
１７のステップ４１８以降の触媒劣化検出処理を行わず
に、触媒劣化検出ルーチンを終了する。
演算終了条件判定ルーチンによって触媒劣化判定演算終
了条件の成立／不成立を判定し、不成立の場合には、図
１７のステップ４１８以降の触媒劣化検出処理を行わず
に、触媒劣化検出ルーチンを終了する。
【０１１３】そして、触媒劣化判定演算終了条件が成立
していれば、ステップ４１８に進み、前述したステップ
４１４で算出した触媒流入ガス成分量積算値ＴＧＡＳin
と触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout とを用いて、
触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを次式により演算する。 ＪＵＤＧＥ＝ＴＧＡＳout ／ＴＧＡＳin
していれば、ステップ４１８に進み、前述したステップ
４１４で算出した触媒流入ガス成分量積算値ＴＧＡＳin
と触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout とを用いて、
触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを次式により演算する。 ＪＵＤＧＥ＝ＴＧＡＳout ／ＴＧＡＳin
【０１１４】この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥは、触媒温
度が１５０℃から５５０℃までの間の触媒反応に寄与す
る触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入ガ
ス成分量積算値ＴＧＡＳinとの比であり、触媒２７で浄
化されなかった割合（非浄化率）に相当する。従って、
この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥが大きくなるほど、触媒
劣化が進んでいることを意味する。
度が１５０℃から５５０℃までの間の触媒反応に寄与す
る触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入ガ
ス成分量積算値ＴＧＡＳinとの比であり、触媒２７で浄
化されなかった割合（非浄化率）に相当する。従って、
この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥが大きくなるほど、触媒
劣化が進んでいることを意味する。
【０１１５】そこで、次のステップ４１９では、触媒劣
化指標値ＪＵＤＧＥを所定の劣化判定値ｋjudge と比較
し、ＪＵＤＧＥ＞ｋjudge であれば、触媒劣化と判定し
（ステップ４２０）、ＪＵＤＧＥ≦ｋjudge であれば、
正常（触媒劣化無し）と判定する（ステップ４２１）。
これらステップ４１８〜４２０の処理が特許請求の範囲
でいう触媒劣化検出手段としての役割を果たす。
化指標値ＪＵＤＧＥを所定の劣化判定値ｋjudge と比較
し、ＪＵＤＧＥ＞ｋjudge であれば、触媒劣化と判定し
（ステップ４２０）、ＪＵＤＧＥ≦ｋjudge であれば、
正常（触媒劣化無し）と判定する（ステップ４２１）。
これらステップ４１８〜４２０の処理が特許請求の範囲
でいう触媒劣化検出手段としての役割を果たす。
【０１１６】《実施形態（５）》図２３及び図２５に示
す実施形態（５）は、上記実施形態（４）の一部の処理
を変更したものである。上記実施形態（４）では、触媒
流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入ガス成分
量積算値ＴＧＡＳinは、触媒反応に寄与するリッチ成分
（ＨＣ，ＣＯ，Ｈ2 等の還元性成分）とリーン成分（Ｎ
Ｏｘ，Ｏ2 等の酸化性成分）の双方を合計するようにし
たが、リッチ成分とリーン成分のいずれか一方のみを積
算して触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流
入ガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、触媒劣化判定を
行うようにしても良い。
す実施形態（５）は、上記実施形態（４）の一部の処理
を変更したものである。上記実施形態（４）では、触媒
流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入ガス成分
量積算値ＴＧＡＳinは、触媒反応に寄与するリッチ成分
（ＨＣ，ＣＯ，Ｈ2 等の還元性成分）とリーン成分（Ｎ
Ｏｘ，Ｏ2 等の酸化性成分）の双方を合計するようにし
たが、リッチ成分とリーン成分のいずれか一方のみを積
算して触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流
入ガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、触媒劣化判定を
行うようにしても良い。
【０１１７】この実施形態（５）では、触媒２７のＨＣ
浄化率の劣化度合を判定するためにリッチ成分のみを積
算し、触媒流出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳout と
触媒流入リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、触
媒劣化判定を行う。
浄化率の劣化度合を判定するためにリッチ成分のみを積
