(57)【要約】【課題】内燃機関運転状態により触媒の活性が低下するような場合に、大きなトルク変動や定常的なトルク振動を生じることなく、触媒を活性化させることを目的とする。【解決手段】積算吸入空気量が基準積算吸入空気量以上になるまでの期間にリッチ領域にならなければリッチ領域への移行頻度が低いと判断し、リーン領域にならなければリーン領域への移行頻度が低いと判断する。移行頻度が低い場合には（Ｓ１２２でＹＥＳ）、触媒が不活性化する空燃比の停滞が生じているとして、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定する（Ｓ１２４）。このことで空燃比強制変化処理により一時的に空燃比を強制変化させている。このため触媒が活性化される。このような空燃比の強制変化は一時的なものであり、その後、通常の空燃比制御に戻ることから、内燃機関に大きなトルク変動や定常的なトルク振動を生じることがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼される混合気の空燃比を制御すると共に排気を触媒により浄化する内燃機関における触媒活性化装置であって、
空燃比制御時に排気成分から空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段により検出される空燃比が、理論空燃比領域からリッチ側に外れた領域であるリッチ領域への移行頻度と、理論空燃比領域からリーン側に外れた領域であるリーン領域への移行頻度とを求めて、少なくともいずれかの移行頻度が低い空燃比状態であるか否かを判定する触媒活性低下空燃比状態判定手段と、
前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定された場合に、一時的に空燃比を、前記リッチ領域と前記リーン領域とのうちで少なくとも移行頻度の低い側へ強制変化させる空燃比強制変化手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定された場合に、一時的に空燃比を、前記リッチ領域と前記リーン領域との両方へ強制変化させることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定されたタイミングにて、前記空燃比検出手段にて検出されている空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の場合には前記空燃比強制変化手段は最初に前記リッチ領域の方から空燃比を強制変化させ、前記空燃比検出手段にて検出されている空燃比が理論空燃比よりもリーン側の場合には前記空燃比強制変化手段は最初に前記リーン領域の方から空燃比を強制変化させることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記移行頻度を、内燃機関の吸入空気量の積算値が基準積算吸入空気量に到達するまでの期間内での移行有無として求めることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記移行頻度を、内燃機関の回転回数の積算値が基準積算回転回数に到達するまでの期間内での移行有無として求めることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関触媒活性化装置において、内燃機関は車両用であり、前記基準積算回転回数は、変速段に応じて設定されていることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が、前記リッチ領域と前記リーン領域との両方に対する移行頻度が低い空燃比状態であるか否かを判定することを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、一時的な空燃比強制変化を、内燃機関の吸気中への燃料噴射量の一時的強制変化により実行することを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、一時的な空燃比強制変化を、内燃機関の吸入空気量の一時的な強制変化により実行することを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記吸入空気量の強制変化は、内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を、強制的に急速変化させることにより実行するものであることを特徴とする内燃機関触媒活性化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼される混合気の空燃比を制御すると共に排気を触媒により浄化する内燃機関における触媒活性化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の空燃比制御において、排気浄化用触媒の劣化や劣化診断に対処するために空燃比を調節する技術が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
特許文献１では、触媒劣化への適応または触媒劣化診断のために、周期的に振動する空燃比を平均化した平均空燃比がリッチ方向およびリーン方向に振動するように、触媒の酸素吸蔵量に基づいて常に制御定数を操作している。すなわち空燃比振動に対して更に長周期の振動を重ね合わせることにより、空燃比振動全体をリッチ方向およびリーン方向に振動させている。
【０００３】
特許文献２では、元来生じている空燃比フィードバック制御の揺らぎが、ツーバンクの内燃機関では触媒に伝わらない状態を防止するために、バンク間でのリッチ時間とリーン時間との関係を調節している。
【０００４】
特許文献３では、高精度な触媒劣化状態の評価のために、リッチ又はリーン状態で吸入空気積算値が所定値に到達したときに、触媒上流の空燃比がリーンまたはリッチとなるように当該空燃比制御を反転させることにより触媒劣化状態を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７１３２号公報（第１４〜２０頁、図６，１４）
【特許文献２】特開平０５−２７２３８２号公報（第４〜６頁、図４〜１０）
【特許文献３】特開２００５−２２０９０１号公報（第５−８頁、図１，３，４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
触媒に流れ込む排気の空燃比が、内燃機関運転状態によってはリーンやリッチに偏った状態、あるいはそのような偏った空燃比の履歴が生じた後に理論空燃比となってその変動が比較的幅が狭い状態が継続していると、触媒活性が低下して、排気浄化能力が低下する場合がある。
【０００７】
特許文献１では、定常的に空燃比フィードバック制御による空燃比振動に対して更に長周期の振動を重ねているため全体的に平均空燃比が振動する。このことにより大きなトルク変動を防止しつつ触媒活性の低下は防止できるとしている。しかし長周期の平均空燃比の振動により、定常的にトルク振動を生じる問題がある。
【０００８】
特許文献２では、ツーバンクでの問題解決であり、強制的に空燃比を変動させているわけではなく、触媒活性低下対策とは直接関係ない。
特許文献３では、触媒の酸素吸蔵量を所望の状態に高精度に設定することを目的とするための強制的な空燃比変化である。したがって触媒活性低下対策とはならない。
【０００９】
本発明は、内燃機関運転状態により触媒の活性が低下するような場合に、大きなトルク変動や定常的なトルク振動を生じることなく、触媒を活性化させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関触媒活性化装置では、燃焼される混合気の空燃比を制御すると共に排気を触媒により浄化する内燃機関における触媒活性化装置であって、空燃比制御時に排気成分から空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が、理論空燃比領域からリッチ側に外れた領域であるリッチ領域への移行頻度と、理論空燃比領域からリーン側に外れた領域であるリーン領域への移行頻度とを求めて、少なくともいずれかの移行頻度が低い空燃比状態であるか否かを判定する触媒活性低下空燃比状態判定手段と、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定された場合に、一時的に空燃比を、前記リッチ領域と前記リーン領域とのうちで少なくとも移行頻度の低い側へ強制変化させる空燃比強制変化手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
空燃比が理論空燃比領域内に停滞していたり、あるいは理論空燃比領域も含めてリッチ側あるいはリーン側に偏った状態で停滞しているような空燃比状態では、適切な空燃比の変動がないことから触媒活性が低下する。
【００１２】
このような状態での空燃比の停滞は、リッチ領域とリーン領域との少なくともいずれかへの移行頻度が低い空燃比状態であるか否かにより判定できる。
したがって空燃比強制変化手段は、触媒活性低下空燃比状態判定手段にて、上述したごとくの移行頻度が低下したと判定された場合に、一時的に空燃比を、リッチ領域とリーン領域とのうちで少なくとも移行頻度の低い側へ強制変化させる。
【００１３】
このように空燃比を強制変化させているため、上述したごとくの空燃比停滞状態において次第に触媒活性が低下しつつあった状態が打ち破られ、触媒としての反応性が活性化される。
【００１４】
空燃比の強制変化は一時的なものであり、その後、通常の空燃比制御に戻ることから、大きなトルク変動や定常的なトルク振動を生じることがない。
請求項２に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項１に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定された場合に、一時的に空燃比を、前記リッチ領域と前記リーン領域との両方へ強制変化させることを特徴とする。
【００１５】
このように空燃比強制変化手段は、一時的に空燃比をリッチ領域とリーン領域との両方へ強制変化させているので、触媒の不活性化をより確実に阻止でき、触媒としての反応性が確実に活性化される。
【００１６】
請求項３に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項２に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段にて前記移行頻度が低い空燃比状態であると判定されたタイミングにて、前記空燃比検出手段にて検出されている空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の場合には前記空燃比強制変化手段は最初に前記リッチ領域の方から空燃比を強制変化させ、前記空燃比検出手段にて検出されている空燃比が理論空燃比よりもリーン側の場合には前記空燃比強制変化手段は最初に前記リーン領域の方から空燃比を強制変化させることを特徴とする。
【００１７】
空燃比強制変化手段が空燃比を強制変化させる場合に、その時点で空燃比が理論空燃比よりリッチ側であればリッチ領域側から強制変化させ、リーン側であればリーン領域側から強制変化させることで、強制変化を迅速に処理でき、通常の空燃比制御に早期に復帰できる。
【００１８】
したがって触媒を早期に活性化でき、強制変化中のエミッションやトルクについても、更に影響を少なくできる。
