(57)【要約】【課題】触媒前後の空燃比に基づき、触媒の劣化を精度良く判別することが可能な触媒劣化検知装置を提供する。【解決手段】本発明の提供する触媒劣化検知装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気を浄化する触媒と、前記触媒の上流側および下流側に設けられ、排気中の空燃比を計測する空燃比センサと、目標空燃比に応じて前記空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記空燃比の変動に応じて、前記触媒の上流側空燃比および下流側空燃比を用いて、前記触媒の劣化状態を表す触媒モデルのパラメータを同定する同定手段と、前記同定されたパラメータに基づき、前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段と、を有する。【選択図】図６
2007292014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられ、排気を浄化する触媒と、
前記触媒の上流側および下流側に設けられ、排気中の空燃比を計測する空燃比センサと、
目標空燃比に応じて前記空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記空燃比の変動に応じて、前記触媒の上流側空燃比および下流側空燃比を用いて、前記触媒の劣化状態を表す触媒モデルのパラメータを同定する同定手段と、
前記同定されたパラメータに基づき、前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段と、
を有する、内燃機関の触媒劣化検知装置。
【請求項２】
前記同定手段が、前記パラメータの同定に用いる前記上流側空燃比および下流側空燃比のサンプリング数およびサンプリング周期を、排気流量、排気温度、触媒温度、前記目標空燃比の変化度合い、または前記空燃比の変化量のうち少なくとも１つに基づき設定する、請求項１に記載の触媒劣化検知装置。
【請求項３】
前記劣化判定手段が、前記触媒の酸素吸着量、触媒温度、または前記目標空燃比に応じてしきい値を設定し、前記パラメータと該しきい値とを比較して前記触媒の劣化を判定する、請求項１に記載の触媒劣化検知装置。
【請求項４】
前記触媒モデルが、Ｙ＝βＸで表され、
ここで、Ｘは前記上流側空燃比であり、Ｙは前記下流側空燃比である、
請求項１に記載の触媒劣化検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に備えられた触媒の劣化を検知する装置に関するものであり、特に、触媒の酸素蓄積能力に基づいた触媒劣化検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に設置されている、酸素蓄積能力（ＯＳＣ）を備える触媒の劣化検知手法として、たとえば、特許文献１には、排気の空燃比を一定の周波数で変動させたときの触媒下流側の空燃比の挙動に基づく触媒劣化検知装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、排気の空燃比をリーンからリッチへ、またはリッチからリーンへ変更したときの触媒の上流側および下流側の空燃比を計測し、触媒の下流側の空燃比の推移の時間遅れに基づき、触媒の劣化を判定する装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、各種センサ情報および正常時の触媒のＯＳＣを表すモデルを用いて現在の触媒のＯＳＣ能力を算出し、所定のＯＳＣ能力以下のものを劣化と判定する手法が開示されている。
【特許文献１】特開平７―１８９７８０号
【特許文献２】特開平７―１９０３３号
【特許文献３】特開平７―１５１００２号
【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、特許文献１の手法では、一定の周波数で排気の空燃比を変動させる必要があり、ＥＭの悪化などが懸念される。また、特許文献２の手法では、瞬時値のみで劣化の判定をしなければならず、センサの計測能力のバラツキ、エンジンの運転環境、その他の影響で検出精度が急激に悪化する場合がある。また、特許文献３の手法では、正常な触媒のＯＳＣを表すモデルの設計が非常に複雑であり、モデルの演算のために多くのセンサ情報を必要とする。
【０００６】
本発明の目的は、触媒前後の空燃比に基づき、触媒の劣化を精度良く判定することが可能な触媒劣化検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の提供する触媒劣化検知装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気を浄化する触媒と、前記触媒の上流側および下流側に設けられ、排気中の空燃比を計測する空燃比センサと、目標空燃比に応じて前記空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記空燃比の変動に応じて、前記触媒の上流側空燃比および下流側空燃比を用いて、前記触媒の劣化状態を表す触媒モデルのパラメータを同定する同定手段と、前記同定されたパラメータに基づき、前記触媒の劣化を判定する劣化判定手段と、を有する。
