(57)【要約】【課題】一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出する。【解決手段】互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、これら複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて複数の触媒の劣化を検出する手段と、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化が検出されたとき（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する手段（Ｓ１０５，Ｓ１０８）とを備える。残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件が緩和されるので、残りの触媒の劣化検出を行いやすくなり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する検出条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項２】
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記検出条件を緩和する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項３】
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出のための前提条件を緩和する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項４】
前記劣化検出手段は、計測した劣化指標値を所定の劣化判定値と比較して前記複数の触媒の劣化を検出するものであり、
前記検出条件緩和手段は、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように前記劣化判定値を変更するものである
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項５】
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により既になされている残りの触媒に対する正常判定を無効化する正常判定無効化手段を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項６】
内燃機関の複数トリップで前記劣化検出手段によりいずれかの触媒に劣化が検出されたときにその触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記異常診断手段により残りの触媒の異常診断を行うときの前記トリップ数を減少する診断条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項７】
各触媒の異常の要因となるような各触媒に対応する部分的一次異常の発生を検出する部分的一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには前記検出条件を緩和し、また、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには前記検出条件を緩和しない
ことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項８】
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により計測された残りの触媒の劣化指標値と、その計測時以前に計測された残りの触媒の劣化指標値とに基づき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する劣化進行判定手段と、
該劣化進行判定手段により前記残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも前記残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項９】
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
劣化進行判定手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する
ことを特徴とする請求項８記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項１０】
前記触媒劣化検出手段により残りの触媒の劣化指標値を計測するときの計測条件を緩和する計測条件緩和手段
を備えたことを特徴とする請求項８又は９記載の内燃機関の触媒異常診断装置。
【請求項１１】
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出されたとき、少なくとも残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の触媒異常診断装置に係り、特に、互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒の異常を診断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関では排気ガスを浄化するために排気通路に触媒が配置されている。このような触媒、例えば三元触媒は、触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくなると、即ちリーンになると排気ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、触媒流入排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッチになると吸着保持された酸素を放出するＯ２ストレージ機能を有する。従って、内燃機関の通常運転時、理論空燃比を中心として運転条件により混合気がリッチ側又はリーン側に振れてしまっても、触媒表面は理論空燃比に保たれ、三元触媒のもつＯ２ストレージ機能により、混合気がリーンになったときには過剰な酸素が触媒に吸着保持されるためにＮＯｘが還元され、混合気がリッチになったときには触媒に吸着保持された酸素が放出されるためにＨＣおよびＣＯが酸化され、これによりＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを同時に浄化できることになる。
【０００３】
そこで従来より触媒上流側の排気通路に排気空燃比を検出するための空燃比センサを配置し、排気空燃比がリーンになったときには燃料供給量を増量し、排気空燃比がリッチになったときには燃料供給量を減量させることにより、空燃比が理論空燃比を中心として制御されるためリッチ側又はリーン側に交互に振れてしまっても、それによってＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを同時に低減されるようになっている。
【０００４】
ところで、三元触媒が劣化すると排気ガス浄化率が低下する。三元触媒の劣化度とＯ２ストレージ機能の低下度との間にはともに貴金属を介する反応であるため相関関係がある。よって、Ｏ２ストレージ機能が低下したことを検出することで触媒が劣化したことを検出することができる。
【０００５】
