(57)【要約】【課題】内燃機関の触媒劣化判定装置において、高い精度で触媒の劣化判定頻度を向上させることにある。【解決手段】制御手段（３４）は、内燃機関（１）への燃料供給を停止させる燃料停止手段（３６）と、燃料停止開始時に吸入空気量検出手段（３１）の出力信号から吸入空気量を検出する燃料停止開始時吸気量検出手段（３７）と、燃料停止開始時から第２排気センサ（３３）の応答時間を検出する応答時間検出手段（３８）と、燃料停止開始時吸気量検出手段（３７）により検出された吸入空気量と応答時間検出手段（３８）により検出された応答時間との相関関係に基づき触媒劣化判定値を求め、この触媒劣化判定値により触媒（２４）の劣化を判定する第２触媒劣化判定手段（３９）とを備える。【選択図】図１
2013185448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に触媒を設け、前記触媒の上流側に配置されて排気成分を検出する第１排気センサを設け、前記触媒の下流側に配置されて排気成分を検出する第２排気センサを設け、前記第１排気センサ及び前記第２排気センサの出力信号に基づいて前記触媒の劣化を判定する制御手段を設けた内燃機関の触媒劣化判定装置において、前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段を設け、前記内燃機関への吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を設け、前記制御手段は、前記第１排気センサ及び前記第２排気センサの出力信号に基づいて前記触媒の劣化を判定する第１触媒劣化判定手段と、前記内燃機関への燃料供給を停止させるように前記燃料供給手段を作動する燃料停止手段と、前記燃料停止手段による燃料停止開始時に前記吸入空気量検出手段の出力信号から吸入空気量を検出する燃料停止開始時吸気量検出手段と前記燃料停止手段による燃料停止開始時から前記第２排気センサの応答時間を検出する応答時間検出手段と、前記燃料停止開始時吸気量検出手段により検出された吸入空気量と前記応答時間検出手段により検出された応答時間との相関関係に基づき触媒劣化判定値を求め、この触媒劣化判定値により前記触媒の劣化を判定する第２触媒劣化判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の触媒劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の触媒劣化判定装置に係り、特に触媒が正常状態であるか劣化状態であるを判定する内燃機関の触媒劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、図１０に示すように、内燃機関１０１の触媒劣化判定装置１０２を搭載しているものがある。この触媒劣化判定装置１０２には、内燃機関１０１の排気通路１０３に触媒（触媒コンバータ）１０４を設け、この触媒１０４の上流側に配置されて排気成分を検出する第１排気センサ（フロント空燃比センサ）１０５を設け、触媒１０４の下流側に配置されて排気成分を検出する第２排気センサ（リア空燃比センサ）１０６を設け、第１排気センサ１０５及び第２排気センサ１０６の出力信号（電圧）に基づいて触媒１０４の劣化を判定する制御手段１０７を設けている。
この制御手段１０７での触媒１０４の劣化判定にあっては、第１排気センサ１０５と第２排気センサ１０６との出力信号（電圧）をモニタし、触媒劣化判定値（指標）を算出している。つまり、触媒１０４の劣化判定にあっては、触媒１０４の正常状態と劣化状態とにおけるＯ２（酸素）ストレージ量（ＯＳＣ量）の差を利用している。
図１１、図１２には、第１排気センサ１０５及び第２排気センサ１０６の出力信号（電圧）の変化量（電圧波形）を示す。 
図１１において、触媒１０４が正常状態では、第１排気センサ１０５の出力信号（電圧）が一定の振幅Ｌ１で変動し、第２排気センサ１０６の出力信号（電圧）が前記第１排気センサ１０５の出力信号（電圧）の振幅Ｌ１よりも小さな振幅Ｌ２で変動している。
一方、触媒１０４が劣化状態では、図１２に示すように、第１排気センサ１０５の出力信号（電圧）が一定の振幅Ｌ３で変動しているが、第２排気センサ１０６の出力信号（電圧）が第１排気センサ１０５の出力信号（電圧）の振幅Ｌ３と略同じ振幅Ｌ４で変動する。この振幅Ｌ４は、図１１で示した触媒１０４の正常状態時と比べて、大きく変動している。
