(57)【要約】【課題】この発明は、触媒劣化の進行度合いを検知することによって、触媒の劣化状態を精度よく判定できる制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】この発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための触媒の劣化を判定可能な制御装置において、触媒の温度を検出する触媒温度センサと、触媒に流入する前の排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサと、触媒温度センサによって検出された触媒温度と排気ガス温度センサによって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定する判定手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための触媒の劣化を判定可能な制御装置において、
前記触媒の温度を検出する触媒温度センサと、
前記触媒に流入する前の排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサと、
前記触媒温度センサによって検出された触媒温度と前記排気ガス温度センサによって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定する判定手段とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記触媒温度センサは、前記触媒の内部に複数設置され、
前記判定手段は、前記複数の触媒温度センサによって検出された触媒温度のそれぞれと前記排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記触媒温度と前記排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定する第１の診断処理と前記触媒の酸素吸蔵能力に基づいて触媒の劣化を判定する第２の診断処理とを実行可能であり、前記第１の診断処理の診断結果と前記第２の診断処理の診断結果とに基づいて触媒の劣化を判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための触謀の劣化を精度良く判定する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される内燃機関には、排出される排気ガス中に含まれる有害物質を浄化するために、排気管の途中に触媒が設けられている。触媒の代表的なものとしては、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化・還元処理する三元触媒が知られている。触媒に異常が発生したり、経年劣化が進行したりした場合、浄化性能が低下し、有害物質が浄化されないまま排気ガスが排出される恐れがある。
これに対し、例えば、特許文献１には、触媒温度センサによって検出された触媒温度と所定の判定値との比較により、触媒の異常の有無を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−００１８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、経年劣化した浄化触媒の内部の温度状態は必ずしも均一ではなく、劣化の進行に伴い温度分布が変化していく。
そこで、例えば上記の特許文献１の技術では、触媒内部の特定の位置における触媒温度を検出する触媒温度センサを設け、劣化度の大きい触媒に排気ガスを供給したときの温度と劣化度の小さい触媒に排気ガスを供給したときの温度との温度差に基づいて、触媒の劣化を判定している。
このような触媒劣化の判定手法では、触媒内部の特定位置の１箇所における温度状態しか検出していないことから、その特定個所における触媒劣化を判定することはできても、触媒劣化の進行度合いについては正確に検知できず、触媒の劣化状態を精度よく判定できないといった不都合があった。
【０００５】