一方、Ｖ型エンジン等、互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ触媒を配置する場合がある。例えば特許文献１では、エミッション向上のため、複数の触媒のうち少なくとも一つが劣化触媒であると判定された場合、同劣化触媒から流出する排ガスが正常触媒に流入するように排気通路の構成を変更している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４５０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような互いに並列な複数の触媒がある場合、次のような問題がある。例えば、車両に搭載された内燃機関において、全ての触媒に同時に影響を及ぼすような特定部品が故障し、このことに起因していずれかの触媒が異常状態に陥ると、その特定部品の故障と触媒の異常とが異常診断装置、特に電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）によって検出され、ユーザーへの警告のため例えばチェックランプが点灯される。こうなるとユーザーは整備工場に車両を搬入し、整備工場では、ＥＣＵに記憶された診断コードと修理書に従って、故障部品と異常触媒とを交換し、異常状態を解消する。
【０００８】
ところが、特定部品が故障したからといって複数の触媒が全く同じように劣化したり故障したりすることは殆どなく、大抵の場合、排気温度差や空燃比差があることから、一部の触媒が異常になってから残りの触媒が異常になるまでに時間差が生ずる。すると、先に異常となった触媒が交換されて車両がユーザーに返却されても、その後、他の触媒に劣化や故障が発生し、このことが異常診断装置で検出されてチェックランプが点灯し、再度ユーザーが整備工場に車両を搬入し、触媒を交換しなければならない事態が起こり得る。これはユーザーに二度手間を掛けることとなり、好ましくない。先の触媒異常発生と同時かその直後に残りの触媒の異常が発生すれば、車両の一度の搬送で全ての異常触媒を同時に交換することが可能である。しかし、例えば数週間、数ヶ月といった一定期間を隔てて発生する後発的な触媒異常の場合に問題となる。しかも、一部の触媒が交換されてから残りの触媒が交換されるまでの間、排気エミッションが悪化した状態で車両が運転されてしまう可能性もある。
【０００９】
この問題を解決するには、一部の触媒の異常発生後に残りの触媒の異常を速やかに検出し、一部の触媒の交換と同時に残りの触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。
【００１０】
そこで、本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出することができる内燃機関の触媒異常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】
【００１１】
本発明の第１の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する検出条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
【００１２】
この本発明の第１の形態によれば、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化が検出されたときに、残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件が緩和される。従って残りの触媒の劣化検出を行いやすくなり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【００１３】
本発明の第２の形態は、前記第１の形態において、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記検出条件を緩和する
ことを特徴とする。
【００１４】
一次異常が検出され且つ一部の触媒の劣化が検出されたときには、その一部の触媒の劣化が一次異常に起因したものであり、残りの触媒も後に劣化に至る可能性が大きい。従ってこのような場合に残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和することで、残りの触媒の劣化を検出し易くし、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【００１５】
本発明の第３の形態は、前記第１又は第２の形態において、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出のための前提条件を緩和する
ことを特徴とする。
【００１６】
劣化検出のための前提条件を緩和することで、残りの触媒に対する劣化検出を行い易くし、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【００１７】
本発明の第４の形態は、前記第１乃至第３いずれかの形態において、
前記劣化検出手段は、計測した劣化指標値を所定の劣化判定値と比較して前記複数の触媒の劣化を検出するものであり、
前記検出条件緩和手段は、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように前記劣化判定値を変更するものである
ことを特徴とする。
【００１８】
このように劣化判定値を変更することで、残りの触媒の劣化検出に際して残りの触媒を劣化として判定することが容易となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【００１９】
本発明の第５の形態は、前記第１乃至第４いずれかの形態において、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により既になされている残りの触媒に対する正常判定を無効化する正常判定無効化手段を備えた
ことを特徴とする。
【００２０】
このように、残りの触媒に対して既になされている正常判定を無効化することで、残りの触媒に対する劣化検出を再度実行可能となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【００２１】
本発明の第６の形態は、前記第１乃至第５いずれかの形態において、
内燃機関の複数トリップで前記劣化検出手段によりいずれかの触媒に劣化が検出されたときにその触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記異常診断手段により残りの触媒の異常診断を行うときの前記トリップ数を減少する診断条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
このようにトリップ数を減少すると、より少ないトリップ数で残りの触媒を異常と診断することが可能となり、一部の触媒の劣化検出時から少ないトリップ数で残りの触媒を異常と診断することが可能となる。特に、トリップ数を１に減少した場合には一部の触媒の劣化検出時と同一トリップ内で残りの触媒を異常と診断することが可能となる。
【００２３】
本発明の第７の形態は、前記第１乃至第６いずれかの形態において、
各触媒の異常の要因となるような各触媒に対応する部分的一次異常の発生を検出する部分的一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには前記検出条件を緩和し、また、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには前記検出条件を緩和しない
