【手続補正書】
【提出日】平成19年11月12日(2007.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
《参考例（１）》
以下、本発明の参考例（１）を図１乃至図１０に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸気温度Ｔａｍを検出する吸気温度センサ１４と、吸気流量Ｑを検出するエアフローメータ１０とが設けられている。このエアフローメータ１０の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。更に、スロットルバルブ１５の下流側には、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気管圧力センサ１７が設けられ、この吸気管圧力センサ１７の下流側にサージタンク１８が設けられている。このサージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が接続され、この吸気マニホールド１９の各気筒の分岐管部にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ２０が取り付けられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
以上、本参考例によれば、図１２に示すように、触媒暖機前の浄化率（浄化ガス成分量）に基づいて触媒劣化の検出を行う。つまり、触媒暖機前は、新品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きいため、容易且つ正確に触媒劣化を検出することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
尚、本参考例では、劣化判定値をΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて変化させるようにしたが、ΣＶをΣΔＡ／Ｆ・Ｑに応じて補正するようにしても良い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、本参考例では、エンジン負荷（Ｎｅ，Ｑ）から排気温度を推定し、その排気温度に基づいて触媒温度を推定するようにしたので、触媒温度を検出する温度センサが不要となり、部品コストを削減できる利点がある。しかしながら、本発明は、排気温度又は触媒温度を検出する温度センサを排気系に設置する構成としても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十分に達成できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、本参考例では、触媒温度が１５０℃〜５５０℃の浄化ガス成分量に基づいて触媒劣化を検出しているが、浄化ガス成分量の演算期間はこれに限らず、図１２に示すように新品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きい期間であれば良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
《参考例（２）》
上記参考例（１）では、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置したが、参考例（２）では、下流側酸素センサ２９に代えて、下流側空燃比センサを設置し、触媒の上流側と下流側の双方に空燃比センサを設置している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
《参考例（３）》
この参考例（３）では、図１３に示す触媒温度推定ルーチンを実行する（この触媒温度推定ルーチンは特許請求の範囲でいう触媒温度推定手段としての役割を果たす）。この参考例（３）のシステム構成は、前述した参考例（１）と同じく、触媒２７の上流側に上流側空燃比センサ２８を設置し、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置した図１の構成となっている。また、前述した参考例（１）では、エンジン始動時の触媒温度を吸気温度と推定したが、この参考例（３）では、エンジン停止後の経過時間を計測するタイマ（停止時間測定手段）を備え、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒温度と吸気温度（又は冷却水温）とに基づいてエンジン始動時の触媒温度ＴＣＡＴｉｎｔを設定することで、触媒温度の推定精度を向上させている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【表２】
2005106065.tif 000001
以上のようにして、図１３のステップ３０３又は３０４で、エンジン始動時の触媒温度ＴＣＡＴｉｎｔを設定した後、ステップ３０５〜３０７の処理により、燃料カット中か否かを考慮して排気温度ＴＥＸを推定する。この排気温度ＴＥＸの推定方法は、前述した参考例（１）で説明した図３のステップ１０３〜１０５の処理と同じである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
この参考例（３）では、ステップ３０２〜３０３の処理により、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒温度と吸気温度（又は冷却水温）とに基づいてエンジン始動時の触媒温度ＴＣＡＴｉｎｔを推定し、このＴＣＡＴｉｎｔを基準にしてエンジン始動後の触媒温度ＴＣＡＴを推定するようにしたので、触媒温度の推定精度を向上でき、ひいては触媒劣化検出精度を向上できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
《実施形態（１）》
この実施形態（１）では、図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンを実行する。この実施形態（１）のシステム構成は、前述した参考例（１）と同じく、触媒２７の上流側に上流側空燃比センサ２８を設置し、触媒２７の下流側に下流側酸素センサ２９を設置した図１の構成となっている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