請求項４に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項２又は３に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記移行頻度を、内燃機関の吸入空気量の積算値が基準積算吸入空気量に到達するまでの期間内での移行有無として求めることを特徴とする。
【００１９】
触媒の活性低下は、リッチ領域とリーン領域とのうちで少なくとも一方への移行頻度の低い状態で引き起こされる。すなわちこのような空燃比状態により生じた排気が触媒に継続的に流れ込むことにより引き起こされる。排気量は吸入空気量に対応することから、触媒活性低下空燃比状態判定手段は、吸入空気量の積算値を基準積算吸入空気量と比較して、吸入空気量の積算値が基準積算吸入空気量に到達するまでの期間内で前記移行が生じていなければ、移行頻度が低いと判断できる。
【００２０】
吸入空気量は酸素量に対応していることから、触媒の活性低下状態を、より適切に判定できる。
請求項５に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項２又は３に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記移行頻度を、内燃機関の回転回数の積算値が基準積算回転回数に到達するまでの期間内での移行有無として求めることを特徴とする。
【００２１】
触媒の活性低下は、前述したごとくの空燃比状態により生じた排気が触媒に継続的に流れ込むことにより引き起こされる。
このような空燃比の排気状態は、内燃機関の安定回転時に生じ易い。排気量は内燃機関の回転回数に対応することから、触媒活性低下空燃比状態判定手段は、内燃機関の回転回数の積算値を基準積算回転回数と比較して、回転回数の積算値が基準積算回転回数に到達するまでの期間内で前記移行が生じていなければ、移行頻度が低いと判断できる。
【００２２】
請求項６に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項５に記載の内燃機関触媒活性化装置において、内燃機関は車両用であり、前記基準積算回転回数は、変速段に応じて設定されていることを特徴とする。
【００２３】
車両ドライバーが内燃機関に対して行う操作状態は変速段に対応して異なる。このことにより触媒活性が低下する空燃比状態が出現する安定した運転状態の継続期間も変速段に対応して異なるものとなる。このため変速段に応じて基準積算回転回数を変更することにより、触媒活性低下空燃比状態を高精度にかつ早期に判定することができる。
【００２４】
請求項７に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記触媒活性低下空燃比状態判定手段は、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が、前記リッチ領域と前記リーン領域との両方に対する移行頻度が低い空燃比状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００２５】
このように触媒活性低下空燃比状態判定手段は、空燃比が、リッチ領域とリーン領域との両方に対する移行頻度が低い空燃比状態、すなわち理論空燃比領域内に空燃比が停滞している状態であるか否かを判定するものとしても良い。
【００２６】
内燃機関の安定運転状態では、理論空燃比領域内に空燃比が停滞している状態が生じ、このことにより触媒不活性化が生じ易くなる。したがってこのような判定によっても触媒不活性化を判断でき、適切に空燃比の強制変化を実行できる。
【００２７】
請求項８に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、一時的な空燃比強制変化を、内燃機関の吸気中への燃料噴射量の一時的強制変化により実行することを特徴とする。
【００２８】
燃料噴射量の強制変化により一時的な空燃比強制変化を迅速に実行できる。このことにより空燃比の強制変化は極めて短時間に終了できることから、トルク変動を確実に低減できる。
【００２９】
請求項９に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記空燃比強制変化手段は、一時的な空燃比強制変化を、内燃機関の吸入空気量の一時的な強制変化により実行することを特徴とする。
【００３０】
空燃比制御において、吸気中へ供給される基本燃料量の算出は、変化予測も含めた吸入空気量に基づいてなされる。しかし吸入空気量を強制変化させると、一時的に燃料噴射量と吸入空気量との間に制御上のずれが生じて、空燃比が一時的に理論空燃比から離れる。
【００３１】
このことを利用して内燃機関への吸入空気量の一時的な強制変化により、空燃比を強制変化させることができる。
この場合には、特に排気において酸素量の変動を積極的に生じさせているので、触媒の活性化をより効果的に実行できる。
【００３２】
しかも空燃比制御側では、直ちに理論空燃比に戻そうとするので、短時間の空燃比強制変化が可能となる。更に吸入空気量に基づく空燃比制御上、行き過ぎた空燃比の変化は抑制されるので、エミッションにも有利に作用する。
【００３３】
請求項１０に記載の内燃機関触媒活性化装置では、請求項９に記載の内燃機関触媒活性化装置において、前記吸入空気量の強制変化は、内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を、強制的に急速変化させることにより実行するものであることを特徴とする。
【００３４】
吸入空気量強制変化は、内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を、強制的に急速変化させることにより実行できる。この吸入空気量変化は短時間であり、その後、通常の吸入空気量に戻ることから、大きなトルク変動を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１の内燃機関における吸排気系及び制御系の概略構成図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行する触媒活性低下判定処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１のＥＣＵが実行する吸入空気量積算処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１のＥＣＵが実行する空燃比強制変化処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１のＥＣＵが実行する空燃比強制変化処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図７】実施の形態２のＥＣＵが実行する空燃比強制変化処理のフローチャート。
【図８】実施の形態３のＥＣＵが実行する触媒活性低下判定処理のフローチャート。
【図９】実施の形態３のＥＣＵが実行する触媒活性低下判定処理のフローチャート。
【図１０】実施の形態４のＥＣＵが実行する触媒活性低下判定処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［実施の形態１］
〈実施の形態１の構成〉図１に上述した触媒活性化装置が適用された内燃機関２の吸排気系及び制御系の概略構成を示す。この内燃機関２は車両用ガソリンエンジンである。
【００３７】
内燃機関２の吸気経路４にはスロットルバルブ６が設けられ、そのスロットル開度ＴＡにより内燃機関２の各気筒に供給される吸入空気量を調節している。各気筒の吸気ポートには燃料噴射弁８が設けられ、吸入空気中に燃料を噴射することで混合気を形成している。
【００３８】
この混合気が各気筒内で燃焼行程にて点火プラグ１０により点火されて燃焼される。
燃焼後においては各気筒から排気経路１２へ排気が排出され、触媒コンバータ１４により浄化処理される。
【００３９】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６はマイクロコンピュータを中心として構成されている制御装置であり、内燃機関２に対する制御のために、各種センサ類から検出したデータや内部メモリに記憶しているデータに基づいて、内燃機関２の運転状態を制御している。
【００４０】
ＥＣＵ１６は、吸気経路４においてスロットル開度センサ６ａからスロットル開度ＴＡを、吸入空気量センサ１８から吸入空気量ＧＡを検出している。更にＥＣＵ１６はクランクシャフト２０の回転に基づいて回転数センサ２０ａからエンジン回転数ＮＥを検出している。更にＥＣＵ１６は排気経路１２において触媒コンバータ１４の上流に設けた空燃比センサ２２から空燃比Ａ／Ｆを、触媒コンバータ１４の下流に設けたＯ２（オーツー）センサ２４から酸素濃度状態を検出している。
【００４１】
そしてＥＣＵ１６は内燃機関２に対する操作状態、ここでは特に車両ドライバーによるアクセルペダル２６の操作量（アクセル開度ＡＣＣＰ）をアクセル開度センサ２６ａから検出し、このアクセル開度ＡＣＣＰに基づいてスロットル駆動モータ６ｂを駆動することにより、スロットル開度ＴＡを調節している。このことにより内燃機関２の各気筒に対する吸入空気量ＧＡを調節する。
【００４２】
ＥＣＵ１６は、この吸入空気量ＧＡを吸入空気量センサ１８から検出し、所望の空燃比（ここでは理論空燃比）を達成するための基本燃料噴射量を設定する。そしてＥＣＵ１６は、空燃比センサ２２及びＯ２センサ２４の検出値に基づいて、実際の空燃比Ａ／Ｆが所望の空燃比（理論空燃比）となるように、燃料噴射弁８から噴射される燃料量のフィードバック制御を実行している。
【００４３】
触媒コンバータ１４内には、酸素貯蔵能力を有する三元触媒が配置されている。このような触媒は、或る程度の空燃比Ａ／Ｆの変動が与えられていないと、触媒としての活性が低下する性質を有している。このため車両走行状態が安定した状態、例えば高速走行を長期継続している間にアクセル開度ＡＣＣＰが安定化して空燃比Ａ／Ｆがあまり変動しなくなり理論空燃比近傍に収束してしまう場合には、エミッション悪化のおそれがある。
【００４４】
これを防止するためにＥＣＵ１６は内燃機関触媒活性化装置としての処理を図２〜５に示すごとく実行する。
〈実施の形態１の作用〉本実施の形態の作用についてＥＣＵ１６が実行する各処理（図２〜５）に基づいて説明する。
【００４５】
図２は触媒コンバータ１４内の三元触媒の活性低下状態を判定するための触媒活性低下判定処理である。本処理は一定時間周期（ここでは１００ｍｓ周期）で繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４６】
触媒活性低下判定処理（図２）について説明する。本処理が開始されると、まずＥＣＵ１６内にて別途行われている空燃比センサ２２とＯ２センサ２４との検出値に基づく空燃比算出処理にて算出されている空燃比Ａ／Ｆが、「１４．６５」以下か否かを判定する（Ｓ１０２）。この「１４．６５」は、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）を含む理論空燃比領域の上限値である。
【００４７】
空燃比Ａ／Ｆ≦１４．６５であれば（Ｓ１０２でＹＥＳ）、次に空燃比Ａ／Ｆが、「１４．３５」未満か否かを判定する（Ｓ１０４）。この「１４．３５」は、理論空燃比領域の下限値である。
【００４８】
ここで空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３５であれば（Ｓ１０４でＹＥＳ）、空燃比Ａ／Ｆは理論空燃比領域からはリッチ側に離れていることになる。すなわちリッチ領域に存在することになる。次にリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０か否かを判定する（Ｓ１０６）。
