(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒下流側酸素センサが正常にもかかわらず異常であるとの誤判定を下すことがない、診断精度及び信頼性の高い内燃機関の酸素センサ診断装置を提供する。【解決手段】機関吸入空気量と触媒上流側空燃比に基づき、触媒に供給又は触媒から脱離したＯ２量を算出する手段と、前記Ｏ２量の積算値から触媒Ｏ２ストレージ量を算出する手段と、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の触媒下流側酸素センサの出力に基づき、触媒下流側酸素センサの異常を判定する異常判定手段と、燃料カットが開始されたときの空気が触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間設定手段と、前記燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での触媒Ｏ２ストレージ量を記憶する記憶手段とを備え、ステップ１００３で前記記憶手段に記憶された触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合は、ステップ５０６の触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないようにする。【選択図】図１０
2008038847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路の触媒上流に配設され、触媒上流側空燃比を検出する空燃比センサと、前記触媒の下流に配設され、触媒下流側空燃比を検出する酸素センサと、機関吸入空気量と前記触媒上流側空燃比に基づき、前記触媒に供給又は前記触媒から脱離したＯ２量を算出する手段と、前記Ｏ２量の積算値から触媒Ｏ２ストレージ量を算出する手段と、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の前記触媒下流側酸素センサ出力に基づき、触媒下流側酸素センサの異常を判定する異常判定手段とを備えた内燃機関の酸素センサ診断装置であって、燃料カットが開始されたときの空気が前記触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間を設定する所定時間設定手段と、前記燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での前記触媒Ｏ２ストレージ量を記憶する記憶手段とを備え、前記異常判定手段は、前記記憶手段に記憶された触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合は、前記触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないことを特徴とする内燃機関の酸素センサ診断装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記触媒Ｏ２ストレージ量についての所定値を、前記触媒の温度の実測値又は推定値に基づいて算出することを特徴とする前記請求項１に記載の内燃機関の酸素センサ診断装置。
【請求項３】
排気通路の触媒上流に配設され、触媒上流側空燃比を検出する空燃比センサ又は酸素センサと、前記触媒の下流に配設され、触媒下流側空燃比を検出する酸素センサと、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の前記触媒下流側酸素センサ出力に基づき、触媒下流側酸素センサの異常を判定する異常判定手段とを備えた内燃機関の酸素センサ診断装置であって、燃料カットが開始されたときの空気が前記触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間を設定する所定時間設定手段と、前記燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での前記触媒下流側酸素センサの出力値を記憶する記憶手段とを備え、前記異常判定手段は、前記記憶手段に記憶された触媒下流側酸素センサ出力値が所定値よりも小さい場合に、前記触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないことを特徴とする内燃機関の酸素センサ診断装置。
【請求項４】