第２排気センサ１０６の反応にあっては、Ｏ２ストレージ量（ＯＳＣ量）が低下して劣化した触媒１０４の場合に、この触媒１０４の後方に短時間で排気ガスが流れて、第２排気センサ１０６の反応が早くなるため、第２排気センサ１０６の出力信号（電圧）の反転周期が短くなる一方で、触媒１０４が正常状態の場合には、触媒１０４中に十分な酸素（Ｏ２）が蓄えられ且つ大量の酸素の消費が行われるために、第２排気センサ１０６が酸素に反応する時間が必要となり、第２排気センサ１０６の反応が遅くなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９０３３号公報
【０００４】
特許文献１に係る内燃機関の触媒劣化判定装置は、所定の触媒劣化判定条件が成立する場合に、リッチ・リーン反転時間と補正用判定遅れ時間と燃料フィードバック補正量とより劣化判定比較値を求め、この劣化判定比較値と予め設定された劣化判定値とを比較して触媒体の劣化状態を判定するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１に係る触媒劣化判定装置において、劣化比較判定値（ＲＥＫＣＡＴ）を、リッチ・リーンの反転時間（ＴＤＬＹ）の平均値（ＴＤＬＹＡＶ）と、この平均値（ＴＤＬＹＡＶ）及び補正用判定遅れ時間（ＴＦＢａ）から求められる相関係数（ＦＢＫ）と、燃料フィードバック補正量（ＦＦＢＡＶ）とから算出される補正係数（ＦＦＢＫ）とから求めるとともに、この求められた劣化比較判定値（ＲＥＫＣＡＴ）と予めメモリに記憶した劣化判定値（ＲＥＫ）とを比較して触媒の劣化を判定している。
しかしながら、劣化比較判定値（ＲＥＫＣＡＴ）を算出するためには、第１フィードバック制御補正量の周期（ＴＦＢ）や、リッチ・リーン反転時間（ＴＤＬＹ）等の値を所定回数計測しなければならないが（ステップ２０２〜ステップ２１６）、このとき、周期（ＴＦＢ）が一定のときのリッチ・リーンの反転時間（ＴＤＬＹ）を計測するため、偏差（△ＴＦＢ）が判定値（ＴＦＫ）未満であるか否かを判定している（ステップ２１６）。このため、周期（ＴＦＢ）が一定である値を所定回数取得するためには、相当の時間が必要とされ、触媒の劣化判定頻度が低下するという問題があった。
また、上記の図１０における内燃機関１０１の触媒劣化判定装置１０２にあっては、触媒１０４の下流側に取り付けられた第２排気センサ１０６の応答性が劣化した場合に、触媒１０４が劣化状態にも関わらず、図１３に示すように、「正常」と判定してしまう領域（図１３の領域Ａ及び領域Ｂで示す）が存在して、精度良く触媒１０４の診断を実施することができない。特に、警告灯の点灯に至るまでは、劣化が進んでいない第２排気センサ１０６では、触媒１０４の異常も、第２排気センサ１０６の異常も検出されないこととなり（図１３の領域Ａで示す）、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、高い精度で触媒の劣化判定頻度を向上させることができる内燃機関の触媒劣化判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関の排気通路に触媒を設け、前記触媒の上流側に配置されて排気成分を検出する第１排気センサを設け、前記触媒の下流側に配置されて排気成分を検出する第２排気センサを設け、前記第１排気センサ及び前記第２排気センサの出力信号に基づいて前記触媒の劣化を判定する制御手段を設けた内燃機関の触媒劣化判定装置において、前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段を設け、前記内燃機関への吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を設け、前記制御手段は、前記第１排気センサ及び前記第２排気センサの出力信号に基づいて前記触媒の劣化を判定する第１触媒劣化判定手段と、前記内燃機関への燃料供給を停止させるように前記燃料供給手段を作動する燃料停止手段と、前記燃料停止手段による燃料停止開始時に前記吸入空気量検出手段の出力信号から吸入空気量を検出する燃料停止開始時吸気量検出手段と、前記燃料停止手段による燃料停止開始時から前記第２排気センサの応答時間を検出する応答時間検出手段と、前記燃料停止開始時吸気量検出手段により検出された吸入空気量と前記応答時間検出手段により検出された応答時間との相関関係に基づき触媒劣化判定値を求め、この触媒劣化判定値により前記触媒の劣化を判定する第２触媒劣化判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、高い精度で触媒の劣化判定頻度を向上させることができる。 