【００４９】
このリッチ継続フラグＲＦｌａｇは、空燃比Ａ／Ｆが、理論空燃比領域を含めてこれよりもリッチ側である状態が継続していることを示すフラグである。ここでリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０であれば（Ｓ１０６でＹＥＳ）、次にリッチ継続フラグＲＦｌａｇに「１」を設定し（Ｓ１０８）、更にリーン継続フラグＬＦｌａｇに「０」を設定する（Ｓ１１０）。このリーン継続フラグＬＦｌａｇは、空燃比Ａ／Ｆが、理論空燃比領域を含めてこれよりもリーン側である状態が継続していることを示すフラグである。
【００５０】
そして積算吸入空気量の値をクリアする（Ｓ１１２）。この積算吸入空気量は、吸入空気量積算処理（図３）にて積算される値である。
ここで吸入空気量積算処理（図３）について説明する。本処理は１００ｍｓ毎に実行される処理である。まず別途、吸入空気量センサ１８の出力からＥＣＵ１６が検出している吸入空気量ＧＡ（Ｌ／ｓ）の値を積算量Ａｓとして読み込む（Ｓ１３２）。
【００５１】
次に式１に示すごとく、積算周期毎の積算値（Ａｓ×積算周期）を前回周期時の積算吸入空気量に加算することで、今回の周期における積算吸入空気量を算出する（Ｓ１３４）。
【００５２】
［式１］  積算吸入空気量←積算吸入空気量＋Ａｓ×積算周期
尚、この積算周期は、吸入空気量積算処理（図３）の実行周期であり、ここでは１００ｍｓである。
【００５３】
このようにして吸入空気量積算処理（図３）により１００ｍｓ毎に積算吸入空気量が更新されている。
したがって触媒活性低下判定処理（図２）のステップＳ１１２の処理が実行されると、吸入空気量積算処理（図３）にて繰り返し更新されている積算吸入空気量の値が０Ｌに戻されることになる。
【００５４】
次に現在の積算吸入空気量が基準積算値（ここでは４０００Ｌ）以上となったか否かを判定する（Ｓ１２２）。このタイミングでは積算吸入空気量＝０Ｌであることから（Ｓ１２２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【００５５】
触媒活性低下判定処理（図２）の次の実行周期でも空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３５（Ｓ１０４でＹＥＳ）であるとすると、前回、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１に設定されているので（Ｓ１０６でＮＯ）、直ちに積算吸入空気量≧基準積算値か否かを判定する（Ｓ１２２）。このときは並行的に実行される吸入空気量積算処理（図３）により積算吸入空気量は増加している。したがって積算吸入空気量は０Ｌではないが、まだ基準積算吸入空気量よりも小さいことから（Ｓ１２２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【００５６】
これ以後、空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３５（Ｓ１０４でＹＥＳ）の状態、すなわち空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域に存在する状態が継続している限り、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１のままであり、ステップＳ１０６にてＮＯと判定されるので、ステップＳ１１２は実行されず、積算吸入空気量の値はクリアされることはない。
【００５７】
更にこれ以後、空燃比Ａ／Ｆがリーン側に移動して「１４．３５」よりも大きくなったとしても、ヒステリシスとして機能する空燃比Ａ／Ｆ＝１４．３５〜１４．６５の範囲（理論空燃比領域）に存在する限り、ステップＳ１０２にてＹＥＳ、ステップＳ１０４にてＮＯと判定される。このため、やはりステップＳ１１２は実行されず、積算吸入空気量の値はクリアされることはない。
【００５８】
このため一旦ステップＳ１０８によりリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１とされた後は、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比領域よりもリーン側にならない限り、すなわち理論空燃比領域とリッチ領域とのいずれかに存在する限り、積算吸入空気量の値はクリアされず、吸入空気量積算処理（図３）の処理により、次第に積算吸入空気量は増加することになる。
【００５９】
図６に制御の一例を示すごとく、タイミングｔ０でリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１に設定した後は、空燃比Ａ／Ｆが「１４．６５」を越えない状態が継続することにより、積算吸入空気量は増加を継続している。
【００６０】
このような積算吸入空気量の増加が継続することで、積算吸入空気量が基準積算吸入空気量（４０００Ｌ）に到達すると（Ｓ１２２でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定し（Ｓ１２４）、本処理を出る。
【００６１】
すなわちリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ１２２でＹＥＳと判定されると、空燃比Ａ／Ｆはリーン領域（Ａ／Ｆ＞１４．６５）への移行頻度が低い状態であることが判明する。すなわち積算吸入空気量が基準積算吸入空気量（４０００Ｌ）に到達するまでの期間、空燃比Ａ／Ｆが一度もリーン領域に移行していない状態が判明する。
【００６２】
このことにより触媒コンバータ１４内の触媒の活性低下の可能性が生じていることが判明する。このことから、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定する（Ｓ１２４）ことになる（図６：ｔ１）。
【００６３】
このように空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１としたことにより、後述する空燃比強制変化処理（図４，５）において空燃比の強制変化が実行される（図６：ｔ１〜ｔ２）。
一方、触媒活性低下判定処理（図２）において、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態で、積算吸入空気量が基準積算吸入空気量以上になる前に、空燃比Ａ／Ｆが１４．６５を越えると、すなわちリーン領域に入ると（Ｓ１０２でＮＯ）、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝０か否かを判定する（Ｓ１１４）。
【００６４】
ここでは既にステップＳ１１０にてリーン継続フラグＬＦｌａｇに「０」が設定された状態であるのでステップＳ１１４ではＹＥＳと判定され、リーン継続フラグＬＦｌａｇには「１」を設定し（Ｓ１１６）、リッチ継続フラグＲＦｌａｇには「０」を設定する（Ｓ１１８）。そして積算吸入空気量の値をクリアする（Ｓ１１２）。
【００６５】
次に積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量か否かを判定する（Ｓ１２２）が、直前に積算吸入空気量の値をクリアしているので、ここではＮＯと判定する。したがってこのまま本処理を出る。
【００６６】
このため積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量となる前に、空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域（Ａ／Ｆ＜１４．３５）あるいは理論空燃比領域（１４．６５≧Ａ／Ｆ≧１４．３５）のいずれかに存在する状態からリーン領域（Ａ／Ｆ＞１４．６５）へ移行すると、再度、積算吸入空気量について０Ｌから積算を開始することになる。
【００６７】
すなわちリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ１２２でＹＥＳと判定される前に空燃比Ａ／Ｆがリーン領域に移行することから、空燃比Ａ／Ｆはリーン領域への移行頻度が低くないことが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒の活性状態は維持されており触媒活性低下の可能性はないことから、積算吸入空気量を０Ｌから積算し直す状態となる。
【００６８】
リーン継続フラグＬＦｌａｇに「１」を設定した（Ｓ１１６）直後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．６５が継続しているとすると、ステップＳ１０２でＮＯと判定される。そして前回、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１に設定されているので（Ｓ１１４でＮＯ）、直ちに積算吸入空気量≧基準積算値か否かを判定する（Ｓ１２２）。このときは並行的に実行される吸入空気量積算処理（図３）により積算吸入空気量は増加している。ただし積算吸入空気量は、まだ基準積算吸入空気量よりも小さいことから（Ｓ１２２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【００６９】
これ以後、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．６５（Ｓ１０２でＮＯ）の状態、すなわち空燃比Ａ／Ｆがリーン領域に存在する状態が継続している限り、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１のままであり、ステップＳ１１４にてＮＯと判定されるので、ステップＳ１１２は実行されず、積算吸入空気量の値はクリアされることはない。
【００７０】
更にこれ以後、空燃比Ａ／Ｆがリッチ側に移動して「１４．６５」よりも小さくなったとしても、ヒステリシスとして機能する空燃比Ａ／Ｆ＝１４．３５〜１４．６５の範囲（理論空燃比領域）である限り、ステップＳ１０２にてＹＥＳ、ステップＳ１０４にてＮＯと判定される。このため、やはりステップＳ１１２は実行されず、積算吸入空気量の値はクリアされることはない。
【００７１】
このため一旦ステップＳ１１６により、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１とされた後は、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比領域よりもリッチ側にならない限り、すなわち理論空燃比領域とリーン領域とのいずれかに存在する限り、積算吸入空気量の値はクリアされず、吸入空気量積算処理（図３）の処理により、次第に積算吸入空気量は増加することになる。
【００７２】
図６に制御の一例を示すごとく、タイミングｔ３にリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１に設定された後に、空燃比Ａ／Ｆが「１４．３５」以上の状態が継続することにより、積算吸入空気量は増加を継続している。
【００７３】
このような積算吸入空気量の増加が継続することで、積算吸入空気量が基準積算吸入空気量に到達すると（Ｓ１２２でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定し（Ｓ１２４）、本処理を出る。
【００７４】
すなわちリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ１２２でＹＥＳと判定されると、空燃比Ａ／Ｆはリッチ領域への移行頻度が低い状態であることが判明する。すなわち積算吸入空気量が基準積算吸入空気量（４０００Ｌ）に到達するまでの期間、空燃比Ａ／Ｆが一度もリッチ領域に移行していない状態が判明する。