《実施形態（２）》
図２３及び図２５に示す実施形態（２）は、上記実施形態（１）の一部の処理を変更したものである。上記実施形態（１）では、触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳｏｕｔと触媒流入ガス成分量積算値ＴＧＡＳｉｎは、触媒反応に寄与するリッチ成分（ＨＣ，ＣＯ，Ｈ２等の還元性成分）とリーン成分（ＮＯｘ，Ｏ２等の酸化性成分）の双方を合計するようにしたが、リッチ成分とリーン成分のいずれか一方のみを積算して触媒流出ガス成分量積算値ＴＧＡＳｏｕｔと触媒流入ガス成分量積算値ＴＧＡＳｉｎを求め、触媒劣化判定を行うようにしても良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
この実施形態（２）では、触媒２７のＨＣ浄化率の劣化度合を判定するためにリッチ成分のみを積算し、触媒流出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳｏｕｔと触媒流入リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳｉｎを求め、触媒劣化判定を行う。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
この触媒劣化判定は、図２３に示す触媒劣化検出ルーチンにより行われる。前記実施形態（１）の図１６及び図１７に示す触媒劣化検出ルーチンの処理と異なる部分は、図２３に一点鎖線で囲むステップ４０３ａ〜４０３ｉの処理のみであり、他の処理は前記実施形態（１）と同じである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
図２３に示す触媒劣化検出ルーチンでは、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時にタイムカウンタ１をインクリメントし（ステップ４０１，４０２）、続くステップ４０３ａで、ＶＯＸ２＞ｋｒｉｃｈであるか否かによってリッチ側の触媒飽和判定を行う。前記実施形態（１）では、リッチ側／リーン側の双方の触媒飽和判定を行ったが、この実施形態（２）では、リッチ成分のみを積算するため、リッチ側のみの触媒飽和判定を行う。もし、触媒飽和でなければ（ＶＯＸ２≦ｋｒｉｃｈ）、ステップ４０３ｅに進み、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを０として、ステップ３０４ｆに進む。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
以上の処理を行った後、ステップ４０６に進む。これ以降の処理は、前記実施形態（１）と同じである。従って、図２３の処理を終了すると、図１７の処理を実行する。尚、この実施形態（２）においても、前記実施形態（１）で用いられた図１８（又は図１９）の触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンと図２０の触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンを実行する。また、エンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシステムに適用する場合には、図１３の触媒温度推定ルーチンによってエンジン始動時の触媒温度を推定する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
この実施形態（２）では、触媒反応に寄与するガス成分のうち、リッチ成分のみを積算し、触媒流出リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳｏｕｔと触媒流入リッチガス成分量積算値ＴＧＡＳｉｎを求め、リッチガス成分の非浄化率（触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ＝ＴＧＡＳｏｕｔ／ＴＧＡＳｉｎ）から触媒劣化判定を行う。これにより、触媒２７のＨＣ浄化率の劣化度合を判定することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
尚、この実施形態（２）では、リッチ成分のみを積算したが、これとは反対に、リーン成分のみを積算し、リーンガス成分の非浄化率から触媒劣化判定を行うようにしても良い。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
《実施形態（３）》
触媒２７が劣化するほど、下流側酸素センサ２９の出力値ＶＯＸ２がストイキから外れる頻度が多くなる。ストイキから外れると、下流側酸素センサ２９の出力変化量によって触媒流出ガス成分量を検出できないので、上記実施形態（１），（２）では、図１６のステップ４０３、図２３のステップ４０３ａで、触媒飽和判定により下流側酸素センサ２９の出力値ＶＯＸ２がストイキから外れたか否かを判定し、ストイキから外れた時に、上流側空燃比センサ２８の出力値と目標空燃比との偏差に応じて触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵを算出し、この触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵによって触媒流出ガス成分量ＧＡＳｏｕｔを補正することで、触媒流出ガス成分量ＧＡＳｏｕｔの演算精度を向上させるようにしている。このようにすれば、ＨＣの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
そこで、この実施形態（３）では、触媒劣化判定演算開始／終了条件を図２５と図２６に示す条件判定ルーチンによって判定することで、触媒２７が完全活性した後に触媒劣化判定を行う。以下、この処理について説明する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
