(57)【要約】【課題】三元触媒２４より下流側に設けられるＯ２センサ２８の応答性が悪化したり、むだ時間遅れが生じたりする状況下にあっても、三元触媒２４の劣化診断を高精度に行うことのできる排気浄化用触媒の劣化診断装置を提供する。【解決手段】診断時目標空燃比設定部５２では、空燃比を所定の空燃比からリーンに変更する際における空燃比の変化量を２通りに設定する。上記空燃比の変化のそれぞれに起因して、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が互いに相違する燃料量に変更されてからＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの複数の応答遅れ時間を測定する。そして、これらの時間差が所定の閾値より大きい場合、三元触媒２４が正常であると診断する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系統に備えられる排気浄化用触媒より下流側の排気中に含まれる特定成分の濃度を検出するガスセンサの出力値を取得する下流側出力取得手段と、
前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる前記特定成分の流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの複数の応答遅れ時間の相違に基づき、前記排気浄化用触媒の劣化診断を行う診断手段とを備えることを特徴とする排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項２】
前記排気浄化用触媒は、酸素を吸蔵及び放出する機能を有するものであり、
前記特定成分は酸素であることを特徴とする請求項１記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項３】
前記診断手段は、前記複数の応答遅れ時間のそれぞれについての複数の測定値に基づき、前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項４】
前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量の変更を強制的に行う強制変更手段を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項５】
前記強制変更手段は、前記酸素の流量の変更時間を設定する設定手段を備えて且つ、前記酸素の流量の強制的な変更を前記変更時間に渡って行うことを特徴とする請求項４に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記酸素の流量が互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更される流量変更条件のうち、前記酸素の流量の変更量が最大の条件における前記応答遅れ時間に応じて、前記最大の条件以外の流量変更条件における前記酸素の流量の変更時間を設定することを特徴とする請求項５に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記最大の条件における前記応答遅れ時間が測定されるに先立ち、この条件以外の流量変更条件による前記酸素の流量の変更がなされる場合、前記最大の条件における応答遅れ時間の想定値に応じて当該流量変更条件における前記変更時間を設定することを特徴とする請求項６記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項８】
前記最大の条件以外の流量変更条件による前記酸素の流量の変更がなされる場合、前記流量が変更されてからの前記変更時間内における前記下流側出力取得手段の出力値の変化の有無に基づき前記劣化診断を行う第２診断手段を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項９】
前記第２診断手段は、前記流量が変更されてから前記変更時間に渡って前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じないことに基づき、前記排気浄化用触媒が劣化していない旨診断することを特徴とする請求項８記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１０】
前記応答遅れ時間に基づき、前記排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量の変化を学習する学習手段を更に備え、
前記設定手段は、前記学習手段により学習された前記最大酸素吸蔵量の変化に基づき前記変更時間を設定することを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１１】
前記強制変更手段は、前記流量が変更されたことに起因して前記変更時間内に前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じた場合、前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比をリーン及びリッチのいずれか一方から他方に強制的に変更することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１２】
前記診断手段は、排気量が所定範囲内である際における前記複数の応答遅れ時間の相違に基づき、前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１３】
前記診断手段は、前記流量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの前記応答遅れ時間を、前記内燃機関に備えられる燃料噴射弁から噴射される燃料量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの応答遅れ時間とすることで、前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１４】
前記排気浄化用触媒より上流側の空燃比を検出する第２のガスセンサの出力値を取得する上流側出力取得手段を備え、
前記診断手段は、前記流量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの前記応答遅れ時間を、前記上流側出力取得手段の出力値の変化が生じてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの応答遅れ時間とすることで、前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１５】
前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量の変更には、燃料カット制御が含まれることを特徴とする請求項２〜１４のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１６】
前記診断手段は、前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比がリーン及びリッチのいずれか一方から他方に交互に変更されることに起因して前記下流側出力取得手段の出力値が変化する周期に基づき前記応答遅れ時間を把握することで前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２〜１５のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１７】
前記診断手段は、前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの複数の応答遅れ時間の測定値を入力として、前記劣化診断を行うことを特徴とする請求項２〜１５のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【請求項１８】
前記流量が変更されてからの所定時間内における前記下流側出力取得手段の出力値の変化に基づき、前記劣化診断を禁止するか否かを判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の排気浄化用触媒の劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系統に備えられる排気浄化用触媒の劣化の有無を診断する劣化診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気浄化用触媒としては、ガソリンエンジンの排気通路に備えられる三元触媒が周知である。三元触媒は、酸化還元反応により排気中のＮＯｘ，ＨＣ及びＣＯを浄化し、ガソリン機関に供給される混合気の空燃比（吸気量／燃料量）が理論空燃比付近となる場合に排気浄化能力が最も高くなるものである。更に、三元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比よりも大きくなる（リーンになる）と燃焼に供された混合気（排気）中の過剰な酸素を吸蔵し、混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなる（リッチになる）と三元触媒に吸蔵された酸素を放出する機能を有する。すなわち、混合気の空燃比がリーンになったときは過剰な酸素が三元触媒に吸蔵されることで排気中のＮＯｘが還元され、混合気の空燃比がリッチになったときには三元触媒に吸蔵された酸素が排気中へ放出されることでＨＣ及びＣＯが酸化される。したがって、混合気の空燃比が、ガソリン機関の運転状態によって理論空燃比を中心としてリッチ側又はリーン側に振れてしまう場合であっても、排気中のＮＯｘ，ＨＣ及びＣＯを浄化することができる。
【０００３】
ところで、三元触媒が劣化すると、三元触媒による排気中の過剰な酸素を吸蔵可能な量（最大酸素吸蔵量）が低下し、排気浄化能力が低下することで、排気特性が悪化するおそれがある。そこで従来は、下記特許文献１に見られるように、三元触媒より上流側に設けられる酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）で検出される酸素濃度がリッチ側からリーン側又はリーン側からリッチ側に変化してから、三元触媒より下流側に設けられるＯ２センサで検出される酸素濃度がリッチ側からリーン側又はリーン側からリッチ側に変化するまでの応答遅れ時間が所定の閾値よりも短い場合には、三元触媒の最大酸素吸蔵量が過度に低下し、三元触媒が劣化していると診断する技術も開示されている。上記診断は、車載式の故障診断装置（ＯＢＤ：Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）によって行われ、三元触媒が劣化していると診断された場合には、エンジンチェックランプを点灯させ、三元触媒の異常をドライバに知らせることができる。
【特許文献１】特開平０４−０８１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、三元触媒より下流側に設けられるＯ２センサの応答性が悪化したり、むだ時間遅れが生じたりする場合、上記診断を適切に行えないおそれがある。すなわち、このような事態が生じると、上記診断の際に測定される応答遅れ時間が長くなるため、三元触媒が劣化して最大酸素吸蔵量が過度に低下しているにもかかわらず、三元触媒が正常であると誤診してしまうおそれがある。このため、エンジンチェックランプを点灯させることができず、ドライバに三元触媒の異常を知らせることができなくなり、ひいては排気特性が悪化した状態で車両の運転が継続されるおそれがある。一方、Ｏ２センサの応答性の悪化やむだ時間遅れの発生を想定し、上記所定の閾値を排気特性の悪化を招かない安全側に設定すると、正常な三元触媒にもかかわらず劣化していると誤診するおそれがある。
【０００５】
なお、三元触媒を排気浄化触媒とするものに限らず、内燃機関に備えられる排気浄化用触媒より下流側に設けられるガスセンサの出力値によって排気浄化用触媒の劣化の有無が診断されるものにあっては、ガスセンサの応答性が悪化したり、むだ時間遅れが生じたりする状況下において、排気浄化用触媒の劣化の有無を誤診するおそれのあるこうした事情も概ね共通したものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、排気浄化用触媒より下流側に設けられるガスセンサの応答性が悪化したり、むだ時間遅れが生じたりする状況下にあっても、排気浄化用触媒の劣化診断を高精度に行うことのできる排気浄化用触媒の劣化診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、内燃機関の排気系統に備えられる排気浄化用触媒より下流側の排気中に含まれる特定成分の濃度を検出するガスセンサの出力値を取得する下流側出力取得手段と、前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる前記特定成分の流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの複数の応答遅れ時間の相違に基づき、前記排気浄化用触媒の劣化診断を行う診断手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる特定成分の量が変更されたことに起因して、排気浄化用触媒より下流側のガスセンサの出力値が変化するまでの応答遅れ時間は、排気浄化用触媒の特定成分の最大吸蔵量と相関を有する。このため、この応答遅れ時間は、排気浄化用触媒の劣化度合いと相関を有するパラメータとなっている。但し、この応答遅れ時間は、ガスセンサの応答遅れ時間及びむだ時間にも依存する。ここで、上記発明では、特定成分の供給量を互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更することで、上記特定成分の吸蔵量の変化速度が互いに相違する複数の速度となる場合についての応答遅れ時間に基づいて、上記劣化診断を行う。この場合、上記複数の応答遅れ時間同士には、上記特定成分の吸蔵量の変化速度の相違に関する情報も含まれることとなる。このため、上記複数の応答遅れ時間同士によれば、上記応答遅れ時間からガスセンサの応答遅れ時間及びむだ時間が排除された時間を把握することが可能となる。このため、上記発明によれば、排気浄化用触媒の劣化診断に際して、ガスセンサの応答性の悪化やむだ時間遅れの影響を除去することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記排気浄化用触媒は、酸素を吸蔵及び放出する機能を有するものであり、前記特定成分は酸素であることを特徴とする。
【００１１】
酸素吸蔵及び放出機能を有する排気浄化用触媒において、触媒に吸蔵される酸素量が飽和するまでの時間や触媒に吸蔵される酸素が所定量放出されるまでの時間は、排気浄化用触媒より上流側の排気中の酸素量に依存する。上記発明では、この点に鑑み、内燃機関の運転の際、上記排気中に含まれる酸素の流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されることを利用して、上記応答遅れ時間からガスセンサの応答遅れ時間及びむだ時間が排除された時間を把握することが可能となるため、上記劣化診断に際して、ガスセンサの応答性の悪化やむだ時間遅れの影響を除去することができる。
【００１２】
なお、上記ガスセンサは酸素濃度センサであることが望ましい。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記診断手段は、前記複数の応答遅れ時間のそれぞれについての複数の測定値に基づき、前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００１４】
排気浄化用触媒の状態や内燃機関の運転状態等によって、測定毎の応答遅れ時間にばらつきが生じることがある。この場合、排気浄化用触媒の劣化診断の精度が低下するおそれがある。この点、上記発明では、酸素の各流量変更条件に対して応答遅れ時間を複数回測定し、これらを用いることで、上記ばらつきによる排気浄化用触媒の劣化診断への影響を極力抑制することができる。
【００１５】