【００７５】
このことにより触媒コンバータ１４内の触媒の活性低下の可能性が生じていることが判明する。このことから、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定する（Ｓ１２４）ことになる。
【００７６】
このように空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１としたことにより、後述する空燃比強制変化処理（図４，５）において空燃比の強制変化が実行される。
触媒活性低下判定処理（図２）において、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態で、積算吸入空気量が基準積算吸入空気量以上になる前に、空燃比Ａ／Ｆが１４．３５より小さくなると、すなわちリッチ領域に入ると（Ｓ１０４でＹＥＳ）、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０か否かが判定される（Ｓ１０６）。
【００７７】
ここでは既にステップＳ１１８にてリッチ継続フラグＲＦｌａｇに「０」が設定されているのでステップＳ１０６ではＹＥＳと判定され、リッチ継続フラグＲＦｌａｇには「１」を設定し（Ｓ１０８）、リーン継続フラグＬＦｌａｇには「０」を設定する（Ｓ１１０）。そして積算吸入空気量の値をクリアする（Ｓ１１２）。
【００７８】
次に積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量か否かを判定する（Ｓ１２２）が、直前に積算吸入空気量の値をクリアしているので、ここではＮＯと判定する。したがってこのまま本処理を出る。
【００７９】
このため積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量となる前に、空燃比Ａ／Ｆがリーン領域あるいは理論空燃比領域のいずれかに存在する状態からリッチ領域へ移行すると、再度、積算吸入空気量について０Ｌから積算を開始することになる。
【００８０】
すなわちリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ１２２でＹＥＳと判定される前に空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域に移行することから、空燃比Ａ／Ｆはリッチ領域への移行頻度が低くないことが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒の活性状態は維持されており触媒活性低下の可能性はないことから、積算吸入空気量を０Ｌから積算し直す状態となる。
【００８１】
次に空燃比の強制変化を実行する空燃比強制変化処理（図４，５）について説明する。本処理は１００ｍｓ周期で実行されるものである。
本処理が開始されると、まず空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１か否かを判定する（Ｓ１５２）。ここで空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０であれば（Ｓ１５２でＮＯ）、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ、強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤ、強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥをすべて「０」に設定する（Ｓ１５４）。そして燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「１．０」を設定して（Ｓ１５６）、本処理を出る。
【００８２】
以後、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０である限り、ステップＳ１５４，Ｓ１５６を処理する状態が継続し、空燃比の強制変化は実行しない。
前述した触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）の結果、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」が設定されると（Ｓ１５２でＹＥＳ）、以後、一時的に空燃比の強制変化を実行する。
【００８３】
まず最初に強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝０か否かを判定する（Ｓ１５８）。初期においては強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝０であるので（Ｓ１５８でＹＥＳ）、次に強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝０か否かを判定する（Ｓ１６０）。初期においては強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝０であるので（Ｓ１６０でＹＥＳ）、次に現在の空燃比Ａ／Ｆが１４．５（理論空燃比）よりリッチ側か否かを判定する（Ｓ１６２）。
【００８４】
ここで理論空燃比よりもリッチ側（空燃比Ａ／Ｆ＜１４．５）であった場合（Ｓ１６２でＹＥＳ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「１．０４」を設定する（Ｓ１６４）。
この燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅは、ＥＣＵ１６が実行している空燃比制御において求められる最終的な燃料噴射時間に対して乗算されることにより、燃料噴射弁８の開弁時間を修正する補正係数であり、このことにより燃料噴射量を強制的に増減するものである。
【００８５】
直前まで、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅ＝１．０に設定されていた状態では（Ｓ１５６）、燃料噴射時間に対しては「１．０」の乗算であり、燃料噴射時間は空燃比制御通りである。したがって燃料噴射量に対しては強制的な増減はなされていない。
【００８６】
しかし今回は燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅ＝１．０４としたことにより、強制的な燃料噴射量の増加がなされるようになる。そして強制リーン化中フラグＦｌａｇＢに「０」を設定し（Ｓ１６６）、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣに「１」を設定して（Ｓ１６８）、本処理を出る。
【００８７】
次の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝０、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝１であることから、ステップＳ１５２でＹＥＳ、ステップＳ１５８でＹＥＳ、ステップＳ１６０でＮＯと判定される。このことにより図５に示すごとく、空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２の状態までリッチ化したか否かを判定する（Ｓ１８０）。
【００８８】
当初は１４．５＞空燃比Ａ／Ｆ＞１４．２であるとすると（Ｓ１８０でＮＯ）、式２に示すごとく燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸増を実行する（Ｓ１８２）。
［式２］  ＫＴｉｍｅ←ＫＴｉｍｅ＋０．００５
こうして本処理を出る。
【００８９】
以後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．２である限り（Ｓ１８０でＮＯ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸増処理（Ｓ１８２）が繰り返され、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅが増加する。このことにより、燃料噴射量は、空燃比制御によるよりも増加側、すなわちリッチ側へ急速に変化することになる。
【００９０】
このようなリッチ側への空燃比Ａ／Ｆの強制変化により、空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２となると（Ｓ１８０でＹＥＳ）、強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤ＝１か否かを判定する（Ｓ１８４）。ここでは強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤ＝０であるので（Ｓ１８４でＮＯ）、次に強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥに「１」を設定する（Ｓ１８６）。
【００９１】
そして燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「０．９６」を設定し（Ｓ１８８）、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢに「１」を設定し（Ｓ１９０）、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣに「０」を設定して（Ｓ１９２）、本処理を出る。
【００９２】
このように空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２となると直ちに燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅを「０．９６」に設定するので、空燃比制御による燃料噴射時間よりも、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅが乗算された燃料噴射時間は短くなる。このことにより直ちに空燃比はリーン側に強制的に変化する。
【００９３】
次の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝１、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝０であることから、ステップＳ１５２でＹＥＳと判定された後に、ステップＳ１５８でＮＯと判定される。このことにより次に空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８の状態までリーン化したか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【００９４】
当初は空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２の状態であることから（Ｓ１７０でＮＯ）、式３に示すごとく燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸減を行う（Ｓ１７２）。
［式３］  ＫＴｉｍｅ←ＫＴｉｍｅ−０．００５
こうして本処理を出る。
【００９５】