そして、触媒劣化判定カウンタが所定値ｋｃａｔｃｏｕｎｔ２に達した時点で、ステップ６１１からステップ６１２に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ６１３に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立していると判定する。触媒劣化判定演算終了条件が成立した時には、図１７のステップ４１８の以降処理を実行し、触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ（＝ＴＧＡＳｏｕｔ／ＴＧＡＳｉｎ）を算出し、この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを所定の劣化判定値ｋｊｕｄｇｅと比較し、ＪＵＤＧＥ＞ｋｊｕｄｇｅであれば、触媒劣化と判定し、ＪＵＤＧＥ≦ｋｊｕｄｇｅであれば、正常（触媒劣化無し）と判定する。尚、劣化判定値ｋｊｕｄｇｅは、触媒活性途中で劣化判定する実施形態（１），（２）の場合よりも小さな値とする。これにより、ＨＣの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
そして、触媒劣化判定カウンタが所定値ｋｃａｔｃｏｕｎｔ２に達した時点で、ステップ６１１からステップ６１２に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ６１３に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立していると判定する。触媒劣化判定演算終了条件が成立した時には、図１７のステップ４１８の以降処理を実行し、触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥ（＝ＴＧＡＳｏｕｔ／ＴＧＡＳｉｎ）を算出し、この触媒劣化指標値ＪＵＤＧＥを所定の劣化判定値ｋｊｕｄｇｅと比較し、ＪＵＤＧＥ＞ｋｊｕｄｇｅであれば、触媒劣化と判定し、ＪＵＤＧＥ≦ｋｊｕｄｇｅであれば、正常（触媒劣化無し）と判定する。尚、劣化判定値ｋｊｕｄｇｅは、触媒活性途中で劣化判定する実施形態（１），（２）の場合よりも小さな値とする。これにより、ＨＣの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
【図１】本発明の参考例（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】触媒劣化検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図３】触媒温度推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図４】エンジン回転数Ｎｅと吸気流量Ｑとから排気温度ＴＥＸを推定するマップを概念的に示す図
【図５】燃料カット開始時の触媒温度ＴＣＡＴと排気温度ＴＥＸとの関係を規定するデータテーブルを示す図
【図６】吸気流量Ｑと係数Ｋ１，Ｋ２との関係を規定するデータテーブルを示す図
【図７】浄化ガス成分量を反映するデータΣＶ（下流側酸素センサの出力電圧変動の軌跡）の算出方法を説明する図
【図８】触媒流入ガス成分変動を数値化したデータΣΔＡ／ＦＱの算出方法を説明する図
【図９】浄化ガス成分量を反映するデータΣＶと触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑとの関係を実測した図
【図１０】触媒流入ガス成分変動のデータΣΔＡ／Ｆ・Ｑと劣化判定値との関係を規定するデータテーブルを示す図
【図１１】本発明の参考例（２）における触媒劣化検出方法を説明する図
【図１２】新品触媒と劣化触媒について冷間始動後のＨ  Ｃ浄化率の経時的変化の一例を示す図
【図１３】本発明の参考例（３）における触媒温度推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１４】外気温度２５℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
【図１５】外気温度１５℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャート
【図１６】本発明の実施形態（１）における触媒劣化検出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
【図１７】図１６の触媒劣化検出ルーチンの後半部の処理の流れを示すフローチャート
【図１８】触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが無いシステムで用いられる触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１９】触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシステムで用いられる触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図２０】触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図２１】下流側酸素センサの静特性を示す図
【図２２】本発明の実施形態（１）における上流側空燃比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャート
【図２３】本発明の実施形態（２）における触媒劣化検出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャート
【図２４】本発明の実施形態（２）における上流側空燃比センサの出力値、触媒飽和補正量ＶＳＡＴＵ及び下流側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャート
【図２５】本発明の実施形態（３）における触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図２６】触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート