(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒の酸素吸蔵能力の推定精度を一層高める。【解決手段】内燃機関の排気通路に装着される排気ガス浄化用の触媒の上流及び下流に設けられた空燃比センサの出力を参照し、上流側センサ出力が変動してから下流側センサ出力が変動するまでの間の経過時間を計測することを通じて、触媒に吸蔵された酸素量の推算を行うダイアグノーシスにおいて、触媒の上流における実際のガスの空燃比Ｌ１の変動が上流側センサ出力Ｌ３の変動をもたらすまでの応答遅れＴDを求め、当該応答遅れＴDの多寡に応じた補正を加味した上で、触媒に吸蔵された酸素量を推算することとした。【選択図】図４
2012026306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に装着される排気ガス浄化用の触媒の上流及び下流に設けられた空燃比センサの出力を参照し、上流側センサ出力が変動してから下流側センサ出力が変動するまでの間の経過時間を計測することを通じて、触媒に吸蔵された酸素量の推算を行うダイアグノーシスを実施するものにおいて、
触媒の上流における実際のガスの空燃比の変動が前記上流側センサ出力の変動をもたらすまでの応答遅れを求め、当該応答遅れの多寡に応じた補正を加味した上で、前記触媒に吸蔵された酸素量を推算することを特徴とする内燃機関のダイアグノーシス制御方法。
【請求項２】
前記触媒に吸蔵された酸素量の推算を行う直前に前記応答遅れを求める請求項１記載の内燃機関のダイアグノーシス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを浄化する触媒の異常判定を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の排気通路には、排気ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯを酸化、ＮＯxを還元して無害化する三元触媒が装着されている。
【０００３】
触媒の酸素吸蔵能力（ＯＳＣ：Ｏ2  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）は、経年劣化により減退する。触媒による排気ガスの浄化率は、触媒内に吸着できる酸素量に依存する。触媒の劣化が進行すると、排気ガスに含まれる有害物質の量も増大する。一方で、触媒の劣化は、車両自体の運転性能にはほとんど影響を与えない。それ故、異常な排出ガス車が長期間、無意識に使用され続けるおそれがある。
【０００４】
そのような事象に対処するべく、近時では、触媒の経年劣化の度合いを自己診断するダイアグノーシス機能を車両に実装することが通例となっている（例えば、下記特許文献を参照）。既に知られている通り、触媒から酸素を完全に放出した状況の下で、触媒に流入するガスの空燃比を強制的にリーンに操作し、触媒上流の空燃比センサの出力信号がリーンに切り替わってから触媒下流の空燃比センサの出力信号がリーンに切り替わるまでの間の経過時間を計測することにより、現在触媒に吸蔵している酸素量を推算することができる。下流側センサ出力がリーンに反転した瞬間の酸素吸蔵量が、当該触媒の最大酸素吸蔵能力となる。
【０００５】
また、触媒に酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵した状況の下で、触媒に流入するガスの空燃比を強制的にリッチに操作し、上流側センサ出力がリーンに切り替わってから下流側センサ出力がリッチに切り替わるまでの間の経過時間を計測することにより、触媒が放出した酸素の量、即ち酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵した状態を基準とした酸素吸蔵量を推算することができる。下流側センサ出力がリッチに反転した瞬間の酸素吸蔵量が、当該触媒の最大酸素放出能力、換言すれば最大酸素吸蔵能力ということになる。
【０００６】