なお、上記診断手段は、酸素の各流量変更条件に対して複数回測定された上記応答遅れ時間の平均値の相違に基づき、上記診断を行うのが望ましい。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量の変更を強制的に行う強制変更手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、上記酸素の流量の変更を強制的に行うことにより、酸素の流量を診断にとって適切な量とすることができる。このため、劣化診断をより適切に行うことができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記強制変更手段は、前記酸素の流量の変更時間を設定する設定手段を備えて且つ、前記酸素の流量の強制的な変更を前記変更時間に渡って行うことを特徴とする。
【００１９】
酸素の飽和時間又は放出時間を超えて酸素の流量が継続して変更される場合、酸素の流量が排気浄化用触媒の排気浄化能力を適切なものとする流量からずれることで、排気特性が悪化する懸念がある。ここで、上記発明では、酸素の流量の変更時間を設定するために、酸素の流量が上記適切なものとする流量からずれる時間が過度とならないようにして酸素の流量の変更を行うことができ、ひいては上記劣化診断において排気特性の悪化を抑制することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記設定手段は、前記酸素の流量が互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更される流量変更条件のうち、前記酸素の流量の変更量が最大の条件における前記応答遅れ時間に応じて、前記最大の条件以外の流量変更条件における前記酸素の流量の変更時間を設定することを特徴とする。
【００２１】
酸素の流量の変更時間は、排気浄化用触媒の酸素の余剰吸蔵量を飽和させる時間（酸素の飽和時間）又は吸蔵酸素を放出しきる時間（酸素の放出時間）に応じて設定する必要がある。一方、酸素の流量の変更量が大きいほど、排気浄化用触媒の酸素の飽和時間又は酸素の放出時間が短くなり、ひいては応答遅れ時間が短くなる。したがって、酸素の流量の変更量が最大の条件における酸素の流量の変更時間は、酸素の流量の変更時間の最小値を規定するものとなり、他の流量変更条件における変更時間を定めるに際しての基準として用いることができる。
【００２２】
なお、上記酸素の流量の変更量が最大の条件とは、燃料カット制御（燃料カット又は燃料カット解除）により酸素の流量が変更される条件であることが望ましい。
【００２３】
また、上記設定手段は、上記酸素の流量の変更量が最大の条件における上記応答遅れ時間と、上記診断手段により上記排気浄化用触媒が劣化している旨診断するための上記複数の応答遅れ時間の相違の閾値とに応じて上記変更時間を設定するのが望ましい。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記設定手段は、前記最大の条件における前記応答遅れ時間が測定されるに先立ち、この条件以外の流量変更条件による前記酸素の流量の変更がなされる場合、前記最大の条件における応答遅れ時間の想定値に応じて当該流量変更条件における前記変更時間を設定することを特徴とする。
【００２５】
変更時間を設定すべく、酸素の流量の変更量が最大の条件における応答遅れ時間が測定されるまで待機すると、応答遅れ時間の測定頻度が低下し、排気浄化用触媒の劣化診断の頻度が低下するおそれがある。この点、上記発明では、上記最大の条件における応答遅れ時間の想定値に応じて変更時間を設定する。このため、変更時間を設定すべく上記最大の条件における応答遅れ時間が測定されるまで待機する必要がなく、応答遅れ時間の測定頻度を増大させることができる。更に、応答遅れ時間の想定値に基づいて変更時間を設定するため、酸素の流量の変更時間を極力短くすることができる。これらにより、排気特性の悪化を極力抑制しつつも上記劣化診断の頻度を増大させることができる。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載の発明において、前記最大の条件以外の流量変更条件による前記酸素の流量の変更がなされる場合、前記流量が変更されてからの前記変更時間内における前記下流側出力取得手段の出力値の変化の有無に基づき前記劣化診断を行う第２診断手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
応答遅れ時間が変更時間よりも長いほど、排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量が大きく、応答遅れ時間が変更時間よりも短いほど、上記最大酸素吸蔵量が小さい。上記発明では、この点に鑑み、上記変更時間内におけるガスセンサの出力値の変化の有無に基づいて排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量を把握するため、上記劣化診断を極力速やかに行うことができる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記第２診断手段は、前記流量が変更されてから前記変更時間に渡って前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じないことに基づき、前記排気浄化用触媒が劣化していない旨診断することを特徴とする。
【００２９】
上記発明では、応答遅れ時間が変更時間よりも長いほど排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量が大きいことを利用して、上記劣化診断を行う。このため、酸素の流量が変更されてから変更時間に渡ってガスセンサの出力値の変化が生じない場合は、排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量が十分であるとして、排気浄化用触媒が劣化していない旨を速やかに診断することができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、請求項５〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記応答遅れ時間に基づき、前記排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量の変化を学習する学習手段を更に備え、前記設定手段は、前記学習手段により学習された前記最大酸素吸蔵量の変化に基づき前記変更時間を設定することを特徴とする。
【００３１】
排気浄化用触媒の劣化によって最大酸素吸蔵量の低下が生じると、触媒の最大酸素吸蔵量に起因する応答遅れ時間が短くなる。この点、上記発明では、学習手段を備えることで、学習された最大酸素吸蔵量の変化に基づいて変更時間を設定するため、酸素の流量が排気浄化用触媒の排気浄化能力を適切なものとする流量からずれる時間を極力短くすることができ、ひいては排気特性の悪化を極力抑制することができる。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記強制変更手段は、前記流量が変更されたことに起因して前記変更時間内に前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じた場合、前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比をリーン及びリッチのいずれか一方から他方に強制的に変更することを特徴とする。
【００３３】
ガスセンサの出力値の変化が生じると、排気浄化用触媒の酸素の余剰吸蔵量が飽和している又は吸蔵酸素を放出しきっていることが想定される。このため、変更時間内にガスセンサの出力値の変化が生じる場合、ガスセンサの出力値の変化が生じた時点から変更時間が経過するまでの時間内における酸素の流量が排気浄化用触媒の排気浄化能力を適切なものとする流量からずれることで、排気特性が悪化するおそれがある。この点、上記発明では、変更時間内にガスセンサの出力が変化する場合であっても、酸素の流量を排気浄化能力にとって適切な流量とすることができ、上記劣化診断に際して排気特性の悪化をいっそう抑制することができる。
【００３４】
請求項１２記載の発明は、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記診断手段は、排気量が所定範囲内である際における前記複数の応答遅れ時間の相違に基づき、前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００３５】
内燃機関の運転状態によって排気量が変化すると、排気系統を流れる排気の流速が変化し、上記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量が変更されてから排気浄化用触媒にその変更の影響が生じるまでの時間が変化する。こうした場合、触媒の最大酸素吸蔵量に起因する応答遅れ時間を精度よく把握することが困難となるため、上記劣化診断の精度が低くなるおそれがある。この点、上記発明では、排気量が所定範囲内である際における前記複数の応答遅れ時間の相違に基づいて上記劣化診断を行うため、上記変更の影響が生じるまでの時間の影響を除去することができる。これにより、排気浄化用触媒の最大酸素吸蔵量に起因する応答遅れ時間を高精度に把握することができ、ひいては排気浄化用触媒の劣化診断をより高精度に行うことができる。
【００３６】
請求項１３記載の発明は、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記診断手段は、前記流量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの前記応答遅れ時間を、前記内燃機関に備えられる燃料噴射弁から噴射される燃料量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの応答遅れ時間とすることで、前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００３７】
排気中に含まれる酸素の流量は、内燃機関で燃焼に供される混合気中の燃料量を調節することで変更することができる。上記発明では、この点に鑑み、応答遅れ時間の起算点を燃料噴射弁から噴射される燃料量の変更時とすることで、変更時点を簡易に設定することができる。
【００３８】
請求項１４記載の発明は、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記排気浄化用触媒より上流側の空燃比を検出する第２のガスセンサの出力値を取得する上流側出力取得手段を備え、前記診断手段は、前記流量が変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの前記応答遅れ時間を、前記上流側出力取得手段の出力値の変化が生じてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの応答遅れ時間とすることで、前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００３９】
排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量が変更されてから排気浄化用触媒にその変更の影響が現れるまでには、遅延時間が生じる。この点、上記発明では、排気浄化用触媒より上流側の直近に設けられる第２のガスセンサの出力値に基づいて応答遅れ時間を把握するため、劣化診断に用いられる応答遅れ時間やその相当量から、上記遅延時間の影響を極力排除することができる。
【００４０】
請求項１５記載の発明は、請求項２〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量の変更には、燃料カット制御が含まれることを特徴とする。
【００４１】
内燃機関に供給される酸素の流量が過度に小さいと、排気浄化用触媒の酸素吸蔵又は放出機能によって応答遅れ時間が長くなり、これに伴い応答遅れ時間のばらつきが大きくなるおそれがある。この点、上記発明では、燃料カット制御（燃料カット又は燃料カット解除）を利用して、酸素量を大きく変更することができるため、排気浄化用触媒の酸素の余剰吸蔵量又は放出量を飽和させる時間を短くすることで、応答遅れ時間を短時間とすることができ、ひいては応答遅れ時間のばらつきを小さくすることができる。
【００４２】
請求項１６記載の発明は、請求項２〜１５のいずれか１項に記載の発明において、前記診断手段は、前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比がリーン及びリッチのいずれか一方から他方に交互に変更されることに起因して前記下流側出力取得手段の出力値が変化する周期に基づき前記応答遅れ時間を把握することで前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００４３】
上記変化する周期には、混合気の空燃比をリーンからリッチに変更してから下流側出力取得手段の出力値が変化するまでの応答遅れ時間と、混合気の空燃比をリッチからリーンに変更してから下流側出力取得手段の出力値が変化するまでの応答遅れ時間とが含まれている。上記発明では、この点に鑑み、応答遅れ時間の測定期間の自由度を向上させることができる。
【００４４】
請求項１７記載の発明は、請求項２〜１５のいずれか１項に記載の発明において、前記診断手段は、前記排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されてから前記下流側出力取得手段の出力値の変化が生じるまでの複数の応答遅れ時間の測定値を入力として、前記劣化診断を行うことを特徴とする。
【００４５】
排気浄化用触媒より上流側の排気中に含まれる酸素の流量が互いに相違する複数の流量に変更されたことに起因して下流側出力取得手段の出力値が最初に変化するまでの複数の応答遅れ時間同士には、排気浄化用触媒の酸素吸蔵量の変化速度の相違に関する情報が含まれている。上記発明では、この点に鑑み、酸素の流量が変更された時から速やかに応答遅れ時間を測定することができる。
【００４６】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の発明において、前記流量が変更されてからの所定時間内における前記下流側出力取得手段の出力値の変化に基づき、前記劣化診断を禁止するか否かを判断する判断手段を備えることを特徴とする。
【００４７】
上記診断手段によれば、ガスセンサの応答遅れ時間やむだ時間遅れの伸張にかかわらず排気浄化用触媒の劣化診断を行うことができるものの、これらが過度に伸張する場合、排気特性が悪化する懸念がある。すなわち、ガスセンサの応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張すると、応答遅れ時間が過度に伸張する。このため、排気浄化用触媒の酸素の飽和時間又は放出時間を超えて酸素の流量が変更されることで、酸素の流量が排気浄化用触媒の排気浄化能力を適切なものとする流量からずれる時間が過度に伸張し、排気特性が悪化する懸念がある。この点、上記発明では、酸素の流量が変更されてからの所定時間内におけるガスセンサの出力値の変化に基づいて、ガスセンサの応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張しているか否かを把握し、この把握結果に基づいて排気浄化用触媒の劣化診断を禁止するか否かを判断することができる。これにより、上記劣化診断によって排気特性が悪化する事態を回避することができる。
【００４８】
なお、上記所定時間は、ガスセンサの応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない場合における応答遅れ時間の想定値に基づいて設定されることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる触媒の劣化診断装置をガソリンエンジンに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５０】
図１に本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。図示されるように、吸気通路１２には吸気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。エアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータによって開度調節される電子制御式のスロットルバルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１６の下流側には、エンジン１９の燃焼室に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されている。吸気マニホールド１８において、エンジン１９の吸気ポート近傍には、燃料を噴射供給する電子制御式の燃料噴射弁２０が設けられている。燃料噴射弁２０によって噴射された燃料は、吸気とともに混合気としてエンジン１９の図示しない吸気バルブの開動作に伴い燃焼室へ導入され、燃焼に供される。