ことを特徴とする。
【００２４】
この本発明の第７の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出され且つ残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには、残りの触媒の劣化検出の際の検出条件が緩和される。よって残りの触媒の異常を速やかに検出することが可能となる。他方、一部の触媒の劣化が検出され且つ残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには、そのような条件緩和が実行されない。そもそも、残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されないときには、その後残りの触媒が異常になる可能性は極めて低い。よって条件緩和を不実行とすることで、無駄な条件緩和を禁止すると共に、残りの触媒に対して通常通りの条件で高精度に劣化検出を実行できる。
【００２５】
本発明の第８の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により計測された残りの触媒の劣化指標値と、その計測時以前に計測された残りの触媒の劣化指標値とに基づき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する劣化進行判定手段と、
該劣化進行判定手段により前記残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも前記残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
【００２６】
この本発明の第８の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出されたとき、残りの触媒の劣化進行の有無が判定され、残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも残りの触媒が最終的に異常と診断される。よって、一部の触媒の異常を検出したときに残りの触媒の異常をも速やかに検出することができる。特に、残りの触媒が完全劣化や故障に至る手前の段階であっても、そのことが劣化進行ありということで検出されるので、残りの触媒の潜在的な異常をも速やかに且つ効果的に検出することが可能である。
【００２７】
本発明の第９の形態は、前記第８の形態において、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
劣化進行判定手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する
ことを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１０の形態は、前記第８又は第９の形態において、
前記触媒劣化検出手段により残りの触媒の劣化指標値を計測するときの計測条件を緩和する計測条件緩和手段
を備えたことを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１１の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出されたとき、少なくとも残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
【００３０】
この本発明の第１１の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出されたときに残りの触媒も劣化となる可能性が高いことから、少なくとも残りの触媒が直ちに且つ強制的に異常と診断される。これにより、一部の触媒と残りの触媒との同時異常診断が可能となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態の構成を示す概略図である。図示される内燃機関１は自動車用のＶ型多気筒（図示例は６気筒）火花点火式エンジンであり、３気筒ずつを１気筒群とする第１バンクＡ及び第２バンクＢを有している。第１バンクＡ側の気筒群を第１気筒群、第２バンクＢ側の気筒群を第２気筒群と称す。第１バンクＡ側に関連する要素については「Ａ」の符号を付し、第２バンクＢ側に関連する要素については「Ｂ」の符号を付する。
【００３４】
内燃機関１においては、気筒毎に、燃焼室３内の混合気に点火するための点火プラグ７が設けられている。また気筒毎に、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２が設けられている。インジェクタ１２は図示例では吸気ポートに燃料を噴射するが、燃焼室３に直接燃料を噴射するものであってもよい。気筒毎に、吸気ポート及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁が設けられている（図示せず）。
【００３５】
吸気通路は、各気筒の吸気ポートに連通され各バンクＡ，Ｂに取り付けられた吸気マニホールド４Ａ，４Ｂと、これら吸気マニホールド４Ａ，４Ｂが合流接続される上流側のサージタンク８と、サージタンク８の上流側に接続された吸気管１３とから構成されている。吸気管１３の入口にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５と、電子制御式スロットルバルブ１０とが設けられている。
【００３６】
一方、排気通路２Ａ，２ＢがバンクＡ，Ｂ毎に設けられている。排気通路２Ａ，２Ｂは、各気筒の排気ポートに連通され各バンクＡ，Ｂに取り付けられた排気マニホールド１６Ａ，１６Ｂと、これら排気マニホールド１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ連結された下流側の排気管６Ａ，６Ｂとから構成されている。排気通路２Ａ，２Ｂの任意の位置、例えば排気マニホールド１６Ａ，１６Ｂと排気管６Ａ，６Ｂとの接続部に、それぞれ触媒１１Ａ，１１Ｂが配設されている。触媒１１Ａ，１１Ｂは、Ｏ２ストレージ機能を有する三元触媒からなる。こうして、互いに並列な複数（二つ）の排気通路２Ａ，２Ｂと、これら排気通路２Ａ，２Ｂにそれぞれ配置された複数（二つ）の触媒１１Ａ，１１Ｂとが設けられ、並列二系統の排気システムが出来上がることになる。
【００３７】
各触媒１１Ａ，１１Ｂの上流側と下流側とにそれぞれ排気空燃比を検出するための触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂ及び触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂが設けられている。触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂは所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した電流信号を出力する。他方、触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂは所謂Ｏ２センサからなり、理論空燃比を境に出力電圧が急変する特性を持つ。
【００３８】
上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０及びインジェクタ１２等は、制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またＥＣＵ２０には、図示されるように、前述のエアフローメータ５、触媒前センサ１７、触媒後センサ１８のほか、内燃機関１のクランク角を検出するクランク角センサ１４、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００３９】
ＥＣＵ２０は、前述の如きエンジンシステムの各種構成部品の異常を検出する異常診断装置としても機能する。ＥＣＵ２０は、ＲＯＭに格納される各種プログラムに従い、前述の及び前述以外の各種構成部品（センサ、アクチュエータ、ハーネス等を含む）の異常診断を実施し、異常を検出したときには、その異常の種類や箇所に応じた診断コードをＲＡＭに記憶するとともに、異常の発生をユーザーに知らせるため警告装置（例えばチェックランプ）を作動させる。後の修理段階で診断コードが読み取られ、部品の修理、交換等に適宜利用される。
【００４０】
触媒１１Ａ，１１Ｂは、これに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（ストイキ）Ａ／Ｆｓ（例えば１４．６）のときにＮＯｘ ，ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。そしてこれに対応して、ＥＣＵ２０は、内燃機関の通常運転時、触媒に流入する触媒上流側の排気ガスの空燃比（以下、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒという）が理論空燃比Ａ／Ｆｓになるように、空燃比を制御する。具体的にはＥＣＵ２０は、理論空燃比Ａ／Ｆｓに等しい目標空燃比Ａ／Ｆｔを設定すると共に、触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂにより検出された触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒが目標空燃比Ａ／Ｆｔに一致するように、インジェクタ１２から噴射される燃料噴射量を制御する。これにより触媒に流入する排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍に保たれ、触媒において最大の浄化性能が発揮されるようになる。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、触媒１１Ａ，１１Ｂの異常診断を実行し、その異常診断の一部として触媒１１Ａ，１１Ｂの劣化検出を実行する。触媒の劣化検出方法としては様々な方法を採用し得るが、本実施形態では、触媒劣化に伴いその酸素吸蔵能が低下する特性に着目して、触媒の酸素吸蔵容量（ＯＳＣ；O２ Storage Capacity、単位はｇ）を算出ないし計測し、その値に基づき劣化を検出する。酸素吸蔵容量とは、現状の触媒が吸蔵し得る最大酸素量のことであり、かかる劣化検出方法はＣｍａｘ法と称される。検出された酸素吸蔵容量の値は触媒の劣化度を表す劣化指標値となる。この劣化検出に当たっては、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒを、所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆｒとリーン空燃比Ａ／Ｆｌとの一方から他方に所定のタイミングで強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御が実行される。以下、本実施形態の触媒劣化検出方法を詳しく説明する。
【００４２】
まず、触媒の劣化検出は、所定の前提条件が成立したときに開始される。この前提条件は、例えば、１）内燃機関が定常運転状態にあること、２）触媒が活性温度域にあること、のいずれの条件をも満たしたときに成立する。１）に関して、内燃機関が定常運転状態にあるか否かは、例えば、エアフローメータ５によって検出される吸入空気量ＧＡの値が所定範囲内に収まっているか否かで判定することができる。２）に関して、触媒の温度は、温度センサを用いて直接検出してもよいが、本実施形態の場合内燃機関の運転状態から推定することとしている。ＥＣＵ２０は、エアフローメータ５によって検出される吸入空気量ＧＡ、クランク角センサ１４の出力に基づいて算出される機関回転速度ＮＥ、及びスロットル開度センサ１９の検出値に基づいて算出される機関負荷ＫＬの少なくとも一つに基づいて、予め実験等を通じて設定されたマップ又は関数を利用し、触媒の温度を推定する。こうして検出又は推定された触媒の温度が、触媒の活性温度域にあたる所定の下限温度Ｔｃ１以上且つ上限温度Ｔｃ２以下であるとき、２）の条件が満たされる。なお、前提条件はここで述べたものに限定されず、適宜変更又は追加してもよい。
【００４３】
本実施形態の場合、触媒の劣化検出は、触媒毎に、内燃機関の１トリップ当たりに少なくとも１回実行され、少なくとも２トリップ連続で触媒劣化が検出されたときに、最終的に触媒異常との診断がなされ、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。なお１トリップとは１回のエンジンの始動から停止までの期間をいう。
【００４４】
次に、アクティブ空燃比制御と、その実行に伴ってなされる酸素吸蔵容量の計測及び触媒劣化判定について説明する。図２（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ、アクティブ空燃比制御実行時における触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂ及び触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂの出力が実線で示されている。また、図２（Ａ）には、ＥＣＵ２０内部で発生される目標空燃比Ａ／Ｆｔが破線で示されている。触媒前センサ及び触媒後センサの出力はそれぞれ触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒ及び触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒを表す。
【００４５】
図２（Ａ）に示されるように、目標空燃比Ａ／Ｆｔは、中心空燃比としての理論空燃比Ａ／Ｆｓを中心として、そこからリッチ側に所定の振幅（リッチ振幅Ａｒ、Ａｒ＞０）だけ離れた空燃比（リッチ空燃比Ａ／Ｆｒ）と、そこからリーン側に所定の振幅（リーン振幅Ａｌ、Ａｌ＞０）だけ離れた空燃比（リーン空燃比Ａ／Ｆｌ）とに強制的に、且つ交互に切り替えられる。そしてこの目標空燃比Ａ／Ｆｔの切り替えないし振動に追従するようにして、実際値としての触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒも、目標空燃比Ａ／Ｆｔに対し僅かな時間遅れを伴って切り替わる。このことから目標空燃比Ａ／Ｆｔと触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒとは時間遅れがあること以外等価であることが理解されよう。
【００４６】
図示例においてリッチ振幅Ａｒとリーン振幅Ａｌとは等しい。例えば理論空燃比Ａ／Ｆｓ＝１４．６、リッチ空燃比Ａ／Ｆｒ＝１４．１、リーン空燃比Ａ／Ｆｌ＝１５．１、リッチ振幅Ａｒ＝リーン振幅Ａｌ＝０．５である。通常の空燃比制御の場合に比べ、アクティブ空燃比制御の場合は空燃比の振り幅が大きく、即ちリッチ振幅Ａｒとリーン振幅Ａｌとの値は大きい。
【００４７】
