(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配置され、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有する排気浄化用触媒と、
エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、
前記排気浄化用触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段と、
ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記排気浄化用触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段と、
検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、
前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されているときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、
前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁止するＳＯｘ放出禁止手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
エンジンの排気通路に配置され、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有する三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、
前記三元触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段と、
ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記三元触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段と、
検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、
前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されているときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、
前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁止するＳＯｘ放出禁止手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記ＳＯｘ放出禁止手段によるＳＯｘ放出の禁止を解除することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、
検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域内にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に制御するとともに、検出した運転条件が所定の触媒劣化診断領域にあり、かつ、リーン空燃比制御が行われていないときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側に周期的に変動させる空燃比制御手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、
前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御が実行されているときに、一次診断手段及び二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、
前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御を禁止するリーン空燃比運転禁止手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記リーン空燃比運転禁止手段によるリーン空燃比制御の禁止を解除することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、
検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に制御するが、検出した運転条件が触媒劣化診断領域にあるときには、リーン空燃比制御に優先してエンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間継続する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、
前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、
前記触媒劣化診断領域をリーン空燃比運転領域外に設定するとともに、前記一次診断手段によって三元触媒の劣化が判定されたときには、前記触媒劣化診断領域を前記リーン空燃比運転領域と重複する範囲に拡大設定する診断領域設定手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記診断領域設定手段による診断領域の拡大設定を解除することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの排気浄化に用いられる三元触媒の劣化診断に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃費を向上させる手法として、所定の運転領域において理論空燃比よりもリーンな空燃比でエンジンを運転することが広く知られている。また、このようなリーン運転中の排気を浄化する装置としては、排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収あるいは脱離を行うＮＯｘ吸収剤が知られている。
【０００３】
このＮＯｘ吸収剤は、エンジンをリーン空燃比で運転したときに排気中に含まれるＮＯｘを吸収する一方で、エンジンの運転が理論空燃比ないしリッチ空燃比に切り替えられると吸収したＮＯｘを放出するものであり、放出されたＮＯｘは排気中のＨＣ、ＣＯなどの還元成分によって浄化される。
【０００４】