【００５１】
エンジン１９の燃焼室で燃焼に供された混合気は、図示しない排気バルブの開動作に伴い排気として排気通路２２に排出される。排気通路２２には、排気浄化を行うための排気後処理システムとして、排気中のＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯを浄化する三元触媒２４が設けられている。排気通路２２において、三元触媒２４の上流側には、排気中の酸素濃度や未燃成分（ＣＯ，ＨＣ及びＨ２等）に応じてリニアな電気信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられている。詳しくは、Ａ／Ｆセンサ２６は、広域の空燃比を検出可能な、いわゆる全領域空燃比センサである。また、三元触媒２４の下流側には、排気中の酸素濃度に応じて２値的に出力値を変化させる酸素濃度センサ（以下、Ｏ２センサ２８）が設けられている。Ｏ２センサ２８は、排気中の実際の酸素濃度に基づいて混合気の空燃比が理論空燃比に対して小さい値である（リッチ）か大きい値である（リーン）かを検出するものである。詳しくは、Ｏ２センサ２８の出力値が所定値（例えば０．４５Ｖ）よりも大きい場合は、上記空燃比がリッチ（λ＜１）であるとし、小さい場合にはリーン（λ＞１）であるとする。
【００５２】
エンジン１９には、クランク軸３０の近傍でクランク軸３０の回転角度を検出するクランク角度センサ３２や、エンジン１９の冷却水の温度を検出する水温センサ３４が設けられている。クランク角度センサ３２や、水温センサ３４、エアフローメータ１４、Ａ／Ｆセンサ２６、Ｏ２センサ２８及び外気温度を検出する外気温センサ３６からの出力信号は、電子制御装置（以下、ＥＣＵ３７）に入力される。
【００５３】
本制御システムでは、ＥＣＵ３７の行う処理によって、Ａ／Ｆセンサ２６の出力値に基づいて混合気の空燃比が算出され、算出された空燃比が目標値（目標空燃比）に一致するよう燃料噴射弁２０から噴射される燃料噴射量のフィードバック（以下、Ｆ／Ｂ）制御が行われる。図１には、ＥＣＵ３７の行う処理のうち、特に空燃比Ｆ／Ｂ制御に関する処理をブロック図として示している。
【００５４】
ここで、空燃比偏差算出部３８では、Ａ／Ｆセンサ２６の出力値に基づいて算出された混合気の空燃比と別途設定された目標空燃比との偏差を算出し、空燃比Ｆ／Ｂ制御部４０では、その偏差に基づいてＦ／Ｂ補正係数を算出する。一方、基本噴射量算出部４２では、エアフローメータ１４の出力値から算出される吸気量と、クランク角度センサ３２の出力値から算出されるエンジン回転速度とに基づいて基本噴射量を算出する。最終噴射量算出部４４では、基本噴射量にＦ／Ｂ補正係数を乗算することで最終噴射量を算出する。これにより、上記最終噴射量に相当する燃料が燃料噴射弁２０から噴射される。
【００５５】
一方、上記目標空燃比は、サブＦ／Ｂ制御部４６によって算出される。サブＦ／Ｂ制御部４６は、Ｏ２センサ２８の出力値に基づいて混合気の空燃比を目標値（例えば理論空燃比付近）に一致させるための制御を行う。詳しくは、サブＦ／Ｂ制御部４６では、Ｏ２センサ２８の出力値に基づいて上記空燃比がリッチ又はリーンであるかを判断し、その判断結果に基づいて目標空燃比を適宜設定する。
【００５６】
図２に、サブＦ／Ｂ制御部４６による目標空燃比の設定の概要を示す。詳しくは、図２（ａ）に、Ｏ２センサ２８の出力を示し、図２（ｂ）に、サブＦ／Ｂ制御部４６で算出される目標空燃比を示す。図２（ａ）に示すように、Ｏ２センサ２８の出力は、周期的にリッチ側出力からリーン側出力又はリーン側出力からリッチ側出力に反転し、上記反転に応じて目標空燃比のスキップ処理と積分処理とが行われる。例えば、時刻ｔ１において、Ｏ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に切り替わると、図２（ｂ）に示すように、目標空燃比がリーン側にスキップされ、その後リーン化方向への積分処理が行われる。また、時刻ｔ２において、図２（ａ）に示すように、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に切り替わると、図２（ｂ）に示すように、目標空燃比がリッチ側にスキップされ、その後リッチ化方向への積分処理が行われる。これにより、エンジン１９に供給される混合気の空燃比が上記目標空燃比付近となるよう制御されることで、排気特性を良好にすることができる。
【００５７】
ところで、三元触媒２４が劣化すると、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量が低下し、排気浄化能力が低下することで、排気特性が悪化するおそれがある。ここで、最大酸素吸蔵量は、目標空燃比がリッチからリーン又はリーンからリッチに変更されてからＯ２センサ２８の出力がこれに応じて反転するまでの応答遅れ時間と相関を有する。このため、応答遅れ時間は、三元触媒２４の劣化度合いと相関を有するパラメータとなっている。但し、この応答遅れ時間には、最大酸素吸蔵量に起因する時間のみならず、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間も含まれている。これらＯ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間は、Ｏ２センサ２８の素子カバーに形成されたフィルタの目詰まり等に起因して生じ得ると想定されるものである。このため、上記応答遅れ時間によって上記最大酸素吸蔵量に起因する時間を精度良く把握することが困難となり得、上記劣化診断を高精度に行うことができないおそれがある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、三元触媒２４に供給される酸素の流量が互いに相違する複数の流量となるようにして空燃比を変更してからＯ２センサ２８の出力が反転するまでの複数の応答遅れ時間の相違に基づき三元触媒２４の劣化診断を行うことで、上記Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間の影響を除去しつつ上記劣化診断を行う。詳しくは、空燃比を所定の空燃比からリーンに変更する際における空燃比の変化量を２通りに設定し、これらそれぞれにおけるＯ２センサ２８の出力の応答遅れ時間の相違に基づき、劣化診断を行う。ここで、図３に基づいて、本実施形態にかかる劣化診断の原理について説明する。
【００５９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）はいずれも空燃比が所定量だけリーン側に変更されてからＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの推移を示している。但し、図３（ｂ）に示すケースは、図３（ａ）に示すケースよりも上記所定量が大きくなっている。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、エンジン１９の空燃比（図中、触媒前空燃比と表記）が所定の空燃比（ここではλ＝１を例示）からリーン側（λ＋Δλ：例えばΔλ＝０．０３）に変更されてからＯ２センサ２８の出力がリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間ｔＡは、下記の数式（１）で表すことができる。ここでは、吸気量ｇａ、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓ、触媒前空燃比が変更されてから三元触媒２４にその変更の影響が生じるまでの遅延時間ΔＴ、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間に起因する遅延時間Δｒを用いている。
ｔＡ＝Ｓ／（ｇａ×Δλ）＋ΔＴ＋Δｒ…（１）
また、図３（ｂ）に示すように、触媒前空燃比が上記所定の空燃比からリーン側（例えば、λ＋２Δλ）に変更されてからＯ２センサ２８の出力がリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間ｔＢは、下記の数式（２）で表すことができる。
ｔＢ＝Ｓ／（ｇａ×２×Δλ）＋ΔＴ＋Δｒ…（２）
上記の数式（１）、（２）からわかるように、応答遅れ時間ｔＡ、ｔＢには、いずれも上記遅延時間ΔＴ、Δｒが含まれている。但し、これらの差分によって得られる時間差Δｔは、下記の式（３）となり、上記遅延時間ΔＴ、Δｒが除去されたものとなる。
Δｔ＝ｔＡ−ｔＢ＝Ｓ／（ｇａ×２×Δλ）…（３）
このため、上記時間差Δｔは、最大酸素吸蔵量Ｓを高精度に定量化するパラメータとなる。したがって、この時間差Δｔが小さいことに基づいて、最大酸素吸蔵量Ｓが小さいと判断することで、三元触媒２４の劣化の有無を高精度に判断することができる。
【００６１】
上記時間差Δｔに基づいて三元触媒２４の劣化診断を行うべく、本実施形態では、先の図１に示すように、診断処理部４８を備える。診断処理部４８では、所定の診断実行条件が成立する場合、目標空燃比設定選択部５０を切り替えることで、診断時目標空燃比設定部５２によって劣化診断用の目標空燃比を強制的に設定する。ここで、劣化診断用の目標空燃比とは、空燃比をリーン側及びリッチ側に交互に変更する際の空燃比の変更量を互いに相違する２つの変更量とするものである。そして、診断処理部４８では、これら変更量によって空燃比が変更される際の応答遅れ時間同士の相違に基づいて、上記劣化診断を行う。
【００６２】
図４〜８に、本実施形態にかかる触媒の劣化診断に関する処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００６３】
図４は、触媒劣化診断の処理の手順を示す。
【００６４】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、三元触媒２４の劣化診断が行われたか否かを判断する。詳しくは、診断実行履歴フラグＦ１が「０」である場合に、触媒劣化診断の実行履歴がないと判断される。ステップＳ１０において診断実行履歴なしと判断された場合には、ステップＳ１２へ移行する。ステップＳ１２では、空燃比をリーン側及びリッチ側に交互に変更する際の空燃比の変更量が小さい場合の制御である低振幅用制御での平均応答遅れ時間（以下、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥ）が測定されているか否かを判断する。ここで、上記平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥは、複数回の応答遅れ時間の平均値である。これは、測定毎の応答遅れ時間にばらつきが生じ易いことに鑑みた設定である。すなわち、三元触媒２４の状態やエンジン１９の運転状態等によって生じ得る測定毎の応答遅れ時間のばらつきによって、触媒の劣化診断の精度が大きく低下するおそれがあるため、これを極力抑制すべくなされる設定である。低振幅用平均応答遅れ時間が測定されていなければ、ステップＳ１４へ進み、低振幅用測定ダイアグフラグをオン（Ｆａ＝１）にする。これにより、後述する図５、図６の処理によって低振幅用制御での応答遅れ時間が測定されることとなる。
【００６５】
一方、上記ステップＳ１２で肯定判断された場合には、ステップＳ１６へ移行する。ステップＳ１６では、空燃比をリーン側及びリッチ側に交互に変更する際の空燃比の変更量が大きい場合の制御である高振幅用制御での平均応答遅れ時間（以下、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥ）が測定されているか否かを判断する。ここで、上記平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥは、複数回の応答遅れ時間の平均値である。このように平均化するのは、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥの設定と同様の理由である。高振幅用平均応答遅れ時間が測定されていなければ、ステップＳ１８へ進み、高振幅用測定ダイアグフラグをオン（Ｆｂ＝１）にする。これにより、後述する図７、図８の処理によって高振幅時応答遅れ時間が測定されることとなる。
【００６６】
上記ステップＳ１６で肯定判断された場合には、ステップＳ２０へ移行する。ステップＳ２０では、触媒劣化判定条件が成立しているか否かを判断する。この条件は、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥと高振幅用の平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥとの時間差が閾値ｋＣＡＴＯＫより大きいとの条件である。上記閾値ｋＣＡＴＯＫは、吸気量や上記低振幅用及び高振幅用制御で設定される混合気の空燃比をパラメータとして、三元触媒２４の劣化の有無を区別できる値として予め実験等に基づいて設定される。
【００６７】
上記ステップＳ２０で上記時間差が上記閾値ｋＣＡＴＯＫより大きいと判断された場合、ステップＳ２２に進み、三元触媒２４が正常であると診断する。一方、上記ステップＳ２２で否定判断された場合、ステップＳ２４へ進み、三元触媒２４が異常である（劣化している）と診断する。そして、エンジンチェックランプを点灯させ、三元触媒２４の異常をドライバに知らせる。
【００６８】
ステップＳ２２、Ｓ２４の処理が完了する場合、ステップＳ２６において、診断実行履歴フラグＦ１を「１」とし、触媒劣化診断を完了する。ちなみに、本実施形態では、診断実行履歴フラグＦ１の値は、揮発性メモリに格納されるようにする。これにより、ＥＣＵ３７がオフ状態となることで、診断実行履歴が消去されるため、エンジン１９を再度始動すべくＥＣＵ３７がオン状態とされる度に、触媒劣化診断を実行することができる。
【００６９】
なお、上記ステップＳ１０で否定判断された場合や、ステップＳ１４、Ｓ１８、及びステップＳ２６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００７０】
図５に、低振幅用目標空燃比設定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００７１】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、低振幅用測定ダイアグフラグがオン（Ｆａ＝１）であるか否かを判断する。低振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ３２へ移行する。
【００７２】
ステップＳ３２では、診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を以下の（ア）〜（カ）の論理積条件とする。
【００７３】
（ア）三元触媒２４の温度が活性温度に到達しているとの条件：ここで、三元触媒２４の温度は、例えば、エンジン１９の運転状態と、水温センサ３４と外気温センサ３６との出力値とに基づいて算出すればよい。
【００７４】
（イ）Ｏ２センサ２８の温度が活性温度に到達しているとの条件：これは、Ｏ２センサ２８が活性状態となることで、リーン及びリッチの検出が可能となることに鑑みて設定されたものである。
【００７５】
（ウ）吸気量が所定範囲内であるとの条件：これは、空燃比が変更されてから三元触媒２４にその変更の影響が生じるまでの遅延時間ΔＴが同一である際の上記応答遅れ時間に基づいて劣化診断を行うために設けられる条件である。すなわち、吸気量が変化すると、上記遅延時間ΔＴも変化するため、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓを定量化するパラメータである上記時間差Δｔについて、上記の数式（３）に示した関係が成立せず、時間差Δｔに遅延時間ΔＴが含まれるおそれがある。これを回避するための条件が条件（ウ）である。ちなみに、吸気量は、エアフローメータ１４の出力値に基づいて算出される。
【００７６】
（エ）エンジン回転速度が所定範囲内であるとの条件：この条件も、上記遅延時間ΔＴが同一である際の上記応答遅れ時間に基づいて劣化診断を行うために設けられる条件である。すなわち、吸気量が同一であっても回転速度が相違するなら、上記遅延時間ΔＴも変化し得るため、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓを定量化するパラメータである上記時間差Δｔについて、上記の数式（３）に示した関係が成立せず、時間差Δｔに遅延時間ΔＴが含まれるおそれがある。これを回避するための条件が条件（エ）である。
【００７７】