燃焼直後の、そして未浄化の排気ガスにさらされる触媒上流の空燃比センサは、高温に加熱され、またカーボンデポジット等の汚れが付着するために、応答性が徐々に衰えてゆく。上流側センサ出力の応答遅れは、計測される経過時間を短縮化し、触媒の酸素吸蔵能力の過小評価を招く。しかも、触媒の酸素吸蔵能力は逓減することから、上流側センサ出力の応答遅れが酸素吸蔵能力の推算値に与える影響（応答遅れの計測時間に対する比）は次第に大きくなる一方である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−１３３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題に初めて着目してなされたものであり、触媒の酸素吸蔵能力の推定精度を一層高めることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、内燃機関の排気通路に装着される排気ガス浄化用の触媒の上流及び下流に設けられた空燃比センサの出力を参照し、上流側センサ出力が変動してから下流側センサ出力が変動するまでの間の経過時間を計測することを通じて、触媒に吸蔵された酸素量の推定を行うダイアグノーシスを実施する制御方法において、触媒の上流における実際のガスの空燃比の変動が前記上流側センサ出力の変動をもたらすまでの応答遅れを求め、当該応答遅れの多寡に応じた補正を加味した上で、前記触媒に吸蔵された酸素量を推定することとした。
【００１０】
前記応答遅れは、前記触媒に吸蔵された酸素量の推定を行う直前に求めることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、触媒の酸素吸蔵能力の推定精度を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における触媒異常判定装置の構成要素を説明する図。
【図２】同触媒異常判定装置のハードウェア資源構成を示す図。
【図３】ダイアグノーシスのためのアクティブ制御の内容を説明するタイミングチャート。
【図４】上流側空燃比センサの応答性の劣化の模様を示すタイミングチャート。
【図５】同触媒異常判定装置が実行する処理の手順例を示すフローチャート。
【図６】同触媒異常判定装置が実行する処理の手順例を示すフローチャート。
【図７】同触媒異常判定装置が実行する処理の手順例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態における触媒異常判定装置１は、内燃機関２で燃料を燃焼させることにより発生する有害物質ＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを無害化する触媒３の経年劣化の度合いを診断するものであって、図１に示すように、触媒３の上流側における空燃比または酸素濃度に応じた出力信号を出力する第一の空燃比センサ１１と、触媒３の下流側における空燃比または酸素濃度に応じた出力信号を出力する第二の空燃比センサ１２と、両空燃比センサ１１、１２の出力信号を参照して触媒３及び第二の空燃比センサ１２の異常判定を行う判定部１３とを具備する。
【００１４】
図２に、ハードウェア構成の概要を示す。内燃機関２は、車両に搭載される多気筒の燃料噴射式エンジンである。内燃機関２で生成された燃焼ガスは、排気ポートから排気マニホルド４１、排気管４２及び触媒３を通じて大気中に排出される。第一の空燃比センサ１１、第二の空燃比センサ１２はそれぞれ、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアＡ／Ｆセンサであってもよく、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するＯ2センサであってもよいが、典型的には、第一の空燃比センサ１１がリニアＡ／Ｆセンサ、第二の空燃比センサ１２がＯ2センサである。
【００１５】
第一の空燃比センサ１１及び第二の空燃比センサ１２は、吸気負圧センサ、エンジン回転数センサ、車速センサ、冷却水温センサ、カムポジションセンサ、スロットルセンサ等の各種センサ（図示せず）とともに、電子制御装置（ＥＣＵ）５に電気的に接続している。電子制御装置５は、プロセッサ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３、Ｉ／Ｏインタフェース５４等を包有するマイクロコンピュータシステムである。Ｉ／Ｏインタフェース５４は、各種センサの出力信号の受信や制御信号の送信を担うもので、Ａ／Ｄ変換回路及び／またはＤ／Ａ変換回路を含む。プロセッサ５１が実行するべきプログラムはＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３に格納されており、その実行の際にＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３からＲＡＭ５２へ読み込まれ、プロセッサ５１によって解読される。電子制御装置５は、プログラムに従い、判定部１３としての機能を発揮する。