しかしながら、リーン空燃比での運転が長時間続くと、燃料や潤滑油中には硫黄分が含まれているため、排気中のＳＯｘ（硫黄酸化物）がＮＯｘ吸収剤に堆積し、いわゆる硫黄被毒が進行する。この硫黄被毒の進行はＮＯｘの吸収能力を低下させ、排気組成の悪化につながるため、硫黄被毒を解除するための方策が各種試みられている。
【０００５】
そこで、例えば、特開平10-54274号では、ＮＯｘ吸収剤に排気中のＳＯｘが堆積しＮＯｘ吸収能力が低下したときには、所定期間リーン失火を発生させてＮＯｘ吸収剤に未燃の燃料を供給し、この燃料を吸収剤上で燃焼させることによって、あるいは、点火時期を遅角させて排気温度を上昇させることによって吸収剤温度を上昇させ、堆積したＳＯｘを放出させている。
【０００６】
【発明が解決しようとしている問題点】
ところで、このようなリーン空燃比運転を行うエンジンであっても所定の領域以外では理論空燃比運転を行うのが一般的であるため、三元触媒を設けることが必要となる。
【０００７】
三元触媒の劣化を診断する場合、三元触媒のＯ2ストレージ能力を測定する方法が最も一般的である。三元触媒のＯ2ストレージ能力は、例えば、三元触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させたときの三元触媒下流の空燃比の変化から測定する。このため、三元触媒の劣化診断は理論空燃比運転中であることを前提として行われることになる。
【０００８】
しかしながら、燃費向上のためリーン空燃比運転を行う領域を広く設定すると三元触媒の劣化診断が可能な領域（理論空燃比運転領域）が狭くなり診断の機会が減少してしまう。また、硫黄放出のための特別な制御を行っている間は、排気中の未燃燃料量やＯ2量が特別に多くなったり排気温度が特別に高くなったりして正確な劣化診断ができないため、これによっても診断の機会が減少してしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、エンジンの排気浄化装置において、リーン空燃比運転やＳＯｘ放出制御により診断機会が少ない場合であっても三元触媒の正確な劣化診断が行えるようにすることを目的とする。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンの排気浄化装置において、エンジンの排気通路に配置され、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有する排気浄化用触媒と、エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、前記排気浄化用触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段と、ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記排気浄化用触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段と、検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されているときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁止するＳＯｘ放出禁止手段と備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明は、エンジンの排気浄化装置において、エンジンの排気通路に配置され、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有する三元触媒と、前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、前記三元触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段と、ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記三元触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段と、検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されているときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁止するＳＯｘ放出禁止手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記ＳＯｘ放出禁止手段によるＳＯｘ放出の禁止を解除することを特徴とするものである。
【００１３】
第４の発明は、エンジンの排気浄化装置において、エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域内にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に制御するとともに、検出した運転条件が所定の触媒劣化診断領域にあり、かつ、リーン空燃比制御が行われていないときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側に周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御が実行されているときに、一次診断手段及び二次診断手段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたときに、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御を禁止するリーン空燃比運転禁止手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明において、前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記リーン空燃比運転禁止手段によるリーン空燃比制御の禁止を解除することを特徴とするものである。
【００１５】
第６の発明は、エンジンの排気浄化装置において、エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に制御するが、検出した運転条件が触媒劣化診断領域にあるときには、リーン空燃比制御に優先してエンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間継続する毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記触媒劣化診断領域をリーン空燃比運転領域外に設定するとともに、前記一次診断手段によって三元触媒の劣化が判定されたときには、前記触媒劣化診断領域を前記リーン空燃比運転領域と重複する範囲に拡大設定する診断領域設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