【０００８】
この発明により、同定が容易な劣化触媒モデルを利用して触媒の劣化を判定するので、触媒前後の空燃比に基づいて触媒の劣化を精度良く検知することができる。
【０００９】
本発明の一実施形態では、同定手段が、前記モデルのパラメータの同定に用いる前記上流側空燃比および下流側空燃比のサンプリング数およびサンプリング周期を、排気流量、排気温度、触媒温度、前記目標空燃比の変化度合い、または前記空燃比の変化量のうち少なくとも１つに基づき設定する。
【００１０】
本発明の一実施形態では、劣化判定手段が、前記触媒の酸素吸着量、触媒温度、または前記目標空燃比に応じてしきい値を設定し、前記パラメータとしきい値とを比較して前記触媒の劣化を判定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照して本発明による触媒劣化検知装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る内燃機関およびその制御装置の構成を示す概略図である。
【００１２】
ディーゼルエンジン１は、各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射して自然発火させる直噴式エンジンである。ディーゼルエンジン１は、各気筒に取り付けられた、燃焼を噴射するインジェクタ（図示せず）の燃料噴射量および噴射時期を調整することにより、出力を制御する。インジェクタは、運転状態に応じた電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）からの制御指令に基づき、最適なタイミングで燃料を噴射する。
【００１３】
ディーゼルエンジン１の排気管２内には、触媒３が設置されている。触媒３は、リーン時に排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、この吸蔵したＮＯｘをリッチ時に還元浄化するリーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）である。
【００１４】
触媒３の上流および下流には、それぞれリニア空燃比センサ（ＬＡＦ）センサ７，８が設置されている。ＬＡＦセンサ７，８は、それぞれ触媒３の上流および下流における排気ガスの空燃比に略比例する電気信号を出力する。ＬＡＦセンサの出力は、ＥＣＵ１０に送られる。
【００１５】
また、排気管２内には、2次エアーポンプ１２が設置されている。２次エアーポンプ１２は、排気管２に空気を導入して、排気ガスに空気を混合する。２次エアーポンプ１２は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づき、導入する空気量を制御する。
【００１６】
一方、ディーゼルエンジン１の吸気管１４には、インテークシャッタ１６が設置されている。インテークシャッタ１６は、ガソリンエンジンにおけるスロットル弁と同様の機構である。しかし、ディーゼルエンジンの場合、吸気量は通常一定に保たれ、燃料噴射量を調節してエンジン出力を制御する。従って、通常運転時にはインテークシャッタ１６は全開の状態である。また、インテークシャッタ１６は、排気温度を上昇させたい場合などの特定用途では、閉じ側に制御されて吸気を絞り込む。例えば、触媒３の下流に設置されているディーゼル・パティキュレート・フィルタ（図示せず）において捕集したＰＭを燃焼させる際に、排気温度を上昇させてＰＭの燃焼効率を上げるために、インテークシャッタ１６は閉じ側に制御されて吸気を絞り込む。
【００１７】
また、吸気管１４には、ターボチャージャ１８が設置されている。ターボチャージャ１８は、モータ１８ａがコンプレッサ１８ｂを回転させることにより吸気を圧縮する電動ターボチャージャである。ターボチャージャ１８は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づき、吸気の圧縮度合いを制御する。ターボチャージャ１８によって、同一の排気量でもより多くの空気を取り込めるので、燃焼効率が向上し、出力も増加する。
【００１８】
吸気管１４および排気管３の間には、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）２０が設置されている。排気ガスを再び吸気管１４に導入して吸入空気と混合させ、燃焼温度を低下させることで、窒素酸化物ＮＯｘを低減することができる。再循環させる排気ガスの量は、ＥＣＵ１０によって最適な流量が決定され、ＥＧＲバルブ２１を調節することにより制御される。ＥＧＲバルブ２１は、ＥＣＵ１０から送られる制御指令によってバルブ開度を調整し、再循環ガスの量を制御する。本実施形態では、通常運転時には、ＥＧＲバルブ２１を調整することによって、エンジンへの吸入空気量が制御される。