以後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＜１４．８である限り（Ｓ１７０でＮＯ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸減処理（Ｓ１７２）が繰り返され、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅが減少する。このことにより、燃料噴射量は、空燃比制御によるよりも減少側、すなわちリーン側へ急速に変化することになる。
【００９６】
このようなリーン側への空燃比Ａ／Ｆの強制変化により、空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８となると（Ｓ１７０でＹＥＳ）、強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥ＝１か否かを判定する（Ｓ１７４）。ここでは強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥ＝１であるので（Ｓ１７４でＹＥＳ）、次に空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「０」を設定して（Ｓ１７８）、本処理を出る。
【００９７】
以後の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０となっているので（Ｓ１５２でＮＯ）、各フラグＦｌａｇＢ，ＦｌａｇＣ，ＦｌａｇＤ，ＦｌａｇＥに「０」を設定し（Ｓ１５４）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「１．０」を設定する処理（Ｓ１５６）を繰り返すことになる。こうして空燃比Ａ／Ｆは通常の空燃比制御に戻されることになる。
【００９８】
次に、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１に設定された当初に空燃比Ａ／Ｆが１４．５（理論空燃比）以上であった場合を説明する。
この場合は、ステップＳ１５２．Ｓ１５８，Ｓ１６０でＹＥＳと判定された後、理論空燃比又は理論空燃比よりもリーン側であるので（Ｓ１６２でＮＯ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「０．９６」を設定する（Ｓ１８８）。このことにより、強制的な燃料噴射量の減少がなされるようになる。そして強制リーン化中フラグＦｌａｇＢに「１」を設定し（Ｓ１９０）、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣに「０」を設定して（Ｓ１９２）、本処理を出る。
【００９９】
次の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝１、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝０であることから、ステップＳ１５２でＹＥＳ、ステップＳ１５８でＮＯと判定する。このことにより空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８の状態までリーン化したか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【０１００】
当初は１４．８＞空燃比Ａ／Ｆ≧１４．５であるとすると（Ｓ１７０でＮＯ）、前記式３に示すごとく燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸減を行い（Ｓ１７２）、本処理を出る。
【０１０１】
以後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＜１４．８である限り（Ｓ１７０でＮＯ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸減処理（Ｓ１７２）を繰り返し、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅを減少させる。このことにより燃料噴射量は空燃比制御による噴射量よりも減少する。すなわち空燃比Ａ／Ｆはリーン側に急速に変化することになる。
【０１０２】
このようなリーン側への空燃比Ａ／Ｆの強制変化により、空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８となると（Ｓ１７０でＹＥＳ）、強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥ＝１か否かを判定する（Ｓ１７４）。ここでは強制リッチ化完了フラグＦｌａｇＥ＝０であるので（Ｓ１７４でＮＯ）、次に強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤに「１」を設定する（Ｓ１７６）。
【０１０３】
そして燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「１．０４」を設定し（Ｓ１６４）、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢに「０」を設定し（Ｓ１６６）、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣに「１」を設定して（Ｓ１６８）、本処理を出る。
【０１０４】
このように空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８となると直ちに燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅを「１．０４」に設定するので、空燃比制御による燃料噴射時間よりも、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅが乗算された燃料噴射時間は長くなる。このことにより直ちに空燃比Ａ／Ｆはリッチ側へ強制的に変化する。
【０１０５】
次の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１、強制リーン化中フラグＦｌａｇＢ＝０、強制リッチ化中フラグＦｌａｇＣ＝１であることから、ステップＳ１５２でＹＥＳ、ステップＳ１５８でＹＥＳと判定された後に、ステップＳ１６０でＮＯと判定される。このことにより図５に示したごとく、空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２の状態までリッチ化したか否かを判定する（Ｓ１８０）。
【０１０６】
当初は空燃比Ａ／Ｆ≧１４．８の状態であることから（Ｓ１８０でＮＯ）、前記式２に示したごとく燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸増を行い（Ｓ１８２）、本処理を出る。
【０１０７】
以後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．２である限り（Ｓ１８０でＮＯ）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅの漸増処理（Ｓ１８２）を繰り返し、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅは増加する。このことにより、燃料噴射量は空燃比制御による燃料噴射量よりも増加し、空燃比Ａ／Ｆはリッチ側へ急速に変化することになる。
【０１０８】
このようなリッチ側への空燃比Ａ／Ｆの強制変化により、空燃比Ａ／Ｆ≦１４．２となると（Ｓ１８０でＹＥＳ）、強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤ＝１か否かを判定する（Ｓ１８４）。ここでは強制リーン化完了フラグＦｌａｇＤ＝１であるので（Ｓ１８４でＹＥＳ）、次に空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「０」を設定して（Ｓ１９４）、本処理を出る。
【０１０９】
以後の実行周期では、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０となっているので（Ｓ１５２でＮＯ）、各フラグＦｌａｇＢ，ＦｌａｇＣ，ＦｌａｇＤ，ＦｌａｇＥに「０」を設定し（Ｓ１５４）、燃料噴射時間修正係数ＫＴｉｍｅに「１．０」を設定する処理（Ｓ１５６）を繰り返すことになる。したがって空燃比Ａ／Ｆは通常の空燃比制御に戻されることになる。
〈実施の形態１と請求項との関係〉上述した構成において、空燃比センサ２２、Ｏ２センサ２４及びこれらの検出値から空燃比Ａ／Ｆを算出するＥＣＵ１６が空燃比検出手段に相当する。更にＥＣＵ１６は、触媒活性低下空燃比状態判定手段及び空燃比強制変化手段に相当する。ＥＣＵ１６が実行する触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）が触媒活性低下空燃比状態判定手段としての処理に、空燃比強制変化処理（図４，５）が空燃比強制変化手段としての処理に相当する。
〈実施の形態１の効果〉（１）空燃比が理論空燃比領域内に停滞していたり、あるいは理論空燃比領域も含めてリッチ側あるいはリーン側に偏った状態で停滞しているような空燃比状態では、適切な空燃比の変動がないことから触媒の活性が低下する。
【０１１０】
したがってこのような状態での空燃比の停滞を、触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）にて、リッチ領域への移行頻度とリーン領域への移行頻度とを求めることで判定している。
【０１１１】
すなわち積算吸入空気量が基準積算吸入空気量以上になるまでの期間に一度もリッチ領域にならなければリッチ領域への移行頻度が低いと判断し、同様に積算吸入空気量が基準積算吸入空気量以上になるまでの期間に一度もリーン領域にならなければリーン領域への移行頻度が低いと判断している。
【０１１２】
そしてリッチ領域とリーン領域とのいずれかへの移行頻度が低い場合には（図２：Ｓ１２２でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定している（Ｓ１２４）。
【０１１３】
このように触媒活性低下判定処理（図２）にてＦｌａｇＡ＝１とされたことで、リッチ領域あるいはリーン領域のいずれかの領域に対する移行頻度が低下したと判定した場合には、空燃比強制変化処理（図４，５）により一時的に空燃比を強制変化させている。
【０１１４】
このように空燃比を強制変化させているため、上述した空燃比停滞状態により触媒コンバータ１４内の触媒が次第にその活性を低下しつつあった状態が打ち破られ、触媒としての反応性が活性化される。
【０１１５】
特に空燃比強制変化処理（図４，５）では移行頻度の低い側のみでなく逆側の領域へも空燃比を強制変化させている。すなわちリッチ領域とリーン領域との両方へ、空燃比の強制変化を生じさせている。このため触媒の不活性化をより確実に阻止でき、触媒としての反応性が確実に活性化される。
【０１１６】
このような空燃比の強制変化は一時的なものであり、その後、通常の空燃比制御に戻ることから、内燃機関２において大きなトルク変動や定常的なトルク振動を生じることがない。
【０１１７】
（２）空燃比強制変化処理（図４，５）では、リッチ領域とリーン領域との両方への空燃比の強制変化を生じさせるに際して、そのときに検出されている空燃比が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）よりもリッチ側では空燃比の強制変化はリッチ領域の方を最初に実行し、その後にリーン領域に対して空燃比の強制変化を実行している。これとは逆に検出されている空燃比が理論空燃比を含めてこの理論空燃比よりもリーン側では空燃比の強制変化はリーン領域の方を最初に実行し、その後にリッチ領域に対して空燃比の強制変化を実行している。