第７の発明は、第６の発明において、前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定されたときに、前記診断領域設定手段による診断領域の拡大設定を解除することを特徴とするものである。
【００１７】
【作用及び効果】
第１、第２の発明によると、三元触媒の劣化を診断する際には、まず短時間で行うことができる簡単な一次診断が行われる。そして、一次診断で三元触媒が劣化していると判断された場合にはＳＯｘの放出制御が禁止され、一次診断よりも精度の高い二次診断を行う機会が確保される。これにより、診断機会が少なくても高い精度で三元触媒の診断を行うことができ、高い診断精度と硫黄被毒解除性能を両立することができる。
【００１８】
また、第３の発明によると、一次診断で三元触媒が劣化していると判断され、ＳＯｘ放出制御が禁止された場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣化と判断されればＳＯｘ放出制御の禁止が解除されるので、ＳＯｘ放出制御を再開することができる。
【００１９】
また、第４の発明によると、まず短時間で行うことができる簡単な一次診断が行われる。そして、一次診断を行った結果、三元触媒が劣化していると判断されるとリーン空燃比運転が禁止される。これにより、診断機会が増加し、一次診断よりも精度の高い二次診断を行うことができ、高い診断精度とリーン空燃比運転による燃費向上を両立することができる。
【００２０】
また、第５の発明によると、一次診断で三元触媒が劣化していると判断され、リーン空燃比運転が禁止された場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣化と判断されればリーン空燃比運転の禁止が解除されるので、リーン空燃比運転を再開することができる。
【００２１】
また、第６の発明によると、まず短時間で行うことができる簡単な一次診断が行われ、一次診断で三元触媒が劣化しているとの判断がされると診断領域が拡大される。これにより診断機会が増え、一次診断よりも精度の高い二次診断を行うことができる。
【００２２】
また、第７の発明によると、一次診断で三元触媒が劣化していると判断され、診断領域が拡大された場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣化と判断されると診断領域の拡大が解除される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明が適用されるエンジン排気浄化装置の一例を示す。エンジン１の吸気通路２には、吸入空気量を検出するエアフロメータ３と、吸入空気量を調節するスロットル弁４と、吸気通路２に燃料を噴射する燃料噴射弁５とが設けられている。燃料噴射弁５はエンジン１のシリンダ内に燃料を直接噴射するものであってもよい。
【００２５】
エンジン１の排気通路７には、フロント触媒８及びリア触媒９が設けられている。フロント触媒８はいわゆる三元触媒であり、理論空燃比運転時に最大の変換効率をもって排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。一方、フロント触媒８の下流に位置するリア触媒９は空燃比に応じてＮＯｘの吸収、放出を行う作用を有する三元触媒であり、リーン空燃比運転域で発生するＮＯｘを吸収し、理論空燃比ないしリッチ空燃比で運転して排気中の酸素濃度を低下させると、リーン空燃比運転域で吸着したＮＯｘを放出するとともに排気中に含まれるＨＣ、ＣＯにより放出されたＮＯｘを還元する。
【００２６】
フロント触媒８の上流と下流にはそれぞれフロントＯ2センサ１０、リアＯ2センサ１１が設けられており、フロント触媒８に流入する排気とフロント触媒８から流出する排気の空燃比が理論空燃比よりも濃いか薄いかを検出することができる。一方、リア触媒９には、その温度を検出する触媒温度センサ１２が設けられている。
【００２７】
コントローラ６には、上記エアフロメータ３、Ｏ2センサ１０、１１、触媒温度センサ１２からの信号の他、冷却水温センサ１３からの冷却水温信号、クランク角センサ１４からのＲｅｆ信号とＰｏｓ信号、アクセルポジションセンサ１５からのアクセル操作量信号、車速センサ１６からの車速信号等が入力され、コントローラ６はこれら各種信号に基づきスロットル弁４、燃料噴射弁５、点火プラグ６等を制御する。
【００２８】
また、リーン空燃比での運転が長時間続くとリア触媒９に排気中のＳＯｘが堆積し、ＮＯｘ浄化性能が低下するので、コントローラ６は、所定の条件でＳＯｘ放出制御を行うことによってリア触媒９の温度を上昇させ、堆積したＳＯｘを放出させる。
【００２９】
さらに、このＳＯｘ放出制御に伴いフロント触媒８の温度も上昇し、フロント触媒８の熱劣化を引き起こす可能性があるので、コントローラ６はＯ2センサ１０、１１の出力に基づきフロント触媒８の劣化診断も同時に行う。
【００３０】
図２は、コントローラ６におけるこれらＳＯｘ放出制御、劣化診断に関する部分をブロック図で表したものである。この図に示すように、コントローラ６は、劣化診断部Ｂ１と、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２と、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３と、目標空燃比設定部Ｂ４と、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５とから構成される。以下、図３から図９を参照しながらこれら各要素における処理について詳しく説明する。
【００３１】
まず、劣化診断部Ｂ１における処理について説明する。劣化診断部Ｂ１は、フロントＯ2センサ１０の出力とリアＯ2センサ１１の出力とに基づきフロント触媒８の劣化を診断し、診断結果に応じてフラグＦｄｉａｇ１、Ｆｄｉａｇ２をセットするものである。
【００３２】
図３、図４は、劣化診断部Ｂ１における制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１１では、空燃比フィードバック制御条件（以下、Ｆ／Ｂ条件）が成立しているか否かを判断する。Ｆ／Ｂ条件成立とは、次の▲１▼〜▲３▼の条件、▲１▼フロントＯ2センサ１０の活性が完了している。
