(57)【要約】    【課題】  排気系に設けられる空燃比センサの出力に基づいて、ＤＰＦなどの排気浄化装置の異常を判定することができる内燃機関の制御装置を提供する。    【解決手段】  ＤＰＦ６は、排気管４の断面積拡大部４ｂの下流側に配置され、断面積拡大部４ｂの直ぐ下流側に空燃比センサ７が設けられている。ＤＰＦ６に欠損部があると、上流側に配置された空燃比センサ近傍の排気流速が低下することに基づいて、異常判定を行う。フュエルカット運転が行われているときに、空燃比センサ７の出力λ１を積算することにより、積算値Ｉλを算出する（Ｓ１２，Ｓ１４）。所定時間Ｔ１が経過した時点において、積算値Ｉλが閾値ＩλＴＨ以下であるときは、ＤＰＦ６が異常であると判定する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた第１の空燃比センサと、該第１の空燃比センサの下流側に設けられた排気浄化装置とを備える内燃機関の制御装置において、
前記排気通路は所定箇所にて通路断面積が拡大する構造を有し、
前記第１の空燃比センサは前記所定箇所の直ぐ下流側に設けられており、
前記機関の排気中の酸素濃度を変動させる酸素濃度変動手段と、
該酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサが前記変動を検出するまでの遅れを示す遅れパラメータを算出する遅れパラメータ算出手段と、
前記遅れパラメータに応じて前記排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設けられた第１の空燃比センサと、該第１の空燃比センサの上流側に設けられた排気浄化装置とを備える内燃機関の制御装置において、
前記排気通路は所定箇所にて通路断面積が縮小する構造を有し、
前記第１の空燃比センサは前記所定箇所の直ぐ上流側に設けられており、
前記機関の排気中の酸素濃度を変動させる酸素濃度変動手段と、
該酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサが前記変動を検出するまでの遅れを示す遅れパラメータを算出する遅れパラメータ算出手段と、
前記遅れパラメータに応じて前記排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度変動開始時点から第１所定時間経過するまでの期間において、前記酸素濃度変動に起因する前記第１の空燃比センサ出力の変化量の積算値を前記遅れパラメータとして算出し、前記遅れパラメータが第１閾値以下であるとき、前記排気浄化装置が異常であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気通路の前記所定箇所より上流側に第２の空燃比センサを備え、
前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサ出力と、前記第２の空燃比センサ出力との差分に応じて前記遅れパラメータを算出し、
前記異常判定手段は、前記遅れパラメータが第２閾値以上であるとき、前記排気浄化装置が異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度の変動実行後に前記第２の空燃比センサ出力が限界値に達した時点から第２所定時間経過するまでの期間における前記差分の積算値を前記遅れパラメータとして算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気浄化装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタまたは排気浄化用触媒であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記酸素濃度変動手段は、前記機関への燃料供給を遮断することにより前記酸素濃度の変動を実行することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に排気系に排気浄化装置及び空燃比センサを備えた内燃機関において、排気浄化装置の異常を判定する機能を有する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル内燃機関の排気系に排気中のパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」という）を設け、パティキュレートの排出量を低減する技術は従来より広く用いられている。このＤＰＦを構成するフィルタエレメントにひび割れや孔あきといった異常が発生すると、ＤＰＦのフィルタ機能が低下し、パティキュレートの排出量が増加する。したがって、このような故障は迅速に検知する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ＤＰＦの下流側に圧力センサを設け、機関運転中における検出圧力の最大値と最小値との差、すなわち脈動振幅を求め、脈動振幅が規定範囲から外れたとき、故障が発生したと判定する手法が示されている。