【００１６】
電子制御装置５は、第一の空燃比センサ１１、第二の空燃比センサ１２やその他のセンサから出力される信号を、Ｉ／Ｏインタフェース５４を介して受信する。そして、要求される燃料噴射量を算出し、この要求燃料噴射量に対応した制御信号をＩ／Ｏインタフェース５４を介して燃料噴射弁２１に入力、内燃機関２の燃料噴射を制御する。要求燃料噴射量は、吸気管内負圧及びエンジン回転数等を参照して基本噴射量を求め、その基本噴射量に、エンジン冷却水温等の環境条件に応じた環境補正、並びに空燃比フィードバック制御による補正を加えて、最終的に決定する。
【００１７】
その上で、判定部１３たる電子制御装置５は、触媒３の最大酸素吸蔵能力を推算するとともに、推算した最大酸素吸蔵能力値を劣化判定値と比較して、触媒３が正常であるか異常であるかを判定する。
【００１８】
触媒３の酸素吸蔵能力は、既知の任意の手法を採用して推算することができる。ここでは、その一典型例を示す。内燃機関２の気筒に空燃比リーンの混合気を供給して触媒３の酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵している状態から、気筒に供給する混合気を意図的に空燃比リッチに操作する。すると、第一の空燃比センサ１１の出力信号は即座に空燃比リッチを示す。これに対し、第二の空燃比センサ１２の出力信号は、第一の空燃比センサ１１の出力信号に遅れて空燃比リッチを示す。第一の空燃比センサ１１の出力信号が空燃比リッチを示してから（または、混合気を空燃比リッチに操作してから）第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リッチを示すまでの間、触媒３に吸蔵していた酸素が放出されて酸素の不足が補われるためである。
【００１９】
第一の空燃比センサ１１の出力信号が空燃比リッチを示してから、第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リッチを示すまでの間に経過した時間をＴRとおき、このＴRの間に供給した燃料の総重量をＧF、理論空燃比とリッチ時の空燃比との差分をΔＡ／ＦRとおくと、ＴRの間に触媒３中で不足した酸素量は、
（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）
となる。αは、空気中に占める酸素の重量割合（≒０．２３）である。
【００２０】
上式は、ＴRの時点までに触媒３が放出した酸素の量を表している。供給した燃料の総重量ＧFは、電子制御装置５において演算することができる。即ち、一回の燃料噴射機会における燃料噴射量は、空燃比を理論空燃比よりもリッチな（１４．６よりも小さい）所定値とするために必要な量であり、その噴射量に単位時間当たりの膨張行程回数（エンジン回転数に比例）を乗じれば、単位時間当たりの燃料供給量となる。そして、単位時間当たりの燃料供給量に経過時間ＴRを乗じれば、供給した燃料の総重量ＧFとなる。要するに、第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リッチを示した時点での経過時間ＴRに基づいて、触媒３の最大酸素放出能力を算出することが可能である。この最大酸素放出能力は、最大酸素吸蔵能力と同義である。
【００２１】
あるいは、内燃機関２の気筒に空燃比リッチの混合気を供給して触媒３に酸素を全く吸蔵していない状態から、気筒に供給する混合気を意図的に空燃比リーンに操作する。すると、第一の空燃比センサ１１の出力信号は即座に空燃比リーンを示す。これに対し、第二の空燃比センサ１２の出力信号は、第一の空燃比センサ１１の出力信号に遅れて空燃比リーンを示す。第一の空燃比センサ１１の出力信号が空燃比リーンを示してから（または、混合気を空燃比リーンに操作してから）第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リーンを示すまでの間、過剰な酸素が触媒３に吸着するためである。
【００２２】
第一の空燃比センサ１１の出力信号が空燃比リーンを示してから、第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リーンを示すまでの間に経過した時間をＴLとおき、このＴLの間に供給した燃料の総重量をＧF、リーン時の空燃比と理論空燃比との差分をΔＡ／ＦLとおくと、ＴLの間に触媒３中で過剰となった酸素量は、