【０１１８】
このように空燃比を強制変化させることで、強制変化を迅速に処理でき、通常の空燃比制御に早期に復帰できる。
したがって触媒を早期に活性化でき、強制変化中のエミッションやトルクについても、更に影響を少なくできる。
【０１１９】
（３）リッチ領域やリーン領域への移行頻度は、内燃機関２の積算吸入空気量（吸入空気量ＧＡの積算値）が基準積算吸入空気量に到達するまでの期間内での移行有無として求めている。
【０１２０】
触媒の活性低下はリッチ領域とリーン領域とのうちで少なくとも一方への移行頻度の低い状態で引き起こされる。すなわちこのような状態の空燃比により生じた排気が触媒に継続的に流れ込むことにより触媒活性低下が引き起こされる。
【０１２１】
排気量は吸入空気量ＧＡに対応することから、積算吸入空気量を基準積算吸入空気量と比較して、積算吸入空気量が基準積算吸入空気量に到達するまでの期間内で、前記移行が生じていなければ、移行頻度が低いと判断できる。
【０１２２】
吸入空気量ＧＡは酸素量に対応していることから触媒の活性低下状態を、より適切に判定できる。
（４）一時的な空燃比強制変化は、内燃機関２の吸気中への燃料噴射量の一時的強制変化により迅速に実行できる。そしてこのことにより空燃比の強制変化は極めて短時間に終了できることから、内燃機関２のトルク変動を確実に低減できる。
【０１２３】
（５）触媒活性低下判定処理（図２）では、理論空燃比領域の空燃比幅をヒステリシスとして設けた状態で、リッチ領域あるいはリーン領域へ空燃比が移行する頻度を判定している。
【０１２４】
理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）の１点でリッチ領域とリーン領域とを区分していないので、十分な空燃比変化を示した場合に移行頻度が高いと判定できる。このため触媒の活性低下を高精度に検出でき、触媒活性化を適切に実行することができる。
【０１２５】
［実施の形態２］
〈実施の形態２の構成〉本処理は前記図４，５の代わりに、図７に示す空燃比強制変化処理を実行するものである。前記図１〜３に示した構成及び処理内容は本実施の形態でも同じである。したがって図１〜３も参照して説明する。
【０１２６】
前記実施の形態１では燃料噴射量の調節により空燃比の強制変化を実行したが、本実施の形態の空燃比強制変化処理（図７）は、スロットル開度ＴＡの急速変化により空燃比を強制変化させるものである。
〈実施の形態２の作用〉本実施の形態の作用についてＥＣＵ１６が実行する各処理（図２，３，７）に基づいて説明する。尚、触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）については前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１２７】
空燃比強制変化処理（図７）について説明する。本処理は一定時間周期（ここでは１ｍｓ周期）で繰り返し実行される処理である。
本処理が開始されると、まずＥＣＵ１６がアクセル開度ＡＣＣＰ及びその他のデータに基づいて別途算出している目標スロットル開度ＴＡｔが読み込まれる（Ｓ２０２）。この目標スロットル開度ＴＡｔは、ＥＣＵ１６が、主として車両ドライバーの要求に応じて内燃機関２の出力を吸入空気量により調節するために定常的に算出されている値である。
【０１２８】
空燃比の強制変化時以外ではこのように算出されている目標スロットル開度ＴＡｔがスロットルバルブ６の制御量に用いられるが、以下に述べるごとく空燃比の強制変化時には、目標スロットル開度ＴＡｔを補正した値がスロットルバルブ６の制御量に用いられる。
【０１２９】
次に空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１か否かを判定する（Ｓ２０４）。この空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡの設定は前記図２，３にて説明したごとくであり、触媒コンバータ１４の触媒活性が低下する空燃比停滞が生じた場合に「１」に設定されるフラグである。
【０１３０】
ここで空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０では（Ｓ２０４でＮＯ）、ＥＣＵ１６が別途実行しているタイマーカウント処理によるカウント値Ｔｉｍｅｒをクリアし（Ｓ２０６）、現在の目標スロットル開度ＴＡｔをメモリ値Ｍｔａとして記憶し（Ｓ２０８）、本処理を出る。
【０１３１】
以後、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０である限り（Ｓ２０４でＮＯ）、カウント値Ｔｉｍｅｒのクリア（Ｓ２０６）とステップＳ２０２で読み込んだ目標スロットル開度ＴＡｔをメモリ値Ｍｔａとして記憶する処理（Ｓ２０８）が１ｍｓの実行周期で繰り返される。
【０１３２】
前記触媒活性低下判定処理（図２）にて、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１に設定されると（Ｓ２０４でＹＥＳ）、次にカウント値Ｔｉｍｅｒ＞０．４ｓか否かを判定する（Ｓ２１０）。当初は、カウント値Ｔｉｍｅｒ＝１ｍｓであることから（Ｓ２１０でＮＯ）、式４に示すごとく空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０の際の目標スロットル開度ＴＡｔを記憶していたメモリ値Ｍｔａに１０°を加えて、目標スロットル開度ＴＡｔに設定する（Ｓ２１２）。
【０１３３】
［式４］  ＴＡｔ←Ｍｔａ＋１０°
そして次に目標スロットル開度ＴＡｔが８０°を越えているか否かを判定する（Ｓ２１４）。８０°を越えていれば（Ｓ２１４でＹＥＳ）、目標スロットル開度ＴＡｔを８０°に設定し直す（Ｓ２１６）。８０°を越えていなければ（Ｓ２１４でＮＯ）、目標スロットル開度ＴＡｔはそのままとする。そして本処理を出る。
【０１３４】
このことにより内燃機関２のスロットルバルブ６はそれまでの目標スロットル開度ＴＡｔによる開度から、ステップ的に１０°増加されることになる。
通常、円滑にスロットル開度ＴＡが変化している場合には、予測値を含めた吸入空気量ＧＡとこの吸入空気量ＧＡから基本燃料噴射量が求められ、更に空燃比制御により調節されることで最終的な燃料噴射量が求められる。したがって、実際の空燃比Ａ／Ｆは目標空燃比から大きくリーン側やリッチ側に変動することはない。
【０１３５】
しかし１０°の増加を、ステップ的に目標スロットル開度ＴＡｔに加えることにより、スロットルバルブ６は急速に１０°開くことにより、空燃比制御が追いつかず、理論空燃比から一時的にリッチ側あるいはリーン側に大きく離れる。リッチ側とリーン側とのいずれの方向に離れるかは、内燃機関２の運転状態やＥＣＵ１６による空燃比制御により異なるので一概には言えない。
【０１３６】
次の実行周期では、カウント値Ｔｉｍｅｒ≦０．４ｓである間は（Ｓ２１０でＮＯ）、目標スロットル開度ＴＡｔは、８０°を越えない限り、メモリ値Ｍｔａより１０°高い状態が維持される（Ｓ２１２〜Ｓ２１６）。
【０１３７】
そしてカウント値Ｔｉｍｅｒ＞０．４ｓとなると（Ｓ２１０でＹＥＳ）、次にカウント値Ｔｉｍｅｒ≦０．８ｓか否かを判定する（Ｓ２１８）。当初はカウント値Ｔｉｍｅｒ＜０．８ｓであるので（Ｓ２１８でＹＥＳ）、式５に示すごとくメモリ値Ｍｔａから１０°を減じて、目標スロットル開度ＴＡｔに設定する（Ｓ２２０）。
【０１３８】
［式５］  ＴＡｔ←Ｍｔａ−１０°
そして次に目標スロットル開度ＴＡｔが２°未満か否かを判定する（Ｓ２２２）。２°未満であれば（Ｓ２２２でＹＥＳ）、目標スロットル開度ＴＡｔを２°に設定し直す（Ｓ２２４）。２°を越えていなければ（Ｓ２２２でＮＯ）、目標スロットル開度ＴＡｔはそのままとする。そして本処理を出る。
【０１３９】
このことにより内燃機関２のスロットルバルブ６は、それまでの目標スロットル開度ＴＡｔ＝メモリ値Ｍｔａ＋１０°の状態から、目標スロットル開度ＴＡｔ＝メモリ値Ｍｔａ−１０°にステップ的に減少される。
【０１４０】
前述したごとく、通常、円滑にスロットル開度ＴＡが変化している場合には、大きくリーン側やリッチ側に変動することはない。しかし２０°の減少を、ステップ的に目標スロットル開度ＴＡｔに生じさせることにより、スロットルバルブ６は急速に２０°閉じることにより、空燃比制御が追いつかず、理論空燃比から一時的にリッチ側あるいはリーン側に大きく離れる。この場合は、先ほどメモリ値Ｍｔａから１０°増加した場合とは反対側に空燃比が変化されることになる。
【０１４１】
次の実行周期では、カウント値Ｔｉｍｅｒ≦０．８ｓである限り、ステップＳ２０４，Ｓ２１０，Ｓ２１８でＹＥＳと判定されて、目標スロットル開度ＴＡｔは、２°より小さくない限り、メモリ値Ｍｔａより１０°低い状態が維持される（Ｓ２２０〜Ｓ２２４）。
【０１４２】
そしてカウント値Ｔｉｍｅｒ＞０．８ｓとなると（Ｓ２１８でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「０」が設定されて（Ｓ２２６）、本処理を出る。
したがって次の実行周期では、ステップＳ２０４にてＮＯと判定されて、カウント値Ｔｉｍｅｒ＝０（Ｓ２０６）及びメモリ値Ｍｔａに目標スロットル開度ＴＡｔを設定する処理（Ｓ２０８）がなされる。以後、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝０である限り（Ｓ２０４でＮＯ）、ステップＳ２０６，Ｓ２０８が繰り返される。このためスロットル開度ＴＡは通常の制御により調節される状態に戻る。
〈実施の形態２と請求項との関係〉上述した構成において、空燃比センサ２２、Ｏ２センサ２４及びこれらの検出値から空燃比Ａ／Ｆを算出するＥＣＵ１６が空燃比検出手段に相当する。更にＥＣＵ１６は、触媒活性低下空燃比状態判定手段及び空燃比強制変化手段に相当する。ＥＣＵ１６が実行する触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）が触媒活性低下空燃比状態判定手段としての処理に、空燃比強制変化処理（図７）が空燃比強制変化手段としての処理に相当する。
〈実施の形態２の効果〉（１）本実施の形態では、空燃比の強制変化は、燃料噴射量ではなく、スロットル開度ＴＡの一時的な急速変化により、吸入空気量ＧＡと燃料噴射量とのずれを故意に大きくすることで、強制的な空燃比変化を発生させている。
【０１４３】
このような処理によっても、前述した空燃比停滞状態にて触媒コンバータ１４内の触媒が次第にその活性を低下しつつあった状態が打ち破られ、触媒としての反応性が活性化される。
【０１４４】
したがって前記実施の形態１の（１）、（３）及び（５）と同様な効果を生じる。
（２）本実施の形態では、吸入空気量ＧＡを変化させているため、特に排気において酸素量の変動を積極的に生じさせることができる。したがって触媒の活性化をより効果的に実行できる。
【０１４５】
しかも空燃比制御上は直ちに理論空燃比に戻そうとするので、短時間の空燃比強制変化が可能となる。更に吸入空気量ＧＡに基づく空燃比制御上、行き過ぎた空燃比の変化は抑制されるので、エミッションにも有利に作用する。
【０１４６】
［実施の形態３］
〈実施の形態３の構成〉本実施の形態では、前記実施の形態１又は２にてＥＣＵ１６が実行する触媒活性低下判定処理（図２）及び吸入空気量積算処理（図３）の代わりに、図８，９に示す触媒活性低下判定処理を実行するものである。空燃比強制変化処理については、図４，５あるいは図７に示したごとくである。
【０１４７】
ハード的構成は図１に示したごとくであるが、ここで内燃機関２のクランクシャフト２０は５速の自動変速機を介して駆動輪側へ回転駆動力を出力しているものとする。