そこで、この発明は、触媒劣化の進行度合いを検知することによって、触媒の劣化状態を精度よく判定できる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための触媒の劣化を判定可能な制御装置において、前記触媒の温度を検出する触媒温度センサと、前記触媒に流入する前の排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサと、前記触媒温度センサによって検出された触媒温度と前記排気ガス温度センサによって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、排気ガスが触媒に流入したときの温度の上昇度合いに基づいて触媒劣化の進行度合いを評価することにより、触媒の劣化状態を精度よく判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は触媒劣化状態に応じた温度分布を示す図である。（実施例）
【図３】図３は触媒劣化判定のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は触媒劣化判定の第１の診断処理のフローチャートである。（実施例）
【図５】図５は触媒劣化判定の第２の診断処理のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図５は、実施例を示すものである。図１において、車両などに搭載される内燃機関１は、吸気管２と排気管３とを接続している。吸気管２は、内燃機関１に吸気を送り込む吸気通路４を形成する。排気管３は、内燃機関１から排出される排気ガスが流れる排気通路５を形成する。排気管３の途中には、排気ガスを浄化するための触媒６が設けられている。触媒６は、排気通路５を流れる排気ガス中の有害成分を除去する。制御装置７は、触媒６の劣化を判定することができるようになっている。すなわち、制御装置７は、触媒劣化判定装置として機能することができる。
触媒６は、経年劣化により浄化機能が低下する。経年劣化した触媒内部の温度状態は必ずしも均一ではなく、劣化の進行に伴い温度分布が変化していく。図２は、触媒入口の排気ガス温度ＴＥに対する触媒の劣化状態に応じた温度分布（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を示している。
例えば、触媒６が新品に近い状態のときは、触媒６の入口（排気ガスの流れ方向における上流端）付近で浄化反応が発生する。そのため、その反応熱によって触媒６の入口付近の温度が上昇し、触媒部材における熱伝導の作用や排気ガスの流れによる熱伝達の作用により、触媒６の入口から出口（排気ガスの流れ方向における下流端）に向かって熱が伝導する（図２（Ａ））。
そして、触媒６の劣化が進行すると、触媒６の入口付近から浄化能力が低下し、浄化反応が発生する位置は触媒６の出ロ側に向かって変化していく。このとき、反応熱によって温度上昇する位置も触媒６の出ロ側に向かって変化していく（図２（Ｂ））。
さらに、触媒６の劣化が進行して触媒全体の浄化能力が低下すると、触媒６の出口付近で浄化反応が発生する。そのため、その反応熱によって触媒６の出口付近の温度が上昇するが、浄化反応が発生する位置よりも入口側の温度はほとんど上昇しない（図２（Ｃ））。
【００１１】
この発明の制御装置７は、浄化反応によって発生する熱による触媒６の温度特性と触媒６の劣化状態との関係に着目したもので、排気ガスの温度と触媒６の温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定することができる。この触媒の劣化判定手法を、以下では触媒温度劣化診断と記載する。
具体的には、触媒内部の所定の位置における温度と排気ガスの温度（触媒６に流入する前の排気ガスの温度）との偏差が所定の値よりも大きい場合は、浄化反応が正常に行われているため触媒６は劣化していないと判定できる。反対に、触媒内部の所定の位置における温度と排気ガスの温度（触媒６に流入する前の排気ガスの温度）との偏差が所定の値よりも小さい場合は、浄化反応が正常に行われておらず触媒６が劣化していると判定できる。
また、触媒内部の温度を測定する位置は、入口側（上流側）から出口側（下流側）に向かって複数設けることによって、触媒劣化の進行度合を判定できる。具体的には、触媒６に流入した排気ガスが、触媒内部のどの位置で浄化反応を起こしているかを検出することによって、触媒劣化の進行度合を判定することができる。
【００１２】