前記経過時間計測手段は、前記燃料カット開始からの経過時間を、機関回転数及び／又は負荷ないしはそれらに関連する少なくとも一つのパラメータに基づいて推測することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の酸素センサ診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用内燃機関の酸素センサ診断装置に係り、特に、排気通路の触媒下流側に配設された酸素センサの診断精度を向上させることのできる内燃機関の酸素センサ診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用内燃機関においては、排気通路に排気浄化用の触媒を設けるとともに、空燃比制御及び前記触媒の状態判定等のため、前記触媒の上流側及び下流側にそれぞれ酸素センサ（空燃比センサを含む）を配設することが知られている。また、燃料消費を抑えるため、必要に応じて燃料カット及び燃料カットリカバ（復帰）を行うことも知られている。
【０００３】
かかる車載用内燃機関において、前記触媒の下流側に配設された酸素センサ（以下、触媒下流側酸素センサと称す）に異常が生じているか否かの判定を行うべく、下記特許文献１等にも見られるように、燃料カットにより酸素を急激に触媒に与え、触媒下流側空燃比がステップ的にリーン変化する状況において、触媒下流側酸素センサの応答時間を計測することにより、触媒下流側酸素センサの異常の有無を判定するようにした酸素センサ診断装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８５８４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の酸素センサ診断装置では、燃料カットを行う前の空燃比状態と、燃料カットによる空気が触媒に到達するまでの空燃比状態により、触媒Ｏ２ストレージ量が変化し、これによって触媒下流側の空燃比が変化することが考慮されていない。
【０００６】
したがって、例えば、燃料カット前の空燃比が理論空燃比よりもリーンであり、燃料カットによる空気が触媒内のＯ２を飽和させる前に触媒内のＯ２が飽和し、触媒下流側の空燃比がステップ的に変化せず緩やかにリーンへ変化する場合は、触媒下流側酸素センサの応答時間が長くなり、触媒下流側酸素センサが正常であるにもかかわらず異常であるとの誤判定を下すおそれがあり、診断精度が良いとは言えなかった。
【０００７】
本発明は、前記した従来の問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、触媒下流側酸素センサが正常であるにもかかわらず異常であるとの誤判定を下すことがないようにされた、診断精度及び信頼性の高い内燃機関の酸素センサ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】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の酸素センサ診断装置の一つは、基本的には、排気通路の触媒上流に配設され、触媒上流側空燃比を検出する空燃比センサと、前記触媒の下流に配設され、触媒下流側空燃比を検出する酸素センサと、機関吸入空気量と前記触媒上流側空燃比に基づき、前記触媒に供給又は前記触媒から脱離したＯ２量を算出する手段と、前記Ｏ２量の積算値から触媒Ｏ２ストレージ量を算出する手段と、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の前記触媒下流側酸素センサ出力に基づき、触媒下流側酸素センサの異常を判定する異常判定手段とを備える。
【０００９】
そして、燃料カットが開始されたときの空気が前記触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間を設定する所定時間設定手段と、前記燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での前記触媒Ｏ２ストレージ量を記憶する記憶手段とを備え、前記異常判定手段は、前記記憶手段に記憶された触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合は、前記触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないことを特徴としている。
【００１０】
前記異常判定手段は、好ましくは、前記触媒Ｏ２ストレージ量についての所定値を、前記触媒の温度の実測値又は推定値に基づいて算出するようにされる。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の酸素センサ診断装置の他の一つは、基本的には、排気通路の触媒上流に配設され、触媒上流側空燃比を検出する空燃比センサ又は酸素センサと、前記触媒の下流に配設され、触媒下流側空燃比を検出する酸素センサと、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の前記触媒下流側酸素センサ出力に基づき、触媒下流側酸素センサの異常を判定する異常判定手段とを備える。