（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）
となる。
【００２３】
上式は、ＴLの時点で触媒３が吸蔵している酸素の量を表している。供給した燃料の総重量ＧFはやはり、電子制御装置５において演算することができる。即ち、一回の燃料噴射機会における燃料噴射量は、空燃比を理論空燃比よりもリーンな（１４．６よりも大きい）所定値とするために必要な量であり、その噴射量に単位時間当たりの膨張行程回数を乗じれば単位時間当たりの燃料供給量となる。そして、単位時間当たりの燃料供給量に経過時間ＴLを乗じれば、供給した燃料の総重量ＧFとなる。要するに、第二の空燃比センサ１２の出力信号が空燃比リーンを示した時点での経過時間ＴLに基づいて、触媒３の最大酸素吸蔵能力を算出することが可能である。
【００２４】
実際には、アイドリング状態、定常運転状態、その他特定の運転状態にあるときに、理論空燃比へのフィードバック制御を一時停止し、混合気の空燃比を意図的に振動させる「アクティブ制御」に移行してダイアグノーシスを実施する。
【００２５】
図３に示しているように、アクティブ制御では、第二の空燃比センサ１２の出力電圧が所定のリッチ判定値に到達した、即ち第二空燃比センサ１２の出力がリーンからリッチへと切り替わったタイミングで、制御目標空燃比をリーン側の所定空燃比に設定し、第一の空燃比センサ１１の出力電圧が当該制御目標に対応した値をとるように燃料噴射量を補正する。これにより、触媒３に流入するガスの空燃比を強制的にリーン化する。そして、第一の空燃比センサ１１の出力電圧が前記制御目標に対応した値に到達してから、第二の空燃比センサ１２の出力電圧が所定のリーン判定値に到達するまでの間の経過時間ＴL、即ち第二の空燃比センサ１２の出力が再度リーンへと切り替わるまでの経過時間ＴLを計測する。リッチ判定値とリーン判定値とは、相異なる値であってもよく、同一の値であってもよい。
【００２６】
並びに、第二の空燃比センサ１２の出力がリッチからリーンへと切り替わったタイミングで、制御目標空燃比をリッチ側の所定空燃比に設定し、第一の空燃比センサ１１の出力電圧が当該制御目標に対応した値をとるように燃料噴射量を補正する。これにより、触媒３に流入するガスの空燃比を強制的にリッチ化する。そして、第一の空燃比センサ１１の出力電圧が前記制御目標に対応した値に到達してから、第二の空燃比センサ１２の出力電圧が所定のリーン判定値に到達するまでの間の経過時間ＴR、即ち第二の空燃比センサ１２の出力が再度リッチへと切り替わるまでの経過時間ＴRを計測する。
【００２７】
しかして、酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵していた触媒３がその酸素の全てを放出するのに要した時間ＴR、及び、酸素を吸蔵していない触媒３が酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵するのに要した時間ＴLをそれぞれ一回以上計測し、計測したＴR、ＴLを基に最大酸素吸蔵能力（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）、（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）を算出して、それらの平均値を求める。
【００２８】
上記の最大酸素吸蔵能力の平均値を劣化判定値と比較し、その値が劣化判定値を下回っているならば、触媒３が異常である旨の情報をＲＡＭ５２またはフラッシュメモリ５３に書き込み記録するとともに、運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で報知して触媒３の交換を促す。報知は、例えば、電子制御装置５がＩ／Ｏインタフェース５４を介して電気信号を出力し、コックピット内で発光デバイスを点灯または点滅させることにより行う。
【００２９】
このような触媒３の酸素吸蔵能力の推定に際して、本実施形態では、触媒３の上流における実際のガスの空燃比の変動が、第一の空燃比センサ１１の出力信号の変動をもたらすまでの応答遅れを求めた上、その応答遅れの多寡に応じた補正を最大酸素吸蔵能力の推算値（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）、（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）に加味することとしている。
【００３０】