尚、触媒活性低下判定処理（図８，９）では、Ａ／Ｆ＜１４．３をリッチ領域、１４．３≦Ａ／Ｆ≦１４．７を理論空燃比領域、Ａ／Ｆ＞１４．７をリーン領域としている。
〈実施の形態３の作用〉本実施の形態の作用について触媒活性低下判定処理（図８，９）に基づいて説明する。本処理は内燃機関２のクランク角に同期して実行される。ここでは回転数センサ２０ａの出力に基づいてクランクシャフト２０の１回転毎の周期で実行される。
【０１４８】
本処理が開始されると、まず前述したごとくＥＣＵ１６内にて別途行われている空燃比算出処理にて算出されている空燃比Ａ／Ｆが、「１４．７」以下か否かを判定する（Ｓ３０２）。この「１４．７」は、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）を含む理論空燃比領域の上限値である。
【０１４９】
空燃比Ａ／Ｆ≦１４．７であれば（Ｓ３０２でＹＥＳ）、次に空燃比Ａ／Ｆが、「１４．３」未満か否かを判定する（Ｓ３０４）。この「１４．３」は、理論空燃比領域の下限値である。
【０１５０】
ここで空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３であれば（Ｓ３０４でＹＥＳ）、空燃比Ａ／Ｆは理論空燃比領域からはリッチ側に離れることでリッチ領域に存在していることになる。そして次にリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０か否かを判定する（Ｓ３０６）。
【０１５１】
ここでリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０であれば（Ｓ３０６でＹＥＳ）、リッチ継続フラグＲＦｌａｇに「１」を設定し（Ｓ３０８）、リーン継続フラグＬＦｌａｇに「０」を設定する（Ｓ３１０）。
【０１５２】
そして積算回転回数の値をクリアする（Ｓ３１２）。この積算回転回数は、内燃機関２の回転回数の累積を表す値である。
そして次に、この回転回数の累積を行うために、式６に示すごとく積算回転回数をインクリメントする（Ｓ３２０）。
【０１５３】
［式６］  積算回転回数←積算回転回数＋１
このようにして本処理の実行毎に、すなわちクランクシャフト２０の１回転毎に積算回転回数が「１」増加される。
【０１５４】
次に現在の自動変速機の変速段が判定される。まず変速段が第５速か否かを判定する（Ｓ３２２）。第５速であれば（Ｓ３２２でＹＥＳ）、基準積算回転回数には「５０００」を設定する（Ｓ３２４）。第５速ではない場合には（Ｓ３２２でＮＯ）、第４速か否かを判定する（Ｓ３２６）。第４速であれば（Ｓ３２６でＹＥＳ）、基準積算回転回数には「７０００」を設定する（Ｓ３２８）。第４速ではない場合には（Ｓ３２６でＮＯ）、基準積算回転回数には「９０００」を設定する（Ｓ３３０）。
【０１５５】
次に現在の積算回転回数が基準積算回転回数以上となったか否かを判定する（Ｓ３３２）。このタイミングでは積算回転回数＝１であることから（Ｓ３３２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【０１５６】
触媒活性低下判定処理（図８，９）の次の実行周期でも空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３（Ｓ３０４でＹＥＳ）であるとする。前回、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１に設定されているので（Ｓ３０６でＮＯ）、直ちに積算回転回数のインクリメントを実行し（Ｓ３２０）、変速段に応じた基準積算回転回数を設定（Ｓ３２２〜Ｓ３３０）した後に、積算回転回数≧基準積算回転回数か否かを判定する（Ｓ３３２）。このときは積算回転回数は前回よりも「１」増加しているが、まだ基準積算回転回数よりも小さいことから（Ｓ３３２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【０１５７】
これ以後、空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３（Ｓ３０４でＹＥＳ）の状態、すなわち空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域に存在する状態が継続している限り、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１のままであり、ステップＳ３０６にてＮＯと判定されるので、ステップＳ３１２は実行されず、積算回転回数はクリアされることはない。
【０１５８】
更にこれ以後、空燃比Ａ／Ｆがリーン側に移動して「１４．３」よりも大きくなったとしても、ヒステリシスとして機能する空燃比Ａ／Ｆ＝１４．３〜１４．７の範囲（理論空燃比領域）である限り、ステップＳ３０２にてＹＥＳ、ステップＳ３０４にてＮＯと判定される。このため、やはりステップＳ３１２は実行されず、積算回転回数はクリアされることはない。
【０１５９】
このため一旦ステップＳ３０８によりリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１とされた後は、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比領域よりもリーン側であるリーン領域にならない限り、すなわち「１４．７」を越えない限り、積算回転回数はクリアされず、ステップＳ３２０のインクリメント処理により、次第に積算回転回数は増加することになる。
【０１６０】
このような積算回転回数の増加が継続することで、積算回転回数が基準積算回転回数に到達すると（Ｓ３３２でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定し（Ｓ３３４）、本処理を出る。
【０１６１】
すなわちリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ３３２でＹＥＳと判定されると、空燃比Ａ／Ｆはリーン領域（Ａ／Ｆ＞１４．７）への移行頻度が低い状態であることが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒における活性低下の可能性が生じたことから、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定する（Ｓ３３４）ことになる。
【０１６２】
空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１としたことにより、前記空燃比強制変化処理（図４，５又は図７）において空燃比の強制変化が実行される。
一方、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態で、積算回転回数が基準積算回転回数以上になる前に、空燃比Ａ／Ｆが１４．７を越えると、すなわちリーン領域に入ると（Ｓ３０２でＮＯ）、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝０か否かを判定する（Ｓ３１４）。
【０１６３】
ここでは既にステップＳ３１０にてリーン継続フラグＬＦｌａｇに「０」が設定されているのでステップＳ３１４ではＹＥＳと判定され、リーン継続フラグＬＦｌａｇには「１」を設定し（Ｓ３１６）、リッチ継続フラグＲＦｌａｇには「０」を設定する（Ｓ３１８）。そして積算回転回数をクリアする（Ｓ３１２）。
【０１６４】
したがってステップＳ３２０〜Ｓ３３０の後に、積算回転回数≧基準積算回転回数か否かを判定する（Ｓ３３２）が、直前に積算回転回数はクリアしかつ１回のインクリメント（Ｓ３２０）をしたのみであることから、ここではＮＯと判定される。したがってこのまま本処理を出る。
【０１６５】
このように積算回転回数≧基準積算回転回数となる前に、空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域（Ａ／Ｆ＜１４．３）あるいは理論空燃比領域（１４．７≧Ａ／Ｆ≧１４．３）のいずれかに存在する状態からリーン領域（Ａ／Ｆ＞１４．７）へ移行すると、再度、積算回転回数は０から積算を開始する状態になる。
【０１６６】
すなわちリッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ３３２でＹＥＳと判定される前に空燃比Ａ／Ｆがリーン領域に移行することから、空燃比Ａ／Ｆはリーン領域への移行頻度が低くないことが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒の活性状態は維持されて触媒活性低下の可能性はないことから、積算回転回数を０から積算し直す状態となる。
【０１６７】
リーン継続フラグＬＦｌａｇに「１」を設定した（Ｓ３１６）直後の実行周期において、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．７が継続しているとするとステップＳ３０２でＮＯと判定される。そして前回、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１に設定されているので（Ｓ３１４でＮＯ）、直ちに積算回転回数のインクリメント（Ｓ３２０）と基準積算回転回数の設定（Ｓ３２２〜Ｓ３３０）とを実行した後に、積算回転回数≧基準積算回転回数か否かを判定する（Ｓ３３２）。このときは積算回転回数は更に「１」増加している。しかし基準積算回転回数よりも小さいことから（Ｓ３３２でＮＯ）、このまま本処理を出る。
【０１６８】
これ以後、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．７（Ｓ３０２でＮＯ）の状態、すなわち空燃比Ａ／Ｆがリーン領域に存在する状態が継続している限り、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１のままであり、ステップＳ３１４にてＮＯと判定されるので、ステップＳ３１２は実行されず、積算回転回数はクリアされることはない。
【０１６９】
更にこれ以後、空燃比Ａ／Ｆがリッチ側に移動して「１４．７」よりも小さくなったとしても、ヒステリシスとして機能する空燃比Ａ／Ｆ＝１４．３〜１４．７の範囲にある限り、ステップＳ３０２にてＹＥＳ、ステップＳ３０４にてＮＯと判定されるので、やはりステップＳ３１２は実行されず、積算回転回数はクリアされることはない。
【０１７０】
このため一旦ステップＳ３１６によりリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１とされた後は、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比領域よりもリッチ側であるリッチ領域にならない限り、すなわち「１４．３」よりも小さくならない限り、積算回転回数はクリアされず、ステップＳ３２０の処理により次第に積算回転回数は増加することになる。
【０１７１】
このような積算回転回数増加が継続することで、積算回転回数が基準積算回転回数に到達すると（Ｓ３３２でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定し（Ｓ３３４）、本処理を出る。
【０１７２】
すなわちリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ３３２でＹＥＳと判定されると、空燃比Ａ／Ｆはリッチ領域への移行頻度が低い状態であることが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒において活性低下の可能性が生じたことから、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」を設定する（Ｓ３３４）ことになる。