【００１２】
そして、燃料カットが開始されたときの空気が前記触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間を設定する所定時間設定手段と、前記燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での前記触媒下流側酸素センサの出力値を記憶する記憶手段とを備え、前記異常判定手段は、前記記憶手段に記憶された触媒下流側酸素センサ出力値が所定値よりも小さい場合に、前記触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないことを特徴としている。
【００１３】
前記経過時間計測手段は、好ましくは、前記燃料カット開始からの経過時間を、機関回転数及び／又は負荷ないしはそれらに関連する少なくとも一つのパラメータに基づいて推測するようにされる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料カットが開始されたときの空気が前記触媒に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間が経過した時点での触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合等の、診断精度が低下するおそれのある状況においては、触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないようにされるので、触媒下流側酸素センサが正常であるにもかかわらず異常であるとの誤判定を下すことがないようにでき、そのため、診断精度及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の内燃機関の酸素センサ診断装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る内燃機関の酸素センサ診断装置の一実施形態を、それが適用された車載用筒内噴射式機関の一例と共に示す全体構成図である。
【００１７】
図示の内燃機関１０は、例えば４つの気筒を有する直列４気筒機関であって、シリンダヘッド１１と、シリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５とを有し、該ピストン１５上方には燃焼室１７が画成される。燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧が印加される点火プラグ３５及び燃焼室１７内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３０が臨設されている。なお、図において、点火プラグ３５及び燃料噴射弁３０は、便宜上、燃焼室１７の天井部の左右に並設されているが、それらの配設位置は適宜に設定可能である。
【００１８】
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０（吸気管、吸気ポート）の始端部に設けられたエアクリーナ２１の入口部２１ａから取り入れられ、エアフローセンサ２４を通り、電制スロットル弁２５が収容されたスロットルボディ２６を通ってコレクタ２７に入り、このコレクタ２７から前記吸気通路２０の下流端に配在された、吸気カムシャフト２９により開閉駆動される吸気弁２８を介して各気筒の燃焼室１７に吸入される。
【００１９】
燃焼室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５により点火されて爆発燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス（排ガス）は、排気カムシャフト４９により開閉駆動される排気弁４８を介して排気通路４０（排気ポート、排気管）に排出され、排気通路４０に配備された触媒４６で浄化された後、外部に排出される。
【００２０】
さらに、排気通路４０における触媒４６の上流には、触媒上流側の空燃比を検出する触媒上流側空燃比センサ５１が配設され、また、触媒４６の下流には、触媒下流の空燃比を検出する触媒下流側酸素センサ５２が配設されている。
【００２１】
一方、前記燃料噴射弁３０から噴射されるガソリン等の燃料は、燃料タンク５０から低圧燃料ポンプ６１により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ６２により一定の圧力に調圧されるとともに、排気カムシャフト４９に設けられたポンプ駆動カム４７により駆動される高圧燃料ポンプ６０において、より高い圧力に二次加圧されて蓄圧室（コモンレール）５３へ圧送され、このコモンレール５３から燃料が各気筒毎に設けられた燃料噴射弁３０に供給される。燃料噴射弁３０に供給される燃料の圧力（燃圧）は燃圧センサ５６により検出されるようになっている。