算し、触媒流出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳout と
触媒流入リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、触
媒劣化判定を行う。
【０１１８】この触媒劣化判定は、図２３に示す触媒劣
化検出ルーチンにより行われる。前記実施形態（４）の
図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンの処理と
異なる部分は、図２３に一点鎖線で囲むステップ４０３
ａ〜４０３ｉの処理のみであり、他の処理は前記実施形
態（４）と同じである。
化検出ルーチンにより行われる。前記実施形態（４）の
図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンの処理と
異なる部分は、図２３に一点鎖線で囲むステップ４０３
ａ〜４０３ｉの処理のみであり、他の処理は前記実施形
態（４）と同じである。
【０１１９】図２３に示す触媒劣化検出ルーチンでは、
触媒劣化判定演算開始条件が成立した時にタイムカウン
タ１をインクリメントし（ステップ４０１，４０２）、
続くステップ４０３ａで、ＶＯＸ２＞ｋrichであるか否
かによってリッチ側の触媒飽和判定を行う。前記実施形
態（４）では、リッチ側／リーン側の双方の触媒飽和判
定を行ったが、この実施形態（５）では、リッチ成分の
みを積算するため、リッチ側のみの触媒飽和判定を行
う。もし、触媒飽和でなければ（ＶＯＸ２≦ｋrich）、
ステップ４０３ｅに進み、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを
０として、ステップ３０４ｆに進む。
触媒劣化判定演算開始条件が成立した時にタイムカウン
タ１をインクリメントし（ステップ４０１，４０２）、
続くステップ４０３ａで、ＶＯＸ２＞ｋrichであるか否
かによってリッチ側の触媒飽和判定を行う。前記実施形
態（４）では、リッチ側／リーン側の双方の触媒飽和判
定を行ったが、この実施形態（５）では、リッチ成分の
みを積算するため、リッチ側のみの触媒飽和判定を行
う。もし、触媒飽和でなければ（ＶＯＸ２≦ｋrich）、
ステップ４０３ｅに進み、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを
０として、ステップ３０４ｆに進む。
【０１２０】これに対し、触媒飽和の場合（ＶＯＸ２＞
ｋrich）には、ステップ４０３ｂに進み、目標空燃比と
上流側空燃比センサ２８の出力値（実空燃比）との偏差
ΔＡ／Ｆ（＝目標空燃比−上流側空燃比センサ２８の出
力値）が負の値であるか否か、つまり目標空燃比よりリ
ッチであるか否かを判定し、ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の
場合には、ステップ４０３ｃに進み、ΔＡ／Ｆ＝０と
し、触媒流入ガス成分量ＧＡＳinの演算にはΔＡ／Ｆを
反映させない。これにより、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）の
場合のみ、ΔＡ／Ｆを触媒流入ガス成分量ＧＡＳinの演
算に反映させる。このステップ４０３ｂ，４０３ｃの処
理が特許請求の範囲でいう第１のキャンセル手段として
の役割を果たす。
ｋrich）には、ステップ４０３ｂに進み、目標空燃比と
上流側空燃比センサ２８の出力値（実空燃比）との偏差
ΔＡ／Ｆ（＝目標空燃比−上流側空燃比センサ２８の出
力値）が負の値であるか否か、つまり目標空燃比よりリ
ッチであるか否かを判定し、ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の
場合には、ステップ４０３ｃに進み、ΔＡ／Ｆ＝０と
し、触媒流入ガス成分量ＧＡＳinの演算にはΔＡ／Ｆを
反映させない。これにより、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）の
場合のみ、ΔＡ／Ｆを触媒流入ガス成分量ＧＡＳinの演
算に反映させる。このステップ４０３ｂ，４０３ｃの処
理が特許請求の範囲でいう第１のキャンセル手段として
の役割を果たす。
【０１２１】そして、次のステップ４０３ｄでは、下流
側酸素センサ２９の出力変化量から検出できない触媒流
出ガス成分量（触媒飽和補正量）ＶＳＡＴＵを次式によ
り算出する。
側酸素センサ２９の出力変化量から検出できない触媒流
出ガス成分量（触媒飽和補正量）ＶＳＡＴＵを次式によ
り算出する。
【０１２２】ＶＳＡＴＵ＝｜ΔＡ／Ｆ｜×Ｑ×ｋ ここで、Ｑはシリンダ流入空気量、ｋは上流側空燃比セ
ンサ２８の出力値と下流側酸素センサ２９の出力値との
変換係数である。ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の場合には、
ステップ４０３ｃでΔＡ／Ｆ＝０とセットされるため、
この触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵは０となる。従って、Δ
Ａ／Ｆ＜０（リッチ）の場合のみ、触媒飽和補正量ＶＳ
ＡＴＵ≠０となる。
ンサ２８の出力値と下流側酸素センサ２９の出力値との
変換係数である。ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の場合には、