（オ）空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行中であるとの条件：これは、Ａ／Ｆセンサ２６の出力値に基づいて算出される混合気の空燃比を、劣化診断用に設定される目標空燃比に一致させるよう制御するために設けられる条件である。
【００７８】
（カ）空燃比Ｆ／Ｂ制御において算出されるＦ／Ｂ補正係数が所定範囲内であるとの条件：これは、Ｆ／Ｂ補正係数が予め設定されている上限値又は下限値付近となって、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が調節できなくなるのを回避するための条件である。
【００７９】
なお、上記診断実行条件にＯ２センサ２８の温度が所定範囲内であるとの条件を取り入れてもよい。これにより、上記Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間に起因する遅延時間Δｒが温度によって変化する場合であっても劣化診断を高精度に行うことができる。
【００８０】
ステップＳ３２において診断実行条件が成立していないと判断された場合には、ステップＳ３５へ進み、触媒劣化診断用の目標空燃比の設定を行わないものとする。一方、ステップＳ３２において肯定判断された場合には、ステップＳ３４へ移行する。
【００８１】
ステップＳ３４では、サブＦ／Ｂ制御を停止する。この処理は、先の図１に示した目標空燃比設定選択部５０の切り替えに対応し、触媒劣化診断用の目標空燃比を設定することによって上記劣化診断を強制的に行うものである。続くステップＳ３６では、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するか否かを判断する。ステップＳ３６において反転すると判断された場合には、ステップＳ３８に進み、目標空燃比をリッチ側にスキップする。これにより、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が増大する。一方、上記ステップＳ３６で否定判断された場合には、ステップＳ４０へ移行する。
【００８２】
ステップＳ４０では、Ｏ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に反転するか否かを判断する。ステップＳ４０において反転すると判断された場合には、ステップＳ４２に進み、目標空燃比をリーン側にスキップする。これにより、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少する。一方、上記ステップＳ４０で否定判断された場合には、ステップＳ４４へ移行する。
【００８３】
ステップＳ４４では、Ｏ２センサ２８の出力がリーン側出力の状態であるか否かを判断する。ステップＳ４４においてリーン側出力の状態であると判断された場合には、ステップＳ４６に進み、目標空燃比をリッチ側に徐変する。これにより、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が徐々に増大する。この処理は、Ｏ２センサ２８の出力を確実に反転させるために設けられるものである。すなわち、目標空燃比のスキップ量が大きい場合、三元触媒２４の排気浄化能力を越えて混合気の空燃比を変更させてしまい、触媒の劣化診断時に排気特性の悪化を招くおそれがある。一方、上記スキップ量を排気特性の悪化を招かない程度の小さい値に設定すると、Ａ／Ｆセンサ２６の特性のばらつき等によってＯ２センサ２８の出力が反転しないことがある。これらの事態を回避すべく、上記処理が設けられる。一方、上記ステップ４４で否定判断された場合には、ステップＳ４８へ移行し、目標空燃比をリーン側に徐変する。これにより、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が徐々に減少する。この処理も、上記ステップＳ４６と同様な理由により設けられるものである。ここで、上記ステップＳ３８、Ｓ４２、Ｓ４６及びステップＳ４８において、目標空燃比のリッチ側及びリーン側のスキップ量や徐変量は、排気特性を悪化させないようエンジン１９の運転状態等に基づいて予め実験等で決定される量とするのが望ましい。
【００８４】
なお、上記ステップＳ３０で否定判断される場合や、ステップＳ３５、Ｓ３８、Ｓ４２、Ｓ４６、Ｓ４８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００８５】
図６に、低振幅用応答遅れ時間測定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００８６】
この一連の処理では、まずステップＳ５０において、低振幅用測定ダイアグフラグがオン（Ｆａ＝１）であるか否かを判断する。低振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ５２に進み、上記平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥと、応答遅れ時間ｔｓｏｘａの測定回数をカウントする測定回数カウンタＩ１を「０」に初期化する。続くステップＳ５４では、先の図５に示したステップＳ３２と同様の診断実行条件が成立しているか否かを判断する。診断実行条件が成立していないと判断された場合には、ステップＳ５５へ進み、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転する回数をカウントする反転カウンタｃｓｏｘａを「０」にリセットした後、上記ステップＳ５４へ戻る。一方、上記ステップＳ５４で肯定判断された場合には、ステップＳ５６へ移行する。
【００８７】
ステップＳ５６〜Ｓ６０では、応答遅れ時間の測定を行うに先立って、空燃比をリーン及びリッチに交互に変化させる処理を複数回（ここでは、Ｎ１＋１回を例示）行う。この処理は、三元触媒２４の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量に対して過度に多い又は少ない状態である場合、触媒に供給される酸素量が同じであっても応答遅れ時間にばらつきが生じるため、これを回避すべく触媒の酸素吸蔵量を所定の基準量（例えば、最大酸素吸蔵量の半分程度）にするためのものである。詳しくは、まずステップＳ５６において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転したか否かを判断する。ステップＳ５６において反転すると判断された場合には、ステップＳ５８に進み、上記反転カウンタｃｓｏｘａに「１」を加算する。上記ステップＳ５６で否定判断された場合や、ステップＳ５８の処理が完了した場合には、ステップＳ６０において、反転カウンタｃｓｏｘａが閾値Ｎ１（Ｎ１≧１）より大きいか否かを判断する。本実施形態では、上記閾値Ｎ１を「１」に設定する。ステップＳ６０で否定判断された場合には、上記ステップＳ５４へ戻る。一方、上記ステップＳ６０で反転カウンタｃｓｏｘａが閾値Ｎ１より大きいと判断された場合には、ステップＳ６２へ進む。
【００８８】
ステップＳ６２では、先の図５に示した目標空燃比設定処理に基づく目標空燃比のリーンスキップによって、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少したか否かを判断する。ステップＳ６２で燃料量が減少しないと判断された場合には、上記ステップＳ５４へ戻る。一方、上記ステップＳ６２で肯定判断された場合には、ステップＳ６４へ進み、上記燃料噴射量の減少時を起算点にして応答遅れ時間の測定を開始するに先立ち、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘａを「０」にリセットする。
【００８９】
ステップＳ６４の処理の完了後、ステップＳ６６では、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘａに所定値ＫＴ１を加算する。本実施形態では、所定値ＫＴ１を、この図６の処理の処理周期とする。ステップＳ６６の処理の完了後、ステップＳ６８では、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側からリーン側に反転するか否かを判断する。ステップＳ６８において反転しないと判断された場合には、上記ステップＳ６６へ戻る。一方、上記ステップＳ６８において肯定判断された場合には、ステップＳ７０に移行し、今回の応答遅れ時間の測定を終了するとともに、測定回数カウンタＩ１に「１」を加算し、ステップＳ７２へ移行する。
【００９０】
ステップＳ７２では、測定回数カウンタＩ１が閾値Ｎ２（Ｎ２≧１）であるか否かを判断する。ステップＳ７２において測定回数カウンタＩ１が「Ｎ２」でないと判断された場合には、ステップＳ７４に進み、今回測定された応答遅れ時間ｔｓｏｘａをメモリ内にｔｓｏｘａ［Ｉ１］として格納する。一方、上記ステップＳ７２において肯定判断された場合には、ステップＳ７６に進み、平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥを算出する。本実施形態では、上記平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥを、複数回測定された応答遅れ時間（ｔｓｏｘａ［Ｉ１］、Ｉ１＝１〜Ｎ２）の単純移動平均値とする。
【００９１】
ステップＳ７６の処理が完了する場合、ステップＳ７８において、低振幅用測定ダイアグフラグをオフ（Ｆａ＝０）にする。
【００９２】
なお、上記ステップＳ５０で否定判断される場合や、ステップＳ７８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００９３】
図７に、高振幅用目標空燃比設定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００９４】
この一連の処理では、まずステップＳ９０において、高振幅用測定ダイアグフラグがオン（Ｆｂ＝１）であるか否かを判断する。高振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ９２〜Ｓ１０８において、先の図５のステップＳ３２〜Ｓ４８に対応する処理を行うことで、目標空燃比をリーン及びリッチのいずれか一方から他方に周期的に変化させる。ここで、ステップＳ９８、Ｓ１０２におけるスキップ量ｋＳ１ｂ、ｋＳ２ｂは、先の図５のステップＳ３８、Ｓ４２のスキップ量ｋＳ１ａ、ｋＳ２ａよりも大きく設定される。また、ステップＳ１０６、Ｓ１０８における徐変量ｋＩ１ｂ、ｋＩ２ｂは、先の図５のステップＳ４６、Ｓ４８の徐変量ｋＩ１ａ、ｋＩ２ａよりも大きく設定される。こうした設定により、図７に示す処理においては、先の図５に示した処理によるよりも、目標空燃比の変更量を大きくすることができる。なお、上記ステップＳ９８、Ｓ１０２、Ｓ１０６、Ｓ１０８において、目標空燃比のスキップ量や徐変量は、先の図５に示したステップＳ３８、Ｓ４２、Ｓ４６、Ｓ４８と同様に、排気特性を悪化させないようエンジン１９の運転状態に基づいて予め実験等で決定される量とするのが望ましい。
【００９５】
図８に、高振幅用応答遅れ時間測定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００９６】
この一連の処理では、まずステップＳ１１０において、高振幅用測定ダイアグフラグがオン（Ｆｂ＝１）であるか否かを判断する。高振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ１１２〜Ｓ１３８において、先の図６のステップＳ５２〜Ｓ７８の処理に対応する処理を行うことで、応答遅れ時間ｔｓｏｘｂの測定処理や、平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥの算出処理を行う。なお、先の図６のステップＳ５６〜Ｓ６０の処理に対応するステップＳ１１６〜Ｓ１２０の処理において用いる閾値Ｎ３は、上記閾値Ｎ１と同一に設定することが望ましい。また、応答遅れ時間の測定回数規定する閾値Ｎ４は、上記閾値Ｎ２と同一に設定することが望ましい。
【００９７】
図９に、上記処理による触媒劣化診断にかかる低振幅用応答遅れ時間及び高振幅用応答遅れ時間測定の一例を示す。詳しくは、図９（ａ）に、低振幅制御時の目標空燃比の推移を示し、図９（ｂ）に、低振幅制御時のＯ２センサ２８の出力の推移を示す。
【００９８】
図示されるように、時刻ｔ０において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転した後、時刻ｔ１において、再びＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転したことが確認されることで、先の図６のステップＳ６０において肯定判断され、応答遅れ時間の測定に先立つ前処理が完了する。これにより、時刻ｔ２において、目標空燃比のリーンスキップにより燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少してから、時刻ｔ４において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間が測定される。同様に、時刻ｔ５において、目標空燃比のリーンスキップにより燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が再び減少してから、時刻ｔ７において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間が測定される。こうした要領で応答遅れ時間がＮ２回測定されることで、先の図６のステップＳ７６における低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥが算出される。
【００９９】
一方、図９（ｃ）に、高振幅制御時の目標空燃比の推移を示し、図９（ｄ）に、高振幅制御時のＯ２センサ２８の出力の推移を示す。
【０１００】
図示されるように、時刻ｔ０において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転した後、時刻ｔ１において、再びＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転したことが確認されることで、先の図８のステップＳ１２０において肯定判断され、応答遅れ時間の測定に先立つ前処理が完了する。これにより、時刻ｔ２において、目標空燃比のリーンスキップにより燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少してから、時刻ｔ４において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間が測定される。同様に、時刻ｔ５において、目標空燃比のリーンスキップにより燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が再び減少してから、時刻ｔ７において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間が測定される。こうした要領で応答遅れ時間がＮ４回測定されることで、先の図８のステップＳ１３６における高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが算出される。
【０１０１】
ここで、図９（ｂ）及び図９（ｄ）では、Ｏ２センサ２８の劣化時の出力を実線で示すとともに、Ｏ２センサ２８の正常時の出力を点線で併記した。Ｏ２センサ２８が劣化する場合には、応答遅れ時間が長くなるため、低振幅用及び高振幅用の応答遅れ時間のうちいずれか一方を用いると、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓを実際よりも多い値として把握するおそれがある。これに対し、上述した本実施形態によれば、低振幅用及び高振幅用の双方の応答遅れ時間同士の相違を用いることで、三元触媒２４の劣化診断を高精度に行うことができる。
【０１０２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【０１０３】
（１）吸気量とエンジン回転速度とが所定範囲内である場合において、複数回測定された低振幅用応答遅れ時間に基づいて算出される低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥと、複数回測定された高振幅用応答遅れ時間に基づいて算出される高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥとの時間差が閾値ｋＣＡＴＯＫより大きい場合、三元触媒２４が正常であると診断した。これにより、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓを高精度に把握することができ、ひいては触媒劣化診断を高精度に行うことができる。