【００２２】
そして、本実施形態においては、機関１０の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００が備えられている。
【００２３】
コントロールユニット１００は、基本的には、図２に示される如くに、ＭＰＵ１０１、ＥＰ−ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、Ａ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ１０４等で構成され、入力信号として、エアフローセンサ２４により検出される吸入空気量に応じた信号、燃圧センサ５６により検出される燃料圧力に応じた信号、スロットルセンサ２３により検出されるスロットル弁２５の開度に応じた信号、カム角センサ（フェーズセンサ）３６からの排気カムシャフト４９の位相（回転位置）を表す検出（角度）信号、クランク角センサ３７からのクランクシャフト１８の回転角度・位相（回転位置）を表す検出（角度）信号、触媒上流側空燃比センサ５１により検出される触媒上流側の空燃比に応じた信号、触媒下流側酸素センサ５２により検出される触媒下流の空燃比に応じた信号、シリンダブロック１２に配設された水温センサ１９により検出される機関冷却水温に応じた信号の他、図１には図示されていないスタータスイッチからの信号、アクセルセンサから得られるアクセルペダルの踏み込み量を示す信号等も供給される。
【００２４】
コントロールユニット１００は、前記各信号を所定の周期をもって取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された制御信号を、各燃料噴射弁３０、点火コイル３４、電制スロットル弁２５等に供給して、燃料カット及び燃料カットリカバリ制御を含む、燃料噴射（噴射量、噴射時期）制御、点火時期制御、スロットル弁２５の開度制御等を実行するとともに、以下に述べるように、燃料カットから燃料カットリカバするまでの期間の前記触媒下流側酸素センサ５２の出力に基づき、当該触媒下流側酸素センサ５２の診断（異常が生じているか否かの判定）を行う。しかし、この場合、診断精度が低下するおそれのある状況においては、前記触媒下流側酸素センサ５２の異常判定を行わないようにされる。
【００２５】
以下、これについて、図３以降の図を参照しながら詳細に説明する。
一般に、触媒Ｏ２ストレージ能力は、図３に示される如くに、触媒上流の空燃比が理論空燃比よりもリーンである場合に、触媒がＯ２をストレージすることにより触媒内部の空燃比を理論空燃比に保ち、逆に、図４に示される如くに、触媒上流の空燃比が理論空燃比よりリッチである場合は、触媒がＯ２を放出し、触媒内部の空燃比を理論空燃比に保つ機能である。
【００２６】
この能力により、触媒上流の空燃比が理論空燃比から外れた場合でも、触媒内部の空燃比が理論空燃比に保持され、触媒の浄化性能を維持することができる。
【００２７】
ここで、触媒Ｏ２ストレージ能力に対し過剰にＯ２を触媒に供給した場合には、触媒がＯ２をストレージしきれなくなり、触媒内部の空燃比がリーンとなるため、触媒の浄化性能が低下する。逆に、触媒Ｏ２ストレージ能力に対し過剰にＯ２を触媒から離脱した場合には、触媒内のＯ２が枯渇し、触媒内部の空燃比がリッチとなるため、触媒の浄化性能が低下する。
【００２８】
次に、コントロールユニット１００が実行する触媒下流側酸素センサの異常判定プログラム（ルーチン）の従来例（従来技術）を、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２９】
この従来例では、まず、ステップ５０１において燃料カット中か否かを判断し、燃料カット中でない場合は、このルーチンを終了し、燃料カット中である場合は、ステップ５０２で触媒下流側センサ５２（の出力）がリッチ側しきい値をリッチからリーンによぎったか否かを判断し、Ｙｅｓの場合はステップ５０３において時間計測を開始し、Ｎｏの場合はステップ５０３を飛ばしてステップ５０４に進む。
【００３０】
ステップ５０４においては、触媒下流側センサ５２（の出力）がリーン側しきい値をリッチからリーンによぎったか否かを判断し、Ｙｅｓの場合はステップ５０５で時間計測を終了し、ステップ５０６において計測時間が所定値以上か否かを判断し、Ｎｏの場合はこのルーチンを終了する。
【００３１】
ステップ５０６において、計測時間が所定値以上と判断された場合は、ステップ５０７において、触媒下流側酸素センサ５２に異常が生じたとして異常判定処理を実行し、ステップ５０６において、計測時間が所定値未満と判断された場合は、ステップ５０８において触媒下流側酸素センサ５２は正常であるとして正常判定処理を行う。