【特許文献１】特開２００４−３０８４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、ＤＰＦの異常を検出するためにＤＰＦの下流側に圧力センサを設ける必要がある。内燃機関の排気系には、通常空燃比センサが設けられるので、空燃比センサを用いてＤＰＦなどの排気浄化装置の異常を検出することが望ましい。
【０００５】
本発明はこの点を考慮してなされたものであり、排気系に設けられる空燃比センサの出力に基づいて、ＤＰＦなどの排気浄化装置の異常を判定することができる内燃機関の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】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた第１の空燃比センサと、該第１の空燃比センサの下流側に設けられた排気浄化装置とを備える内燃機関の制御装置において、前記排気通路は所定箇所にて通路断面積が拡大する構造を有し、前記第１の空燃比センサは前記所定箇所の直ぐ下流側に設けられており、前記機関の排気中の酸素濃度を変動させる酸素濃度変動手段と、該酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサが前記変動を検出するまでの遅れを示す遅れパラメータを算出する遅れパラメータ算出手段と、前記遅れパラメータに応じて前記排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた第１の空燃比センサと、該第１の空燃比センサの上流側に設けられた排気浄化装置とを備える内燃機関の制御装置において、前記排気通路は所定箇所にて通路断面積が縮小する構造を有し、前記第１の空燃比センサは前記所定箇所の直ぐ上流側に設けられており、前記機関の排気中の酸素濃度を変動させる酸素濃度変動手段と、該酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサが前記変動を検出するまでの遅れを示す遅れパラメータを算出する遅れパラメータ算出手段と、前記遅れパラメータに応じて前記排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度変動開始時点から第１所定時間経過するまでの期間において、前記酸素濃度変動に起因する前記第１の空燃比センサ出力の変化量の積算値を前記遅れパラメータとして算出し、前記遅れパラメータが第１閾値以下であるとき、前記排気浄化装置が異常であると判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気通路の前記所定箇所より上流側に第２の空燃比センサを備え、前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度の変動実行後に前記第１の空燃比センサ出力と、前記第２の空燃比センサ出力との差分に応じて前記遅れパラメータを算出し、前記異常判定手段は、前記遅れパラメータが第２閾値以上であるとき、前記排気浄化装置が異常と判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、前記遅れパラメータ算出手段は、前記酸素濃度の変動実行後に前記第２の空燃比センサ出力が限界値に達した時点から第２所定時間経過するまでの期間における前記差分の積算値を前記遅れパラメータとして算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気浄化装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタまたは排気浄化用触媒であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記酸素濃度変動手段は、前記機関への燃料供給を遮断することにより前記酸素濃度の変動を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、機関の排気中の酸素濃度が変動され、該酸素濃度の変動実行後に第１の空燃比センサがその変動を検出するまでの遅れを示す遅れパラメータが算出され、遅れパラメータに応じて排気浄化装置の異常が判定される。第１の空燃比センサは、通路断面積が拡大する所定箇所の直ぐ下流側に設けられ、排気浄化装置はその下流側に設けられているので、排気浄化装置に欠損部（例えばひび割れ、溶損による孔）があると、第１の空燃比センサの近傍を通過する排気の流速が低下する。そのため、酸素濃度変動を実行後にその変動が第１の空燃比センサに検出されるまでの遅れ時間が長くなる。したがって、上記遅れパラメータにより、排気浄化装置の異常を判定することができる。