【０１０４】
（２）三元触媒２４の劣化診断用に目標空燃比を強制的に設定した。これにより、応答遅れ時間の測定に必要な空燃比の変更を適切に行うことができる。
【０１０５】
（３）目標空燃比のリーンスキップによって燃料噴射弁２０から噴射される燃料量の減少時を応答遅れ時間測定の起算点とした。これにより、Ａ／Ｆセンサ２６の応答性の劣化の影響を受けることなく応答遅れ時間の測定の起算点を簡易に設定することができる。
【０１０６】
（４）エンジン１９が始動してから停止するまでの期間であるいわゆるトリップ毎に、三元触媒２４の劣化診断を行うようにした。これにより、ドライバが車両を使用する毎に上記劣化診断を行うことができ、ひいては排気特性が悪化した状態で車両の運転が継続される状態を好適に回避することができる。
【０１０７】
（５）触媒劣化診断時の目標空燃比の設定において、目標空燃比のスキップ制御の後、徐変制御を行うことで診断用の目標空燃比を設定した。これにより、劣化診断時に排気特性を悪化させることなくＯ２センサ２８の出力を確実に反転させることができる。
【０１０８】
（６）三元触媒２４の酸素吸蔵量を最大酸素吸蔵量の半分程度の状態にしてから応答遅れ時間の測定を開始した。これにより、応答遅れ時間の測定開始時の三元触媒２４の酸素吸蔵量のばらつきを抑制し、ひいては応答遅れ時間の精度低下を極力抑制することができる。
【０１０９】
（７）目標空燃比のリーンスキップにより燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少してから最初にＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの時間を応答遅れ時間として測定した。これにより、速やかに応答遅れ時間を測定することができる。
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１１０】
本実施形態では、三元触媒２４の劣化診断頻度を更に増大させるべく、エンジン１９の通常運転中に測定される応答遅れ時間も利用して上記劣化診断を行う。
【０１１１】
図１０及び図１２に、本実施形態にかかる触媒劣化診断の応答遅れ時間測定の手順を示す。これらの処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１０及び図１２において先の図６及び図８に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【０１１２】
図１０に、低振幅用目標空燃比設定の処理の手順を示す。
【０１１３】
この一連の処理では、ステップＳ５２の処理が完了すると、ステップＳ１５０において、診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を上記条件（ア）、（イ）、（オ）、（カ）と下記条件（キ）との論理積条件とする。
【０１１４】
（キ）リーンスキップ前の空燃比が所定範囲内であるとの条件：これは、応答遅れ時間の測定に先立ち、三元触媒２４の酸素吸蔵量を所定の基準量（例えば、最大酸素吸蔵量の半分程度）にし、応答遅れ時間のばらつきを極力抑制するために設けられる条件である。
【０１１５】
上記ステップＳ１５０で肯定判断された場合には、ステップＳ１５２へ移行する。ステップＳ１５２では、目標空燃比のリーンスキップによって、燃料噴射弁２０から噴射される燃料噴射量が減少するか否かを判断する。ステップＳ１５２において減少しないと判断された場合には、上記ステップＳ１５０へ戻る。一方、上記ステップＳ１５２で肯定判断された場合には、ステップＳ１５４に進み、Ａ／Ｆセンサ２６の出力がリッチ側出力からリーン側出力に変化したか否かを判断する。上記ステップＳ１５４で肯定判断された場合には、先の図６のステップＳ６４〜Ｓ７０の処理を行う。
【０１１６】
そして、ステップＳ１５６では、応答遅れ時間ｔｓｏｘａを補正する処理を行う。この処理は、各測定時における排気量の相違に起因して互いに相違する上記遅延時間ΔＴや、三元触媒２４への酸素供給流量の相違に起因して互いに相違する応答遅れ時間を同一の量に規格化するためのものである。応答遅れ時間を複数回測定する際の排気量が異なる場合、応答遅れ時間のうち触媒の最大酸素吸蔵量に起因する時間のみならず、上記燃料量が減少してから三元触媒２４にその変更の影響が生じるまでの遅延時間ΔＴが異なると想定される。すなわち、図１１に示されるように、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓが同一であったとしても、排気量が相違することで上記応答遅れ時間は互いに相違する。図１１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１１（ａ）に示すＡ／Ｆセンサ２６の出力の推移に対応するＯ２センサ２８の出力の推移を示す。但し、図１１（ｂ）に、車両の定常走行速度が３０ｋｍ／ｈの場合におけるＯ２センサ２８の出力の推移を示し、図１１（ｃ）に、車両の定常走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合におけるＯ２センサ２８の出力の推移を示し、図１１（ｄ）に、車両の定常走行速度が９０ｋｍ／ｈの場合におけるＯ２センサ２８の出力の推移を示す。図示されるように、車両の走行速度が速いほど、排気量が多くなるため、応答遅れ時間が短くなっている（ｔＡ１＞ｔＡ２＞ｔＡ３）。そこで、応答遅れ時間ｔｓｏｘａに所定の補正係数を乗算したり、応答遅れ時間ｔｓｏｘａに所定の補正量を加算したりすることで補正を行う。これら所定の補正係数や補正量は、排気量や目標空燃比のリーンスキップ前後における上記燃料量、エンジン１９の運転状態等の情報をパラメータとして、予め実験等に基づいて設定される。
【０１１７】
ステップＳ１５６の処理が完了する場合、ステップＳ７４において、今回測定された応答遅れ時間ｔｓｏｘａをメモリにｔｓｏｘａ［Ｉ１］として格納する。続くステップＳ７５では、測定回数カウンタＩ１が閾値Ｎ２（Ｎ２≧１）であるか否かを判断する。ステップＳ７５において測定回数カウンタＩ１が「Ｎ２」でないと判断された場合には、上記ステップＳ１５０へ戻る。一方、上記ステップＳ７５において肯定判断された場合には、ステップＳ７６に進み、平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥを算出する。更にステップＳ７８では、低振幅用測定ダイアグフラグをオフ（Ｆａ＝０）にする。
【０１１８】
なお、上記ステップＳ５０で否定判断された場合や、ステップＳ７８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１１９】
図１２に、高振幅用応答遅れ時間測定の処理の手順を示す。
【０１２０】
この一連の処理では、ステップＳ１１２の処理が完了すると、ステップＳ１６０において、診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を先の図１０に示したステップＳ１５０と同様の条件と排気量が所定範囲内であるとの条件との論理積条件とする。ここで、上記排気量は、先の図１０に示したステップＳ１５６において応答遅れ時間の規格化の際に基準とした排気量とする。これは、排気量の相違に起因する上記遅延時間ΔＴの相違によって触媒の最大酸素吸蔵量に起因する時間を精度よく把握できなくなるのを回避するためである。
【０１２１】
上記ステップＳ１６０で肯定判断された場合には、ステップＳ１６２へ移行する。ステップＳ１６２では、燃料カット制御がオンされたか否かを判断する。ステップＳ１６２において燃料カット制御がオンされないと判断された場合には、上記ステップＳ１６０へ戻る。一方、上記ステップＳ１６２において肯定判断された場合には、ステップＳ１６４へ進み、Ａ／Ｆセンサ２６の出力がリッチ側出力からリーン側出力に変化したか否かを判断する。そして、上記ステップＳ１６４において肯定判断された場合には、先の図８のステップＳ１２４〜Ｓ１３８の処理を行う。ここで、燃料カット後の混合気の空燃比は「吸気量／０」となるが、ここでは混合気の空燃比が非常に大きいと定義しておく。
【０１２２】
なお、上記ステップＳ１１０で否定判断された場合や、ステップＳ１３８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１２３】
ちなみに、燃料カットがなされるのはエンジン１９のトルク低減要求時である。この場合、燃料カット前の排気量に対して燃料カット後の排気量が次第に小さくなる傾向にあるため、応答遅れ時間のうち触媒の最大酸素吸蔵量に起因する時間が長くなり、測定される高振幅用応答遅れ時間も長くなる傾向にある。このため、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥと高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥとの時間差が小さくなり、先の図４に示したステップＳ２０において、異常判断がなされ易くなる。これは、異常触媒が正常触媒と診断されることを回避される上では好ましいが、正常触媒が異常触媒と誤診断される事態を回避する上では、先の図４に示したステップＳ２０における閾値ｋＣＡＴＯＫを、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが長くなる傾向にあることを考慮して予め実験等により設定することが望ましい。
【０１２４】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（７）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１２５】
（８）エンジン１９の通常運転中に測定された応答遅れ時間を利用した三元触媒２４の劣化診断を行った。これにより、上記劣化診断の頻度を好適に増大させることができる。
【０１２６】
（９）低振幅用応答遅れ時間の測定において、異なる排気量で測定される応答遅れ時間を、基準となる排気量における応答遅れ時間に補正する処理を行い、それらの単純移動平均値を低振幅用平均応答遅れ時間とした。これにより、劣化診断に用いる応答遅れ時間の測定回数を増大させることができる。
【０１２７】
（１０）Ａ／Ｆセンサ２６の出力がリッチ側出力からリーン側出力に変化した時からＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの低振幅用の平均応答遅れ時間と高振幅用の平均応答遅れ時間との時間差に基づいて三元触媒２４の劣化診断を行った。これにより、応答遅れ時間のうち上記燃料量が減少してから三元触媒２４にその変更の影響が生じるまでの遅延時間ΔＴの影響を極力排除することができる。
【０１２８】
（１１）高振幅用応答遅れ時間の測定において、上記燃料量の変更を燃料カット制御によって行った。これにより、三元触媒２４の酸素吸蔵量を飽和させる時間を短くすることができるため、応答遅れ時間を短時間とすることができ、ひいては応答遅れ時間のばらつきを小さくすることができる。
【０１２９】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１３０】
上記各実施形態では、空燃比が変更されてから、Ｏ２センサ２８の出力が最初に反転するまでを応答遅れ時間として把握した。本実施形態では、Ｏ２センサ２８の出力の反転する周期を、応答遅れ時間相当値とし、これを測定することで応答遅れ時間を把握する。
【０１３１】
図１３に、本実施形態における応答遅れ時間相当値の測定の実施態様を示す。詳しくは、図１３（ａ）に、目標空燃比の推移を示し、図１３（ｂ）に、Ｏ２センサ２８の出力の推移を示す。図示されるように、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転する時を起算点として、再びリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの１周期（図中時刻ｔ０〜時刻ｔ１までの時間）を応答遅れ時間相当値としてこれを測定する。この応答遅れ時間相当値には、目標空燃比をリッチに変更してからＯ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に反転するまでの応答遅れ時間と、目標空燃比をリーンに変更してからＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間とが含まれている。このため、先の第１の実施形態において、応答遅れ時間の代わりに応答遅れ時間相当値を用いても先の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１３３】
上記第１の実施形態では、Ｏ２センサ２８の出力が反転することで、目標空燃比をリーンからリッチ又はリッチからリーンに反転させた。しかしこの場合には、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが伸張すると、三元触媒２４の酸素の余剰吸蔵量が飽和している又は吸蔵酸素を放出しきっているにもかかわらず、三元触媒２４の酸素の飽和時間又は放出時間を超えて混合気の空燃比がリッチ又はリーンと変更されることで、混合気の空燃比が理論空燃比からずれたことによる影響を三元触媒２４が吸収することができず、排気特性が悪化する懸念がある。このように、上記第１の実施形態では、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れの伸張にかかわらず、三元触媒２４の劣化の有無を高精度に診断することができるとはいえ、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張する場合には、劣化診断によって排気特性が悪化する懸念がある。
【０１３４】
そこで、本実施形態では、Ｏ２センサ２８の出力にかかわらず、目標空燃比をリーンからリッチ及びリッチからリーンのいずれか一方から他方に変更した状態を維持する変更時間を設定する。詳しくは、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥと高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥとの時間差を把握するに際し、低振幅用制御での目標空燃比の変更時間を高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥに応じて設定し、目標空燃比の変更時間の伸張を抑制することで、排気特性の悪化を抑制する。またこの際、応答遅れ時間の測定時間についても変更時間に応じて上限を設けるべく最大測定時間を設定する。
【０１３５】
更に、応答遅れ時間の測定の際にＯ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張しているか否かの診断を行う。そして、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間等が過度に伸張していると診断された場合、上記劣化診断を禁止し、排気特性が悪化する事態を回避する。
【０１３６】
図１４〜図１９に、本実施形態にかかる触媒の劣化診断に関する処理の手順を示す。これらの処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１４、図１７及び図１９において先の図４、図６及び図８に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【０１３７】
図１４に、触媒劣化診断の処理の手順を示す。
【０１３８】
この一連の処理では、まずステップＳ１７０において、Ｏ２センサ２８の特性が正常であるか否かを判断する。この処理は、後述する図１９の処理によってＯ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していると診断される場合、Ｏ２センサ２８の特性異常と判断し、三元触媒２４の劣化診断を禁止するためのものである。
【０１３９】
ステップＳ１７０においてＯ２センサ２８の特性が正常であると判断された場合には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、触媒劣化診断の実行履歴なしと判断された場合には、ステップＳ１２に進み、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥが測定されているか否かを判断する。低振幅用平均応答遅れ時間が測定されていなければ、ステップＳ１４へ進み、低振幅用測定ダイアグフラグをオン（Ｆａ＝１）にする。これにより、後述する図１５〜図１７の処理によって低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥが測定される。