▲２▼各種燃料増量補正係数ＣＯＥＦ＝１（エンジン始動直後の各種燃料増量制御が終了している。）
▲３▼目標当量比ＴＦＢＹＡ＝１（目標空燃比が理論空燃比）
がすべて成立しているときを指す。
【００３４】
そして、Ｆ／Ｂ条件が成立していると判断された場合には、フロントＯ2センサ１０の出力に基づいて、エンジン１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するとともにステップＳ１２へ進む。このとき、フロント触媒８に流入する排気の空燃比は、理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側に周期的に変動するので、リアＯ2センサ１１の出力に基づきフロント触媒８のＯ2ストレージ能力を測定すればフロント触媒８の劣化を診断することができる。
【００３５】
一方、Ｆ／Ｂ条件が成立していないと判断した場合はステップＳ３２へ進み、フラグＦｄｉａｇに劣化診断を行わないことを示すゼロをセットし、本ルーチンを終了する。
【００３６】
ステップＳ１２ではリアＯ2センサ１１の活性が完了しているか否かを判断する。リアＯ2センサ１１の活性が完了していると判断した場合はステップＳ１３へ進む。それ以外はステップＳ３２へ進み、フラグＦｄｉａｇにゼロをセットし、本ルーチンを終了する。
【００３７】
ステップＳ１３では、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔが図５の一点鎖線で囲んだ診断領域内にあるか否かを判断する。診断領域はエンジン１を定常運転させる頻度の高い領域に設定される。なお、ここではエンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔが診断領域内にあるか否かのみ判断しているが、これに加え、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔの変動が所定の範囲内に収まっているか否かも判断するようにしてもよい。エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔが診断領域内にあると判断された場合はステップＳ１４に進み、それ以外はステップＳ３２へ進んでフラグＦｄｉａｇにゼロをセットし、本ルーチンを終了する。
【００３８】
ステップＳ１４では、ＳＯｘ放出制御が実行中か否かを判断する。ＳＯｘ放出制御中でないと判断された場合は劣化診断を行うべくステップＳ１５へ進み、フラグＦｄｉａｇにフロント触媒８の劣化診断中であることを示す１をセットする。それ以外はステップＳ３２へ進んでフラグＦｄｉａｇにゼロをセットし、本ルーチンを終了する。
【００３９】
このようにＳＯｘ放出制御中に劣化診断を行わないようにしているのは、ＳＯｘ放出制御実行中は触媒に流入する未燃燃料成分量やＯ2量を特別に増やしたり、空燃比フィードバック制御の制御中央値をリッチ側にシフトさせたりするので、正確な劣化診断を行うことができないからである。
【００４０】
ステップＳ１６では、フラグＦｄｉａｇの値の変化に基づき、劣化診断を開始した直後か否かを判断する。前回当ルーチン実行時のＦｄｉａｇの値がゼロであり、今回実行時のＦｄｉａｇの値が１であれば、診断条件が整った直後であると判断でき、診断を開始した直後であると判断した場合はステップＳ１７へ進み、それ以外はステップＳ１８へ進む。
【００４１】
ステップＳ１７では劣化診断時に使用する変数ＣＴＦ、ＨＺＲ、ＨＺＲＡＴＥ及びＣＴの初期化を行う。ここでＣＴＦはフロントＯ2センサ１０の出力の反転回数をカウントするカウンタ、ＨＺＲはリアＯ2センサ１１の出力の反転制御をカウントするカウンタ、ＨＺＲＡＴＥはフロント触媒８の劣化の度合いを表すリア／フロントＯ2センサ出力反転回数比、ＣＴはＨＺＲＡＴＥの加重平均演算回数をカウントするカウンタである。
【００４２】
ステップＳ１８では、フロントＯ2センサ１０の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったか否かを判断する。フロントＯ2センサ１０の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったと判断した場合はステップＳ１９へ進んでＣＴＦをカウントアップし、それ以外はステップＳ２０へ進む。なお、フローチャート中の添え字ｚは前回値を表す（以下同じ）。
【００４３】
ステップＳ２０では、今度はリアＯ2センサ１１の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったか否かを判断する。リアＯ2センサ１１の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったと判断した場合はステップＳ２１へ進んでＨＺＲをカウントアップし、それ以外は図４のステップＳ２２へ進む。
【００４４】
ステップＳ２２では、ＣＴＦが所定の回数ＣＴＦｔｈに達したか否かを判断する。ＣＴＦが所定の回数ＣＴＦｔｈに達したと判断した場合はステップＳ２３へ進み、それ以外は本ルーチンを終了する。
【００４５】
ステップＳ２３ではフロント触媒８の一次診断を行う。フロントＯ2センサ１０の出力が所定回数反転する間のリアＯ2センサ１１の出力は、そのままフロント触媒８のＯ2ストレージ能力を表している（リアＯ2センサ１１の出力が多いほどＯ2ストレージ能力が低下している）ので、ＨＺＲを判定基準値ＨＺＲＡＴＥｔｈと比較することで、フロント触媒８の劣化を判定することができる。ここでＣＴＦｔｈには、劣化診断条件が成立している時間が短くても診断結果が得られるような値に設定している。ただし、ここで行う一次診断は短時間で行える分、診断の機会が多くなるが、反面、運転条件変化等の外乱の影響を受けやすく、精度の点では十分なものではない。
【００４６】
ステップＳ２４では、フラグＦｄｉａｇ１に一次診断で劣化と判定されたことを示す１をセットする。なお、一旦Ｆｄｉａｇ１に１がセットされたら、次回以降の一次診断で非劣化と判定されても劣化判定（Ｆｄｉａｇ１＝１）を維持する。
【００４７】
ステップＳ２５では、次式、
ＨＺＲＡＴＥ＝（１−ｋ）×ＨＺＲＡＴＥｚ＋ｋ×ＨＺＲ  ・・・（１）により、ＨＺＲの加重平均計算を行ってＨＺＲＡＴＥを算出する。ただしｋは重み係数で、０＜ｋ＜１である。
【００４８】
ステップＳ２６ではＣＴをカウントアップし、ステップＳ２７ではＣＴが所定回数ＣＴｔｈに達したか否かを判断する。ＣＴが所定回数ＣＴｔｈに達している場合はステップＳ２８へ進み、それ以外は本ルーチンを終了する。
【００４９】