【００１９】
本実施形態による触媒の劣化を判定するための一連の処理は、上述のハードウェアを利用して、ＥＣＵ１０内に組み込まれたソフトウェアプログラムによって実行される。
【００２０】
ＥＣＵ１０は、車両各部から送られてくるデータを受け入れる入力インタフェース１０ａ、車両の各部の制御を行うための演算を実行するＣＰＵ１０ｂ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）および一時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するメモリ１０ｃ、および車両の各部に制御信号を送る出力インタフェース１０ｄを備えるコンピュータである。メモリ１０ｃのＲＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータが格納される。
【００２１】
本発明に従う触媒劣化検出を実施するためのプログラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータおよびテーブルは、メモリ１０ｃのＲＯＭに格納されている。このＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭのような書替え可能なＲＯＭであっても良い。ＲＡＭには、ＣＰＵ２ｂによる演算の作業領域が設けられ、車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号が一時的に記憶される。
【００２２】
次に、本発明の一実施形態による触媒劣化検知手法について説明する。
【００２３】
図２は、目標空燃比をリーンからリッチに変更したときの、触媒前後の空燃比の過渡応答を示すグラフである。グラフの縦軸はＬＡＦセンサ７，８の出力を示しており、正方向に進むほど空燃比がリーンの状態を表す。符号３１で示す線が、触媒の上流側のＬＡＦセンサの計測値であり、触媒上流側の空燃比を表す。符号３３で示す線が、触媒の下流側のＬＡＦセンサの計測値であり、触媒下流側の空燃比を表す。
【００２４】
図２を参照すると、目標空燃比をリーンからリッチへ切り替えて空燃比制御を実施すると、正常な触媒では、符号３５で示す領域のように、触媒の酸素蓄積能力（ＯＳＣ）に起因する特徴的な空燃比の差が触媒前後に現れる。触媒は、空燃比がリーンのときには触媒内に酸素を蓄積しており、空燃比が理論空燃比を超えてリッチになると、触媒内に蓄積されている酸素を放出する。触媒が酸素を放出している間は、触媒下流側の酸素量が多くなり、触媒の下流側の空燃比３３は上流側３１に比べてリーン側になる。このとき、上流側空燃比３１および下流側空燃比３３の間に領域３５のような特徴的な偏差が生じる。
【００２５】
一方、触媒が劣化している場合には、リーン時に触媒内に酸素が蓄積されないので、領域３５のような特徴は現れない。触媒下流側の空燃比は、上流側空燃比の変化に追従する。そして、触媒の劣化が進むほど、上流側空燃比および下流側空燃比の偏差が小さくなる。
【００２６】
領域３５で示すような正常触媒の特徴は、エンジンの運転環境などさまざまな要素によって挙動が決まるので、精度良くモデル化するには多くのセンサ情報を必要とし、また、モデルの設計も非常に複雑である。一方、劣化触媒の場合、下流側空燃比は上流側の変化に追従するだけなのでモデル化は容易である。
【００２７】
本実施形態では、劣化触媒のモデルを作成し、このモデルと実際の触媒前後の空燃比とを比較して、実空燃比の挙動が劣化触媒モデルに近いほど、触媒が劣化していると判定する。
【００２８】
図３は、本実施形態で用いる劣化触媒のモデルを示す図である。触媒の上流側空燃比をX、下流側空燃比をYとすると、劣化触媒モデルは、次式のように表される。  
Y＝β・X                        （１）  
ここで、βは任意の定数である。βが１に近いほど、触媒前後の空燃比は近い値をとり、触媒の劣化が進んでいることを示す。
【００２９】
本実施形態では、所定のサンプリング数およびサンプリング周期で、上流側空燃比X1〜Xnおよび下流側空燃比Y1〜Ynを計測して、これらのデータを用いて劣化触媒モデルのパラメータβを同定する。
【００３０】
本実施形態では、パラメータβの同定に最小二乗法を用いる。すなわち、（１）式で算出した劣化触媒モデルの出力と、下流側空燃比の計測値Yiとの差の二乗和Serrorが最小となるパラメータβを求める。Serrorは次式のように表される。
【数１】
2007292014.tif 000003
【００３１】
（２）式は以下のように展開できる。
【数２】
2007292014.tif 000004
ここで、
【数３】
2007292014.tif 000005
である。
【００３２】