【０１４０】
一方、上記ステップＳ１２で肯定判断された場合又はステップＳ１４の処理が完了する場合には、ステップＳ１６に進み、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定されているか否かを判断する。高振幅用平均応答遅れ時間が測定されていなければ、ステップＳ１８へ進み、高振幅用測定ダイアグフラグをオン（Ｆｂ＝１）にする。これにより、後述する図１８及び図１９の処理によって高振幅用応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定される。
【０１４１】
上記ステップＳ１６で肯定判断された場合又はステップＳ１８の処理が完了する場合には、ステップＳ１７２に進み、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥ及び高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定されているか否かを判断する。各平均応答遅れ時間が測定されていると判断された場合には、先の図４に示したステップＳ２０〜２６の処理を行う。
【０１４２】
なお、上記ステップＳ１７０、Ｓ１０及びステップＳ１７２で否定判断された場合や、ステップＳ２６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１４３】
図１５に、低振幅用目標空燃比の変更時間設定及び低振幅用応答遅れ時間の最大測定時間設定の手順を示す。
【０１４４】
この一連の処理では、まずステップＳ１７４において、低振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ１７６に進み、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定されているか否かを判断する。この処理は、実際には、後述する図１９に示すステップＳ２５２の処理において高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが常時記憶保持メモリ内に格納されたか否かの処理となる。高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが格納されていると判断された場合には、ステップＳ１７８に進む。
【０１４５】
ステップＳ１７８では、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥと先の図１４に示したステップＳ２０における閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として、燃料噴射量の減量時間（噴射量減量時間、リーン時間）ｆｌｅａｎを設定する。ここで、噴射量減量時間ｆｌｅａｎは、低振幅用制御での目標空燃比をリーン側にスキップする場合における噴射量減量時間が伸張するのを抑制するために設定される時間である。すなわち、先の図１４に示したステップＳ２０においては、閾値ｋＣＡＴＯＫが三元触媒２４の劣化の有無を区別できる値として設定されている。このため、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥが高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥと閾値ｋＣＡＴＯＫとを加算した時間以上である場合に、三元触媒２４が正常であると判断される。したがって、低振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘａＡＶＥの測定に要求される必要最小限の時間は、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥに閾値ｋＣＡＴＯＫを加算した時間となる。このため、噴射量減量時間としての必要最小限の時間も高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥに閾値ｋＣＡＴＯＫを加算した時間に応じたものとなる。この時間を噴射量減量時間ｆｌｅａｎとすることで、低振幅用制御での応答遅れ時間の測定に必要な噴射量減量時間を極力短い時間に設定することができる。
【０１４６】
ステップＳ１７８の処理が完了する場合、ステップＳ１８０において、高振幅用応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥと閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として、低振幅用応答遅れ時間の最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇを設定する。ここで、最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇは、上述した理由により、応答遅れ時間の測定に要求される必要最小限の時間となっている。したがって、この最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ内にＯ２センサ２８の出力が反転しないことを確認することで、三元触媒２４が正常である旨を極力速やか診断することができる。
【０１４７】
一方、上記ステップＳ１７６で否定判断された場合には、ステップＳ１８２に進み、所定時間ｋＳＯＸＮＧと閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として、噴射量減量時間ｆｌｅａｎを設定する。この処理は、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定されるのを待たずに噴射量減量時間を設定するためのものである。すなわち、高振幅用平均応答遅れ時間が測定されるまで噴射量減量時間を設定するのを待機すると、応答遅れ時間の測定頻度が低下し、三元触媒２４の劣化診断の頻度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥに代えて上記所定時間ｋＳＯＸＮＧを用いることで、低振幅用制御での応答遅れ時間の測定に必要な噴射量減量時間を設定し、上記待機する事態を回避する。
【０１４８】
ここで、所定時間ｋＳＯＸＮＧは、高振幅用制御で設定される混合気の空燃比や吸気量をパラメータとして予め実験等に基づいて設定されるものであって且つＯ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない場合において、想定される高振幅用平均応答遅れ時間の最大時間として設定される。すなわち、三元触媒２４の初期状態（例えば、製品出荷時の状態）においては、経年劣化による触媒の最大酸素吸蔵量の低下が生じておらず、応答遅れ時間が長くなる。これに対し、三元触媒２４が経年劣化した状態においては、触媒の最大酸素吸蔵量の低下が生じるため、応答遅れ時間が初期状態における時間と比較して例えば数分の１程度まで短くなる。このため、所定時間ｋＳＯＸＮＧは、三元触媒２４の初期状態において、噴射量減量制御が開始されてからＯ２センサ２８の出力を確実に反転させることのできる必要最小限の時間として設定される。これにより、噴射量減量時間を極力短く設定することができる。
【０１４９】
ちなみに、「Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない場合」とは、排気特性が許容範囲の境界となるときのＯ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れに基づいて定義すればよい。
【０１５０】
ステップＳ１８２の処理が完了した場合、ステップＳ１８４において、所定時間ｋＳＯＸＮＧと閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として、最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇを設定する。この処理は、上記ステップＳ１８０の処理に対応する処理である。
【０１５１】
なお、上記ステップＳ１７４で否定判断された場合や、ステップＳ１８０、Ｓ１８４の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１５２】
ちなみに、上記ステップＳ１７６で否定判断される状況としては、例えば製品出荷されてから最初に三元触媒２４の劣化診断が行われる場合が挙げられる。
【０１５３】
図１６に、低振幅用目標空燃比設定の処理の手順を示す。
【０１５４】
この一連の処理では、ステップＳ１９０において、低振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ１９２に進み、診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を先の図５に示したステップＳ３２と同様の条件とする。診断実行条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ１９４に進み、先の図５に示したステップＳ３４の処理と同様にサブＦ／Ｂ制御を停止する。続くステップＳ１９６では、触媒劣化診断用の目標空燃比に所定時間変更すべく燃料噴射量が変更される時間をカウントするに先立ち、噴射時間カウンタｃｆｕｅｌｌを「０」にリセットする。ステップＳ１９６の処理が完了する場合、ステップＳ１９８に進む。
【０１５５】
ステップＳ１９８〜Ｓ２１０では、触媒劣化診断用の目標空燃比をリッチ側及びリーン側にスキップすべく噴射量増量制御及び減量制御を行う。詳しくは、まずステップＳ１９８において、燃料噴射量の変更時間をカウントする噴射時間カウンタｃｆｕｅｌｌに所定値ＫＴ１を加算する。本実施形態では、所定値ＫＴ１を、この図１６の処理の処理周期とする。
【０１５６】
続くステップＳ２００では、目標空燃比がリッチ側にスキップされることで噴射量増量制御が行われてから燃料噴射量の増量時間（リッチ時間ｋＲＩＣＨＬ）が経過したか否かを判断する。ここで、リッチ時間ｋＲＩＣＨＬは、吸気量や混合気の空燃比をパラメータとして、触媒の酸素吸蔵量を所定の基準量にすることができる値として予め実験等に基づいて設定される。リッチ時間ｋＲＩＣＨＬが経過していないと判断された場合には、ステップＳ２０２に進み、リッチ時間ｋＲＩＣＨＬが経過するまで噴射量増量制御を行う。一方、上記ステップＳ２００においてリッチ時間ｋＲＩＣＨＬが経過したと判断された場合には、ステップＳ２０４に進み、噴射量増量制御を停止し、その後、ステップＳ２０６に進む。
【０１５７】
ステップＳ２０６では、目標空燃比がリーン側にスキップされることで噴射量減量制御が行われてから先の図１５に示したステップＳ１７８又はステップＳ１８２の処理で設定されたリーン時間ｆｌｅａｎが経過したか否かを判断する。リーン時間ｆｌｅａｎが経過していないと判断された場合には、ステップＳ２０８に進み、リーン時間ｆｌｅａｎが経過するまで噴射量減量制御を行う。一方、上記ステップＳ２０６においてリーン時間ｆｌｅａｎが経過したと判断された場合には、ステップＳ２１０に進み、噴射量減量制御を停止する。
【０１５８】
なお、上記ステップＳ１９０、Ｓ１９２で否定判断された場合や、ステップＳ２１０の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１５９】
ちなみに、リッチ時間ｋＲＩＣＨＬに応じて応答遅れ時間の測定開始時における三元触媒２４の酸素吸蔵量が変化する。このため、応答遅れ時間測定時にＯ２センサ２８の出力をリッチ側出力からリーン側出力に確実に反転させるべく、リッチ時間ｋＲＩＣＨＬ及びリーン時間ｆｌｅａｎのそれぞれを個別に設定するのが望ましい。
【０１６０】
図１７に、低振幅用応答遅れ時間測定の手順を示す。
【０１６１】
この一連の処理では、ステップＳ５２の処理が完了すると、ステップＳ２１２において、三元触媒２４の酸素吸蔵量を所定の基準量にすべく、先の図１６のステップＳ２００〜Ｓ２０４における噴射量増量制御が所定時間（リッチ時間ｋＲＩＣＨＬ）に渡って行われるまで待機する。噴射量増量制御が完了した場合には、ステップＳ６４に進み、噴射量減量制御の開始時を起算点にして応答遅れ時間を測定するに先立ち、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘａを「０」にリセットする。
【０１６２】
ステップＳ６４の処理が完了する場合、ステップＳ６６において、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘａに所定値ＫＴ１を加算した後、続くステップＳ２１４では、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力であるか否かを判断する。Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力であると判断された場合には、ステップＳ２１６に進み、Ｏ２センサ２８のリッチ側出力が応答遅れ時間の測定が開始されてから先の図１５に示すステップＳ１８０又はステップＳ１８４において設定された最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ経過しているか否かを判断する。この処理は、三元触媒２４が正常であるかを極力速やか診断するためのものである。
【０１６３】
上記ステップＳ２１６において、最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ経過していないと判断された場合には、上記ステップＳ６６に戻り、経過していると判断された場合には、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、三元触媒２４が正常であると診断するとともに、診断実行履歴フラグＦ１を「１」とする。この処理は、三元触媒２４が正常である旨診断された場合、三元触媒２４の劣化診断を終了させるためのものである。すなわち、先の図１４に示したステップＳ２０においては、閾値ｋＣＡＴＯＫが三元触媒２４の劣化の有無を区別できる値として設定されている。このため、低振幅用制御での応答遅れ時間が最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ以上である場合に、三元触媒２４が正常であると判断する。したがって、最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ内においてＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に変化しないことに基づいて、三元触媒２４が正常である旨を極力速やか診断することができる。ステップＳ２１８の処理が完了する場合、ステップＳ７８に進む。一方、上記ステップＳ２１４で否定判断された場合には、先の図６に示したステップＳ７０〜Ｓ７８の処理を行う。
【０１６４】
なお、上記ステップＳ５０で否定判断された場合や、ステップＳ７８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１６５】
図１８に、高振幅用目標空燃比設定の処理を示す。
【０１６６】
この一連の処理では、ステップＳ２２０において、高振幅用測定ダイアグフラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ２２２〜Ｓ２４０において、先の図１６に示したステップＳ１９２〜Ｓ２１０の処理に対応した処理を行うことで、噴射量増量制御及び減量制御処理を行う。ここで、高振幅用制御での目標空燃比のリッチ側又はリーン側のスキップ量が低振幅用制御での目標空燃比のリッチ側又はリーン側のスキップ量よりも大きくなるように、噴射量増量制御及び減量制御処理が行われる。また、ステップＳ２３６におけるリーン時間ｋＦＬＥＡＮは、三元触媒２４の初期状態においてＯ２センサ２８の出力を確実に反転させることのできる必要最小限の時間として先の図１５に示したステップＳ１８２及びステップＳ１８４の処理における所定時間ｋＳＯＸＮＧと同じ時間に設定される。
【０１６７】
ちなみに、先の図１６に示したステップＳ２００の処理に対応するステップＳ２３０の処理におけるリッチ時間ｋＲＩＣＨＨは、吸気量や混合気の空燃比をパラメータとして、触媒の酸素吸蔵量を所定の基準量にすることができる値として予め実験等に基づいて設定される。
【０１６８】