【０１７３】
このように空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡ＝１としたことにより、前記空燃比強制変化処理（図４，５又は図７）において空燃比の強制変化が実行される。
触媒活性低下判定処理（図８，９）において、リーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態で、積算回転回数が基準積算回転回数以上になる前に、空燃比Ａ／Ｆが１４．３より小さくなると、すなわちリッチ領域に入ると（Ｓ３０４でＹＥＳ）、リッチ継続フラグＲＦｌａｇ＝０か否かを判定する（Ｓ３０６）。
【０１７４】
ここでは既にステップＳ３１８にてリッチ継続フラグＲＦｌａｇに「０」が設定されているのでステップＳ３０６ではＹＥＳと判定され、リッチ継続フラグＲＦｌａｇには「１」を設定し（Ｓ３０８）、リーン継続フラグＬＦｌａｇには「０」を設定する（Ｓ３１０）。そして積算回転回数をクリアする（Ｓ３１２）。
【０１７５】
したがって次に積算回転回数のインクリメント（Ｓ３２０）と基準積算回転回数の設定（Ｓ３２２〜Ｓ３３０）とを実行した後に、積算回転回数≧基準積算回転回数か否かを判定する（Ｓ３３２）が、ここでは積算回転回数＝１であるので、ＮＯと判定される。したがってこのまま本処理を出る。
【０１７６】
このため積算回転回数≧基準積算回転回数となる前に、空燃比Ａ／Ｆがリーン領域及び理論空燃比領域のいずれかに存在する状態からリッチ領域へ移行すると、再度、積算回転回数は０から積算を開始することになる。
【０１７７】
すなわちリーン継続フラグＬＦｌａｇ＝１の状態でステップＳ３３２でＹＥＳと判定される前に空燃比Ａ／Ｆがリッチ領域に移行することから、空燃比Ａ／Ｆはリッチ領域への移行頻度が低くないことが判明する。このことにより触媒コンバータ１４内の触媒は活性状態が維持されており触媒活性低下の可能性はないことから、積算回転回数を０から積算し直す状態となる。
〈実施の形態３と請求項との関係〉上述した構成において、空燃比センサ２２、Ｏ２センサ２４及びこれらの検出値から空燃比Ａ／Ｆを算出するＥＣＵ１６が空燃比検出手段に相当する。更にＥＣＵ１６は、触媒活性低下空燃比状態判定手段及び空燃比強制変化手段に相当する。ＥＣＵ１６が実行する触媒活性低下判定処理（図８，９）が触媒活性低下空燃比状態判定手段としての処理に、空燃比強制変化処理（図４，５又は図７）が空燃比強制変化手段としての処理に相当する。
〈実施の形態３の効果〉（１）空燃比Ａ／Ｆにおけるリッチ領域への移行頻度とリーン領域への移行頻度とについて、その頻度の低下を、積算吸入空気量ではなく積算回転回数が基準積算回転回数となるまでの間に生じているか否かにより判断している。
【０１７８】
触媒の活性低下は、空燃比がリッチ領域とリーン領域とのうちで少なくとも一方への移行頻度の低い状態で引き起こされる。すなわちこのような空燃比により生じた排気が継続的に触媒に流れ込むことにより引き起こされる。このような排気状態は内燃機関２の安定回転時に生じ易い。
【０１７９】
排気量は内燃機関２の回転回数に対応することから、内燃機関２の積算回転回数を基準積算回転回数と比較して、積算回転回数が基準積算回転回数に到達するまでの期間内で上述した移行が生じなければ、その移行頻度が低いと判断できる。
【０１８０】
このように積算吸入空気量の代わりに積算回転回数を用いることによっても前記実施の形態１又は２と同様な効果を生じさせることができる。
（２）基準積算回転回数は変速段に応じて設定されている。車両ドライバーが内燃機関２に対して行う操作状態は変速段に対応して異なる。このことにより触媒活性が低下する空燃比状態が出現する安定した運転状態の継続期間も変速段に対応して異なるものとなる。
【０１８１】
図９に示したごとく、高速段の方が低速段よりも基準積算回転回数が小さい。このことは、高速段での走行の方が内燃機関２が安定した運転状態になり易く、このことにより触媒が不活性化する可能性が高くなる。このことから、高速段側では少ない積算回転回数にて空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡを立てるようにしている。
【０１８２】
このように変速段に応じて基準積算回転回数を変更することにより、触媒活性低下空燃比状態を高精度にかつ早期に判定することができる。
［実施の形態４］
〈実施の形態４の構成〉本実施の形態では、前記実施の形態１の触媒活性低下判定処理（図２）の代わりに図１０に示す触媒活性低下判定処理を実行するものである。前記図１，３〜５に示した構成及び処理内容は本実施の形態でも同じである。尚、図４，５の空燃比強制変化処理の代わりに前記実施の形態２にて説明した図７の空燃比強制変化処理を実行しても良い。
【０１８３】
触媒活性低下判定処理（図１０）は、リーン領域（Ａ／Ｆ＞１４．６５）とリッチ領域（Ａ／Ｆ＜１４．３５）とのいずれに対しても移行頻度が低い空燃比状態で、空燃比の強制変化を実行するものである。すなわち理論空燃比領域（１４．３５≦Ａ／Ｆ≦１４．６５）内に空燃比が停滞した場合に、空燃比の強制変化を実行している。
〈実施の形態４の作用〉本実施の形態の作用について触媒活性低下判定処理（図１０）に基づいて説明する。本処理は一定時間周期（ここでは１００ｍｓ周期）で繰り返し実行される処理である。
【０１８４】
本処理が開始されると、まず空燃比算出処理にて算出されている空燃比Ａ／Ｆが、「１４．６５」以下か否かを判定する（Ｓ４０２）。ここで空燃比Ａ／Ｆ＞１４．６５であれば（Ｓ４０２でＮＯ）、リーン領域であることから、積算吸入空気量の値をクリアする（Ｓ４０６）。次に積算吸入空気量が基準積算吸入空気量に到達したか否かを判定する（Ｓ４０８）。ここでは積算吸入空気量をクリアしたばかりであるので、ＮＯと判定されて、本処理を出る。
【０１８５】
空燃比Ａ／Ｆ≦１４．６５であれば（Ｓ４０２でＹＥＳ）、次に空燃比Ａ／Ｆが、「１４．３５」以上か否かを判定する（Ｓ４０４）。ここで空燃比Ａ／Ｆ＜１４．３５であれば（Ｓ４０４でＮＯ）、リッチ領域であることから、積算吸入空気量の値をクリアする（Ｓ４０６）。次に積算吸入空気量が基準積算吸入空気量に到達したか否かを判定する（Ｓ４０８）が。積算吸入空気量をクリアしたばかりであるのでＮＯと判定されて、本処理を出る。
【０１８６】
このように空燃比Ａ／Ｆがリーン領域とリッチ領域とのいずれかになれば、積算吸入空気量はクリアされるので、吸入空気量積算処理（図３）が実行されていても、積算吸入空気量は基準積算吸入空気量以上となることはない。
【０１８７】
理論空燃比領域内に空燃比Ａ／Ｆが存在する場合には（Ｓ４０２でＹＥＳ、Ｓ４０４でＹＥＳ）、積算吸入空気量はクリアせずに、直ちに積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量か否かを判定する（Ｓ４０８）。積算吸入空気量＜基準積算吸入空気量であれば（Ｓ４０８でＮＯ）、本処理を出る。
【０１８８】
したがって空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比領域内にある状態が継続すると、積算吸入空気量がクリアされずに吸入空気量積算処理（図３）により前記式１の積算処理が繰り返される。
【０１８９】
このことで積算吸入空気量≧基準積算吸入空気量となれば（Ｓ４０８でＹＥＳ）、空燃比強制変化フラグＦｌａｇＡに「１」が設定される（Ｓ４１０）。
このことにより前記空燃比強制変化処理（図４，５又は図７）において空燃比の強制変化が実行される。
〈実施の形態４と請求項との関係〉上述した構成において、空燃比センサ２２、Ｏ２センサ２４及びこれらの検出値から空燃比Ａ／Ｆを算出するＥＣＵ１６が空燃比検出手段に相当する。更にＥＣＵ１６は、触媒活性低下空燃比状態判定手段及び空燃比強制変化手段に相当する。ＥＣＵ１６が実行する触媒活性低下判定処理（図１０）が触媒活性低下空燃比状態判定手段としての処理に、空燃比強制変化処理（図４，５又は図７）が空燃比強制変化手段としての処理に相当する。
〈実施の形態４の効果〉（１）本実施の形態では、リーン領域とリッチ領域との両方への移行頻度が低い場合に、空燃比を強制変化させている。
【０１９０】
内燃機関２の安定運転状態では、理論空燃比領域内に空燃比が停滞している状態が生じ、このことにより触媒の活性低下が生じ易くなる。したがってこのような判定によっても触媒不活性化を判断でき、適切に空燃比の強制変化を実行できる。したがって実施の形態１又２と同様な効果が生じる。
【０１９１】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態２において、空燃比の強制変化は、目標スロットル開度ＴＡｔの１０°変化であったが、特定のスロットル開度、例えば８０°と２°とをそれぞれ０．４ｓ設定するようにしても良い。
【０１９２】
・前記実施の形態３において、変速段と共に車速に応じて基準積算回転回数を変更しても良い。車速が高いほど大量の排気が触媒に送られることから、空燃比Ａ／Ｆによる不活性化も早期となる。したがって基準積算回転回数は、変速段が高いほど小さくすると共に、車速について高速ほど小さくしても良い。
【０１９３】
更に、前記実施の形態３において、変速段の代わりに車速を用いて、車速が高速ほど基準積算回転回数を小さくしても良い。
更に、前記実施の形態３において、触媒活性低下判定処理（図８，９）内で積算回転回数をインクリメントにより算出していたが、別の処理で、回転数センサ２０ａにより検出される回転数（ｒｐｍ）とその処理の実行周期とから１周期あたりの回転回数を算出して、これを積算しても良い。
【０１９４】
・各実施の形態において、空燃比Ａ／Ｆを強制変化させた場合に生じるトルク変動を確実に防止するために、空燃比Ａ／Ｆの強制変化に対応して点火時期を変更することでトルク変動を相殺しても良い。
【０１９５】
・前記各実施の形態ではリッチ側とリーン側とのいずれに空燃比が偏っていても、空燃比はリッチ側とリーン側との両方に強制変化させていたが、リッチ側に偏っていた場合にはリーン側へ、リーン側へ偏っていた場合にリッチ側へと言うように、偏っていた側とは反対側へ、すなわち移行頻度の低い側へ空燃比の強制変化を生じさせても良い。
【０１９６】
・前記各実施の形態では図１に示したごとく触媒コンバータ１４としては酸素貯蔵能力を有する三元触媒が存在した例を示したが、この触媒コンバータ１４及びＯ２センサ２４の下流にＮＯｘ（窒素酸化物）吸蔵還元型触媒などのＮＯｘ浄化用触媒を配置しても良い。
【符号の説明】
【０１９７】
２…内燃機関、４…吸気経路、６…スロットルバルブ、６ａ…スロットル開度センサ、６ｂ…スロットル駆動モータ、８…燃料噴射弁、１０…点火プラグ、１２…排気経路、１４…触媒コンバータ、１６…ＥＣＵ、１８…吸入空気量センサ、２０…クランクシャフト、２０ａ…回転数センサ、２２…空燃比センサ、２４…Ｏ２センサ、２６…アクセルペダル、２６ａ…アクセル開度センサ。
【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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【図９】
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【図１０】
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