ステップ４０３ｃでΔＡ／Ｆ＝０とセットされるため、
この触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵは０となる。従って、Δ
Ａ／Ｆ＜０（リッチ）の場合のみ、触媒飽和補正量ＶＳ
ＡＴＵ≠０となる。
【０１２３】以上のようにして設定される触媒飽和補正
量ＶＳＡＴＵの一例が図２４に示されている。この図２
４からも明らかなように、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ≠
０となる条件は、ＶＯＸ２＞ｋrich且つΔＡ／Ｆ＜０の
場合のみであり、この条件を満たさない場合には、触媒
飽和補正量ＶＳＡＴＵ＝０となる。
量ＶＳＡＴＵの一例が図２４に示されている。この図２
４からも明らかなように、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ≠
０となる条件は、ＶＯＸ２＞ｋrich且つΔＡ／Ｆ＜０の
場合のみであり、この条件を満たさない場合には、触媒
飽和補正量ＶＳＡＴＵ＝０となる。
【０１２４】上記ステップ４０３ｄ又は４０３ｅで触媒
飽和補正量ＶＳＡＴＵを設定した後、ステップ４０３ｆ
に進み、再度、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）であるか否かを
判定し、ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の場合には、ステップ
４０３ｇに進み、ΔＡ／Ｆ＝０として、ステップ４０３
ｈに進むが、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）の場合には、その
ままステップ４０３ｈに進む。このステップ４０３ｈで
は、下流側酸素センサ２９の出力電圧変化量ｄＶが正の
値か否か、つまり触媒流出ガスがリッチ方向に変化して
いるか否かを判定し、ｄＶ≦０（リーン方向に変化）の
場合には、ステップ４０３ｉに進み、ｄＶ＝０にセット
して、触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算にはｄＶを
反映させない。ｄＶ＞０（リッチ方向に変化）の場合の
み、ｄＶを触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算に反映
させる。このステップ４０３ｈ，４０３ｉの処理が特許
請求の範囲でいう第２のキャンセル手段としての役割を
果たす。
飽和補正量ＶＳＡＴＵを設定した後、ステップ４０３ｆ
に進み、再度、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）であるか否かを
判定し、ΔＡ／Ｆ≧０（リーン）の場合には、ステップ
４０３ｇに進み、ΔＡ／Ｆ＝０として、ステップ４０３
ｈに進むが、ΔＡ／Ｆ＜０（リッチ）の場合には、その
ままステップ４０３ｈに進む。このステップ４０３ｈで
は、下流側酸素センサ２９の出力電圧変化量ｄＶが正の
値か否か、つまり触媒流出ガスがリッチ方向に変化して
いるか否かを判定し、ｄＶ≦０（リーン方向に変化）の
場合には、ステップ４０３ｉに進み、ｄＶ＝０にセット
して、触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算にはｄＶを
反映させない。ｄＶ＞０（リッチ方向に変化）の場合の
み、ｄＶを触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算に反映
させる。このステップ４０３ｈ，４０３ｉの処理が特許
請求の範囲でいう第２のキャンセル手段としての役割を
果たす。
【０１２５】以上の処理を行った後、ステップ４０６に
進む。これ以降の処理は、前記実施形態（４）と同じで
ある。従って、図２３の処理を終了すると、図１７の処
理を実行する。尚、この実施形態（５）においても、前
記実施形態（４）で用いられた図１８（又は図１９）の
触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンと図２０の触媒
劣化判定演算終了条件判定ルーチンを実行する。また、
エンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシス
テムに適用する場合には、図１３の触媒温度推定ルーチ
ンによってエンジン始動時の触媒温度を推定する。
進む。これ以降の処理は、前記実施形態（４）と同じで
ある。従って、図２３の処理を終了すると、図１７の処
理を実行する。尚、この実施形態（５）においても、前
記実施形態（４）で用いられた図１８（又は図１９）の
触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンと図２０の触媒
劣化判定演算終了条件判定ルーチンを実行する。また、
エンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシス
テムに適用する場合には、図１３の触媒温度推定ルーチ
ンによってエンジン始動時の触媒温度を推定する。
【０１２６】この実施形態（５）では、触媒反応に寄与
するガス成分のうち、リッチ成分のみを積算し、触媒流
出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入リッ
チガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、リッチガス成分
の非浄化率（触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ＝ＴＧＡＳout
／ＴＧＡＳin）から触媒劣化判定を行う。これにより、
触媒２７のＨＣ浄化率の劣化度合を判定することができ
る。
するガス成分のうち、リッチ成分のみを積算し、触媒流
出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳout と触媒流入リッ
チガス成分量積算値ＴＧＡＳinを求め、リッチガス成分
の非浄化率（触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ＝ＴＧＡＳout
／ＴＧＡＳin）から触媒劣化判定を行う。これにより、
触媒２７のＨＣ浄化率の劣化度合を判定することができ
る。
【０１２７】尚、この実施形態（５）では、リッチ成分
のみを積算したが、これとは反対に、リーン成分のみを
積算し、リーンガス成分の非浄化率から触媒劣化判定を
行うようにしても良い。
のみを積算したが、これとは反対に、リーン成分のみを
積算し、リーンガス成分の非浄化率から触媒劣化判定を
行うようにしても良い。
【０１２８】《実施形態（６）》触媒２７が劣化するほ
ど、下流側酸素センサ２９の出力値ＶＯＸ２がストイキ
から外れる頻度が多くなる。ストイキから外れると、下
流側酸素センサ２９の出力変化量によって触媒流出ガス
成分量を検出できないので、上記実施形態（４），
（５）では、図１６のステップ４０３、図２３のステッ
プ４０３ａで、触媒飽和判定により下流側酸素センサ２
９の出力値ＶＯＸ２がストイキから外れたか否かを判定
し、ストイキから外れた時に、上流側空燃比センサ２８
の出力値と目標空燃比との偏差に応じて触媒飽和補正量
ＶＳＡＴＵを算出し、この触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵに
よって触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を補正すること
で、触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算精度を向上さ
せるようにしている。このようにすれば、ＨＣの浄化率
が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性
後においても触媒劣化を検出することができる。
ど、下流側酸素センサ２９の出力値ＶＯＸ２がストイキ
から外れる頻度が多くなる。ストイキから外れると、下
流側酸素センサ２９の出力変化量によって触媒流出ガス
成分量を検出できないので、上記実施形態（４），
（５）では、図１６のステップ４０３、図２３のステッ
プ４０３ａで、触媒飽和判定により下流側酸素センサ２
９の出力値ＶＯＸ２がストイキから外れたか否かを判定
し、ストイキから外れた時に、上流側空燃比センサ２８
の出力値と目標空燃比との偏差に応じて触媒飽和補正量
ＶＳＡＴＵを算出し、この触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵに
よって触媒流出ガス成分量ＧＡＳout を補正すること
で、触媒流出ガス成分量ＧＡＳout の演算精度を向上さ
せるようにしている。このようにすれば、ＨＣの浄化率
が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性
後においても触媒劣化を検出することができる。
【０１２９】そこで、この実施形態（６）では、触媒劣
化判定演算開始／終了条件を図２５と図２６に示す条件
判定ルーチンによって判定することで、触媒２７が完全
活性した後に触媒劣化判定を行う。以下、この処理につ
いて説明する。
化判定演算開始／終了条件を図２５と図２６に示す条件
判定ルーチンによって判定することで、触媒２７が完全
活性した後に触媒劣化判定を行う。以下、この処理につ
いて説明する。
【０１３０】図２５に示す触媒劣化判定演算開始条件判
定ルーチンでは、まずステップ６０１で、冷却水温ＴＨ
Ｗがエンジン完全暖機完了時の水温（例えば８０℃）を
越えたか否かで、触媒２７が完全活性したか否かを判定
し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ６０２に進み、上流
側空燃比センサ２８が完全に活性化した後（空燃比フィ
ードバックを開始した後）、所定時間ｋactiveが経過し
たか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ６０
３に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立していると
判定する。ここで、完全活性後の所定時間ｋactiveの経
過を必要とする理由は、再始動時において、水温が高い
状態（上流側空燃比センサ２８が完全に活性化した状
態）でも、空燃比フィードバックが安定していない状態
で触媒劣化判定演算を開始しないようにするためであ
る。
定ルーチンでは、まずステップ６０１で、冷却水温ＴＨ
Ｗがエンジン完全暖機完了時の水温（例えば８０℃）を
越えたか否かで、触媒２７が完全活性したか否かを判定
し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ６０２に進み、上流