なお、上記ステップＳ２２０、Ｓ２２２で否定判断された場合や、ステップＳ２４０の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１６９】
図１９に、高振幅用応答遅れ時間測定及びＯ２センサ２８の特性診断の手順を示す。
【０１７０】
この一連の処理では、ステップＳ１１２の処理が完了すると、ステップＳ２４２において、三元触媒２４の酸素吸蔵量を所定の基準量にすべく、先の図１８に示したステップＳ２３０〜Ｓ２３４における噴射量増量制御が所定時間（リッチ時間ｋＲＩＣＨＨ）に渡って行われるのを待機する。噴射量増量制御が完了した場合には、ステップＳ１２４に進み、噴射量減量制御の開始時を起算点にして応答遅れ時間を測定するに先立ち、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘｂを「０」にリセットし、ステップＳ１２６に進む。
【０１７１】
ステップＳ１２６〜Ｓ２５０では、応答遅れ時間の測定とともにＯ２センサ２８の特性診断を行う。詳しくは、ステップＳ１２６において、応答遅れ時間カウンタｔｓｏｘｂに所定値ＫＴ１を加算した後、続くステップＳ２４４では、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力であるか否かを判断する。Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力であると判断された場合には、ステップＳ２４６に進み、応答遅れ時間の測定が開始されてから先の図１５に示した所定時間ｋＳＯＸＮＧ経過しているか否かを判断する。この処理は、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していないか否かを判断するためのものである。すなわち、上述したように、所定時間ｋＳＯＸＮＧは、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない場合において、噴射量減量制御が開始されてからＯ２センサ２８の出力を確実に反転させることのできる時間とされるため、この時間内にＯ２センサ２８の出力が変化しないなら、上記応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していると判断することができる。
【０１７２】
上記ステップＳ２４６において、応答遅れ時間の測定が開始されてから所定時間ｋＳＯＸＮＧ経過していないと判断された場合には、上記ステップＳ１２６に戻り、経過していると判断された場合には、ステップＳ２４８に進む。ステップＳ２４８では、Ｏ２センサ２８の特性が異常である（応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張している）と診断する。そして、エンジンチェックランプを点灯させ、Ｏ２センサ２８の異常をドライバに知らせる。これにより、先の図１４に示したステップＳ１７０において否定判断されることとなり、これ以降、Ｏ２センサ２８が修理されるまで三元触媒２４の劣化診断が禁止される。ステップＳ２４８の処理が完了する場合、ステップＳ１３８に進む。
【０１７３】
一方、上記ステップＳ２４４において、応答遅れ時間の測定が開始されてから所定時間ｋＳＯＸＮＧ経過する前にＯ２センサ２８の出力がリーン側出力に変化したと判断された場合には、ステップＳ２５０に進み、Ｏ２センサ２８の特性が正常である（応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない）と診断する。ステップＳ２５０の処理が完了する場合、先の図８に示したステップＳ１３０〜Ｓ１３６の処理を行う。
【０１７４】
続くステップＳ２５２では、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥを常時記憶保持メモリ内に格納する。この処理は、先の図１５に示したステップＳ１７６の処理で高振幅用応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥを利用することに対応したものである。ここで、常時記憶保持メモリとは、ＥＣＵ３７と給電手段（バッテリ、発電機）との間の主接続（イグニッションスイッチ）の状態にかかわらず常時記憶を保持するメモリのことである。常時記憶保持メモリとしては、例えば、給電の有無にかかわらず常時記憶を保持するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリや、ＥＣＵ３７の主接続の状態にかかわらず常時給電状態が維持されるバックアップＲＡＭ等がある。ステップＳ２５２の処理が完了する場合、ステップＳ１３８に進む。
【０１７５】
なお、上記ステップＳ１１０で否定判断された場合や、ステップＳ１３８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１７６】
図２０に、上記処理による触媒劣化診断にかかる目標空燃比の設定並びに応答遅れ時間測定時におけるＯ２センサ２８及び三元触媒２４の診断の一例を示す。詳しくは、図２０（ａ）に、高振幅制御時の目標空燃比の推移を示し、図２０（ｂ）に、高振幅制御時のＯ２センサ２８の出力の推移を示す。
【０１７７】
図示されるように、時刻ｔ１において、目標空燃比のリーンスキップがなされ、リーン時間ｋＦＬＥＡＮが経過する時刻ｔ３まで噴射量減量制御が行われる。また、図２０（ｂ）の実線に示すように、時刻ｔ１において、噴射量減量制御が開始されてから、時刻ｔ２において、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでの応答遅れ時間が測定される。
【０１７８】
ここで、図２０（ｂ）では、Ｏ２センサ２８の特性正常時の出力を実線で示すとともに、Ｏ２センサ２８の特性異常時の出力を破線で併記した。Ｏ２センサ２８の特性異常時には、噴射量減量制御が開始されてから、所定時間ｋＳＯＸＮＧが経過する時刻ｔ３においてもＯ２センサ２８の出力が反転しない。このため、先の図１９に示したステップＳ２４８においてＯ２センサ２８の特性が異常である旨診断されることで、三元触媒２４の劣化診断が禁止される。
【０１７９】
このように、本実施形態では、Ｏ２センサ２８の特性異常の場合には、三元触媒２４の劣化診断を禁止し、排気特性が悪化する事態を回避することができる
一方、図２０（ｃ）に、低振幅制御時の目標空燃比の推移を示し、図２０（ｄ）に、低振幅制御時のＯ２センサ２８の出力の推移を示す。
【０１８０】
図示されるように、時刻ｔ１において、目標空燃比のリーンスキップがなされ、リーン時間ｆｌｅａｎが経過する時刻ｔ３まで噴射量減量制御が行われる。また、図２０（ｄ）の実線で示すように、時刻ｔ１において、噴射量減量制御が開始されてから、時刻ｔ３において、最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇが経過してもＯ２センサ２８の出力が反転しない。このため、先の図１７に示したステップＳ２１８において三元触媒２４が正常である旨の診断を極力速やかに行うことができる。
【０１８１】
ここで、図２０（ｄ）では、三元触媒２４が劣化していない場合におけるＯ２センサ２８の出力を実線で示すとともに、三元触媒２４の経年劣化により最大酸素吸蔵量が低下した場合におけるＯ２センサ２８の出力を破線で併記した。三元触媒２４の最大酸素吸蔵量が低下すると、噴射量減量制御が開始されてから、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転する時刻ｔ２が最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇが経過する時刻ｔ３より早い時刻となる。ここで、本実施形態では、常時記憶保持メモリ内に格納されている高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥに応じて低振幅用制御での噴射量減量時間（リーン時間ｆｌｅａｎ）が設定される。このため、三元触媒２４の状態に応じて噴射量減量時間を極力短く設定することができ、ひいては上記劣化診断に際して排気特性の悪化を極力抑制することができる。
【０１８２】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（４）、（６）及び（７）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１８３】
（１２）高振幅用制御での噴射量減量制御が開始されてから所定時間ｋＳＯＸＮＧ内にＯ２センサ２８の出力が反転しない場合、Ｏ２センサ２８の特性が異常であると診断し、その後の三元触媒２４の劣化診断を禁止した。これにより、上記劣化診断によって排気特性が悪化する事態を回避することができる。
【０１８４】
（１３）高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥと閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として低振幅用制御での噴射量減量時間ｆｌｅａｎを設定した。これにより、目標空燃比のリーンスキップに伴う噴射量減量時間を極力短く設定することができ、ひいては上記劣化診断に際して排気特性の悪化を抑制することができる。
【０１８５】
（１４）高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥが測定されていない場合、所定時間ｋＳＯＸＮＧと閾値ｋＣＡＴＯＫとの加算値として低振幅用制御での噴射量減量時間ｆｌｅａｎを設定した。これにより、排気特性の悪化を極力抑制しつつも上記劣化診断の頻度を増大させることができる。
【０１８６】
（１５）低振幅用制御において、応答遅れ時間の測定が開始されてから最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇが経過するまでにＯ２センサ２８の出力がリーン側出力に反転しないと判断された場合、三元触媒２４が正常であると診断した。これにより、三元触媒２４が正常である旨を速やかに診断することができる。
【０１８７】
（１６）触媒劣化診断時の目標空燃比の設定において、目標空燃比の変更をスキップ処理のみで行った。これにより、目標空燃比の設定に際しての適合要素の増大を抑制することができる。
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１８８】
本実施形態では、高振幅用平均応答遅れ時間の測定において、燃料噴射量の減量をエンジン１９の通常運転中に実施される燃料カットによって行う。
【０１８９】
図２１に、本実施形態にかかる高振幅用目標空燃比設定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２１において先の図１９に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【０１９０】
この一連の処理では、ステップＳ１１２の処理が完了すると、ステップＳ２５４において、診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を先の図１２に示したステップＳ１６０と同様の条件とする。
【０１９１】
上記ステップＳ２５４で肯定判断された場合には、ステップＳ２５６に進む。ステップＳ２５６では、燃料カット制御がオンされたか否かを判断する。ステップＳ２５６において燃料カット制御がオンされないと判断された場合には、上記ステップＳ２５４へ戻る。一方、上記ステップＳ２５６において肯定判断された場合には、先の図１９に示したステップＳ１２４〜Ｓ１３８の処理を行う。
【０１９２】
なお、上記ステップＳ１１０で否定判断された場合や、ステップＳ１３８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１９３】
本実施形態では、燃料噴射量の減量を燃料カットによって行った。このため、燃料カットが行われる頻度が低下する状況下においては、高振幅用平均応答遅れ時間ｔｓｏｘｂＡＶＥの測定頻度が低下することが懸念される。ここで、本実施形態では、このような状況下においても、先の図１５に示したステップＳ１８２及びステップＳ１８４の処理によって低振幅用制御での噴射量減量時間（リーン時間ｆｌｅａｎ）を設定することができるため、排気特性の悪化を極力抑制しつつも上記劣化診断の頻度を増大させることができる。
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１９４】
Ｏ２センサ２８の出力が反転する場合、三元触媒２４の酸素の余剰吸蔵量が飽和している又は吸蔵酸素を放出しきっていることが想定される。このため、リッチ時間（ｋＲＩＣＨＨ又はｋＲＩＣＨＬ）又はリーン時間（ｋＦＬＥＡＮ又はｆｌｅａｎ）内にＯ２センサ２８の出力が反転した場合、Ｏ２センサ２８の出力が反転してからリッチ時間又はリーン時間が経過するまでの期間、噴射量増量制御又は減量制御によって混合気の空燃比が理論空燃比からずらされたことによる影響を三元触媒２４によって吸収することができず、ひいては排気特性が悪化するおそれがある。
【０１９５】
そこで、本実施形態では、目標空燃比がリッチ側に設定されるリッチ時間内にＯ２センサ２８の出力が反転した場合と目標空燃比がリーン側に設定されるリーン時間内にＯ２センサ２８の出力が反転した場合とに、目標空燃比をリーン側及びリッチ側のいずれか一方から他方に強制的に変更する。
【０１９６】
図２２に、本実施形態にかかる高振幅制御での目標空燃比設定の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２２において先の図１６に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。また、図２２には、低振幅用制御での目標空燃比の設定を例示したが、高振幅用制御での目標空燃比の設定においても同様である。
【０１９７】
この一連の処理では、ステップＳ２００において、リッチ時間ｋＲＩＣＨＨが経過していないと判断された場合には、ステップＳ２６０に進み、Ｏ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に反転したか否かを判断する。ステップＳ２６０においてＯ２センサ２８の出力が反転しないと判断された場合には、ステップＳ２０２に進む。一方、上記ステップＳ２６０で肯定判断された場合には、ステップＳ２０４に進む。
【０１９８】
また、ステップＳ２０６において、リーン時間ｋＦＬＥＡＮが経過していないと判断された場合には、ステップＳ２６２に進み、Ｏ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転したか否かを判断する。ステップＳ２６２においてＯ２センサ２８の出力が反転しないと判断された場合には、ステップＳ２０８に進む。一方、上記ステップＳ２６２で肯定判断された場合には、ステップＳ２１０に進む。
【０１９９】
なお、上記ステップＳ１９０、Ｓ１９２で否定判断された場合や、ステップＳ２１０の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０２００】
このように、本実施形態では、三元触媒２４の酸素の余剰吸蔵量が飽和している又は吸蔵酸素を放出しきっている時間を極力短くすることができ、上記劣化診断に際して排気特性の悪化をいっそう抑制することができる。
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０２０１】
・第１の実施形態において、目標空燃比のリーンスキップによって燃料噴射弁２０から噴射される燃料量が減少する時からＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転するまでを応答遅れ時間として測定したがこれに限らない。三元触媒２４の酸素放出機能を利用して、目標空燃比のリッチスキップによって上記燃料量が増大する時からＯ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に反転するまでを応答遅れ時間として測定してもよい。この場合であっても、本発明の適用は有効である。
【０２０２】
・第１の実施形態において、応答遅れ時間測定の起算点を上記燃料量の変更時としたがこれに限らない。先の第２の実施形態のように、上記燃料量の変更に起因してＡ／Ｆセンサ２６の出力が変化する時を起算点にしてもよい。
【０２０３】
・上記第１の実施形態では、排気量が同一であるとの条件下において劣化診断を行うべく、エンジン回転速度及び吸気量が所定範囲内であるとの条件を設けたが、これに限らない。例えば、排気量を検出又は推定する手段を有するなら、この検出又は推定される排気量が所定範囲内であることを診断実行条件としてもよい。