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の触媒劣化判定装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は触媒劣化判定のメインフローチャートである。（実施例）
【図３】図３は第２排気センサの異常判定処理のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は第１の触媒劣化判定処理のフローチャートである。（実施例）
【図５】図５は第２の触媒劣化判定処理のフローチャートである。（実施例）
【図６】図６は第２排気センサの応答時間の定義を説明するタイムチャートである。（実施例）
【図７】図７は第２排気センサの応答時間のバラツキ１を説明するタイムチャートである。（実施例）
【図８】図８は第２排気センサの応答時間のバラツキ２を説明するタイムチャートである。（実施例）
【図９】図９は第２排気センサの応答時間の領域（例えば、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ）を示す図である。（実施例）
【図１０】図１０は従来において内燃機関の触媒劣化判定装置のシステム構成図である。（従来例）
【図１１】図１１は従来において正常触媒での第１排気センサと第２排気センサとの出力信号（電圧）の変化量（電圧波形）を示す図である。（従来例）
【図１２】図１２は従来において劣化触媒での第１排気センサと第２排気センサとの出力信号（電圧）の変化量（電圧波形）を示す図である。（従来例）
【図１３】図１３は従来において触媒劣化判定値（指標）と第２排気センサの応答時間との関係を示す図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、高い精度で触媒の劣化判定頻度を向上させる目的を、燃料停止開始時の吸入空気量と燃料停止開始時から第２排気センサの応答時間との相関関係に基づいて触媒劣化判定値を求めて実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。 
図１において、１は車両に搭載される内燃機関である。この内燃機関１は、クランク軸２を備えたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に載置されたシリンダヘッド４とが一体的になって構成されている。
シリンダブロック３には、シリンダ５が形成されているとともにこのシリンダ５にピストン６が摺動可能に設けられ、また、シリンダヘッド４と共働した燃焼室７が形成される。ピストン６は、連結杆８を介してクランク軸２に連結している。
シリンダヘッド４には、吸気側において、吸気ポート９が形成され、また、吸気カム軸１０が設置され、さらに、この吸気カム軸１０で駆動されて吸気ポート９を開閉する吸気弁１１が設けられている。
また、シリンダヘッド４には、排気側において、排気ポート１２が形成され、また、排気カム軸１３が設置され、さらに、この排気カム軸１３で駆動されて排気ポート１２を開閉する排気弁１４が設けられている。
【００１２】
内燃機関１は、吸気装置１５を備えている。この吸気装置１５においては、エアクリーナ１６と、このエアクリーナ１６から内燃機関１の吸気ポート９に吸入空気を導く吸気通路１７を形成する吸気管１８と、この吸気管１８途中に配置されてスロットルバルブ１９を備えたスロットルボディ２０とが備えられている。
【００１３】
内燃機関１は、排気装置２１を備えている。この排気装置２１においては、内燃機関１の排気ポート１２からの排気ガスを導く排気通路２２を形成するように、シリンダヘッド４に取り付けられた排気管２３が備えられている。この排気通路２２を形成する排気管２３の途中には、上流側の第１触媒（フロント触媒コンバータ）２４と下流側の第２触媒（リア触媒コンバータ）２５とが、所定間隔で直列に配置されている。