ステップＳ２８ではフロント触媒８の二次診断を行う。ＨＺＲＡＴＥと判定基準値ＨＺＲＡＴＥｔｈとを比較し、ＨＺＲＡＴＥ≧ＨＺＲＡＴＥｔｈのときはフロント触媒８が真に劣化していると判断しステップＳ２９へ進む。この二次診断においては、フロントＯ2センサ１０の出力がＣＴＦｔｈ回反転する時間×ＣＴｔｈだけ診断時間が継続すれば十分な精度の診断結果が得られる。ステップＳ２９ではフラグＦｄｉａｇ２に二次診断で劣化と判定されたことを示す１をセットする。二次診断で劣化判定が出た場合は、例えば、警告灯を点灯して運転者に知らせるようにする。
【００５０】
一方、ＨＺＲＡＴＥ＜ＨＺＲＡＴＥｔｈのときは、フロント触媒８は劣化していないと判断しステップＳ３０へ進み、フラグＦｄｉａｇ２とフラグＦｄｉａｇ１にゼロをセットする。
【００５１】
ステップＳ３１では、ＣＴＦ、ＨＺＲにそれぞれゼロをセットし、次回の診断に備える。
【００５２】
したがって、このフローチャートを処理することにより、劣化診断部Ｂ１は、ＳＯｘ放出制御が行われていないときにＯ2センサ１０、１１の出力に基づきフロント触媒８の一次診断及び二次診断を行う。そして、一次診断結果が非劣化判定のときゼロ、劣化判定のとき１をＦｄｉａｇ１にセットし、二次診断結果が非劣化判定のときゼロ、劣化判定のとき１をＦｄｉａｇ２にセットする。
【００５３】
次に、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２における処理について説明する。
【００５４】
ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２は、リア触媒９に吸収されたＳＯｘ量を推定し、その推定ＳＯｘ吸収量に基づきＳＯｘを放出すべき条件の成立、不成立を判断し、フラグＦｓｏｘのセットを行うものである。
【００５５】
図６は、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２の制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００５６】
これについて説明すると、まず、ステップＳ４１では、触媒温度センサ１２の出力をＡ／Ｄ変換してリア触媒９の触媒温度Ｔｃａｔが求められ、クランク角センサ１４の所定信号（例えば、Ｒｅｆ信号）の発生間隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められる。さらに、アクセルポジションセンサ１５の出力に基づいてエンジン負荷Ｔ（例えば、アクセル踏み込み量に応じたエンジン１の目標発生トルク）が求められる。なお、触媒温度Ｔｃａｔは運転状態から推定するようにしてもよい。
【００５７】
ステップＳ４２では、ステップＳ４１で求めた触媒温度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下か否かが判断される。ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下のときは、リア触媒９はＳＯｘを吸収する状態であると判断してステップＳ４３へ進み、逆に、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より大きいときはＳＯｘを放出する状態であると判断してステップＳ４７へ進む。
【００５８】
ステップＳ４３では、所定時間（ここでは１０ｍｓｅｃ）あたりにリア触媒９に吸収されるＳＯｘ量ΔＳＯＸａが次式、
0003649034.tif 000002
により算出される。
【００５９】
所定時間あたりにリア触媒９に流入するＳＯｘ量は、例えば、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｔ、平均空燃比をパラメータとして算出することができる。また、リア触媒９のＳＯｘ吸収率（単位時間あたりに吸収されるＳＯｘ量／単位時間あたりに流入するＳＯｘ量）は、例えば、現在のＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回算出したＳＯｘ吸収量の推定値）、触媒温度Ｔｃａｔ、平均空燃比をパラメータとして算出される。平均空燃比としては、例えば、後述する目標空燃比設定部Ｂ４で設定される目標当量比ＴＦＢＹＡを用いることができる。
【００６０】
リア触媒９のＳＯｘ吸収率は、ゼロ以上１以下の値で、各パラメータ対して次のような特性を有する。
・リア触媒９のＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯｘ吸収率は大きくなり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸがゼロのときにＳＯｘ吸収率は最大となる。
・リア触媒９の温度Ｔｃａｔが所定温度のときＳＯｘ吸収率は最大となるが、所定温度より低くなると小さくなり、触媒活性温度以下でゼロとなる。また、所定温度より高くなっても小さくなり、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以上でＳＯｘ吸率はゼロとなる。
・リーンの度合いが小さくなるほどＳＯｘ吸収率は小さくなり、理論空燃比よりリッチ側の空燃比ではＳＯｘ吸収率はゼロとなる。
【００６１】
このようにして所定時間に吸収されるＳＯｘ量ΔＳＯＸａを算出したらステップＳ４４へ進み、前回算出した推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚにΔＳＯＸａを加えて最新の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。
【００６２】
ステップＳ４５では、推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが許容値ＳＯＸｍａｘより大きいか否かが判断され、許容値ＳＯＸｍａｘよりも大きければステップＳ４６へ進み、フラグＦｓｏｘに１がセットされる。なお、許容値ＳＯＸｍａｘはリア触媒９に所定のＮＯｘ吸収容量ＮＯＸｔｈが残るように設定される。
【００６３】
一方、ステップＳ４２で触媒温度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より高いと判断された場合はステップＳ４７へ進み、所定時間（ここでは１０ｍｓｅｃ）あたりにリア触媒９から放出されるＳＯｘ量ΔＳＯＸｒが次式、
ΔＳＯＸｒ＝（所定時間）×（リア触媒９のＳＯｘ放出率）・・・（３）
により算出される。
【００６４】