その結果、異常判定のための特別なセンサを設けることなく、排気浄化装置の異常判定を行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、排気通路は所定箇所にて通路断面積が縮小する構造を有し、第１の空燃比センサは所定箇所の直ぐ上流側に設けられ、排気浄化装置は、さらにその上流側に設けられる。このような構成において、排気浄化装置に欠損部があると、第１の空燃比センサの近傍を通過する排気の流速が低下するので、請求項１に記載の発明と同様に遅れパラメータを用いることにより、排気浄化装置の異常を判定することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、酸素濃度変動開始時点から第１所定時間経過するまでの期間において、酸素濃度変動に起因する第１の空燃比センサ出力の変化量の積算値が遅れパラメータとして算出され、遅れパラメータが第１閾値以下であるとき、排気浄化装置が異常であると判定される。第１の空燃比センサの近傍を通過する排気流速が低下するほど、上記遅れ時間が長くなり、第１所定時間内に得られる変化量の積算値、すなわち遅れパラメータはより小さな値となる。したがって、遅れパラメータが第１閾値以下であるときに排気浄化装置が異常であると判定することができる。すなわち請求項３の発明では、遅れパラメータが減少することは、検出遅れが増加することを示し、遅れパラメータが第１閾値以下であることは、遅れパラメータにより示される検出遅れ量が検出遅れ量閾値より大きいことを示す。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、排気通路の所定箇所より上流側に第２の空燃比センサが設けられており、酸素濃度の変動実行後に第１の空燃比センサ出力と、第２の空燃比センサ出力との差分に応じて遅れパラメータが算出され、遅れパラメータが第２閾値以上であるとき、排気浄化装置が異常と判定される。第２の空燃比センサは所定箇所より上流側に設けられているため、排気浄化装置に欠損部があっても、酸素濃度変動の検出遅れは発生しない。したがって、第１の空燃比センサ出力と、第２の空燃比センサ出力との差分は、排気浄化装置に欠損部があると増加する。したがって、この差分に応じて遅れパラメータを算出し、遅れパラメータが第２閾値以上であるとき、排気浄化装置が異常である判定することができる。すなわち請求項４の発明では、遅れパラメータが増加することが、検出遅れが増加すること示し、遅れパラメータが第２閾値以上であることは、遅れパラメータにより示される検出遅れ量が検出遅れ量閾値より大きいことを示す。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、酸素濃度の変動実行後に第２の空燃比センサ出力が限界値に達した時点から第２所定時間経過するまでの期間における差分の積算値が遅れパラメータとして算出される。２つの空燃比センサ出力差分を積算して得られる遅れパラメータを用いることにより、２つの空燃比センサ出力の差を確実に検出し、正確な判定を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、排気系に設けられたディーゼルパティキュレートフィルタまたは排気浄化用触媒の異常を検出することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、機関への燃料供給を遮断することにより酸素濃度の変動が実行される。燃料供給を遮断することにより、酸素濃度が大きく変動するので、異常検出の精度を高めることができる。また燃料供給の遮断は、通常の機関の運転中に実行されるので、機関の運転性に影響を与えることなく、異常判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下「エンジン」という）１は例えば４気筒を有し、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射するディーゼルエンジンである。エンジン１の各気筒には、燃料噴射弁２が設けられている。燃料噴射弁２は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３に電気的に接続されており、燃料噴射弁２の開弁時間及び開弁時期は、すなわち燃料噴射時間及び燃料噴射時期はＥＣＵ３により制御される。
【００２１】
エンジン１の排気通路４は、所定箇所４ａ，４ｂでその通路断面積が拡大する構造を有し（第１の断面積拡大部４ａ及び第２の断面積拡大部４ｂを有し）、第２の断面積拡大部４ｂの直ぐ下流側には、第１の空燃比センサ７が設けられている。第１の空燃比センサ７は、排気中の酸素濃度を検出することにより、燃焼室内で着火する前の混合気の空燃比を検出する。なお、本実施形態では、第１の空燃比センサ７は、空燃比ではなく空気過剰率λ１を示す信号を出力し、ＥＣＵ３に供給する。第１の空燃比センサ７は、排気通路４の周縁部において酸素濃度を検出する必要があるため、排気通路４の周縁部に取り付けられる。
【００２２】