シリンダヘッド４には、燃焼室７に臨む点火プラグ２６と、この点火プラグ２６に接続する点火コイル２７とが取り付けられている。
【００１４】
この内燃機関１には、触媒劣化判定装置２８が設けられる。 
この触媒劣化判定装置２８において、吸気通路１７を形成する吸気管１８のシリンダヘッド４近傍には、吸気ポート９に燃料を噴射するように、燃料供給手段２９を構成する燃料噴射弁３０が取り付けられている。
吸気管１８には、エアクリーナ１６とスロットルボディ２０との間で、吸気通路１７内の内燃機関１への吸入空気量（吸気流量）を検出する吸入空気量検出手段（エアフローセンサ）３１が取り付けられている。
また、排気管１８には、第１触媒２４の上流側に配置されて排気通路２２中の排気成分としての酸素濃度を検出する第１排気センサ（フロント空燃比センサ）３２と、第１触媒２４の下流側に配置されて排気通路２２中の排気成分としての酸素濃度を検出する第２排気センサ（リア空燃比センサ）３３とが取り付けられている。この第１排気センサ３２及び第２排気センサ３３の出力信号（電圧）は、従来と同じように、図１１、図１２に示すようなの変化量（電圧波形）で変動する。
点火コイル２７と燃料噴射弁３０と吸入空気量検出手段３１と第１排気センサ３２と第２排気センサ３３とは、制御手段３４に連絡している。
【００１５】
制御手段３４は、第１触媒劣化判定手段３５と、燃料停止手段３６と、燃料停止開始時吸気量検出手段３７と、応答時間検出手段３８と、第２触媒劣化判定手段３９、タイマ４０と、メモリ４１とを備える。
第１触媒劣化判定手段３５は、従来と同じように、第１排気センサ３２及び第２排気センサ３３の出力信号に基づいて触媒としての第１触媒２４の劣化を判定する
燃料停止手段３６は、内燃機関１への燃料供給を停止させるように、つまり、車両減速時の燃料カットを行うように、燃料供給手段２９の燃料噴射弁３０を作動する。
燃料停止開始時吸気量検出手段３７は、燃料停止手段３６による燃料停止（燃料カット）開始時に吸入空気量検出手段３１の出力信号から吸入空気量（燃料カット開始時の空気流量）を検出する。
応答時間検出手段３８は、燃料停止手段３６による燃料停止（燃料カット）開始時から第２排気センサ３３の応答時間を検出する。
第２触媒劣化判定手段３９は、燃料停止開始時吸気量検出手段３７により検出された吸入空気量（燃料カット開始時の空気流量）と応答時間検出手段３８により検出された応答時間との相関関係に基づき触媒劣化判定値を求め、この触媒劣化判定値により第１触媒２４の劣化を判定する。
タイマ４０は、時間を計測する。 
メモリ４１は、各情報を記憶する。 
また、制御手段３４には、警告手段４２と、エンジン回転数センサ４３と、エンジン負荷センサ４４と、車速センサ４５と、水温センサ４６とが連絡している。
警告手段４２は、警告灯の点灯等で警報を発する。 
エンジン回転数センサ４３は、内燃機関１のエンジン回転数を検出する。 
エンジン負荷センサ４４は、内燃機関１のエンジン負荷を検出する。 
車速センサ４５は、車速を検出する。 
水温センサ４６は、内燃機関１の冷却水温度を水温として検出する。 
【００１６】
第２排気センサ３３の燃料停止（燃料カット）開始時からの応答時間を定義するにあたっては、図６に示すように、燃料停止開始時（時間ｔ１）からの時間を計測し、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が一定の第１の応答時間Ｔ１で所定値Ｇまで降下した場合に（時間ｔ２）、正常な応答時間として設定し、一方、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が、前記第１の応答時間Ｔ１よりも長く、例えば、第２の応答時間Ｔ２で所定値Ｇまで降下した場合には（時間ｔ３）、異常な応答時間として設定する。
【００１７】
また、劣化触媒での第２排気センサ３３の応答時間は、図７、図８に示すように、正常触媒に比べて、応答時間のバラツキが小さくなる傾向にある。正常触媒での第２排気センサ３３の応答時間のバラツキが大きいのは、正常触媒でのＯ２（酸素）ストレージ量（ＯＳＣ量）が大きく、燃料カット前のＯ２ストレージ量（ＯＳＣ量）の状態によって、燃料カット中の第２排気センサ３３付近の排気ガスがリーン状態になるまでの時間が異なるためである。そこで、この実施例では、第２排気センサ３３が劣化した場合で、劣化触媒での第２排気センサ３３の応答時間のバラツキが小さいことを利用し、第２排気センサ３３自体の劣化によらずに、正常触媒と劣化触媒とを区別することを可能にする。