ところで、目標空燃比Ａ／Ｆｔが切り替えられるタイミングは、触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂの出力がリッチからリーンに、又はリーンからリッチに切り替わる（反転する）タイミングである。ここで図示されるように触媒後センサの出力電圧は理論空燃比Ａ／Ｆｓを境に急変し、触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒが理論空燃比Ａ／Ｆｓより小さいリッチ側の空燃比であるときその出力電圧がリッチ判定値ＶＲ以上となり、触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒが理論空燃比Ａ／Ｆｓより大きいリーン側の空燃比であるときその出力電圧がリーン判定値ＶＬ以下となる。ここでＶＲ＞ＶＬであり、例えばＶＲ＝０．５９（Ｖ）、ＶＬ＝０．２１（Ｖ）である。
【００４８】
図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、触媒後センサの出力電圧がリッチ側の値からリーン側に変化してリーン判定値ＶＬに等しくなった時（時刻ｔ１）、目標空燃比Ａ／Ｆｔはリーン空燃比Ａ／Ｆｌからリッチ空燃比Ａ／Ｆｒに切り替えられる。その後、触媒後センサの出力電圧がリーン側の値からリッチ側に変化してリッチ判定値ＶＲに等しくなった時（時刻ｔ２）、目標空燃比Ａ／Ｆｔはリッチ空燃比Ａ／Ｆｒからリーン空燃比Ａ／Ｆｌに切り替えられる。
【００４９】
このような空燃比変化を行うアクティブ空燃比制御を実行しつつ、次のようにして触媒の酸素吸蔵容量ＯＳＣが算出され、触媒の劣化が判定される。
【００５０】
図２を参照して、時刻ｔ１より前では目標空燃比Ａ／Ｆｔがリーン空燃比Ａ／Ｆｌとされ、触媒１１にはリーンガスが流入されている。このとき触媒１１では酸素を吸収し続けているが、一杯に酸素を吸収した時点でそれ以上酸素を吸収できなくなり、リーンガスが触媒を通り抜けて触媒の下流側に流れ出す。こうなると触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒがリーン側に変化し、触媒後センサ１８の出力電圧がリーン判定値ＶＬに達した時点（ｔ１）で、目標空燃比Ａ／Ｆｔがリッチ空燃比Ａ／Ｆｒに切り替えられ、或いは反転される。このように目標空燃比Ａ／Ｆｔは触媒後センサ１８の出力をトリガにして反転される。
【００５１】
そして今度は触媒にリッチガスが流入されることとなる。このとき触媒では、それまで吸蔵されていた酸素が放出され続ける。よって触媒の下流側にはほぼ理論空燃比Ａ／Ｆｓの排気ガスが流出し、触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒがリッチにならないことから、触媒後センサの出力は反転しない。触媒から酸素が放出され続けるとやがて触媒からは全ての吸蔵酸素が放出され尽くし、その時点でそれ以上酸素を放出できなくなり、リッチガスが触媒を通り抜けて触媒の下流側に流れ出す。こうなると触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒがリッチ側に変化し、触媒後センサの出力電圧がリッチ判定値ＶＲに達した時点（ｔ２）で、目標空燃比Ａ／Ｆｔがリーン空燃比Ａ／Ｆｌに切り替えられる。
【００５２】
酸素吸蔵容量ＯＳＣが大きいほど、酸素を吸収或いは放出し続けることのできる時間が長くなる。つまり、触媒が劣化していない場合は目標空燃比Ａ／Ｆｔの反転周期（例えばｔ１からｔ２までの時間）が長くなり、触媒の劣化が進むほど目標空燃比Ａ／Ｆｔの反転周期は短くなる。
【００５３】
そこで、このことを利用して酸素吸蔵容量ＯＳＣが以下のようにして計測される。図３に示すように、時刻ｔ１で目標空燃比Ａ／Ｆｔがリッチ空燃比Ａ／Ｆｒに切り替えられた直後、僅かに遅れて実際値としての触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒがリッチ空燃比Ａ／Ｆｒに切り替わる。そして触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒが理論空燃比Ａ／Ｆｓに達した時点ｔ１１から、次に目標空燃比Ａ／Ｆｔが反転する時点ｔ２まで、次式（１）により微小時間毎の酸素吸蔵容量ｄＣが算出され、且つこの微小時間毎の酸素吸蔵容量ｄＣが時刻ｔ１１から時刻ｔ２まで積分される。こうしてこの酸素放出サイクルにおける酸素吸蔵容量ＯＳＣ１即ち放出酸素量が算出される。
【００５４】
【数１】
2008169813.tif 000003
【００５５】
ここで、Ｑは燃料噴射量であり、空燃比差ΔＡ／Ｆに燃料噴射量Ｑを乗じると過剰分の空気量を算出できる。Ｋは空気に含まれる酸素割合（約０．２３）である。
【００５６】
基本的には、この１回で算出された酸素吸蔵容量ＯＳＣ１を所定の劣化判定値と比較し、酸素吸蔵容量ＯＳＣ１が劣化判定値を超えていれば正常、酸素吸蔵容量ＯＳＣ１が劣化判定値以下ならば劣化、というように触媒の劣化を判定できる。しかしながら、本実施形態の劣化判定では、精度を向上させるため、リーン側でも同様に酸素吸蔵容量（この場合酸素吸収量）を算出する。即ち、リッチ側とリーン側とで最低１回ずつ酸素吸蔵容量を算出し、その平均値を劣化判定値と比較して劣化判定を行っている。
【００５７】
リーン側については、図３に示すように、時刻ｔ２で目標空燃比Ａ／Ｆｔがリーン空燃比Ａ／Ｆｌに切り替えられた後、前式（１）により微小時間毎の酸素吸蔵容量ｄＣが算出され、且つこの微小時間毎の酸素吸蔵容量ｄＣが、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒが理論空燃比Ａ／Ｆｓに達した時点ｔ２１から、次に目標空燃比Ａ／Ｆｔがリッチ側に反転する時点ｔ３まで積分される。こうしてこの酸素吸収サイクルにおける酸素吸蔵容量ＯＳＣ２即ち吸収酸素量が算出される。前回サイクルの酸素吸蔵容量ＯＳＣ１と今回サイクルの酸素吸蔵容量ＯＳＣ２とはほぼ等しい値となるはずである。
【００５８】
このようにして、複数の酸素吸蔵容量ＯＳＣ１，ＯＳＣ２，・・・ＯＳＣｎ（ｎは２以上の整数）が繰り返し算出され、その平均値ＯＳＣａｖが算出される。これにより酸素吸蔵容量の計測が終了する。次いで、この酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが所定の劣化判定値ＯＳＣｓと比較される。酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが劣化判定値ＯＳＣｓを超えていれば触媒１１は正常、酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが劣化判定値ＯＳＣｓ以下ならば触媒１１は劣化と判定される。こうして劣化検出が終了する。
【００５９】
なお、触媒の劣化検出方法はここで述べたようなＣｍａｘ法以外の方法も採用し得る。例えば、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒを理論空燃比Ａ／Ｆｓを境に振動させたとき、触媒劣化度が高いほど、触媒後空燃比Ａ／Ｆｒｒも触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒに追従して振動する傾向があることが知られている。そこで、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒを強制的に振動させ、このときの触媒前センサと触媒後センサとの出力軌跡長の比を算出し、この比を所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを軌跡長比に基づく劣化検出法という。ここで、出力軌跡長とは、センサ出力値の微小時間毎の変化量を所定期間積算した値である。この方法によれば、（出力軌跡長比）＝（触媒後センサ出力軌跡長）／（触媒前センサ出力軌跡長）と定義した場合、触媒劣化度が高いほど出力軌跡長比は大きくなる。この場合、出力軌跡長比が劣化指標値をなすこととなる。