燃焼直後、そして未浄化の排気ガスにさらされる第一の空燃比センサ１１は、高温加熱されたり、カーボンデポジット等の汚れが付着してガスとの接触面積が縮小したりすることで、その応答性が徐々に衰えてゆく。図４に、第一の空燃比センサ１１の応答性の劣化の模様を例示する。図４中、触媒３の上流における実際のガスの空燃比を一点鎖線Ｌ１にて示し、応答性の劣化してない空燃比センサ１１の出力を破線Ｌ２にて示し、応答性の劣化した空燃比センサ１１の出力を実線Ｌ３にて示している。応答性の劣化した空燃比センサ１１の出力Ｌ３の変動は、実際のガスの空燃比の変動Ｌ１に対して大きく遅れる。この応答の遅延は、計測時間ＴR、ＴLを短縮化し、触媒３の酸素吸蔵能力を実態よりも小さく見積もらせてしまう。
【００３１】
本実施形態では、触媒３の酸素吸蔵能力の推定を行う前準備として、第一の空燃比センサ１１の応答遅れの計測を行う。図４に示しているように、応答遅れの計測では、制御目標空燃比をリーン側の所定値とリッチ側の所定値との間で反転させたときの第一の空燃比センサ１１の出力信号Ｌ３の時系列を測定し、これを応答性の劣化していない空燃比センサ１１が出力するであろう理想的な出力信号Ｌ２と比較して、双方の時間差ＴDを求める。理想的な出力信号Ｌ２の時系列データは、例えば、新品のリニアＡ／Ｆセンサのカタログスペックの中央値（新品のセンサ個体毎の入出力特性のばらつきの中央値、新品のセンサの平均的な特性）であって、予め電子制御装置５のＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３に格納されている。この時間差ＴDが、第一の空燃比センサ１１の応答遅れとなる。さらに、制御目標空燃比の反転を所定周期で繰り返し、時間差ＴDを複数回計測してそれらの平均値を求めてもよい。
【００３２】
最大酸素吸蔵能力の推算値（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）、（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）は、第一の空燃比センサ１１の応答遅れの存在を無視して算出されている。そこで、第一の空燃比センサ１１の応答遅れを示すＴD（の平均値）を用いて、推算値（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）、（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）を補正し、触媒３の真の酸素吸蔵能力の値を得る。
【００３３】
触媒３に流れ込むガスの空燃比を強制的にリッチ化するアクティブ制御期間にあって、触媒３の上流における実際のガスの空燃比がリッチ側の所定空燃比に達してから、第一の空燃比センサ１１の出力がリッチ側の所定空燃比を示すまでの応答遅れＴDの間に供給した燃料の総重量をＧF’とおくと、応答遅れＴDの間に触媒３から放出される酸素量は、
（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’）
となる。エンジン回転数が一定であれば、供給した燃料の総重量ＧFは応答遅れＴDに比例する。よって、補正量（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’）もまた、応答遅れＴDに比例する。応答遅れＴDの多寡に応じた補正を加味した触媒３の真の最大酸素放出能力の推算値は、下式となる。
（α・ΔＡ／ＦR・ＧF）＋（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’）
並びに、触媒３に流れ込むガスの空燃比を強制的にリーン化するアクティブ制御期間にあって、触媒３の上流における実際のガスの空燃比がリーン側の所定空燃比に達してから、第一の空燃比センサ１１の出力がリーン側の所定空燃比を示すまでの応答遅れＴDの間に供給した燃料の総重量をＧF’とおくと、応答遅れＴDの間に触媒３が吸収する酸素量は、
（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’）
となる。エンジン回転数が一定であれば、供給した燃料の総重量ＧFは応答遅れＴDに比例する。よって、補正量（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’）もまた、応答遅れＴDに比例する。応答遅れＴDの多寡に応じた補正を加味した触媒３の真の最大酸素吸蔵能力の推算値は、下式となる。