（２）’式より、Serrorはβの二次関数であり、図４のように表される。Serrorは、パラメータβが（３）式で示すような極小点βminをとるときに、極小値Serror ＝ ｂをとる。
【数４】
2007292014.tif 000006
【００３３】
ここで、Serrorの極小点βminは、今回の同定において、劣化触媒モデルを最も良く表している最適な同定パラメータである。（３）式より、同定パラメータβminは、ＬＡＦセンサで計測した上流側空燃比X1〜Xnおよび下流側空燃比Y1〜Ynから算出することができる。
【００３４】
本実施形態では、（３）式より算出した同定パラメータβminの大きさによって触媒の劣化を判定する。触媒が劣化している場合には、触媒の下流側の空燃比は上流側のものに追従するので、βminは１に近い値をとる。触媒が正常な場合には、図２の領域３５で示したように、上流側および下流側の空燃比に大きな偏差が生じるので、βminは１から離れた大きな値をとる。
【００３５】
図５は、劣化触媒モデルの同定パラメータβminの特性を示すグラフである。グラフの横軸は、βminの同定用にＬＡＦセンサの計測値をサンプリングしたときの触媒上流側の空燃比であり、グラフの縦軸は、（３）式で算出した同定パラメータβminである。図中の菱形の点は、正常な触媒による特性を示しており、丸型の点は、劣化した触媒による特性を示している。結線されている点群は、それぞれ、リーン時に触媒に吸着している酸素量が同一のものである。
【００３６】
図５を参照すると、触媒が劣化しているときには、同定パラメータβminは、正常時に比べて１の値の方向へ集中していることがわかる。したがって、たとえば図５の直線３９のように判定用のしきい値を設定すれば、触媒が劣化している可能性のある領域を、同定パラメータβminによって切り出すことが可能である。
【００３７】
図６は、本実施形態による触媒劣化判定処理のフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ１０１において、触媒劣化判定を実行するための条件が整っているかどうかが確認される。触媒劣化判定条件は、例えば、排ガス温度または触媒温度が所定範囲内にあること、エンジンの運転状態（エンジン回転数または負荷）から推定されるNOｘ排出量が所定値以上であること、エンジン回転数、負荷、エンジン水温または吸気温度などのエンジンの運転条件が所定範囲内にあること、触媒の劣化検知要求を受けたこと、排ガス流量、触媒前後の酸素濃度、または排ガス温度から推定される触媒に吸着した酸素量が所定値以上であること、などが挙げられる。これらの項目の一部または全てを満足するときに、触媒劣化判定条件が成立する。触媒劣化判定条件が成立するときには、ステップＳ１０３に進み、触媒劣化判定が開始される。触媒劣化判定条件が成立しないときは、処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ１０３において、目標空燃比をリッチに設定して、排気の空燃比をリッチにする制御が開始される。この処理は、ポスト噴射、インテークシャッタ閉弁、またはＥＧＲ導入などを実行して排気中の燃料の割合を上げてリッチ状態にする。
【００４０】
ステップＳ１０５において、触媒上流側および下流側の空燃比が判定開始しきい値を超えたかどうかが確認される。この判定開始しきい値は、理論空燃比近傍に設定され、空燃比が判定開始しきい値より小さくなるとリッチとなる。空燃比が判定開始しきい値より小さい場合には、ステップＳ１０７に進み、判定開始しきい値より大きい場合には処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ１０７において、触媒の酸素吸着量および目標空燃比に基づいて判定しきい値が設定される。判定しきい値は、以下のような手順で設定される。
【００４２】
まず、図５の直線３９で示すように、触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じた特性をもつ正常判定用および劣化判定用のベースしきい値データがメモリ１０ｃから読み出される。
【００４３】
次に、酸素吸着量および目標空燃比に基づいて補正係数が求められる。補正係数は、目標空燃比が小さい（リッチ）ほど大きい値になるよう設定され、また、酸素吸着量が大きいほど大きい値になるように設定される。補正係数は、例えば図７に示すような目標空燃比および酸素吸着量に基づく補正係数マップを用いて求められる。
【００４４】
さらに、正常判定用および劣化判定用のベースしきい値データにそれぞれ補正係数を掛けることにより、正常判定しきい値データおよび劣化判定しきい値データが算出される。
【００４５】
ステップＳ１０９において、劣化触媒モデルの同定に用いるための、上流側空燃比および下流側空燃比のサンプリング数およびサンプリング周期が設定される。サンプリング数およびサンプリング周期は、たとえば図８（ａ）および（ｂ）に示すように、排気流量、排気または触媒の温度、目標空燃比の大きさ、または空燃比の変化量に基づくマップを利用して設定される。