制御装置７は、触媒６の温度を検出する触媒温度センサ８と、触媒６に流入する前の排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ９と、触媒６に流入する前の排気ガスの空燃比を検出するフロント空燃比センサ１０と、触媒６から流出した後の排気ガスの空燃比を検出するリア空燃比センサ１１とが接続されている。また、制御装置７は、内燃機関１の運転状態を検出するための各種センサから出力された信号を入力するセンサ信号入力手段１２を有している。
触媒温度センサ８は、触媒６の内部に設置されている。本実施形態においては、第１の触媒温度センサ８−１および第２の触媒温度センサ８−２の２つの触媒温度センサ８が触媒６の内部に設置されている。第１の触媒温度センサ８−１は、例えば、触媒６の上流端（入口）から触媒の全長Ｌの４分の１の位置に設置される。また、第２の触媒温度センサ８−２は、例えば、触媒６の上流端から触媒の全長Ｌの２分の１の位置に設置される。
また、第１の触媒温度センサ８−１および第２の触媒温度センサ８−２の設置される位置は、触媒の全長Ｌの４分の１の位置および触媒の全長Ｌの２分の１の位置に一致されることに限定されず、触媒の全長Ｌの４分の１の位置付近や触媒の全長Ｌの２分の１の位置付近であってもよい。
また、触媒温度センサ８は、上記のように２つであることに限定されず、触媒温度センサ８の数を多くして設置するほど、触媒劣化の進行度合いを精度よく検知することができる。なお、触媒温度センサ８を複数設置する場合は、触媒温度センサ８が設置される複数の位置の間隔は、ある程度離れているのが好ましい。
センサ信号入力手段１２は、内燃機関１の運転状態を検出するための信号として、例えば、水温センサによって検出される冷却水温、油温センサによって検出される潤滑油温、スロットル開度センサによって検出されるスロットル開度、吸入空気センサによって検出される吸入空気量、クランク角センサの出力に基づいて算出されるエンジン回転数など、各種センサによって検出された信号を制御装置７に対して出力する。
【００１３】
制御装置７は、触媒温度センサ８によって検出された触媒温度と排気ガス温度センサ９によって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定する判定手段１３を有している。
本実施形態において、判定手段１３は、第１の触媒温度センサ８−１によって検出された触媒温度と排気ガス温度センサ９によって検出された排気ガス温度との偏差、および第２の触媒温度センサ８−２によって検出された触媒温度と排気ガス温度センサ９によって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定することができる。
また、判定手段１３は、触媒温度センサ８によって検出された触媒温度と排気ガス温度センサ９によって検出された排気ガス温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定する第１の診断処理と、触媒６の酸素吸蔵能力に基づいて触媒６の劣化を判定する第２の診断処理とを実行可能な機能を有している。
また、判定手段１３は、第１の診断処理の診断結果と第２の診断処理の診断結果とに基づいて、触媒６の劣化を判定することができる。
【００１４】
触媒６の酸素吸蔵能力に基づく劣化診断（第２の診断処理）は、触媒６の劣化と触媒６の酸素吸蔵能力との間に相関があること（例えば、触媒劣化に伴い酸素吸蔵能力が低下する特性）に着目し、触媒６の酸素吸蔵容量（ＯＳＣ；Ｏ２  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｃａｐａｃｌｔｙ）に基づいて触媒６の劣化を診断する手法（以下、ＯＳＣ劣化診断と記載する）である。
なお、酸素吸蔵容量とは、現状の触媒６が吸蔵できる最大酸素量のことである。
ＯＳＣ劣化診断は、劣化判定用の燃料噴射制御により、触媒上流の排気ガスの空燃比を、意図的にリッチ／リーンとなるように制御することによって行われる。
具体的には、例えば、触媒６の酸素吸蔵能力が低下していない場合では、リア空然比センサ１１のリッチ／リーンの切り替わり周期はフロント空然比センサ１０に比べて長くなる。一方、触媒６の酸素吸蔵能力が低下してくると、触媒６の上流側と下流側とでは酸素濃度がそれ程変わらなくなる。その結果、リア空燃比センサ１１の出力値は、フロント空燃比センサ１０の出力値に近似した周期で反転を繰り返すようになる。