（α・ΔＡ／ＦL・ＧF）＋（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’）
図５から図７に、触媒３のダイアグノーシスの手順を示す。電子制御装置５は、今回のトリップ中に、既に第一の空燃比センサ１１の応答遅れＴDの計測を完了していることを条件として（ステップＳ１）、触媒３の酸素吸蔵能力の推定を開始する。さもなくば、触媒３の酸素吸蔵能力の計測に先んじて、応答遅れＴDの計測を実施する。ここで、トリップとは、運転者自らの意思で（イグニッションキーまたはイグニッションスイッチを操作することにより）内燃機関２を始動してから、運転者自らの意思で内燃機関２を停止するまでの期間のことを言う。
【００３４】
原則として、現在のトリップ中に応答遅れＴDの計測を一度も完遂していなければ、応答遅れＴDの計測を開始する。但し、過去の所定の数トリップの履歴を参照して、当該数トリップの範囲で少なくとも一度以上応答遅れＴDの計測を完了しており（ステップＳ２）、その応答遅れＴDが閾値以下であり（ステップＳ３）、なおかつ前回のトリップ中に触媒３が正常である旨の判定を下している（ステップＳ４）場合には、応答遅れＴDの新たな計測をキャンセルし、直近の応答遅れＴDの計測値を用いて触媒３の酸素吸蔵能力の推算を行う。応答遅れＴDの計測をキャンセルできるようにしている理由は、ＴDの計測のために制御目標空燃比を反復的に反転させる操作が燃費及びエミッションを悪化させるというデメリットを抱えているためである。ステップＳ３における閾値は、例えば、新品のリニアＡ／Ｆセンサのカタログスペックの限界値（新品のセンサ個体毎の入出力特性のばらつきのうち最も応答性が遅いものの値、正常品として保証されるセンサの下限特性）とする。
【００３５】
第一の空燃比センサ１１の応答遅れＴDの計測では、電子制御装置５が、内燃機関２の気筒に供給する混合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と強制的に反転操作し（ステップＳ５）、第一の空燃比センサ１１の出力信号Ｌ３が理想的な出力信号Ｌ２からどれだけの時間遅れたかを計測して（ステップＳ６）、その応答遅れ時間ＴDをＲＡＭ５２に一時記憶する（ステップＳ７）。しかる後、混合気の空燃比を強制的に再反転させて、応答遅れ時間ＴDの計測を繰り返す。ＴDの値を複数回計測したら（ステップＳ８）、複数回計測したＴDの平均値を演算し（ステップＳ９）、これを今回のトリップ中に計測した応答遅れＴDの履歴としてＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３に記憶する（ステップＳ１０）。
【００３６】
触媒３の酸素吸蔵能力の推定では、電子制御装置５が、内燃機関２の気筒に供給する混合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と強制的に反転操作し（ステップＳ１１）、第一の空燃比センサ１１の出力が反転してから第二の空燃比センサ１２の出力が反転するまでの経過時間ＴR、ＴLを計測して（ステップＳ１２）、経過時間ＴR、ＴLを基に触媒３が吸蔵している酸素量を演算する（ステップＳ１３）。第二の空燃比センサ１２の出力信号がリッチからリーンへ、またはリーンからリッチへと反転したならば（ステップＳ１４）、その反転時点における酸素吸蔵量を触媒３の最大酸素吸蔵能力の基本値とし、この基本値に応答遅れＴDに基づいた補正を加味して触媒３の真の最大酸素吸蔵能力の推算値を得（ステップＳ１５）、その推算値をＲＡＭ５２に一時記憶する（ステップＳ１６）。しかる後、混合気の空燃比を強制的に再反転させ、最大酸素吸蔵能力の算出処理を繰り返す。最大酸素吸蔵能力の値を複数回推算したら（ステップＳ１７）、アクティブ制御を停止するとともに（ステップＳ１８）、複数回推算した最大酸素吸蔵能力の平均値を演算し（ステップＳ１９）、これを劣化判定値と比較する（ステップＳ２０）。
【００３７】
最大酸素吸蔵能力の平均値が劣化判定値以上であるならば、今回のトリップ中に推算した触媒３の酸素吸蔵能力値が劣化判定値以上である、即ち触媒３が正常である旨の判定を下したという情報を履歴としてＲＯＭまたはフラッシュメモリ５３に記憶する（ステップＳ２１）。逆に、最大酸素吸蔵能力の平均値が劣化判定値を下回っているならば、今回のトリップ中に推算した触媒３の酸素吸蔵能力値が劣化判定値未満である、即ち触媒３が異常である旨の判定を下したという情報を記録する（ステップＳ２２）。加えて、触媒３の劣化異常を運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で報知し（ステップＳ２３）、触媒３の交換を促す。