【００３２】
図５に示される異常判定ルーチンを実行した際のタイムチャートを図６、図７に示す。
図６は、触媒下流側酸素センサ５２が正常である場合の結果であり、図７は、触媒下流側酸素センサ５２に異常が生じている場合の結果を示している。
【００３３】
図６において、燃料カットを開始すると、燃焼室１７から触媒上流側空燃比センサ５１までの排気輸送遅れにより、燃料カットを開始した時点からｔ１遅れて、触媒上流側の空燃比がリーンに変化する。触媒下流の空燃比は、触媒上流側の空燃比がリーンに変化してからｔ２後にリーンに変化する。このｔ２は、主に触媒４６内のＯ２が飽和し酸素を触媒下流に放出するまでの時間であり、燃料カットからｔ１経過時点の触媒内のＯ２状態と、触媒のＯ２ストレージ能力に依存する。
【００３４】
触媒下流の空燃比が図６のようにステップ的に変化すると、触媒下流側酸素センサ５２が応答し、その出力がリッチ側しきい値をよぎる。すると、時間計測タイマがカウントを開始し、その後、触媒下流側酸素センサ５２の出力がリーン側しきい値をよぎると計測時間タイマのカウントを停止する。これにより、触媒下流側酸素センサ５２の出力がリッチ側しきい値をリッチからリーンによぎった時点からリーン側しきい値をリッチからリーンによぎった時点までに要した時間Ｔが計測される。
【００３５】
ここでは、時間計測タイマにより計測された前記時間Ｔが所定値未満であるため、触媒下流側酸素センサ５２は正常であるとして診断完了フラグをセットする（図５のステップ５０６、５０８）。
【００３６】
それに対し、図７に示される如くに、触媒下流側酸素センサ５２に異常が生じている場合は、触媒下流空燃比のステップ変化に対し、触媒下流側酸素センサ５２の出力変化が正常の場合に比べ緩やかにリーンとなるため、リッチ側しきい値をよぎってからリーン側しきい値をよぎるまでの時間Ｔが長くなる。
【００３７】
したがって、かかる場合は、時間計測タイマにより計測された前記時間Ｔが所定値以上となるので、触媒下流側酸素センサ５２に異常が生じたとして、診断完了フラグをセットするとともに、触媒下流側センサ異常判定フラグをセットする（図５のステップ５０６、５０７）。
【００３８】
以上は、触媒下流側酸素センサが正常か異常かの判定を行う際のプログラム例（従来技術）の説明であるが、かかる判定プログラムだけでは、誤判定が生じるおそれがある。以下、これについて説明する。
【００３９】
図８は、触媒下流側酸素センサが正常の場合で、かつ、燃料カット前から燃料カット後に空気が触媒上流に到達するまでの間に、触媒上流の空燃比がリーンとなる外乱が入った場合のタイムチャートである。
【００４０】
このような空燃比外乱が入った場合、燃料カットによる空気が触媒に到達する前に、外乱により触媒内のＯ２が飽和し、触媒下流がリーン空燃比と変化するため、触媒下流側酸素センサの出力は緩やかにリーンに変化し、前記した時間Ｔが長くなる。
【００４１】
したがって、このような状態では、触媒下流側酸素センサが正常であっても、異常品の動作と差異がなくなるため、従来技術では、正常品を異常と判定したり、診断精度が低下するといった課題が存在する。
【００４２】
そこで、本実施形態では、燃料カット前の空燃比状態や燃料カット後から空気が触媒に到達するまでの空燃比状態による誤判定、診断精度低下を防止すべく、燃料カットによる空気が触媒に到達する直前の触媒内のＯ２状態を把握し、診断精度を低下させる触媒内がＯ２飽和状態にあるときにおいては、触媒下流側酸素センサ５２の異常判定を行わないようにされる。
【００４３】
以下、これについて詳細に説明する。
図９は、本実施形態の酸素センサ診断装置１の機能ブロック図である。本装置１は、触媒Ｏ２ストレージ量算出手段２０１、触媒温度推定手段２０２、触媒Ｏ２トレージ量しきい値算出手段２０３、所定時間設定手段２０４、及び触媒下流側センサ異常判定手段２００を備えている。
【００４４】
触媒Ｏ２ストレージ量算出手段２０１における触媒Ｏ２ストレージ量は、触媒上流側空燃比と機関吸入空気量を乗算した値を積算することで算出し、これにより燃料カットの前における触媒内のＯ２状態を把握することが可能となる。
【００４５】
触媒温度推定手段２０２における触媒推定温度は、触媒４６に供給される熱量を機関回転数と負荷のマップから算出し、走行風による放熱量を車速のテーブルから算出し、この供給熱量と放熱量の収支を計算することで算出できる。触媒Ｏ２トレージ量しきい値算出手段２０３では、触媒推定温度からテーブルで触媒Ｏ２ストレージ量しきい値を算出する。本実施形態では、前述したように、燃料カット時に空気が触媒に到達する前に、触媒内のＯ２量が触媒Ｏ２ストレージ能力を超えるような触媒内のＯ２飽和状態を把握する必要があるため、触媒Ｏ２ストレージ量しきい値は、触媒Ｏ２ストレージ能力に応じた値となるのが好ましい。
【００４６】