【０２０４】
・第１の実施形態において、平均応答遅れ時間を、複数回測定された応答遅れ時間の単純移動平均値としたがこれに限らない。例えば加重移動平均値であってもよい。更に例えば、複数回測定された応答遅れ時間のうち最大値と最小値を除いた値に基づいて平均応答遅れ時間を算出してもよい。
【０２０５】
・第１の実施形態において、吸気量をエアフローメータ１４の出力値に基づいて算出したがこれに限らない。例えば、スロットルバルブ１６の下流側に吸気圧センサが設けられるシステムにおいて、吸気圧センサとクランク角度センサ３２とスロットルバルブ１６の開度を検出するセンサとの出力値に基づいて吸気量を算出してもよい。
【０２０６】
・第１の実施形態において、目標空燃比を設定する手法としては、スキップ処理と徐変処理を交互に行う手法に限らない。例えば、応答遅れ時間の測定に先立ち、目標空燃比をリーン及びリッチのいずれか一方から他方に所定回数だけ交互に変更させる期間にのみ徐変処理を行ってもよい。この場合、上記期間中において、徐変処理によってＡ／Ｆセンサ２６の特性ばらつき等に起因する空燃比のずれ量を把握し、このずれ量に応じて目標空燃比を設定するなら、スキップ処理のみで目標空燃比を設定することができる。
【０２０７】
・第２の実施形態において、三元触媒２４の上流側に応答遅れ時間測定の起算点としての信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられていたがこれに限らない。Ｏ２センサが設けられているものであってもよい。
【０２０８】
・第２の実施形態において、三元触媒２４の劣化診断を、所定のタイミングで強制的に行うことに加えて、エンジン１９の通常運転中にも行ったがこれに限らない。例えば、エンジン１９の通常運転中にのみ行ってもよい。
【０２０９】
・第２の実施形態において、燃料カットの実行の前後を利用して上記燃料量を変更したがこれに限らない。三元触媒２４の酸素放出機能を利用して、燃料カット解除の前後を利用する構成としてもよい。
【０２１０】
・第３の実施形態において、Ｏ２センサ２８の出力が反転する周期を、応答遅れ時間相当値とし、これを測定することで応答遅れ時間を把握したがこれに限らない。Ｏ２センサ２８の出力の反転に応じて目標空燃比のスキップ処理が行われるものにあっては、上記スキップ処理に起因してＡ／Ｆセンサ２６の出力がリッチ及びリーンのいずれか一方から他方へ交互に変化する。このため、Ａ／Ｆセンサ２６の出力がリッチ及びリーンのいずれか一方から他方へ交互に変化する周期を応答遅れ時間相当値とし、これを測定することで応答遅れ時間を把握してもよい。
【０２１１】
・第４の実施形態において、三元触媒２４の酸素吸蔵量を所定の基準量にすべく、先の図１６に示したステップＳ２００又は先の図１９に示したステップＳ２５２において燃料噴射量の増量制御を所定時間（ｋＲＩＣＨＨ又はｋＲＩＣＨＬ）に渡って１回行ったがこれに限らない。例えば、噴射量増量制御及び減量制御をそれぞれ複数回行うことで、三元触媒２４の酸素吸蔵量を所定の基準量にするようにしてもよい。
【０２１２】
・第４の実施形態では、低振幅用制御での応答遅れ時間の測定において、Ｏ２センサ２８のリッチ側出力の継続時間が最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ経過していると判断された場合、三元触媒２４が正常である旨診断したがこれに限らない。例えば、上記診断処理に代えて、高振幅用平均応答遅れ時間が測定されていることを条件に、応答遅れ時間の測定が開始されてから最大測定時間ｔｓｏｘａｎｇ（＝ｔｓｏｘｂＡＶＥ＋ｋＣＡＴＯＫ）経過する前にＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転したと判断された場合、三元触媒２４が異常であると診断してもよい。この場合、三元触媒２４の状態をドライバに極力速やかに知らせることができる。
【０２１３】
・第５の実施形態では、先の図１９に示したステップＳ１２６〜Ｓ２５０において高振幅用制御での応答遅れ時間測定時にＯ２センサ２８の特性診断を行ったがこれに限らない。例えば、高振幅用制御での応答遅れ時間測定時におけるＯ２センサ２８の特性診断がなされるに先立ち、低振幅用制御での応答遅れ時間が測定される場合、低振幅用制御での応答遅れ時間測定時にＯ２センサ２８の特性診断を行ってもよい。これは、先の図１７に示したステップＳ２１４においてＯ２センサ２８の出力が反転するまでの時間が所定時間以上である場合に、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していると判断することで行うことができる。ここで、所定時間は、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れが過度に伸張していない場合であって且つ三元触媒２４の初期状態において噴射量減量制御が開始されてからＯ２センサ２８の出力をリッチ側出力からリーン側出力に確実に反転させることのできる時間に基づいて設定すればよい。この時間は、低振幅用制御で設定される混合気の空燃比や吸気量をパラメータとして実験等により求めることができる。これにより、高振幅用制御での応答遅れ時間測定時におけるＯ２センサ２８の特性診断がなされるに先立ち、低振幅用制御での応答遅れ時間が測定される場合であっても、Ｏ２センサ２８の特性診断を速やかに行うことができる。
【０２１４】
・上記第４〜第６の実施形態では、高振幅用平均応答遅れ時間が計測される都度、常時記憶保持メモリに格納したがこれに限らない。例えば、高振幅用平均応答遅れ時間の今回の測定値が、上記所定時間ｋＳＯＸＮＧよりも長い場合には、常時記憶保持メモリに今回の測定値を格納しないようにしてもよい。すなわち、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量は経年劣化によって減少し、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量に起因する応答遅れ時間が短くなるため、今回の測定値が所定時間ｋＳＯＸＮＧを超えている場合には、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れの伸張が生じたと考えられる。このため、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量の変化を学習するうえでは、高振幅用平均応答遅れ時間が所定時間ｋＳＯＸＮＧ以下の場合に限ってこの値を学習すれば十分である。更に、高振幅用平均応答遅れ時間の今回の測定値が前回の測定値よりも短い場合に限って、常時記憶保持メモリに今回の測定値を格納するようにしてもよい。これによれば、最大酸素吸蔵量の変化を学習するに際し、Ｏ２センサ２８の応答遅れ時間やむだ時間遅れの伸張の影響を好適に除去することができる。
【０２１５】
・上記第４〜第６の実施形態では、高振幅用平均応答遅れ時間を常時記憶保持メモリに格納したがこれに限らない。高振幅用平均応答遅れ時間を常時記憶保持メモリに格納する代わりに揮発性メモリに格納してもよい。この場合、ＥＣＵ３７がオフ状態となることで、高振幅用平均応答遅れ時間が消去される。このため、例えば三元触媒２４が初期状態（例えば、製品出荷時の状態）でないような２回目以降の触媒劣化診断を行う場合には、先の図１５に示したステップＳ１８２及びステップＳ１８４の処理が特に有効である。
【０２１６】
・第６の実施形態において、リッチ時間内にＯ２センサ２８の出力がリーン側出力からリッチ側出力に反転した場合及びリーン時間内にＯ２センサ２８の出力がリッチ側出力からリーン側出力に反転した場合の双方で、目標空燃比をリーン側及びリッチ側のいずれか一方から他方に強制的に変更したがこれに限らない。例えば、リッチ時間内にＯ２センサ２８の出力が反転した場合及びリーン時間内にＯ２センサ２８の出力が反転した場合のいずれか一方のみで目標空燃比の強制的な変更を行ってもよい。
【０２１７】
・上記各実施形態において、三元触媒２４の温度をエンジン１９の運転状態と、水温センサ３４及び外気温センサ３６の出力値とに基づいて算出したがこれに限らない。三元触媒２４の温度を直接検出する手段を備えても良い。
【０２１８】
・上記各実施形態において、応答遅れ時間の測定回数を複数回としたがこれに限らない。例えば１回でもよい。この場合であっても、上記実施形態の（１）〜（８）、（１０）、（
１１）、（１３）及び（１５）の効果に準じた効果は得ることができる。
【０２１９】
・上記各実施形態では、酸素の流量の変更量が最大の条件以外の流量変更条件について、酸素の流量の強制的な変更時間（空燃比をリーン及びリッチの一方から他方に変更してから他方から一方に変更するまでの時間）を、上記最大の条件における応答遅れ時間の測定値と、劣化診断に用いる応答遅れ時間同士の差についての閾値との加算値としたが、これに限らない。例えば、この加算値よりも、応答遅れ時間に含まれる遅延時間ΔＴ（上記の式（１）等）を上限とする所定時間だけ短い時間としてもよい。
【０２２０】
・酸素の流量の変更量が特定の条件のものにおける応答遅れ時間の測定値と劣化診断に用いる応答遅れ時間同士の差についての閾値とに基づき、酸素の流量の強制的な変更時間（空燃比をリーン及びリッチの一方から他方に変更してから他方から一方に変更するまでの時間）を設定する手法としては、上記特定の条件を変更量が最大の条件とするものに限らない。例えば、高振幅用制御での変更時間を、低振幅用制御での応答遅れ時間の測定値から上記閾値を減算した値としてもよい。この際、高振幅用平均応答遅れ時間の測定に際して、低振幅用制御での応答遅れ時間の測定値から上記閾値を減算した値以上の時間に渡ってＯ２センサ２８の出力が反転しない場合には、直ちに上記変更を終了してもよい。更にこの場合、こうした現象が生じた回数をカウントしこの回数が所定以上となる場合に、三元触媒２４が劣化したと判定してもよい。
【０２２１】
・酸素の流量の変更時間を設定する設定手段としては、酸素の流量の変更量が特定の条件のものにおける応答遅れ時間の測定値と劣化診断に用いる応答遅れ時間同士の相違についての閾値とに基づき、酸素の流量の強制的な変更時間（空燃比をリーン及びリッチの一方から他方に変更してから他方から一方に変更するまでの時間）を設定するものに限らない。例えば、低振幅用制御での応答遅れ時間を常時、先の図１５のステップＳ１８２において設定される時間としてもよい。
【０２２２】
・上記各実施形態において、三元触媒２４の劣化診断をすべく、三元触媒２４に供給される酸素の流量を、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更する手法としては、空燃比の変化量を変更する手法に限らない。空燃比を同一の変化量にて変化させる場合であっても、その際の排気量が相違するならば、三元触媒２４へ供給される酸素の流量は互いに相違する。このため、スロットルバルブ１６の開度を操作することで、吸気量を互いに相違する量に制御するようにしてもよい。この際、高振幅用制御において用いる程度のスキップ量にて目標空燃比をスキップさせつつ開ループ制御を行ってもよい。開ループ制御においてスキップ量が大きい場合、空燃比をリーン及びリッチのいずれか一方から他方に確実に反転させることができると考えられるため、Ａ／Ｆセンサ２６の特性の影響を受けることなく上記劣化診断を行うことができる。
【０２２３】
・上記各実施形態において、複数回測定された応答遅れ時間を全て用いて平均応答遅れ時間を算出していたがこれに限らない。例えば、様々な排気量の場合に測定された複数の応答遅れ時間をＲＡＭ等に格納しておき、この中から互いに同一の排気量の場合に測定された応答遅れ時間データを用いて上記劣化診断を行っても良い。
【０２２４】
・上記各実施形態において、低振幅用応答遅れ時間と高振幅用応答遅れ時間との時間差を劣化判断パラメータとして用いたがこれに限らない。低振幅用応答遅れ時間と高振幅用応答遅れ時間との除算値を劣化判断パラメータとしてもよい。例えば、低振幅用及び高振幅用応答遅れ時間のそれぞれのうち上記燃料量が減少してから三元触媒２４にその変更の影響が生じるまでの遅延時間ΔＴの割合が、三元触媒２４の最大酸素吸蔵量Ｓに起因する時間の割合と同程度であって且つＯ２センサ２８に起因する時間Δｒがこれと比べて十分に小さい場合、上記除算値から三元触媒２４の最大酸素吸蔵量に起因する時間同士の相違に関する情報を容易に把握することができる。このため、先の図４に示したステップＳ２０における閾値ｋＣＡＴＯＫを、Ｏ２センサ２８に影響を与える要因をパラメータとして、予め実験等に基づいて設定し、これと除算値とを比較することで上記劣化診断を行うことができる。
【０２２５】
・上記各実施形態において、本発明を三元触媒を備えるガソリン機関に適用したがこれに限らない。例えば、排気中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵触媒を備える希薄燃焼ガソリン機関やディーゼル機関に適用してもよい。この場合、ＮＯｘ吸蔵触媒より上流側の排気中に含まれるＮＯｘの流量が、互いに相違する複数の流量のそれぞれに変更されてから、上記ＮＯｘ吸蔵触媒より下流側の排気中に含まれるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサの出力値の変化が生じるまでの複数の応答遅れ時間の相違（差）に基づいて触媒の劣化診断を行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】第１の実施形態にかかるエンジン制御システムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかる空燃比フィードバック制御での目標空燃比設定の概要を示すタイムチャート。
【図３】同実施形態にかかる応答遅れ時間のうち触媒の最大酸素吸蔵量に起因する時間の概要を示すタイムチャート。
【図４】同実施形態にかかる触媒劣化診断の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態にかかる低振幅用目標空燃比設定の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態にかかる低振幅用応答遅れ時間測定の手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態にかかる高振幅用目標空燃比設定の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態にかかる高振幅用応答遅れ時間測定の手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態にかかる触媒劣化診断にかかる応答遅れ時間測定の実施態様を示すタイムチャート。
【図１０】第２の実施形態にかかる低振幅用応答遅れ時間測定の手順を示すフローチャート。
【図１１】同実施形態にかかる応答遅れ時間の排気量補正を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態にかかる高振幅用応答遅れ時間測定の手順を示すフローチャート。
【図１３】第３の実施形態にかかる触媒劣化診断にかかる応答遅れ時間相当値の測定手法を示すタイムチャート。
【図１４】第４の実施形態にかかる触媒劣化診断の手順を示すフローチャート。
【図１５】同実施形態にかかる低振幅用目標空燃比変更時間設定及び最大測定時間設定の手順を示すフローチャート。
【図１６】同実施形態にかかる低振幅用目標空燃比設定の手順を示すフローチャート。
【図１７】同実施形態にかかる低振幅用応答遅れ時間測定の手順を示すフローチャート。
【図１８】同実施形態にかかる高振幅用目標空燃比設定の手順を示すフローチャート。
【図１９】同実施形態にかかる高振幅用応答遅れ時間測定及びＯ２センサの特性診断の手順を示すフローチャート。
【図２０】上記触媒劣化診断態様を示すタイムチャート。
【図２１】第５の実施形態にかかる高振幅用応答遅れ時間測定及びＯ２センサの特性診断の手順を示すフローチャート。
【図２２】第６の実施形態にかかる高振幅用目標空燃比設定の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０２２７】
１９…エンジン、２０…燃料噴射弁、２４…三元触媒、２６…Ａ／Ｆセンサ、２８…Ｏ２センサ、３７…ＥＣＵ（排気浄化用触媒の劣化診断装置の一実施形態）、４０…空燃比Ｆ／Ｂ制御部、４６…サブＦ／Ｂ制御部、４８…診断処理部、５０…目標空燃比設定選択部、５２…診断時目標空燃比設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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