【００６０】
或いは、触媒前空燃比Ａ／Ｆｆｒを予め決められたやり方で一定時間強制的に振動させ、このときの触媒後センサの出力軌跡長自体を所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを軌跡長に基づく劣化検出法という。この方法によれば、触媒劣化度が高いほど出力軌跡長は長くなる。この場合、出力軌跡長が劣化指標値をなすこととなる。
【００６１】
或いは、触媒の下流側に特定の排ガス成分（ＨＣ，ＮＯｘ等）の濃度を検出する排ガスセンサを設け、この排ガスセンサでその成分濃度を検出し、これを所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを排ガス成分に基づく劣化検出法という。この方法は、触媒劣化度が高いほどその浄化率が低下し、成分濃度が高くなるという考え方に基づく。この場合、成分濃度が劣化指標値をなすこととなる。
【００６２】
さて、前述したように、例えば燃料ポンプやエアフローメータの故障など、二つの触媒１１Ａ，１１Ｂに同時に影響を及ぼすような部品の故障等（これを一次異常と称す）が発生し、このことに起因して一方の触媒が異常となった場合、その異常な触媒を交換したとしても、その後一定期間を経て他方の触媒に異常が発生し、ユーザーに車両搬入の二度手間を課したり、排気エミッションが悪化した状態で車両が運転されたりする問題がある。この問題を解決するには、一方の触媒の異常発生後に他方の触媒の異常を速やかに検出し、一方の触媒の交換と同時に他方の触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。より詳しく言えば、一方の触媒の異常発生後に、他方の触媒に現実として起こっている異常、或いは他方の触媒に将来起こり得る潜在的な異常を速やかに検出し、一方の触媒の交換と同時に他方の触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。
【００６３】
そこでこれを達成すべく、本実施形態では以下の如き触媒異常診断をＥＣＵ２０により実行することとしている。
【００６４】
図４は、触媒異常診断の第１の態様に係るルーチンのフローチャートを示す。まずステップＳ１０１では、前述したようなＥＣＵ２０の有する異常診断機能により、二つの触媒１１Ａ，１１Ｂに影響を及ぼすような一次異常が検出されたか否かが判定される。例えば、燃料ポンプやエアフローメータなどの故障が検出された場合、或いは全気筒失火、全気筒空燃比異常、全気筒学習異常などの異常が検出された場合、判定はＹＥＳとなる。一次異常が検出されなかった場合には本ルーチンが終了され、検出された場合にはステップＳ１０２に進む。
【００６５】
ステップＳ１０２では、前述のＣｍａｘ法による触媒劣化検出により、二つの触媒１１Ａ，１１Ｂのうちのいずれか一方の触媒について劣化が検出されたか否かが判定される。劣化が検出されなかった場合には本ルーチンが終了される。他方、劣化が検出された場合には、この触媒劣化が一次異常の発生に起因したものと考えられることから、次のステップＳ１０３以降の処理を実行して他方の触媒の異常を速やかに検出するようにする。
【００６６】
ステップＳ１０３では、例えば一方の触媒の劣化検出と同時に行った他方の触媒の劣化検出によって、他方の触媒が既に正常と判定されているか否かが判断される。そのような正常判定がなされていた場合にはステップＳ１０４でその正常判定が無効化（クリア）された後、ステップＳ１０５に進む。他方、そのような正常判定がなされていない場合にはステップＳ１０４がスキップされ、ステップＳ１０５に進む。
【００６７】
前述したように、通常、触媒劣化検出は１トリップ当たりに最低１回実行される。よって既に正常判定が行われている場合、その後同一トリップ内で劣化検出が行われない可能性がある。しかしながらここでは、他方の触媒に対して既に行われた正常判定が無効化されるので、他方の触媒について劣化検出未実行ということになり、同一トリップ内で再度劣化検出を実行することができる。
【００６８】
ステップＳ１０５では、触媒劣化検出実行のための前提条件が緩和される。前述のように、この前提条件は、基本的には、１）内燃機関が定常運転状態にあること、２）触媒が活性温度域にあること、のいずれの条件をも満たしたときに成立する。しかしながら、このステップ１０５では、例えば１）の条件にかかる吸入空気量の許容範囲が拡大されたり、２）の条件にかかる触媒温度の許容範囲が拡大されたりして、前提条件が緩和される。これにより、触媒劣化検出の機会をより多く確保することができ、触媒の劣化を検出しやすくすることができる。
【００６９】
なお、劣化判定に用いる劣化指標値を、酸素吸蔵容量の平均値ＯＳＣａｖから１回の酸素吸蔵容量の値ＯＳＣ１に変更してもよく、こうすると劣化指標値の計測条件が緩和され、触媒の異常をより検出しやすくすることができる。
【００７０】
次に、ステップＳ１０６において、最終的な触媒異常診断に必要な診断条件が緩和される。即ち、前述したように、通常は少なくとも２トリップ連続で触媒劣化が検出されたときに最終的な触媒異常との診断がなされるが、このステップＳ１０６では、そのトリップ数が減少変更される。具体的には、１トリップで触媒劣化が検出されたときに最終的な触媒異常との診断がなされる。
【００７１】
次に、ステップＳ１０７において、触媒劣化検出実行のための緩和後の前提条件が成立したか否かが判断される。成立してなければ本ルーチンが終了され、成立していればステップＳ１０８に進む。
【００７２】
ステップＳ１０８では、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように、劣化判定値ＯＳＣｓが変更（具体的にはより高い値へと変更）される。これにより、他方の触媒を劣化として検出することが容易となる。
【００７３】
ステップＳ１０９では、他方の触媒に対し前記Ｃｍａｘ法による劣化検出が実行され、その後ステップＳ１１０において、他方の触媒の劣化が検出されたか否かが判断される。
【００７４】
他方の触媒の劣化が検出されなかった場合、ステップＳ１１２に進んで、一方の触媒のみが異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
【００７５】
また、他方の触媒の劣化が検出された場合、ステップＳ１１１に進んで、両方の触媒が異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
【００７６】
こうして、ＥＣＵ２０には、一次異常に対応する診断コードとともに、一方の触媒のみが異常である旨を示す診断コード又は両方の触媒が異常である旨を示す診断コードが記憶される。そして、警告装置が作動され、ユーザーに対しては車両の整備工場への搬送が促される。一旦車両が整備工場に搬送されれば、整備工場では、それら診断コードに従って一次異常の原因となった部品と、異常と診断された触媒とが同時に交換される。特に、両方の触媒が異常と診断された場合には、一方の触媒と同時に他方の触媒も交換される。従って、他方の触媒が後発的に異常となり、ユーザーに二度手間を掛けることが防止される。また、先の触媒交換から後の触媒交換までの間に排気エミッションが悪化した状態で車両が走行されることも防止できる。