【００４６】
ステップＳ１１１において、ＬＡＦセンサからのサンプリングが実施され、計測したＬＡＦセンサ出力Ｘ１〜Ｘｎ、Ｙ１〜Ｙｎを用いて、（３）式により同定パラメータβminが算出される。なお、触媒下流側のＬＡＦセンサ出力Ｙ１〜Ｙｎについては、触媒通過による時間遅れが排気流量に基づいて算出される。そして、この時間遅れを考慮して、触媒上流側のＬＡＦセンサ出力Ｘ１〜Ｘｎに対応する触媒下流側のＬＡＦセンサ出力Ｙ１〜Ｙｎが計測される。
【００４７】
ステップＳ１１３において、同定パラメータβminが正常判定しきい値より大きいかどうかが確認される。正常判定しきい値は、同定パラメータβminが算出された時点の触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じて、ステップＳ１０７で算出された正常判定しきい値データの中から選択される。同定パラメータβminが正常判定しきい値より大きいとき、ステップＳ１１５に進み触媒は正常であると判定される。同定パラメータβminが正常判定しきい値以下のとき、ステップＳ１１７に進む。
【００４８】
ステップＳ１１７において、同定パラメータβminが劣化判定しきい値より小さいかどうかが確認される。劣化判定しきい値は、同定パラメータβminが算出された時点の触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じて、ステップＳ１０７で算出された劣化判定しきい値データの中から選択される。同定パラメータβminが劣化判定しきい値より小さいとき、ステップＳ１１９に進み触媒は劣化していると判定される。同定パラメータβminが劣化判定しきい値以上の場合は、同定パラメータβminは正常触媒の領域にも劣化触媒の領域にも含まれないので、ステップＳ１２１に進み、触媒劣化判定が保留される。
【００４９】
本実施形態では、図２の符号３５で示す領域において上述の触媒劣化判別処理を行った後に、さらに第２の触媒劣化判別処理を実施することができる。図２を参照すると、正常な触媒では、排気の空燃比が目標空燃比に到達したあと（過渡領域３５の後）、空燃比が安定した状態になると、符号３７で示す領域のように、触媒上流側の空燃比３１と下流側の空燃比３３との間に一定の偏差が残る状態が一定時間継続するという特徴がある。触媒の活性度が高いほどこの偏差は大きく、長時間継続する。
【００５０】
ここで、劣化触媒モデルの同定パラメータβminについて考えると、領域３７においても、正常な触媒では偏差が大きいのでβminは１より大きな値となる。一方、触媒の劣化が進行するほど偏差が小さくなり、βminの値は１に近づく。
【００５１】
このようなβminの特徴を利用して、空燃比が過渡状態から定常状態へ移ったときに、劣化触媒モデルの同定パラメータβminに基づいて第２の触媒劣化判定を実施する。
【００５２】
図９は、本実施形態による第2の触媒劣化判定処理のフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ２０１において、第2の触媒劣化判定を実行するための条件が整っているかどうかが確認される。触媒劣化判定条件は、例えば、図６を参照して説明した過渡状態中の触媒劣化判定処理において触媒劣化判定が「保留」されていること、または現在の排気の空燃比と目標空燃比との偏差が所定範囲内にあること、が挙げられる。これらの項目の全てを満足するときに、触媒劣化判定条件が成立する。触媒劣化判定条件が成立するときには、ステップＳ２０３に進み、第2の触媒劣化判定が開始される。触媒劣化判定条件が成立しないときは、処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ２０３において、触媒の酸素吸着量および目標空燃比に基づいて判定しきい値が設定される。この判定しきい値は、過渡状態中の触媒劣化判定処理で用いたものよりも小さい値をとるように設定される。第２判定しきい値は、以下のような手順で設定される。
【００５５】
まず、触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じた特性をもつ正常判定用および劣化判定用の第２ベースしきい値データがメモリ１０ｃから読み出される。第2の触媒劣化判定を実施する段階では、空燃比は既にリッチ側で定常状態になっており、触媒上流側の空燃比と下流側の空燃比との偏差は過渡状態時よりも小さくなる。したがって、算出される同定パラメータβminも過渡状態時より１に近い値をとるようになるので、第２のベースしきい値データは、図５の直線３９で示した過渡状態時のベースしきい値データよりも小さい値に設定される。
【００５６】
次に、排気温度および目標空燃比に基づいて補正係数を求める。補正係数は、目標空燃比が小さい（リッチ）ほど大きい値になるよう設定され、また、排気温度が大きいほど大きい値になるように設定される。補正係数は、例えば図１０に示すような目標空燃比および排気温度に基づく補正係数マップを用いて求められる。