また、実験データから、触媒Ｏ２ストレージ能力は、触媒温度に対して図１３に示される如くの特性を持つことが判明しているため、触媒Ｏ２ストレージ量しきい値を触媒推定温度に基づき算出することで、触媒内のＯ２飽和状態を精度良く判定することを可能としている。
【００４７】
所定時間設定手段２０４では、燃料カットが開始されたときの空気が触媒４６に供給されるまでに要する時間に相当する所定時間を設定し、触媒下流側酸素センサ異常判定手段は、燃料カット開始から前記所定時間が経過した時点での触媒Ｏ２ストレージ量を記憶し、この記憶された触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合は、触媒下流側酸素センサ５２の異常判定を行わないようにされる。
【００４８】
ここで、前記所定時間は、長すぎると燃料カットの空気が触媒４６に供給された状態での触媒Ｏ２ストレージ量を記憶することになり、短すぎると燃料カットの空気が触媒に到達するまでに変化した触媒Ｏ２ストレージ量を見逃すことになるため、図６に示されるｔ１程度とすることが要求される。
【００４９】
実験結果から、このｔ１は、機関回転数と負荷に対し図１２に示される如くの特性となり、機関回転数が高くなるほど、また負荷が大きくなるほどｔ１は短くなる。このため、本実施形態では、機関回転数と負荷に基づき前記所定時間を設定することで、記憶タイミングの精度を確保する。
【００５０】
次に、前記した図９に示される如くの機能手段を有するコントロールユニット１００が実行する触媒下流側酸素センサの異常判定プログラム（ルーチン）の一例を、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。本例のフローチャートは、図５に示される従来例のフローチャートに対し、ステップ１００１、１００２、１００３を追加したものであり、図５に示されるものと同じステップ（５０１〜５０８）は説明を省略する。
【００５１】
図１０において、ステップ１００１では、燃料カット後の経過時間が図９の所定時間設定手段で設定された所定時間に到達したか否かを判断し、到達した場合は、燃料カット１回につき１度、図９の触媒Ｏ２ストレージ量算出手段２０１で算出した触媒Ｏ２ストレージ量をステップ１００２で記憶する。
【００５２】
ステップ１００３は、触媒下流側センサ５２がリーン側しきい値をリッチからリーンによぎったタイミングで行い、触媒Ｏ２ストレージ量を記憶していない、又は、記憶した触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合は、このルーチンを終了することで触媒下流側酸素センサ５２の異常判定を行わないようにしている。
【００５３】
図１１は、図８に示されるケース（触媒下流側酸素センサが正常の場合で、かつ、燃料カット前から燃料カット後に空気が触媒上流に到達するまでの間に、触媒上流の空燃比がリーンとなる外乱が入った場合）において本発明実施形態を適用した場合の動作を示している。
【００５４】
触媒Ｏ２ストレージ量の平衡状態において、燃料カット前から燃料カット後に空気が触媒上流に到達するまでの間に、触媒上流の空燃比がリーンとなる外乱が入った場合、触媒Ｏ２ストレージ量は上昇し、燃料カットから所定時間ｔ１’が経過した時点のタイミングで触媒Ｏ２ストレージ量が記憶される。
【００５５】
ここでは、触媒下流側酸素センサ５２がリーン側しきい値をよぎった時点で計測した時間Ｔが所定値以上であっても、触媒Ｏ２ストレージ量記憶値が所定値以上であるため、異常判定フラグと診断完了フラグを共にセットせず、異常判定を行わない。
【００５６】
以上の説明からわかるように、本実施形態では、燃料カット開始から所定時間ｔ１’が経過した時点での触媒Ｏ２ストレージ量が所定値以上の場合、すなわち、診断精度が低下するおそれのある状況においては、触媒下流側酸素センサの異常判定を行わないようにされるので、触媒下流側酸素センサが正常であるにもかかわらず異常であるとの誤判定を下すことがないようにでき、そのため、診断精度及び信頼性を向上させることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、触媒温度を機関回転数と負荷に基づいて推定するようにしているが、触媒温度を温度計等で実測してもよいことは勿論である。
【００５８】
次に、本発明に係る酸素センサ診断装置の他の実施例を図１４から図１６を参照しながら説明する。
【００５９】
図１４は、他の実施形態の酸素センサ診断装置１’の機能ブロック図である。本装置１’は、所定時間設定手段２０４及び触媒下流側センサ異常判定手段３００を備えており、燃料カット開始時の空気が触媒４６に到達する直前の触媒４６内のＯ２状態を、触媒下流側酸素センサ５２の出力値に基づいて検出する。
【００６０】