【００７７】
次に、本実施形態の触媒異常診断の第２の態様を、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は前記ステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。前記ステップＳ１０６と同様のステップはこの第２の態様にはなく、即ち、１トリップ診断への診断条件変更は行われない。ステップＳ２０６は前記ステップＳ１０７と同様である。前記ステップＳ１０８と同様のステップはこの第２の態様にはなく、即ち、劣化判定値の変更は行われない。
【００７８】
ステップＳ２０７では前記ステップＳ１０９と同様に、他方の触媒に対し、前述のＣｍａｘ法による触媒劣化検出が実行される。この触媒劣化検出実行により、他方の触媒の劣化指標値としての酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが計測される。但し、ここでの触媒劣化検出では、酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖの計測が行われるだけであって、その計測された酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖと劣化判定値との比較、及びこの比較に基づく劣化判定は実行されない。なお、ステップＳ２０５により、酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖを計測するときの計測条件（計測前提条件）が緩和されている。
【００７９】
次のステップＳ２０８では、他方の触媒の劣化進行の有無が判定される。即ち、一次異常の発生に起因して他方の触媒の劣化が進行したか否か、より具体的には他方の触媒の劣化進行速度が通常より速くなったか否かが判定される。具体的には、ＥＣＵ２０に記憶されている前回の酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが取得され、この前回の酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖから、ステップＳ２０７で計測された今回の酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖが減じられる。そしてその差が所定値以上、つまり酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖの今回値が前回値から実質的に低下しているのであれば、触媒の劣化進行ありと判定され、ステップＳ２０９に進む。逆に、その差が所定値未満、つまり酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖの今回値が前回値から実質的に低下していないのであれば、触媒の劣化進行なしと判定され、ステップＳ２１０に進む。
【００８０】
ステップＳ２１０では、前記ステップＳ１１２と同様、一方の触媒のみが異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
【００８１】
また、ステップＳ２０９では、前記ステップＳ１１１と同様、両方の触媒が異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
【００８２】
このように、この第２の態様によっても、一方の触媒の異常を検出したときに他方の触媒の異常を速やかに検出することができる。特にこの第２の態様によれば、他方の触媒が完全劣化や故障に至る手前の段階であっても、そのことが劣化進行ありということで検出されるので、他方の触媒の潜在的な異常をも効果的に検出することが可能である。
【００８３】
また、この第２の態様によれば、１トリップ診断への変更を行わなくても、一方の触媒の異常検出時と同一トリップ内で他方の触媒の異常を検出できる。よって、一方の触媒の異常検出時と同一トリップ内で車両が整備工場に搬送されたような場合にも、既に他方の触媒の異常検出がなされているので、一方の触媒と同時に他方の触媒を交換可能である。
【００８４】
次に、本実施形態の触媒異常診断の第３の態様を、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。ステップＳ３０１〜Ｓ３０３は前記ステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様である。
【００８５】
ステップＳ３０３に続くステップＳ３０４では、一次異常の検出の有無、より具体的には一次異常の検出履歴の有無が判断される。検出履歴がない場合、一方の触媒の劣化は一次異常に起因しないものとみなされ、本ルーチンが終了される。これにより通常の劣化検出及び異常診断が続行される。
【００８６】
他方、検出履歴がある場合、一方の触媒の劣化は一次異常に起因したものとみなされ、他方の触媒も同時に劣化しているか又は将来劣化する可能性が高いことから、ステップＳ３０５にて前記ステップＳ１１１と同様、両方の触媒が異常であると最終的に診断される。そして、その異常に対応する診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
【００８７】
この第３の態様によれば、一方の触媒の異常が検出されて一次異常が検出されたときに、他方の触媒も異常となる可能性が高いことから、他方の触媒が直ちに且つ強制的に異常と診断される。これにより、一方の触媒と他方の触媒とを同時に異常と診断することが可能となり、前記の如き作用効果をもたらすことができる。
【００８８】
次に、本実施形態の触媒異常診断の第４の態様を、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００８９】
まずステップＳ４０１では、前記ステップＳ１０２と同様に、一方の触媒の劣化が検出されたか否かが判定される。劣化が検出されなかった場合には本ルーチンが終了され、劣化が検出された場合には、ステップＳ４０２に進む。
【００９０】
ステップＳ４０２では、一方の触媒の異常の要因となるような一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されたか否か、より具体的にはそのような部分的一次異常の検出履歴があるか否かが判断される。即ち、ＥＣＵ２０の異常診断機能は、両触媒１１Ａ，１１Ｂのうちいずれか一方のみの異常の要因となるような部分的一次異常の発生を個別に検出することもできるが、ここでは、劣化が検出された一方の触媒について、これに対応した部分的一次異常の発生が検出されたか否かが判断される。なお、このような部分的一次異常の例としては、例えば、第１バンクＡの点火プラグ７やインジェクタ１２が故障したときに第１バンクＡにつながる触媒１１Ａが異常となる如きである。この場合、第２バンクＢにつながる触媒１１Ｂは影響を受けない。
【００９１】
一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されていない場合、本ルーチンが終了される。この場合、一方の触媒の劣化は、通常の経時劣化等、部分的一次異常に起因しない劣化と考えられるからである。他方、一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されている場合、ステップＳ４０３に進む。