ここでリア触媒９のＳＯｘ放出率は、単位時間あたりにリア触媒９から放出されるＳＯｘの量であり、例えば、現在のＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回算出したＳＯｘ吸収量の推定値）、触媒温度Ｔｃａｔ、平均空燃比をパラメータとして算出される。
【００６５】
平均空燃比としては、目標空燃比設定ルーチンで設定される目標当量比ＴＦＢＹＡを用いることができる。ただし、被毒解除制御中はＴＦＢＹＡ＝１としつつ空燃比フィードバック制御の制御中央値をシフトさせることによって平均空燃比を理論空燃比よりもリッチ側にシフトさせることがあるので、その場合はリッチシフト量も考慮する。
【００６６】
リア触媒９のＳＯｘ放出率は各パラメータに対して以下のような特性となる。
・ＳＯｘ吸収量が少ないほどＳＯｘ放出率は小さくなり、ＳＯｘ吸収量がゼロのときＳＯｘ放出率はゼロとなる。
・触媒温度Ｔｃａｔが低くなるほどＳＯｘ放出率は小さくなり、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下ではＳＯｘ放出率はゼロとなる。
・リッチの度合いが小さくなるほどＳＯｘ放出率が小さくなり、リーン空燃比ではＳＯｘ放出率はゼロとなる。
【００６７】
リア触媒９から放出されるＳＯｘ量ΔＳＯＸｒを算出したらステップＳ４８に進み、前回算出した推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚからΔＳＯＸｒを減じて最新の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。
【００６８】
ステップＳ４９では、推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが所定値ＳＯＸｍｉｎより小さいか否かが判断され、所定値ＳＯＸｍｉｎよりも小さい場合はステップＳ５０へ進んでフラグＦｓｏｘにゼロがセットされる。なお、所定値ＳＯＸｍｉｎはゼロ近傍の小さな値に設定される。
【００６９】
したがって、このフローを処理することにより、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２は、触媒温度Ｔｃａｔに基づき所定時間あたりのリア触媒９へのＳＯｘ吸収量ΔＳＯＸａ、放出量ΔＳＯＸｒを演算し、それらを累積演算することによりＳＯｘ吸収量ＳＯＸを推定する。そして、この推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが一旦許容量ＳＯＸｍａｘを越えたら、ＳＯｘがほぼ完全に放出されるまでＦｓｏｘ＝１を維持し、それをＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３に出力する。このようにＳＯｘがほぼ完全に放出されるまでＦｓｏｘ＝１を維持するようにしているのは、ＳＯｘ放出制御のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に繰り返されるのを防止するためである。
【００７０】
なお、吸収されたＳＯｘは、エンジン１の停止後もリア触媒９内に吸収されたままとなるので、推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸはエンジン停止後も記憶され、次回エンジン始動時に推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの初期値として読み込まれ、以降の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの算出に用いられる。
【００７１】
また、ここではＳＯｘ吸収量ＳＯＸを所定時間におけるＳＯｘ吸収量の変化量ΔＳＯＸａ、ΔＳＯＸｒを累積演算することで推定しているが、例えば、ステップＳ４３、Ｓ４７を省略し、ステップＳ４４、Ｓ４８のΔＳＯＸａ、ΔＳＯＸｒを固定値とするなど簡略化してもよい。
【００７２】
次に、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３における処理について説明する。
【００７３】
ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ３は、上記劣化診断部Ｂ１からのフラグＦｄｉａｇ１、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２からのフラグＦｓｏｘ及びリア触媒９の触媒温度Ｔｃａｔに基づき、リア触媒９からＳＯｘを放出させる制御を行うか否かを判断するものである。
【００７４】
図７は、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３の制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００７５】
まず、ステップＳ５１では、クランク角センサ１４の所定信号の発生間隔時間に基づいてエンジン回転数を求め、アクセルポジションセンサ１５の出力に基づいてエンジン負荷Ｔを求める。
【００７６】
ステップＳ５２では、フラグＦｓｏｘの値に基づき、リア触媒９に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件が成立しているか否かを判断する。ＳＯｘを放出すべき条件が成立している（Ｆｓｏｘ＝１）と判断された場合はステップＳ５３へ進み、それ以外はステップＳ５６へ進む。
【００７７】
ステップＳ５３では、図５を参照してエンジン回転数Ｎとエンジン負荷ＴがＳＯｘ放出運転領域内にあるか否かを判断する。ここでＳＯｘ放出運転領域とは、図５の破線で囲んだ領域Ａを指し、ＳＯｘ放出制御を行った場合にリア触媒９の触媒温度ＴｃａｔをＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以上に上昇させ得る領域である。
【００７８】
ステップＳ５４では、一次診断でフロント触媒８の三元触媒機能の劣化が検出されているか否かをフラグＦｄｉａｇ１の値に基づき判断する。フラグＦｄｉａｇ１がゼロ、すなわち一次診断でフロント触媒８が非劣化と診断されている場合はステップＳ５５へ進んでＳＯｘ放出制御を実行する。一方、フラグＦｄｉａｇ１が１、すなわち一次診断でフロント触媒が劣化と診断されている場合は、ステップＳ５６へ進んでＳＯｘ放出制御を禁止し通常制御を実行する。
【００７９】
なお、ここでは、フラグＦｄｉａｇ１が１のときにＳＯｘ放出運転領域の全域でＳＯｘ放出制御を禁止しているが、ＳＯｘ放出運転領域と診断領域とが重複する領域でのみＳＯｘ放出制御を禁止するようにしてもよい。