側空燃比センサ２８が完全に活性化した後（空燃比フィ
ードバックを開始した後）、所定時間ｋactiveが経過し
たか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ６０
３に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立していると
判定する。ここで、完全活性後の所定時間ｋactiveの経
過を必要とする理由は、再始動時において、水温が高い
状態（上流側空燃比センサ２８が完全に活性化した状
態）でも、空燃比フィードバックが安定していない状態
で触媒劣化判定演算を開始しないようにするためであ
る。
【０１３１】この場合、上流側空燃比センサ２８の完全
活性後（空燃比フィードバック開始後）、所定時間ｋac
tiveが経過したか否かで空燃比フィードバックが安定し
ているか否かを判断するが、これに代えて、空燃比フィ
ードバック開始後、上流側空燃比センサ２８の出力が目
標空燃比を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが
安定したか否かを判断し、空燃比フィードバックが開始
されてから上流側空燃比センサ２８の出力が最初に目標
空燃比を横切るまで、触媒劣化判定演算を禁止するよう
にしても良い。
活性後（空燃比フィードバック開始後）、所定時間ｋac
tiveが経過したか否かで空燃比フィードバックが安定し
ているか否かを判断するが、これに代えて、空燃比フィ
ードバック開始後、上流側空燃比センサ２８の出力が目
標空燃比を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが
安定したか否かを判断し、空燃比フィードバックが開始
されてから上流側空燃比センサ２８の出力が最初に目標
空燃比を横切るまで、触媒劣化判定演算を禁止するよう
にしても良い。
【０１３２】以上説明したステップ６０１〜６０３の処
理により、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時に
は、図１６又は図２３の触媒劣化検出ルーチンのステッ
プ４０２以降の処理が実行される。
理により、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時に
は、図１６又は図２３の触媒劣化検出ルーチンのステッ
プ４０２以降の処理が実行される。
【０１３３】これに対し、ステップ６０１と６０２のい
ずれかで「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ６０４に進
み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定し、触媒
劣化判定演算を禁止する。
ずれかで「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ６０４に進
み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定し、触媒
劣化判定演算を禁止する。
【０１３４】また、図２６に示す触媒劣化判定演算終了
条件判定ルーチンでは、まずステップ６１１で、触媒劣
化判定に反映する回数をカウントする触媒劣化判定カウ
ンタが所定値ｋcatcount2 に達したか否かを判定し、達
してなければ、ステップ６１４に進み、触媒劣化判定演
算終了条件が不成立と判定する。
条件判定ルーチンでは、まずステップ６１１で、触媒劣
化判定に反映する回数をカウントする触媒劣化判定カウ
ンタが所定値ｋcatcount2 に達したか否かを判定し、達
してなければ、ステップ６１４に進み、触媒劣化判定演
算終了条件が不成立と判定する。
【０１３５】そして、触媒劣化判定カウンタが所定値ｋ
catcount2 に達した時点で、ステップ６１１からステッ
プ６１２に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、
ステップ６１３に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成
立していると判定する。触媒劣化判定演算終了条件が成
立した時には、図１７のステップ４１８の以降処理を実
行し、触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ（＝ＴＧＡＳout ／Ｔ
ＧＡＳin）を算出し、この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを
所定の劣化判定値ｋjudge と比較し、ＪＵＤＧＥ＞ｋju
dge であれば、触媒劣化と判定し、ＪＵＤＧＥ≦ｋjudg
e であれば、正常（触媒劣化無し）と判定する。尚、劣
化判定値ｋjudge は、触媒活性途中で劣化判定する実施
形態（４），（５）の場合よりも小さな値とする。これ
により、ＨＣの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小
さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出する
ことができる。
catcount2 に達した時点で、ステップ６１１からステッ
プ６１２に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、