ＯＳＣ劣化診断は、このような特性を利用して、リア空燃比センサ１１のリッチ／リーンの反転周期（第１の周期）と、フロント空然比センサ１０のリッチ／リーンの反転周期（第２の周期）との関係に基づいて、触媒６の劣化指標（触媒６の劣化度合いを示す値）を求め、この劣化指標と所定の閾値との関係から触媒６の劣化を判定する手法である。
【００１５】
また、ＯＳＣ劣化診断の他の手法としては、リア空燃比センサ１１のリッチ／リーンの反転時間に基づいて触媒の劣化を判定する手法がある。
具体的には、リア空燃比センサ１１の検出値が所定のリッチ判定値に到達したら（リア空燃比センサ１１の出力がリーンからリッチヘ切り替わったら）、空燃比の目標値をリーンに設定して、触媒６に流入する排気ガスの空然比を強制的にリーン化する。そして、リア空燃比センサ１１の検出値が所定のリーン判定値に到達するまで（リア空燃比センサ１１の出力が再度リーンヘ切り替わるまで）の第１の経過時間を計測する。
リア空燃比センサ１１の検出値が所定のリーン判定値に到達したら（リア空燃比センサ１１の出力がリッチからリ−ンヘ切り替わったら）、空然比の目標値をリッチに設定して、触媒６に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリッチ化する。そして、リア空然比センサ１１の検出値が所定のリッチ判定値に到達するまで（リア空燃比センサ１１の出力が再度リッチヘ切り替わるまで）の第２の経過時間を計測する。
このように測定された第１の経過時間および第２の経過時間と触媒６の劣化度合いとの関係に基づいて劣化指標を求め、この劣化指標と所定の閾値との関係から触媒６の劣化を判定する。
【００１６】
さらに、ＯＳＣ劣化診断の他の手法としては、触媒６の酸素吸蔵能力が低下してくると、触媒６の上流側と下流側とで排気ガスの酸素濃度がそれ程変わらなくなるといった特性を利用して、触媒６の劣化を判定する手法がある。
具体的には、触媒６の上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度とを比較し、その比較結果（例えば、酸素濃度差）と触媒６の劣化度合いとの関係に基づいて劣化指標を求め、この劣化指標と所定の閾値との関係から触媒６の劣化を判定する。
【００１７】
制御装置７の第２の診断処理は、例えば、上記したようなＯＳＣ劣化診断のいずれかの手法を用いて、触媒６の劣化判定の処理を行うことができる。
なお、本実施形態においては、リア空燃比センサ１１のリッチ／リーンの反転周期（第１の周期）と、フロント空然比センサ１０のリッチ／リーンの反転周期（第２の周期）との関係に基づいて、触媒６の劣化指標（触媒６の劣化度合いを示す値）Ａを求め、この劣化指標Ａと所定の酸素吸蔵容量閾値Ａ０との関係から触媒６の劣化を判定する手法を利用する。
【００１８】
次に作用を説明する。
制御装置７による触媒６の劣化判定の制御は、図３〜図５に示すように行われる。触媒６の劣化判定の制御は、１トリップ（内燃機関１の始動から停止までの期間）あたりに少なくとも１回実行される。また、触媒６の劣化判定の制御は、車両の累積走行距離が所定の距離に達した場合や、車両の累積走行時間が所定の時間に達した場合に実行されてもよい。
制御装置７は、図３に示すように、触媒６の劣化判定の制御プログラムが開始すると（１００）、車両信号を取得し（１０１）、診断開始条件が成立したか否かを判断する（１０２）。
【００１９】
車両信号の取得（１０１）において、制御装置７は、センサ信号入力手段１２から、内燃機関１の冷却水温、潤滑油温、スロットル開度、吸入空気量、エンジン回転数など、運転状態を検出するための各種センサから出力された車両信号を取得する。
診断開始条件の成立判定（１０２）において、制御装置７は、各種センサから出力された車両信号が、所定の状態であるか否か（例えば、運転条件および温度条件を満たしているか否か）に基づいて、触媒の劣化診断を開始するか否かを判定する。
具体的には、制御装置７は、取得した車両信号に基づいて、例えば、内燃機関１が定常運転状態にあり、触媒６が活性状態にあることが検出された場合に、診断開始条件が成立したと判定する。