このため、本例の機能ブロック図では、図９の機能ブロック図に対し、所定時間設定手段２０４、触媒下流側センサ異常判定手段３００のみの構成となっている。
【００６１】
次に、前記した図１４に示される如くの機能手段を有するコントロールユニット１００が実行する触媒下流側酸素センサの異常判定プログラム（ルーチン）の一例を、図１５のフローチャートを参照しながら説明する。本例のフローチャートは、図５に示される従来例及び図１０に示される実施形態のフローチャートに対し、触媒下流側酸素センサ出力値の記憶する処理であるステップ１５０１（ステップ１００１に対応）及び１５０２（ステップ１００２に対応）と、ステップ１００３に相当するステップ１５０３を追加したものである。
【００６２】
図１６は、図８に示されるケース（触媒下流側酸素センサ５２が正常の場合で、かつ、燃料カット前から燃料カット後に空気が触媒上流に到達するまでの間に、触媒上流の空燃比がリーンとなる外乱が入った場合）に本発明実施形態を適用した場合の動作を示している。
【００６３】
燃料カット前から燃料カット後に空気が触媒上流に到達するまでの間に、触媒上流の空燃比がリーンとなる外乱が入った場合、燃料カットから所定時間後には、触媒内のＯ２量が飽和状態となるため、触媒下流側酸素センサ出力値は低い値を示し、ここで、触媒下流側酸素センサ出力値を記憶する。
【００６４】
その後、触媒下流側酸素センサがリーン側しきい値をよぎった時点で計測した時間Ｔが所定値以上であっても、触媒下流側酸素センサ出力記憶値が所定値以下であるため、異常判定フラグと診断完了フラグを共にセットせず、触媒下流側酸素センサ５２の異常判定を行わない。
【００６５】
このようにされることによっても、前記実施形態と略同様な作用効果が得られる。
【００６６】
また、上記実施形態では、触媒Ｏ２ストレージ量を算出する必要がないため、触媒上流側に空燃比検出精度が低い酸素センサを用いたシステム構成においても、略同様な作用効果が得られる。
【００６７】
なお、本明細書においては、空燃比センサと酸素センサとを区別しているが、それらは検出精度が相違するだけであるので、酸素センサに代えてそれより検出精度の高い空燃比センサ（これも酸素センサの一種である）を用いてもよい。したがって、前記実施形態では、触媒下流側に酸素センサ５２を配設しているが、触媒下流側に前記酸素センサ５２より検出精度の高い空燃比センサを配設した場合も原理は同じであるため、この場合も本発明を適用できることは説明するまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る内燃機関の酸素センサ診断装置の一実施形態をそれが適用されたエンジンと共に示す全体構成図。
【図２】図１に示されるコントロールユニットの内部構成の説明に供されるブロック図。
【図３】本発明の原理説明に供される図。
【図４】本発明の原理説明に供される図。
【図５】本発明の基礎となる触媒下流側酸素センサの異常判定ルーチンの従来例を示すフローチャート。
【図６】図５に示される異常判定ルーチン（触媒下流側酸素センサ正常時）の説明に供されるタイムチャート。
【図７】図５に示される異常判定ルーチン（触媒下流側酸素センサ異常時）の説明に供されるタイムチャート。
【図８】図５に示される異常判定ルーチン（触媒下流側酸素センサ正常時、空燃比に外乱あり）の説明に供されるタイムチャート。
【図９】コントロールユニットの処理内容の一例を示す機能ブロック図。
【図１０】コントロールユニットが実行する触媒下流側酸素センサの異常判定ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図１１】図１０に示される異常判定ルーチンの説明に供されるタイムチャート。
【図１２】所定時間設定用マップの説明に供される図。
【図１３】触媒Ｏ２ストレージ能力特性図。
【図１４】コントロールユニットの処理内容の他の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１５】コントロールユニットが実行する触媒下流側酸素センサの異常判定ルーチンの他の例を示すフローチャート。
【図１６】図１５に示される異常判定ルーチンの説明に供されるタイムチャート。
【符号の説明】
【００６９】
１      内燃機関の酸素センサ診断装置
１０    筒内噴射式内燃機関
１７    燃焼室
２０    吸気通路
３０    燃料噴射弁
４０    排気通路
４６    触媒
５１    空燃比センサ
５２    酸素センサ
１００  コントロールユニット
【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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