ステップ６１３に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成
立していると判定する。触媒劣化判定演算終了条件が成
立した時には、図１７のステップ４１８の以降処理を実
行し、触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ（＝ＴＧＡＳout ／Ｔ
ＧＡＳin）を算出し、この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを
所定の劣化判定値ｋjudge と比較し、ＪＵＤＧＥ＞ｋju
dge であれば、触媒劣化と判定し、ＪＵＤＧＥ≦ｋjudg
e であれば、正常（触媒劣化無し）と判定する。尚、劣
化判定値ｋjudge は、触媒活性途中で劣化判定する実施
形態（４），（５）の場合よりも小さな値とする。これ
により、ＨＣの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小
さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出する
ことができる。
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
システム全体の概略構成図
システム全体の概略構成図
【図２】触媒劣化検出ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート
ーチャート
【図３】触媒温度推定ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート
ーチャート
【図４】エンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとから排気温
度ＴＥＸを推定するマップを概念的に示す図
度ＴＥＸを推定するマップを概念的に示す図
【図５】燃料カット開始時の触媒温度ＴＣＡＴと排気温
度ＴＥＸとの関係を規定するデータテーブルを示す図
度ＴＥＸとの関係を規定するデータテーブルを示す図
【図６】吸気流量Ｑと係数Ｋ1 ，Ｋ2 との関係を規定す
るデータテーブルを示す図
るデータテーブルを示す図
【図７】浄化ガス成分量を反映するデータΣＶ（下流側
酸素センサの出力電圧変動の軌跡）の算出方法を説明す
る図
酸素センサの出力電圧変動の軌跡）の算出方法を説明す
る図
【図８】触媒流入ガス成分変動を数値化したデータΣΔ
Ａ／ＦＱの算出方法を説明する図
Ａ／ＦＱの算出方法を説明する図
【図９】浄化ガス成分量を反映するデータΣＶと触媒流
入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑとの関係を実測
した図
入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑとの関係を実測
した図
【図１０】触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・
Ｑと劣化判定値との関係を規定するデータテーブルを示
す図
Ｑと劣化判定値との関係を規定するデータテーブルを示
す図
【図１１】本発明の実施形態（２）における触媒劣化検
出方法を説明する図
出方法を説明する図
【図１２】新品触媒と劣化触媒について冷間始動後のＨ
Ｃ浄化率の経時的変化の一例を示す図
Ｃ浄化率の経時的変化の一例を示す図
【図１３】本発明の実施形態（３）における触媒温度推
定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１４】外気温度２５℃の場合のエンジン停止後の触
媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
【図１５】外気温度１５℃の場合のエンジン停止後の触
媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
【図１６】本発明の実施形態（４）における触媒劣化検
出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
【図１７】図１６の触媒劣化検出ルーチンの後半部の処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
【図１８】触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時
間を計測するタイマが無いシステムで用いられる触媒劣
化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
間を計測するタイマが無いシステムで用いられる触媒劣
化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
【図１９】触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時
間を計測するタイマが有るシステムで用いられる触媒劣
化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
間を計測するタイマが有るシステムで用いられる触媒劣
化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