【００８０】
また、ＳＯｘ放出制御は、例えば、リア触媒９に流入する未燃燃料成分およびＯ2の量を増加させ、この未燃燃料成分をリア触媒９上で燃焼させることで触媒温度をＳＯｘ放出温度以上に上昇させることにより行う。これによりリア触媒９からのＳＯｘ放出が促進されるので、放出されたＳＯｘの還元浄化を図るための空燃比のリッチ化も行う。
【００８１】
したがって、このフローを処理することにより、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３は、ＳＯｘ放出条件が成立しており、かつ一次診断の結果でフロント触媒８が非劣化と診断された場合はＳＯｘ放出制御を行うが、それ以外の場合はＳＯｘ放出制御を禁止して通常制御を行う。
【００８２】
次に、目標空燃比設定部Ｂ４における処理について説明する。
【００８３】
目標空燃比設定部Ｂ４は、運転条件に応じて目標空燃比（目標当量比）を設定するものである。
【００８４】
図８は、目標空燃比設定部Ｂ４における制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００８５】
これについて説明すると、まず、ステップＳ６１ではクランク角センサ１４の所定信号の発生間隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められ、アクセルポジションセンサ１５の出力に基づいてエンジン負荷Ｔが求められる。
【００８６】
ステップＳ６２では図５に示した目標当量比設定マップを参照することにより、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｔに応じた目標当量比ＴＦＢＹＡが設定される。ここで目標当量比ＴＦＢＹＡとは理論空燃比と目標空燃比の比（理論空燃比／目標空燃比）であり、
ＴＦＢＹＡ＝１・・・理論空燃比
＞１・・・リッチ空燃比
＜１・・・リーン空燃比
となる。
【００８７】
ステップＳ６３では、フラグＦｄｉａｇ１の値に基づき、一次劣化診断によりフロント触媒８が劣化と診断されているか否かを判断し、フロント触媒８が劣化していると診断されている場合はステップＳ６４へ進み、それ以外は本ルーチンを終了する。
【００８８】
ステップＳ６４ではステップＳ６２で設定した目標当量比ＴＦＢＹＡが１より小さいか否かを判断し、ＴＦＢＹＡが１よりも小さい場合はステップＳ６５へ進んでＴＦＢＹＡに１をセットする。
【００８９】
したがって、このフローを処理することにより、目標空燃比設定部Ｂ４は、運転条件に応じて目標当量比ＴＦＢＹＡを設定し、ＴＦＢＹＡ＜１に設定される運転領域では、通常はリーン空燃比運転を実行するが、一次診断でフロント触媒８が劣化と診断された場合は、リーン空燃比運転を禁止して理論空燃比運転を行い、フロント触媒８の診断機会を確保する。
【００９０】
なお、ここではＦｄｉａｇ１＝１のときにリーン空燃比運転領域の全域でリーン空燃比運転を禁止しているが、リーン空燃比運転領域と診断領域とが重複する領域でのみリーン空燃比運転を禁止するようにしてもよい。
【００９１】
ここで設定された目標当量比ＴＦＢＹＡは、後述するＴｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５に出力され、燃料噴射量の演算時に使用されるほか、空燃比を代表する値として各ルーチンで使用される。
【００９２】
次に、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５における処理について説明する。
【００９３】
Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５は、上記目標空燃比設定部Ｂ４で設定された目標当量比ＴＦＢＹＡを実現すべく燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩＴＭを算出するものである。
【００９４】
図９は、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５における制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００９５】
これについて説明すると、まず、ステップＳ７１ではエアフロメータ３の出力に基づき吸入空気量Ｑａが求められ、クランク角センサ１４の所定信号の発生間隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められる。
【００９６】
ステップＳ７２では吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎに基づき次式、
Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎ                                  ・・・（４）
により基本燃料噴射量Ｔｐ、すなわち理論空燃比相当の燃料量が算出される。Ｋは所定の係数である。
【００９７】
ステップＳ７３では、目標空燃比設定部Ｂ４で設定された目標当量比ＴＦＢＹＡ、燃料増量補正係数ＣＯＥＦ、空燃比フィードバック補正係数αでＴｐが補正され、燃料噴射量Ｔｉが次式、
Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×ＣＯＥＦ×α                ・・・（５）
により算出される。
【００９８】
ここで燃料増量補正係数ＣＯＥＦは始動後燃料増量補正係数、水温増量補正係数等をまとめて表したもので、冷機時にＣＯＥＦ＞１となり、エンジン１の暖機完了後にＣＯＥＦ＝１となる。また、空燃比フィードバック補正係数αは、目標当量比ＴＦＢＹＡが１に設定されているときに空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するときの空燃比フィードバック補正係数であり、フロントＯ2センサ１０の出力に応じて算出される。
【００９９】
そして、ステップＳ７４では、ステップＳ７３で算出された燃料噴射量Ｔｉと、エンジン回転数Ｎとに基づき、燃料噴射時期ＴＩＴＭが算出される。算出された燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩＴＭは、コントローラ６内のメモリにストアされ、エンジン１の回転に同期して実行される燃料噴射ルーチンで読み出されて使用される。例えば、燃料噴射時期ＴＩＴＭによって定められるクランク角度で燃料噴射弁５への開弁信号の印加が開始され、燃料噴射量Ｔｉに無効噴射量Ｔｓを加えた量の燃料を噴射すべく開弁信号が印加される。
【０１００】
なお、本実施形態では、リーン空燃比運転を行う場合に燃焼形態を成層燃焼とし、理論空燃比運転比運転あるいはリッチ空燃比運転を行う場合に燃焼形態を均質燃焼とするので、リーン空燃比運転時は燃料噴射時期ＴＩＴＭが圧縮行程中に設定され、理論空燃比運転時あるいはリッチ空燃比運転時は燃料噴射時期ＴＩＴＭが圧縮行程中に設定される。
【０１０１】
以上、コントローラ６の各要素における処理について説明したが、次に、全体の作用について説明する。
【０１０２】
本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置においては、エンジン１からの排気に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘは、理論空燃比運転時はフロント触媒８でほぼ浄化されるが、リーン空燃比運転時にフロント触媒８で浄化できなかったＮＯｘは、リア触媒９に吸収される。
【０１０３】
しかしながら、リーン運転状態が続くとリア触媒９にＳＯｘが堆積して硫黄被毒が進行し、ＮＯｘの吸収性能が低下する。そのため、コントローラ６はリア触媒９に堆積したＳＯｘ量を推定し、推定したＳＯｘ量が所定量を越えた場合にはリア触媒９に流入する未燃燃料およびＯ2の量を増加させ、それの燃焼熱により触媒温度を上昇させて堆積したＳＯｘを放出させる。
【０１０４】
一方、コントローラ６は、Ｏ2センサ１０、１１からの出力（フロント触媒８のＯ2ストレージ能力）に基づき、フロント触媒８の劣化診断も行う。
【０１０５】
具体的には、コントローラ６は、まず、フロントＯ2センサ１０の出力が所定回数反転する間のリアＯ2センサ１１の出力ＨＺＲに基づき一次診断を行い、フロント触媒８の劣化を判断する。この一次診断は精度は低いものの劣化診断条件が成立する時間が短くても行うことができるので、ＳＯｘ放出制御やリーン運転により診断機会が少なくとも行うことができる。そして、一次診断でフロント触媒８が非劣化であると判断されている間は、燃費あるいは排気浄化性能を優先してリーン運転あるいはＳＯｘ放出制御を許可し、所定の条件でそれらを実行する。
【０１０６】
しかし、一次診断でフロント触媒８が劣化していると診断された場合は、正確な劣化状態を知る必要が生じる。二次診断は一次診断に比べて正確な診断結果が得られる分、時間がかかるが、コントローラ６がリーン運転、ＳＯｘ放出制御を禁止するので、二次診断を行う機会が確保される。
【０１０７】
このように本発明では、取りあえず簡単な一次診断を行っておき、一次診断でＮＧと診断された場合にリーン運転やＳＯｘ放出制御を禁止し、精度の高い二次診断を行う機会を確保するようにしたことにより、リーン運転やＳＯｘ放出制御により診断機会が少なくなっている場合であっても正確な劣化診断を行うことができる。診断機会を確保するためにリーン運転領域やＳＯｘ放出制御領域を縮小する必要もなく、劣化診断と、リーン運転やＳＯｘ放出制御を両立することができる。
【０１０８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明が適用可能な範囲は上記構成に限定されるものではなく、例えば、リーン運転を行うエンジンの排気通路に三元触媒だけを配置した構成であってもよい。あるいは、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用と三元触媒としての作用とを有する触媒を１つだけ排気通路に配置した構成であってもよい。また、排気の空燃比を検出する手段としてＯ2センサに代えてリニア空燃比センサ等を備えていてもよい。
【０１０９】
また、リア触媒９の下流にＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを設け、ＳＯｘ放出条件の判断をＮＯｘセンサの出力に基づいて行う構成であってもよい。この場合、ＳＯｘ被毒量が多くなればなるほどＮＯｘの吸収能力が低下し触媒下流のＮＯｘ濃度が上昇するので、ＮＯｘ濃度が所定値よりも高くなった場合にＳＯｘ放出条件が成立したと判断する。
【０１１０】
また、上記実施形態では、図５の一点鎖線で囲んだ領域を固定の触媒診断領域に定める場合で説明したが、この実施形態と同様の制御は、図５の一点鎖線で囲んだ領域と理論空燃比運転領域が重なる領域だけを触媒診断領域に設定する一方、一次診断で劣化と判定されたときには、一点鎖線で囲んだ全領域を触媒診断領域に設定する（すなわち、触媒診断領域を拡大する）ようにし、拡大された触媒診断領域では強制的に理論空燃比運転を行うようにしても行うことができる。なお、この場合には、一次診断で三元触媒が劣化していると診断されて診断領域が拡大されても、二次診断で三元触媒が非劣化と判断されれば診断領域の拡大が解除されるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるエンジン排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】コントローラの構成を示すブロック線図である。
【図３】劣化診断部の制御ルーチンを示したフローチャートの前半部分である。
【図４】劣化診断部の制御ルーチンを示したフローチャートの後半部分である。
【図５】目標当量比設定マップである。
【図６】ＳＯｘ放出条件判断部の制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】ＳＯｘ放出制御判断部の制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】目標空燃比設定部における制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部における制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
２  吸気通路
３  エアフロメータ
６  コントローラ
７  排気通路
８  フロント触媒
９  リア触媒
１０  フロントＯ2センサ
１１  リアＯ2センサ
１２  触媒温度センサ
１４  クランク角センサ
【図１】
0003649034.tif 000003
【図２】
0003649034.tif 000004
【図３】
0003649034.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003649034.tif 000009
【図８】
0003649034.tif 000010
【図９】
0003649034.tif 000011