【００３８】
本実施形態によれば、内燃機関２の排気通路に装着される排気ガス浄化用の触媒３の上流及び下流に設けられた空燃比センサ１１、１２の出力を参照し、上流側センサ出力が変動してから下流側センサ出力が変動するまでの間の経過時間ＴR、ＴLを計測することを通じて、触媒３に吸蔵された酸素量の推算を行うダイアグノーシスを実施する制御方法において、触媒３の上流における実際のガスの空燃比Ｌ１の変動が前記上流側センサ出力Ｌ３の変動をもたらすまでの応答遅れＴDを求め、当該応答遅れＴDの多寡に応じた補正を加味した上で、前記触媒３に吸蔵された酸素量を推算することとしたため、上流側の空燃比センサ１１の応答性の低下による触媒３の酸素吸蔵能力の推定誤差が小さくなり、常に的確に触媒３の劣化の度合いを診断できるようになる。
【００３９】
さらに、前記触媒３に吸蔵された酸素量の推算を行う直前に前記応答遅れＴDを求めることとしており、触媒３の酸素吸蔵能力の推定精度をより一層高めることができる。特に、応答遅れＴDを計測する目的で混合気の空燃比をリーンからリッチへ、またリッチからリーンへと周期的に反転させる操作を繰り返すことで、触媒３内部の酸素吸蔵状態が整う。これにより、触媒３の酸素吸蔵能力の推定処理の開始時点、つまり上流側の空燃比センサ１１の出力反転時点において、触媒３内の酸素が空っぽ、または満杯であることが保証される。従って、アクティブ制御開始前の内燃機関２の運転状態、車両の走行状況に影響されずに、精確に触媒３の酸素吸蔵能力を推定することが可能となる。
【００４０】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限定されるものではない。最大酸素吸蔵能力の補正量（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’）または（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’）を算定するに際して、応答遅れＴDの期間中に、一回の燃料噴射量または単位時間当たりの燃料供給量が変動することはあり得る。その場合、ＴDの期間中の供給燃料の総重量ＧF’は、一回の噴射量または単位時間当たりの供給量を時間積分して求めることが好ましい。
【００４１】
具体的には、アクティブ制御の開始時点から、全ての気筒の毎回の燃料噴射量及び吸入空気量の履歴を保存しておき、アクティブ制御の開始後に上流側空燃比センサ１１の出力信号Ｌ３がリッチからリーンまたはリーンからリッチへ変動した時点からセンサ遅れ期間ＴD分の履歴を遡って参照し、センサ遅れＴDの期間中における燃料噴射量及び吸入空気量を時間積分することでＴD期間中の供給燃料の総重量ＧF’及びΔＡ／ＦRまたはΔＡ／ＦLを求めることができる。
【００４２】
あるいは、アクティブ制御開始からの期間を複数の区間に分割し、各区間ｉにおける供給燃料の総重量ＧF’i及び吸入空気量を知得して、各区間ｉ毎に（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’i）または（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’i）を演算した上、履歴として保存し、アクティブ制御の開始後に上流側空燃比センサ１１の出力信号Ｌ３がリッチからリーンまたはリーンからリッチへ変動した時点からセンサ遅れ期間ＴD分の履歴を遡って参照し、センサ遅れＴDの期間中におけるΣ（α・ΔＡ／ＦR・ＧF’i）またはΣ（α・ΔＡ／ＦL・ＧF’i）を演算して最大酸素吸蔵能力の補正量を算定するようにしても構わない。
【００４３】
その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、車両に搭載される内燃機関に付帯する排気ガス浄化用の触媒の劣化診断に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…触媒異常判定装置
１１…第一の空燃比センサ
１２…第二の空燃比センサ
１３、５…判定部（電子制御装置）
２…内燃機関
３…触媒
【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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