【図２０】触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
【図２１】下流側酸素センサの静特性を示す図
【図２２】本発明の実施形態（４）における上流側空燃
比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流
側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャー
ト
比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流
側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャー
ト
【図２３】本発明の実施形態（５）における触媒劣化検
出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
【図２４】本発明の実施形態（５）における上流側空燃
比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流
側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャー
ト
比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流
側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャー
ト
【図２５】本発明の実施形態（６）における触媒劣化判
定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート
定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート
【図２６】触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
１０…エアフローメータ、１１…エンジン（内燃機
関）、１４…吸気温度センサ、１７…吸気管圧力セン
サ、２４…クランク角センサ、２６…排気管、２７…触
媒、２８…上流側空燃比センサ、２９…下流側酸素セン
サ、３０…電子制御回路（演算手段，触媒劣化検出手
段，飽和判定手段，第１の演算手段，第２の演算手段，
飽和補正手段，第１のキャンセル手段，第２のキャンセ
ル手段，第１の積算手段，第２の積算手段）、３７…警
告ランプ、３８…水温センサ、３９…下流側酸素センサ
のヒータ。
関）、１４…吸気温度センサ、１７…吸気管圧力セン
サ、２４…クランク角センサ、２６…排気管、２７…触
媒、２８…上流側空燃比センサ、２９…下流側酸素セン
サ、３０…電子制御回路（演算手段，触媒劣化検出手
段，飽和判定手段，第１の演算手段，第２の演算手段，
飽和補正手段，第１のキャンセル手段，第２のキャンセ
ル手段，第１の積算手段，第２の積算手段）、３７…警
告ランプ、３８…水温センサ、３９…下流側酸素センサ
のヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｚ
Claims (16)
- 【請求項１】 内燃機関が始動してから該内燃機関の排
気系に設置された排出ガス浄化用の触媒が所定温度に達
するまでに該触媒内で浄化されるガス成分量（以下「浄
化ガス成分量」という）を演算する演算手段と、 前記演算手段により演算した浄化ガス成分量に基づいて
前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段とを備えて
いることを特徴とする排出ガス浄化用触媒劣化検出装
置。 - 【請求項２】 前記触媒劣化検出手段は、前記触媒の劣
化を検出するに際して、前記浄化ガス成分量に加え、前
記触媒が所定温度に達するまでの触媒流入ガス成分変動
も考慮することを特徴とする請求項１に記載の排出ガス
浄化用触媒劣化検出装置。 - 【請求項３】 前記演算手段は、前記触媒の下流側の排
出ガスの空燃比に基づいて浄化ガス成分量を演算するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の排出ガス浄化用
触媒劣化検出装置。 - 【請求項４】 前記触媒流入ガス成分変動のデータは、
前記触媒に流入する排出ガスの空燃比と排出ガス流量と
に基づいて演算され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劣化検出装置。 - 【請求項５】 前記触媒流入ガス成分変動のデータは所
定時間毎に演算され、前記所定期間に演算された前記触
媒流入ガス成分変動のデータが所定範囲外のとき、この
所定期間に演算された前記触媒流入ガス成分変動のデー
タ及び浄化ガス成分量を無効にすることを特徴とする請
求項４に記載の排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。 - 【請求項６】 前記触媒劣化検出手段は、前記触媒の温
度が前記所定温度より低い劣化検出開始温度に達するま
で触媒劣化検出処理を禁止する手段を有することを特徴
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
用触媒劣化検出装置。 - 【請求項７】 前記触媒劣化検出手段は、前記内燃機関
始動時の前記触媒の温度が所定温度より高い時に触媒劣
化検出処理を禁止する手段を有す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劣