【００９２】
ステップＳ４０３では、他方の触媒の異常の要因となるような他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されたか否か、より具体的にはそのような部分的一次異常の検出履歴があるか否かが判断される。
【００９３】
他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されていない場合、直ちにステップＳ４１３に進み、前記ステップＳ１１２と同様、一方の触媒のみ異常と診断されて本ルーチンが終了される。
【００９４】
また、他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されている場合、ステップＳ４０４〜Ｓ４１３の処理が実行される。これらステップＳ４０４〜Ｓ４１３は前記ステップＳ１０３〜Ｓ１１２と同様である。
【００９５】
このように、一方の触媒の劣化が検出され且つ他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには、他方の触媒の正常判定が無効化され（ステップＳ４０５）、劣化検出の検出条件が緩和され（前提条件緩和：Ｓ４０６、劣化判定値変更：Ｓ４０９）、異常診断の診断条件が緩和され（１トリップ診断に変更：Ｓ４０７）た上で、他方の触媒に対する異常診断が実行される。従ってこれにより、他方の触媒の異常を速やかに検出することが可能となる。
【００９６】
他方、一方の触媒の劣化が検出され且つ他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには、そのような正常判定無効化や条件緩和が実行されず、他方の触媒についての異常診断も実行されない。一方の触媒が異常と診断されるのみである。そもそも、他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されないときには、その後他方の触媒が異常になる可能性は極めて低い。よってそのように条件緩和等を不実行とすることで、無駄な条件緩和を禁止し、他方の触媒に対して通常通りの条件で高精度に劣化検出を実行できる。また、そのように異常診断を不実行とすることで、無駄な異常診断の実行を禁止し、効率的に異常診断を実施できる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、本発明は、図８に示すような直列多気筒エンジン（図示例では４気筒エンジン）にも適用可能である。この図示例では、エンジンの一端側と他端側との２気筒ずつを１気筒群として、各気筒群毎に排気通路２Ａ，２Ｂ、触媒１１Ａ，１１Ｂ、触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂ及び触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂが設けられている。なお、この図示例については、前記実施形態と同様の構成要素について同一符号を付し詳細な説明を省略することとする。
【００９８】
前記実施形態では互いに並列な二つの触媒を例示したが、互いに並列な三以上の触媒についても本発明は適用可能である。また、例えば図４及び図５に示した第１及び第２の態様において、一次異常の発生を検出するステップ（Ｓ１０１、Ｓ２０１）を省略することも可能である。この場合、一次異常の発生とは無関係に、通常の触媒異常診断においても一方の触媒の異常検出後、他方の触媒について検出条件の緩和等が実行されることとなる。これは、例えば、通常の経時劣化等で一方の触媒が異常と診断されたときに、他方の触媒を速やかに異常と診断して、両方の触媒の同時交換を促進しようとする際に好適である。
【００９９】
前記実施形態では触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂとして所謂Ｏ２センサを用いたが、触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂと同様の空燃比センサを用いることも可能である。同様に、前記実施形態では触媒前センサ１７Ａ，１７Ｂとして所謂空燃比センサを用いたが、触媒後センサ１８Ａ，１８Ｂと同様のＯ２センサを用いることも可能である。
【０１００】
前記第３の態様では、酸素吸蔵容量平均値ＯＳＣａｖの今回値と前回値との差に基づいて触媒劣化進行の有無を判別したが、他の方法を用いてもよく、例えばそれら今回値と前回値との比に基づいて触媒劣化進行の有無を判別してもよい。また、前記実施形態においては、一方の触媒の異常が検出されたとき、できるだけ同一トリップ内で他方の触媒の異常を検出できるようにしたが、必ずしも同一トリップ内で異常を検出する必要はない。さらに、本発明が適用される触媒は必ずしも三元触媒に限らず、他の触媒であってもよい。
【０１０１】
なお、上述の実施形態においては、ＥＣＵ２０が本発明にいう劣化検出手段、検出条件緩和手段、一次異常検出手段、正常判定無効化手段、異常診断手段、診断条件緩和手段、劣化進行判定手段、計測条件緩和手段、部分的一次異常検出手段を構成する。上述の実施形態における「一方の触媒」が本発明にいう「一部の触媒」に相当し、上述の実施形態における「他方の触媒」が本発明にいう「残りの触媒」に相当する。「一部の触媒」の個数は、上述の実施形態のように一つであってもよいし、複数個であってもよい。また、「残りの触媒」の個数も、上述の実施形態のように一つであってもよいし、複数個であってもよい。「一部の触媒」又は「残りの触媒」が複数個の触媒からなる場合、「一部の触媒」又は「残りの触媒」とは、その複数個の触媒のうち少なくとも一つを含んでいればそれは「一部の触媒」又は「残りの触媒」に該当するものとし、必ずしも複数個の触媒全てを含む場合に限定されないものとする。
【０１０２】
本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】アクティブ空燃比制御を説明するためのタイムチャートである。
【図３】図２と同様のタイムチャートであり、酸素吸蔵容量の算出方法を説明するための図である。
【図４】触媒異常診断の第１の態様に係るルーチンのフローチャートである。
【図５】触媒異常診断の第２の態様に係るルーチンのフローチャートである。
【図６】触媒異常診断の第３の態様に係るルーチンのフローチャートである。
【図７】触媒異常診断の第４の態様に係るルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明が適用可能な別の内燃機関を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  内燃機関
２Ａ，２Ｂ  排気通路
１１Ａ，１１Ｂ  触媒
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
ＯＳＣ  酸素吸蔵容量
ＯＳＣａｖｅ  酸素吸蔵容量平均値
ＯＳＣｓ  劣化判定値
【図１】
2008169813.tif 000004
【図２】
2008169813.tif 000005
【図３】
2008169813.tif 000006
【図４】
2008169813.tif 000007
【図５】
2008169813.tif 000008
【図６】
2008169813.tif 000009
【図７】
2008169813.tif 000010
【図８】
2008169813.tif 000011