さらに、第２排気センサ３３の応答時間においては、燃料カットに移行して第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が設定値Ｇ（図６参照）までに下がるまでの時間により算出し、空気流量毎の領域（例えば、図９の領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ）で、所定に算出された回数に達するまで算出を行ってストアする。所定回数以上では、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）の応答時間がストアされたら、応答時間のバラツキを算出する。
【００１８】
次いで、この実施例に係る触媒劣化判定について説明する。 
図２のメインフローチャートに示すように、制御手段３４のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、第２排気センサ３３の異常判定処理を行う（ステップＡ０２）。この第２排気センサ３３の異常判定処理は、後述の図３のフローチャートで具体的に説明する。
そして、触媒判定実行条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０３）。この触媒判定実行条件は、内燃機関１の状態が触媒判定に適した状態になっているか、つまり、第１触媒２４が活性化した状態であって、排気ガスの変動が少ない状態（例えば、アクセルペダルがオフ）であることを条件としている。具体的には、触媒判定実行条件としては、第１に、エンジン回転数センサ４３により検出されるエンジン回転数が所定の範囲内であること、第２に、エンジン負荷センサ４４により検出されるエンジン負荷が所定の範囲内であること、第３に、車速センサ４５により検出される車速が所定値以下か、第４に、水温センサ４６により検出される内燃機関１の水温が所定値以上か（内燃機関１の始動時から一定時間経過していることを調べるため）等の各条件を満たしてているかを調べる。また、この触媒判定実行条件には、第２排気センサ３３が正常状態であることも、含ませることができる。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、第１の触媒劣化判定処理として、触媒劣化判定フラグＦｓ＝１、又は、触媒劣化判定フラグＦｓ＝０とする（ステップＡ０４）。この第１の触媒劣化判定処理は、第１触媒劣化判定手段３５によって実施されるものであって、後述の図４のフローチャートで具体的に説明する。
その後、第２の触媒劣化判定処理を行う（ステップＡ０５）。この第２の触媒劣化判定処理は、第２触媒劣化判定手段３９によって実施されるものであって、後述の図５のフローチャートで具体的に説明する。
このステップＡ０５の処理後、又は、前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、プログラムをリターンする（ステップＡ０６）。 
【００１９】
上記の図２のステップＡ０２における第２排気センサ３３の異常判定処理は、図３のフローチャートに沿って実施される。 
図３に示すように、制御手段３４のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、第２排気センサ３３の異常判定処理の開始条件が成立したか否かを判断する（ステップＢ０２）。この第２排気センサ３３の異常判定処理は、燃料停止手段３６による燃料カット後の第２排気センサ３３の応答性によって判断する。この燃料カットは、通常、車両の減速状態で行われる。従って、この第２排気センサ３３の異常判定処理の開始条件は、車両が減速状態であることを確認するために、第１に、エンジン回転数センサ４３により検出されるエンジン回転数が所定の範囲内であること、第２に、このエンジン回転数の変移量が減少中である、といった条件を具備するときに満たされるように設定されている。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、燃料停止手段３６による燃料カットを開始し（ステップＢ０３）、タイマ４０をスタートさせ（ステップＢ０４）、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が所定値未満か否かを判断し（ステップＢ０５）、このステップＢ０５がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＢ０５がＹＥＳの場合には、燃料カット開始時からのタイマ４０の経過時間が所定値未満か否かを判断する（ステップＢ０６）。