空燃比センサ７の下流側にはＤＰＦ６が設けられている。ＤＰＦ６は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素（Ｃ）を主成分とするパティキュレートであるスート（ｓｏｏｔ）を、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックスや金属多孔体が使用される。
【００２３】
排気通路４の断面積拡大部４ａ、４ｂの間には、触媒コンバータ５が設けられている。触媒コンバータ５は、排気中に含まれる炭化水素及び一酸化炭素の酸化を促進するための酸化触媒を内蔵する。なお、触媒コンバータ５は、ＮＯｘを吸着するＮＯｘ吸着剤及びＮＯｘの還元作用が付加されたものであってもよい。
【００２４】
排気通路４の第１の断面積拡大部４ａの上流側には、第１の空燃比センサ７と同様の機能を有する第２の空燃比センサ８が設けられている。第２の空燃比センサ８は空気過剰率λ２を示す信号を出力し、ＥＣＵ３に供給する。
【００２５】
ＥＣＵ３には、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ、吸気温を検出する吸気温センサなど（図示せず）が接続されており、それらのセンサの検出信号が供給される。
【００２６】
ＥＣＵ３は、上記センサ及び図示しない他のセンサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁２に駆動信号を供給する出力回路から構成される。
【００２７】
ＥＣＵ３は、上記センサにより検出されるエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁２による燃料噴射時間及び燃料噴射時期を決定し、燃料噴射弁２の作動制御を行う。ＥＣＵ３は、さらにＤＰＦ６の異常、特にひび割れや孔あき（欠損部）の有無を、空燃比センサ６の出力に基づいて判定する。
【００２８】
図２は、ＤＰＦ６の異常判定手法の原理を説明するための図である。同図（ａ）に示すように、通路２１及びその下流側に接続された通路２２の通路断面積が同一である場合には、通路２２内を流れる流体の流速分布は、通路２１内の流速分布と同一である。同図（ｂ）に示すように、通路２２より通路断面積が大きい通路２２ａが接続されている場合には、通路２２ａ内の流速分布は、通路２１とは異なり、通路の周縁部の流速が低下する。ところが、通路２２ａと同一の通路断面積を有し、流れに対して抵抗となる抵抗体２３を備える通路２２ｂが接続されている場合には、通路の中心部と周縁部の流速が平均化され、周縁部の流速が相対的に増加する。
【００２９】
したがって、図２（ｃ）に示すように抵抗体２３がある状態が、ＤＰＦ６が正常な状態であるとすると、ＤＰＦ６に欠損部がある状態では、周縁部の排気流速が低下する。本実施形態では、この排気流速の低下を空燃比センサにより検出することにより、ＤＰＦ６の異常判定を行う。
【００３０】
図３（ａ）は、ＤＰＦ６が正常である場合の排気流速の分布を示し、同図（ｂ）は、ＤＰＦ６に欠損部１０がある場合の流速分布を示す。このように、欠損部１０がある場合には、第２の断面積拡大部４ｂの下流側の通路周縁部、すなわち第１の空燃比センサ７が取り付けられている位置近傍の流速が低下するので、この流速の低下を検出することにより、ＤＰＦ６の異常判定が行われる。
【００３１】
図４は、空燃比センサ７，８により検出される空気過剰率λ１，λ２の推移を示すタイムチャートである。この図には、時刻ｔ１〜ｔ２の間、エンジン１への燃料供給を遮断するフュエルカット運転を行った例が示されており、破線が第１の空燃比センサ７により検出される空気過剰率λ１に対応し、実線が第２の空燃比センサ８により検出される空気過剰率λ２に対応する。また同図（ａ）は、ＤＰＦ６が正常である例に対応し、同図（ｂ）は、ＤＰＦ６に欠損部がある例に対応する。
【００３２】
図４（ａ）に示す例では、触媒コンバータ５の影響による第１の空燃比センサ７の検出遅れがあるが、その点を除くと第１の空燃比センサ７の検出遅れはほとんどない。これに対し同図（ｂ）に示す例では、第１の空燃比センサ７により検出される空気過剰率λ１の変化が遅れていることが判る。したがって、図４（ａ）及び（ｂ）に示された空気過剰率λ１の変化特性の違いを検出することにより、ＤＰＦ６の異常判定を行うことができる。
【００３３】
図５は、上述した手法によるＤＰＦ異常判定処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ３のＣＰＵで所定時間（例えば１００ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１１では、第１の空燃比センサにより検出される空気過剰率λ１を読み込む。ステップＳ１２では、フュエルカット運転中であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、出力積算値Ｉλを「０」に設定し（ステップＳ１３）、本処理を終了する。出力積算値Ｉλは、空気過剰率λ１の積算値であり、ステップＳ１４で算出される。
【００３４】
フュエルカット運転中であるときは、ステップＳ１２からＳ１４に進み、下記式（１）により、出力積算値Ｉλを算出する。式（１）の右辺のＩλは前回算出値である。
Ｉλ＝Ｉλ＋λ１                                        （１）
【００３５】
ステップＳ１５では、フュエルカット運転の開始時点から第１所定時間Ｔ１（例えば３〜５秒）が経過したか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、直ちに本処理を終了する。所定時間Ｔ１が経過したときは、出力積算値Ｉλが第１閾値ＩλＴＨ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。
【００３６】
ステップＳ１６の答が否定（ＮＯ）、すなわち出力積算値Ｉλが第１閾値ＩλＴＨより大きいときは、第１の空燃比センサ出力の検出遅れが小さいので、ＤＰＦ６は正常と判定する（ステップＳ１８）。一方、ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち出力積算値Ｉλが第１閾値ＩλＴＨ以下であるときは、第１の空燃比センサ出力の検出遅れが大きいので、ＤＰＦ６は異常と判定する（ステップＳ１７）。
図５に示す処理では、出力積算値Ｉλが遅れパラメータに相当する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、ＤＰＦ６が正常であるときは、空気過剰率λ１は時刻ｔ３頃から急激に増加するのに対し、ＤＰＦ６に異常があるときは、同図（ｂ）に示すように、空気過剰率λ１はフュエルカット運転開始後、緩やかに増加する。したがって、第１所定時間Ｔ１を上記したように例えば３〜５秒に設定することにより、ＤＰＦ６の異常を検出することができる。
【００３８】
図６は、図５に示す処理の変形例のフローチャートである。この処理では、第１の空燃比センサ６により検出される空気過剰率λ１だけでなく、第２の空燃比センサ７により検出される空気過剰率λ２を用いて、異常判定が行われる。
【００３９】
ステップＳ２１では、第１及び第２の空燃比センサ６，７の出力λ１及びλ２を読み込む。ステップＳ２２では、フュエルカット運転中であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、差分積算値ＩＤλを「０」に設定し（ステップＳ２４）、本処理を終了する。差分積算値ＩＤλは、空気過剰率λ１とλ２の差分Δλ（＝λ２−λ１）の積算値であり、ステップＳ２６で算出される。
【００４０】
ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちフュエルカット運転中であるときは、空気過剰率λ２が最大値λＭＡＸに達したか否かを判別する（ステップＳ２３）。その答が否定（ＮＯ）であるときは、前記ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちλ２≧λＭＡＸであるときは、空気過剰率λ２とλ１の差分Δλ算出し（ステップＳ２５）、さらに下記式（２）により、差分Δλを積算することにより、差分積算値ＩＤλを算出する。
ＩＤλ＝ＩＤλ＋Δλ                                      （２）
【００４１】
ステップＳ２７では、空気過剰率λ２が最大値λＭＡＸに達した時点（図４，ｔ４）から第２所定時間Ｔ２（例えば３〜５秒）が経過したか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、直ちに本処理を終了する。第２所定時間Ｔ２が経過したときは、差分積算値ＤＩλが第２閾値ＩＤＴＨ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２８）。
【００４２】
ステップＳ２８の答が否定（ＮＯ）、すなわち差分積算値ＩＤλが第Ｄ閾値ＩＤＴＨより小さいときは、第１の空燃比センサ出力の検出遅れが小さいので、ＤＰＦ６は正常と判定する（ステップＳ３０）。一方、ステップＳ２８の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち差分積算値ＩＤλが第２閾値ＩＤＴＨ以上であるときは、第１の空燃比センサ出力の検出遅れが大きいので、ＤＰＦ６は異常と判定する（ステップＳ２９）。
図６の処理では、差分積算値ＩＤλが遅れパラメータに相当する。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、ＤＰＦ６が正常であるときは、空気過剰率λ１は時刻ｔ３頃から急激に増加するため、差分Δλは時刻ｔ３直後に「０」となるのに対し、ＤＰＦ６に異常があるときは、同図（ｂ）に示すように、空気過剰率λ１はフュエルカット運転開始後、緩やかに増加するため、差分Δλは時刻ｔ４近傍で最大となり、その後徐々に減少する。したがって、第２所定時間Ｔ２を上記したように例えば３〜５秒に設定することにより、ＤＰＦ６の異常を検出することができる。