化検出装置。 - 【請求項８】 前記触媒劣化検出手段は、前記内燃機関
始動時の冷却水温と吸気温度との差又は該冷却水温と外
気温度との差が所定値以上の時に前記内燃機関始動時の
前記触媒の温度が所定温度より高いと判断して触媒劣化
検出処理を禁止することを特徴とする請求項７に記載の
排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。 - 【請求項９】 前記内燃機関の運転状態に基づいて排気
温度を推定し、その排気温度に基づいて前記触媒の温度
を推定する触媒温度推定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
触媒劣化検出装置。 - 【請求項１０】 前記内燃機関停止後の経過時間を計測
する停止時間測定手段を備え、 前記触媒温度推定手段は、外気温度、吸気温度、冷却水
温のうちの少なくとも１つと前記停止時間測定手段によ
り測定した内燃機関停止後の経過時間とに基づいて内燃
機関始動時の触媒温度を推定する手段を備えていること
を特徴とする請求項９に記載の排出ガス浄化用触媒劣化
検出装置。 - 【請求項１１】 前記触媒の上流側に空燃比センサを設
置し、この空燃比センサの出力に基づいて空燃比フィー
ドバック制御を行うシステムに適用され、 前記空燃比フィードバック制御が開始されてから所定期
間が経過するまでは触媒劣化検出処理を禁止する手段を
有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに
記載の排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。 - 【請求項１２】 排出ガス浄化用の触媒の上流側に空燃
比センサ、下流側に酸素センサを設置したシステムにお
いて、 前記下流側酸素センサの出力に基づいて前記触媒の飽和
を判定する飽和判定手段と、 前記上流側空燃比センサの出力波形と目標空燃比とで囲
まれる部分の面積を算出して触媒流入ガス成分量を求め
る第１の演算手段と、 前記下流側酸素センサの出力変化量を積算して触媒流出
ガス成分量を求める第２の演算手段と、 前記飽和判定手段により前記触媒の飽和を判定した時に
前記第２の演算手段による触媒流出ガス成分量を前記上
流側空燃比センサの出力に基づいて補正する飽和補正手
段と、 前記飽和補正手段により補正した触媒流出ガス成分量と
前記第１の演算手段により求めた触媒流入ガス成分量と
に基づいて前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段
とを備えていることを特徴とする排出ガス浄化用触媒劣
化検出装置。 - 【請求項１３】 前記第１の演算手段により前記面積を
積算する際に目標空燃比よりリーン側／リッチ側のいず
れか一方側の面積をキャンセルする第１のキャンセル手
段と、 前記第２の演算手段により前記下流側酸素センサの出力
変化量を積算する際に該下流側酸素センサの出力変化方
向が前記第１のキャンセル手段によりキャンセルされる
面積と同じ側に向かっている時にその方向への出力変化
量をキャンセルする第２のキャンセル手段とを備えてい
ることを特徴とする請求項１４に記載の排出ガス浄化用
触媒劣化検出装置。 - 【請求項１４】 燃料カット中及び燃料カット復帰から
所定期間が経過するまでは触媒劣化検出処理を禁止する
手段を有することを特徴とする請求項１、１２又は１３
に記載の排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。 - 【請求項１５】 排出ガス浄化用の触媒の上流側に空燃
比センサ、下流側に酸素センサを設置したシステムにお
いて、 所定のサンプリング周期で前記下流側酸素センサの出力
電圧の変化幅を積算する第１の積算手段と、 前記所定のサンプリング周期で前記上流側空燃比センサ
で検出した空燃比の目標空燃比からの偏差と排出ガス流
量とを乗算してその乗算値を積算する第２の積算手段
と、 前記触媒が所定温度に達するまでの前記第１の積算手段
による積算値と前記第２の積算手段による積算値とに基
づいて前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段とを
備えていることを特徴とする排出ガス浄化用触媒劣化検
出装置。 - 【請求項１６】 排出ガス浄化用の触媒の上流側と下流
側の双方に空燃比センサを設置したシステムにおいて、 所定のサンプリング周期で前記上流側空燃比センサで検
出した空燃比の目標空燃比からの偏差と排出ガス流量と
を乗算してその乗算値を積算する第１の積算手段と、 前記所定のサンプリング周期で前記下流側空燃比センサ
で検出した空燃比の目標空燃比からの偏差と排出ガス流
量とを乗算してその乗算値を積算する第２の積算手段
と、 前記触媒が所定温度に達するまでの前記第１の積算手段
による積算値と前記第２の積算手段による積算値とを比
較することで浄化ガス成分量を演算する演算手段と、 前記演算手段により演算した浄化ガス成分量に基づいて
前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段とを備えて
いることを特徴とする排出ガス浄化用触媒劣化検出装
置。
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