このステップＢ０６がＹＥＳの場合には、第２排気センサ３３が正常と判定する（ステップＢ０７）。即ち、図６に示すように、燃料カット開始後、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が所定値Ｇ未満となったときのタイマ４０の応答時間が、第１の応答時間Ｔ１未満であれば、応答性が良好であるとして、第２排気センサ３３が正常と判定する。
一方、このステップＢ０６がＮＯの場合には、第２排気センサ３３が異常と判定する（ステップＢ０８）。即ち、図６に示すように、燃料カット開始後、第２排気センサ３３の出力信号（電圧）が所定値Ｇ未満となったときのタイマ４０の応答時間が、第１の応答時間Ｔ１以上であれば、応答性が悪化しているとして、第２排気センサ３３が異常と判定する。
そして、前記ステップＢ０７の判定結果、又は、前記ステップＢ０８の判定結果を、メモリ４１に記憶し（ステップＢ０９）、プログラムをエンドとする（ステップＢ１０）。
【００２０】
上記の図２のステップＡ０４における第１の触媒劣化判定処理は、図４のフローチャートに沿って実施される。 
図４に示すように、第１触媒劣化判定手段３５のプログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、第１の触媒劣化判定値（指標）Ｒ１を演算する（ステップＣ０２）。この第１の触媒劣化判定値Ｒ１は、例えば、従来と同じように、第１排気センサ３２の出力信号（電圧）の周波数（ｆ１）と第２排気センサ３３の出力信号（電圧）の周波数（ｆ２）との比（ｆ２／ｆ１）を指標として求められる。
そして、第１触媒２４が正常か否かを判断、つまり、第１の触媒劣化判定値Ｒ１≦閾値か否かを判断する（ステップＣ０３）。
このステップＣ０３がＹＥＳの場合には、第１触媒２４が正常と判定する（ステップＣ０４）。 
一方、このステップＣ０３がＮＯの場合には、第１触媒２４が劣化と判定し（ステップＣ０５）、そして、第１触媒２４が異常と判定し、警告手段４２により警告を発する（ステップＣ０６）。
前記ステップＣ０４の判定後、又は、前記ステップＣ０４の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＣ０７）。 
【００２１】
また、上記の図２のステップＡ０５における第２の触媒劣化診断判定処理は、図５のフローチャートに沿って実施される。 
図５に示すように、第２触媒劣化判定手段３９のプログラムがスタートすると（ステップＤ０１）、現在使用中の空気流量の領域（例えば、図９の領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ）において、燃料停止開始時吸気量検出手段３７により検出された燃料カット開始時の空気流量（ＧＡＦＣ）と、応答時間検出手段３８により検出された燃料カット開始時からの第２排気センサ３３の応答時間（ＲＯ２ＤＴ）とを、所定回数まで記録する（ステップＤ０２）。
そして、全吸気領域でその記録が完了したか否かを判断し（ステップＤ０３）、このステップＤ０３がＮＯの場合には、前記ステップＤ０２に戻す。
このステップＤ０３がＹＥＳの場合には、燃料カット開始時の空気流量平均値（ＧＡＦＣＡＶ）と、燃料カット開始時からの第２排気センサ３３の応答時間平均値（ＲＯ２ＤＴＡＶ）とを算出する（ステップＤ０４）。
そして、この算出された空気流量平均値（ＧＡＦＣＡＶ）と応答時間平均値（ＲＯ２ＤＴＡＶ）とから、相関係数（ｒ）を算出する（ステップＤ０５）。この相関係数（ｒ）は、排気センサ３３の応答時間のバラツキも考慮して、以下の［数１］で求められる。
【００２２】
【数１】
2013185448.tif 000003
【００２３】