【００４４】
なお、図５に示す処理では、第１の空燃比センサから出力される空気過剰率λ１をそのまま積算することにより、出力積算値Ｉλを算出し、これを遅れパラメータとして使用している。例えば第１の空燃比センサにより検出される酸素濃度から当量比または燃空比のように、空燃比の増加に伴って減少する空燃比パラメータＦＡＲを算出し、この空燃比パラメータＦＡＲを異常判定に使用する場合には、フュエルカットの開始によって空燃比パラメータＦＡＲは急激に減少する。したがって、そのような場合には、フュエルカット開始時点（図４，時刻ｔ１）におけるパラメータ値ＦＡＲ１からの変化量ＤＦＡＲ（＝ＦＡＲ１−ＦＡＲ）を算出し、この変化量ＤＦＡＲを積算することにより得られる積算値ＩＤＦＡＲを遅れパラメータとして使用する。
【００４５】
また、空気過剰率に代えて、空燃比または酸素濃度を空燃比パラメータＡＦＲとして使用する場合してもよい。そのように、空燃比に比例して増加する空燃比パラメータＡＦＲを用いる場合には、フュエルカット開始時点（図４，時刻ｔ１）におけるパラメータ値ＡＦＲ１からの変化量ＤＡＦＲ（＝ＡＦＲ−ＡＦＲ１）を算出し、この変化量ＤＡＦＲを積算することにより得られる積算値ＩＤＡＦＲを遅れパラメータとして使用するようにしてもよい。
【００４６】
本実施形態では、ＥＣＵ３によるフュエルカット運転の実行が酸素濃度変動手段に相当し、図５のステップＳ１４，Ｓ１５または図６のステップＳ２５〜Ｓ２７が遅れパラメータ算出手段に相当し、図５のステップＳ１６，Ｓ１７または図６のステップＳ２８，Ｓ２９が異常判定手段に相当する。
【００４７】
［第２の実施形態］
図７に示すように、排気通路４の通路断面積が縮小する所定箇所（断面積縮小部）４ｃの上流側においても、図３と同様の排気の流速分布となることが確認されている。したがって、第１の空燃比センサ７が断面積縮小部４ｃの直ぐ上流側に配置され、ＤＰＦ６が第１の空燃比センサ７の上流側に配置されている場合にも、第１の実施形態と同様の手法により、ＤＰＦ６の異常判定を行うことができる。
【００４８】
［その他の実施形態］
上述した実施形態では、ＤＰＦ６の上流側に触媒コンバータ５が設けられている例を示したが、触媒コンバータ５が無い場合にも同様の手法で異常判定を行うことができる。また、図１に示した構成で第１の空燃比センサ７を、第１の断面積拡大部４ａの直ぐ下流側に配置して、触媒コンバータ５の異常判定を行うようにしてもよい。
【００４９】
また、図８に示すように、フュエルカット運転開始時刻ｔ１から第１の空燃比センサにより検出される空気過剰率λ１が所定閾値λＴＨに達する時刻ｔ６までの時間ＴＤＬＹ１を計測し、これを遅れパラメータとして使用してもよい。あるいは、第２の空燃比センサにより検出される空気過剰率λ２が所定閾値λＴＨに達した時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間ＴＤＬＹ２を計測し、これを遅れパラメータとして使用してもよい。
【００５０】
また排気中の酸素濃度の変動は、フュエルカットによるものに限らず、燃料を供給しつつ、空燃比をリーン方向またはリッチ方向へ変更すること、排気系に直接空気または酸素を供給することなどにより行ってもよい。
【００５１】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの排気系に設けられる排気浄化装置の異常判定にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の異常判定手法の原理を説明するための図である。
【図３】図１に示す排気通路内の排気流速分布を示す図である。
【図４】空燃比センサにより検出される空気過剰率（λ）の推移を示すタイムチャートである。
【図５】異常判定処理のフローチャートである。
【図６】図５に示す処理の変形例にかかる異常判定処理のフローチャートである。
【図７】排気通路の断面積が縮小する箇所における排気流速分布を示す図である。
【図８】空燃比センサ出力の検出遅れ時間（ＴＤＬＹ１，ＴＤＬＹ２）を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  内燃機関
３  電子制御ユニット（酸素濃度変動手段、遅れパラメータ算出手段、異常判定手段）
４  排気通路
４ａ，４ｂ  断面積拡大部
４ｃ  断面積縮小部
５  触媒コンバータ
６  ＤＰＦ
７  第１の空燃比センサ
８  第２の空燃比センサ
【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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