【００５７】
さらに、正常判定用および劣化判定用の第２ベースしきい値データにそれぞれ補正係数を掛けることにより、第2正常判定しきい値データおよび第2劣化判定しきい値データが算出される。
【００５８】
ステップＳ２０５において、所定のサンプリング周期およびサンプリング数で、ＬＡＦセンサからのサンプリングが実施され、計測したＬＡＦセンサ出力Ｘ１〜Ｘｎ、Ｙ１〜Ｙｎを用いて、（３）式により同定パラメータβminが算出される。なお、触媒下流側のＬＡＦセンサ出力Ｙ１〜Ｙｎについては、触媒通過による時間遅れが排気流量に基づいて算出される。そして、この時間遅れを考慮して、触媒上流側のＬＡＦセンサ出力Ｘ１〜Ｘｎに対応する触媒下流側のＬＡＦセンサ出力Ｙ１〜Ｙｎが計測される。
【００５９】
ステップＳ２０７において、安定条件が成立しているかどうかが確認される。この安定条件は、空燃比が過渡状態を通過して、図２の領域３７で示す定常状態になっているかどうかを判定する指標である。安定条件は具体的には、触媒前後差圧ΔA/Fの変動値d(ΔA/F)/dt、または、同定パラメータβminの変動値d(βmin)/dtが、０近傍の所定範囲内にある状態が一定時間経過すること、である。安定条件が成立するとき、ステップＳ２０９に進み、安定条件が成立しないとき、処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ２０９において、同定パラメータβminが第２の正常判定しきい値より大きいかどうかが確認される。第２の正常判定しきい値は、同定パラメータβminが算出された時点の触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じて、ステップＳ２０３で算出された第２正常判定しきい値データの中から選択される。同定パラメータβminが第２の正常判定しきい値より大きいとき、ステップＳ２１１に進み触媒は正常であると判定される。同定パラメータβminが第２の正常判定しきい値以下のとき、ステップＳ２１３に進む。
【００６１】
ステップＳ２１３において、同定パラメータβminが第２の劣化判定しきい値より小さいかどうかが確認される。第２の劣化判定しきい値は、同定パラメータβminが算出された時点の触媒上流側の空燃比（ＬＡＦセンサ出力）に応じて、ステップＳ２０３で算出された第２劣化判定しきい値データの中から選択される。同定パラメータβminが第２の劣化判定しきい値より小さいとき、ステップＳ２１５に進み触媒は劣化していると判定される。同定パラメータβminが第２の劣化判定しきい値以上の場合は、同定パラメータβminは正常触媒の領域にも劣化触媒の領域にも含まれないので、ステップＳ２１７に進み、触媒劣化判定が保留される。
【００６２】
以上にこの発明を具体的な実施例について説明した。しかし、この発明はこのような実施例に限定されるものでない。上述の実施形態では、ディーゼルエンジンにおける還元触媒の劣化判定について説明したが、ガソリンエンジンの三元触媒にも本発明の劣化判定手法は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る内燃機関およびその制御装置の構成を示す概略図である。
【図２】目標空燃比をリーンからリッチに変更したときの、触媒前後の空燃比の過渡応答を示すグラフである。
【図３】本実施形態で用いる劣化触媒のモデルを示す図である。
【図４】劣化触媒モデルおよび測定空燃比の誤差の二乗和Serrorと、パラメータβとの関係を示すグラフである。
【図５】劣化触媒モデルの同定パラメータβminの特性を示すグラフである。
【図６】本実施形態による触媒劣化判定処理のフローチャートである。
【図７】酸素吸着量および目標空燃比と、判定しきい値の補正係数との関係を示す図である。
【図８】排気流量、排気または触媒温度、目標空燃比、空燃比変化量と、サンプリング周期およびサンプリング点数との関係を示す図である。
【図９】本実施形態による第２の触媒劣化判定処理のフローチャートである。
【図１０】排気温度および目標空燃比と、第２の判定しきい値の補正係数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  内燃機関（エンジン）
５  触媒
７，８  ＬＡＦセンサ
１０  ＥＣＵ
【図１】
2007292014.tif 000007
【図２】
2007292014.tif 000008
【図３】
2007292014.tif 000009
【図４】
2007292014.tif 000010
【図５】
2007292014.tif 000011
【図６】
2007292014.tif 000012
【図７】
2007292014.tif 000013
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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