そして、この第２の触媒劣化診断判定処理では、上記の算出された相関係数（ｒ）を、第２の触媒劣化判定値（指標）Ｒ２として用いる（ｒ→Ｒ２）（ステップＤ０６）。 
そして、第２の触媒劣化判定値Ｒ２が所定値（α）未満である吸気領域にあるか否か、つまり、｜Ｒ２｜＜αか否かを判断する（ステップＤ０７）。 
このステップＤ０７がＹＥＳの場合には、第１触媒２４が劣化と判定し、警告手段４２により警告を発する（ステップＤ０８）。 
一方、このステップＤ０７がＮＯの場合には、第１触媒２４が正常として判定する（ステップＤ０９）。 
前記ステップＤ０８の処理後、又は、前記ステップＤ０９の判定後は、プログラムをエンドとする（ステップＤ１０）。 
【００２４】
この図５における第２の触媒劣化診断判定処理のフローチャートにおいては、燃料カット開始時の空気流量平均値（ＧＡＦＣＡＶ）と応答時間平均値（ＲＯ２ＤＴＡＶ）とを考慮して、つまり、第２排気センサ３３の応答時間のバラツキも考慮して相関係数（ｒ）を求める。
この相関係数（ｒ）は、「−１」と「＋１」との間にあり、中間の「０」に近づくほど、相関性が低いことを示す一方、「−１」にほど、負の相関が強く、「＋１」に近づくほど、正の相関が強いものである。
つまり、第１触媒２４が正常である場合には、第１触媒２４で排気ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を吸着するため、空気流量（吸気側の酸素量）と第２排気センサ３３の出力信号の値（排気側の酸素量）との相関性が低下して、相関係数（ｒ）は、ゼロ（０）に近い値をとる。一方、第１触媒２４が劣化している場合には、酸素が第１触媒２４に吸着されず、酸素が第１触媒２４を通過するため、空気流量と第２排気センサ３３との相関性が向上し、相関係数（ｒ）は、「−１」に近い値をとる。そして、相関係数（ｒ）の値が、ゼロ（０）に近い場合は、正常と判定する一方、「−１」又は「１」に近い場合には、異常と判定する。
上記の第２の触媒劣化診断判定処理では、空気流量が多いほど、第２排気センサ３３の応答時間が小さくなる負（−）の相関が性質をあることを考慮し、相関係数（ｒ）を第２の触媒劣化判定値Ｒ２として用いて、第１触媒２４が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。
【００２５】
この結果、この実施例において、制御手段３４において、第１排気センサ３２と第２排気センサ３３とにより触媒劣化判定を従来通りの第１の触媒劣化判定処理（図４参照）で実施するとともに、第２の触媒劣化判定処理（図５参照）では、燃料停止開始時の吸入空気量と第２排気センサ３３の応答時間との相関関係に基づき算出された相関係数（ｒ）を用いて触媒劣化判定値（Ｒ２）を求め、この触媒劣化判定値（Ｒ２）により第１触媒２４の劣化を判定する。つまり、第１の触媒劣化判定処理と第２の触媒劣化判定処理との一方の処理で、異常と判定された場合に、第１触媒２４が劣化状態とし、一方、第１の触媒劣化判定処理と第２の触媒劣化判定処理との両方で正常と判定された場合には、第１触媒２４が正常状態とすることから、正確な触媒劣化判定（診断）が可能となる。
従って、触媒劣化判定値（Ｒ２）が、燃料停止開始時及びその以後に求められる吸入空気量と第２排気センサ３３の応答時間とにより求められた安定した値の相関係数（ｒ）を用いて設定されていることから、検出頻度を向上させ、且つ高い精度で触媒劣化を判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明に係る触媒劣化判定装置を、各種内燃機関に適用可能である。 
【符号の説明】
【００２７】
１  内燃機関 
２２  排気通路 
２４  第１触媒 
２５  第２触媒 
２８  触媒劣化判定装置 
３０  燃料噴射弁 
３１  吸入空気量検出手段 
３２  第１排気センサ 
３３  第２排気センサ 
３４  制御手段 
３５  第１触媒劣化判定手段 
３６  燃料停止手段 
３７  燃料停止開始時吸気量検出手段 
３８  応答時間検出手段 
３９  第２触媒劣化判定手段 
４０  タイマ 
４１  メモリ 
４２  警告手段 
【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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