内燃機関１の定常運転状態の判定について、制御装置７は、例えば、内燃機関１が始動された後の経過時間が所定の時間に達し、エンジン回転数が所定の回転数以上であり、内燃機関１の冷却水温が所定の温度以上の場合に、内燃機関１が定常運転状態にあると判定する。
なお、制御装置７は、これらの運転条件および温度条件が１つでも満たされなかった場合には、内燃機関１が定常運転状態にないと判定する。
また、例えば、吸入空気センサによって検出される吸入空気量が所定範囲内に収まっているか否かを運転条件の一つとして利用してもよい。
また、触媒６の活性状態は、内燃機関１の運転状態に基づいて、制御装置７によって推定される。
具体的には、制御装置７は、例えば、吸入空気センサによって検出される吸入空気量、クランク角センサの出力に基づいて算出されるエンジン回転数、及びスロットル開度センサによって検出されるスロットル開度の少なくとも一つに基づいて、所定のマップまたは関数を利用して、触媒６の温度を推定する。そして、制御装置７は、推定された触媒６の温度が、触媒６の活性温度範囲（例えば、所定の下限温度以上かつ上限温度以下）であるときに、触媒６が活性状態にあると判定する。
なお、診断開始条件は、上記の運転条件および温度条件に限定されず、他の条件を任意に追加したり、変更したりすることが可能である。
【００２０】
診断開始条件の成立の判断（１０２）において、診断開始条件が成立していないと判断された場合（ＮＯの場合）、制御装置７は、取得された車両信号に基づいて、運転状態の検出を引き続き行う。一方、診断開始条件が成立した判断と判断された場合（ＹＥＳの場合）、制御装置７は、触媒温度と排気ガス温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定する第１の診断処理を実行する（１０３）。また、制御装置７は、触媒６の酸素吸蔵能力に基づいて触媒６の劣化を判定する第２の診断処理を実行する（１０４）。
【００２１】
第１の診断処理（１０３）において、図４に示すように、制御装置７は、第１の診断処理の制御プログラムを開始すると（２００）、排気ガス温度センサ９によって検出された排気ガス温度ＴＥを取得する（２０１）。そして、制御装置７は、触媒温度センサ８に対応するパラメータｎを「１」に設定（ｎ＝１）し（２０２）、パラメータｎ（ここでは、ｎ＝１）に対応する触媒温度センサ８によって検出された触媒温度を取得する（２０３）。
ここで、触媒温度センサ８に対応するパラメータｎは、触媒６に設置された触媒温度センサ８が複数の場合、触媒６の上流側から下流側に向かって「１」「２」「３」・・・「ｎ」というように順番に大きくなるように設定した番号である。
本実施形態の場合、触媒６の入口側に設置されている第１の触媒温度センサ８−１には、パラメータｎとして「１」が設定され、第１の触媒温度センサ８−１よりも出口側に設置されている第２の触媒温度センサ８−２には、パラメータｎとして「２」が設定されている。
触媒温度ＴＣ（ｎ）の取得（２０３）において、制御装置７は、第１の触媒温度センサ８−１によって検出された第１の触媒温度ＴＣ（１）を取得する（２０３）。そして、制御装置７は、排気ガス温度ＴＥと第１の触媒温度ＴＣ（１）との偏差（ΔＴ（１）＝ＴＣ（１）−ＴＥ）である第１の温度偏差ΔＴ（１）を算出し（２０４）、第１の温度偏差ΔＴ（１）が第１の温度閾値ＴＡ（１）以下（ΔＴ（１）≦ＴＡ（１））であるか否かを判断する（２０５）。
第１の温度偏差ΔＴ（１）が第１の温度閾値ＴＡ（１）よりも大きい場合（ＮＯの場合）、制御装置７は、第１の異常判定を不成立と判定し（２０６）、第１の診断処理の制御プログラムを終了する（２０７）。
一方、第１の温度偏差ΔＴ（１）が第１の温度閾値ＴＡ（１）以下である場合（ＹＥＳの場合）、制御装置７は、触媒温度センサ８に対応するパラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上であるか否かを判断する（２０８）。すなわち、本実施形態では、触媒温度センサ８の総数は、２つであるため、「ｎ≧２」であるか否かを判断する。
ここでは、制御装置７は、触媒６に設置されている全ての触媒温度センサに対して、触媒温度と排気ガス温度との関係を判断する処理が完了したか否かを監視している。
制御装置７は、パラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上でないと判断した場合（ＮＯの場合）、パラメータｎを「１」増加（ｎ＝ｎ＋１）させる（２０９）。ここで、本実施形態では、制御装置７は、パラメータｎを「２」に設定する。次に、第２の触媒温度センサ８−２によって検出された第２の触媒温度ＴＣ（２）を取得する（２０３）。そして、排気ガス温度ＴＥと第２の触媒温度ＴＣ（２）との偏差（ΔＴ（２）＝ＴＣ（２）−ＴＥ）である第２の温度偏差ΔＴ（２）を算出し（２０４）、第２の温度偏差ΔＴ（２）が第２の温度閾値ＴＡ（２）以下（ΔＴ（２）≦ＴＡ（２））であるか否かを判断する（２０５）。
第２の温度偏差ΔＴ（２）が第２の温度閾値ＴＡ（２）よりも大きい場合（ＮＯの場合）、制御装置７は、第１の異常判定を不成立と判断し（２０６）、第１の診断処理を終了する（２０７）。
一方、第２の温度偏差ΔＴ（２）が第２の温度閾値ＴＡ（２）以下である場合（ＹＥＳの場合）、制御装置７は、パラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上であるか否かを判断する（２０８）。
現在のパラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上であると判断された場合（ＹＥＳの場合）、制御装置７は、第１の異常判定を成立と判定し（２１０）、第１の診断処理を終了する（２０７）。
本実施形態では、現在のパラメータｎは「２」であり、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数は「２」であるため、制御装置７は、現在のパラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上であると判断し、第１の異常判定は成立と判定する。
【００２２】
なお、所定の閾値ＴＡ（ｎ）は、触媒温度センサ８が複数の場合、複数の触媒温度センサのそれぞれが設置されている位置に対応した温度閾値となるように、温度閾値を異ならせてもよい。また、複数の触媒温度センサのそれぞれが設置されている位置によらず同一の温度閾値であってもよい。
また、本実施形態では、制御装置７は、温度偏差ΔＴ（ｎ）が温度閾値ＴＡ（ｎ）よりも大きいと判断された時点で、第１の異常判定を不成立と判定しているが、これに限定されず、触媒６に設置されている触媒温度センサが複数の場合、複数の触媒温度センサによって検出された全ての触媒温度に対して、温度偏差ΔＴ（ｎ）が温度閾値ＴＡ（ｎ）以下であるか否かを判断し、第１の異常判定を総合的に判定するようにしてもよい。
なお、本実施形態において、制御装置７は、パラメータｎが、触媒６に設置されている触媒温度センサ８の総数以上であるか否かを判定する構成（２０８）としたが、触媒温度センサ８の総数に限定されず、触媒温度センサ８の総数以下の任意の数に設定してもよい。この場合、触媒温度センサ８の任意の数によって、触媒温度センサが設置されている位置を指定できるため、触媒劣化の進行度合いに応じた第１の診断処理を行うことができる。これによって処理を簡略化することが可能となる。
【００２３】
次に、第２の診断処理（１０４）は、例えば、リア空燃比センサ１１のリッチ／リーンの反転周期（第１の周期）と、フロント空然比センサ１０のリッチ／リーンの反転周期（第２の周期）との関係に基づいて、触媒６の劣化指標Ａを求め、この劣化指標Ａと所定の劣化判定閾値Ａ０との関係から触媒６の劣化を判定する。
図５に示すように、第２の診断処理の制御プログラムが開始すると（３００）、制御装置７は、劣化判定用の燃料噴射制御を実行するよう制御し（３０１）、リア空燃比センサ１１のリッチ／リーンの反転周期（第１の周期）と、フロント空然比センサ１０のリッチ／リーンの反転周期（第２の周期）との関係に基づいて、劣化指標Ａを導出する（３０２）。そして、制御装置７は、劣化指標Ａが劣化判定閾値Ａ０以上（Ａ≧Ａ０）であるか否かを判断する（３０３）。
制御装置７は、劣化指標Ａが劣化判定閾値Ａ０以上であると判断した場合（ＹＥＳの場合）、第２の異常判定を成立と判定し（３０４）、第２の診断処理の制御プログラムを終了する（３０５）。一方で、制御装置７は、劣化指標Ａが劣化判定閾値Ａ０より小さいと判断した場合（ＮＯの場合）、第２の異常判定を不成立と判定し（３０６）、第２の診断処理の制御プログラムを終了する（３０５）。
【００２４】
本実施形態では、制御装置７は、第１の診断処理の診断結果と第２の診断処理の診断結果とに基づいて、触媒６の劣化判定を行っている。
図３に示すように、制御装置７は、第１の診断処理の診断において、第１の異常判定を成立と判定したか否かを判断する（１０５）。
制御装置７は、第１の異常判定を不成立と判定した場合（ＮＯの場合）、劣化判定の制御プログラムを終了する（１０９）。一方、制御装置７は、第１の異常判定を成立と判定した場合（ＹＥＳの場合）、第２の異常判定を成立と判定したか否かを判断する（１０６）。
制御装置７は、第２の異常判定を不成立と判定した場合（ＮＯの場合）、劣化判定の制御プログラムを終了する（１０９）。一方、制御装置７は、第１の異常判定を成立と判定した場合（ＹＥＳの場合）、触媒６の劣化判定を成立と判定する（１０７）。すなわち、制御装置７は、触媒６が劣化状態にある、換言すると、触媒６の浄化性能が劣化していると判定する。
そして、制御装置７は、触媒６の劣化判定を成立と判定したら、警告を報知し（１０８）、劣化判定の制御プログラムを終了する（１０９）。
なお、触媒６の劣化判定が成立した場合における警告の報知手段は、例えば、警告灯の点灯や点滅、音声によるメッセージの出力やブザー音の出力、ディスプレイやメータパネルによるメッセージの表示やアイコンの表示等にように、運転者に対して警告を知らせるものであればよい。
なお、本実施形態では、第１の診断処理として「触媒温度劣化診断」を実行し、第２の診断処理として「ＯＳＣ劣化診断」を実行したが、これに限定されず、第１の診断処理として「ＯＳＣ劣化診断」を実行し、第２の診断処理として「触媒温度劣化診断」を実行してもよい。
また、本実施形態では、第１の診断処理、第２の診断処理という順番で記載しているが、これは各診断処理を実行する順番を規定するものではなく、それぞれの診断処理を並行して処理するようにしてもよい。
また、制御装置７は、エンジン回転数と負荷率との関係を示したマップに基づいて、車両の運転状態に応じた最適値から温度閾値ＴＡを求めるように制御してもよい。
また、制御装置７は、内燃機関１の各種の温度状態、エンジン回転数、負荷率、空燃比などの条件からモデル化して、触媒６の入口の排気ガス温度を求めるように制御してもよい。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る制御装置７は、触媒６に流入する前の排気ガス温度と流入した排気ガスによって変化した触媒温度との偏差、つまり、排気ガスが触媒６に流入したときの温度の上昇度合いに基づいて触媒劣化の進行度合いを評価することによって、触媒６の劣化状態を精度よく判定できる。
また、本実施形態に係る制御装置７は、複数の触媒温度センサによって検出された触媒温度のそれぞれと排気ガス温度との偏差に基づいて触媒の劣化を判定するため、触媒内部の温度分布に基づいて触媒劣化の進行度合いを検知することによって、触媒６の劣化状態を精度よく判定できる。
さらに、本実施形態に係る制御装置７は、例えば、触媒温度と排気ガス温度との偏差に基づいて触媒６の劣化を判定する診断処理と、触媒６の酸素吸蔵能力に基づいて触媒６の劣化を判定する診断処理といったように、複数の診断処理の結果を用いて触媒６の劣化を判定することにより、触媒劣化を判定する精度を向上できる。
【００２６】
また、この発明は、ガソリンを燃料とする内燃機関の三元触媒や、ディーゼル内燃機関用の酸化触媒の劣化判定にも応用することができる。
以上のように、本発明の実施形態を説明したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべての修正および等価物について請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００２７】
１  内燃機関
２  吸気管
３  排気管
４  吸気通路
５  排気通路
６  触媒
７  制御装置
８−１  第１の触媒温度センサ
８−２  第２の触媒温度センサ
９  排気ガス温度センサ
１０  フロント空燃比センサ
１１  リア空燃比センサ
１２  センサ信号入力手段
１３  判定手段
【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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