(57)【要約】【課題】吸入空気量の全ての領域で診断を行うことのできる装置を提供する。【解決手段】触媒（３）の酸素ストレージ量と、吸入空気量に対して一定である第１判定値、この第１判定値より大きな値である第２判定値の２つの判定値との比較により、触媒（３）に劣化が生じているか否かを判定する手段と、この判定結果より算出される酸素ストレージ量が第２判定値未満かつ第１判定値以上であるとき大きな値の触媒専用ゲインに切換えて第２目標空燃比を算出し、実際の空燃比がこの第２目標空燃比と一致するように第２の空燃比フィードバック制御を行う手段と、この第２の空燃比フィードバック制御中に触媒の酸素ストレージ量を算出し、この算出される酸素ストレージ量と前記第１、第２の２つの判定値との比較により再度触媒（３）に劣化が生じているか否かを判定する手段とをエンジンコントローラ（６）が備える。【選択図】図１
2009293510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出される排気の空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力を有する触媒と、
この触媒の酸素ストレージ量を算出する酸素ストレージ量算出手段と、
この算出される酸素ストレージ量に対する前記触媒の目標酸素ストレージ量からの偏差を算出する偏差算出手段と、
この偏差と、エンジンの空燃比制御のフィードバック制御用ゲインとに基づいて算出される第１目標偏差に基づき第１目標空燃比を算出する第１目標空燃比算出手段と、
この第１目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御を行う第１空燃比フィードバック制御手段と、
この第１目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量と、吸入空気量に対して一定である第１判定値とを、もしくは第１判定値より大きな値である第２判定値とを比較することで、前記触媒が劣化しているか否かを判定する第１判定手段と、
この第１判定手段の判定結果により前記算出される酸素ストレージ量が第２判定値未満かつ第１判定値以上であるときに前記フィードバック制御用ゲインから触媒専用ゲインに切換え、この触媒専用ゲインと前記偏差とに基づいて算出される第２目標偏差に基づき第２目標空燃比を算出する第２目標空燃比算出手段と、
この第２目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御を行う第２空燃比フィードバック制御手段と、
この第２目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量と前記第１判定値、第２判定値の２つの判定値との比較により再度前記触媒に劣化が生じているか否かを判定する第２判定手段と、
を備えることを特徴とする触媒診断装置。
【請求項２】
前記第２判定値は最大と最小のほぼ中間の吸入吸気量まで一定であり、その中間の吸入空気量から吸入空気量が多くなるほど大きくなる値であることを特徴とする請求項１に記載の触媒診断装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御用ゲイン及び触媒専用ゲインは吸入空気量に応じた値であることを特徴とする請求項１に記載の触媒診断装置。
【請求項４】
前記１回目判定手段は、前記算出される酸素ストレージ量が第２判定値以上であるとき前記触媒に劣化が生じていないと、前記算出される酸素ストレージ量が第１判定値未満であるとき前記触媒に劣化が生じていると、前記算出される酸素ストレージ量が第２判定値未満かつ第１判定値以上であるとき前記触媒に劣化が生じているか否かはっきりしないとそれぞれ判定することを特徴とする請求項１に記載の触媒診断装置。
【請求項５】
エンジンから排出される排気の空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力を有する触媒を備え、
この触媒の酸素ストレージ量を算出する酸素ストレージ量算出処理手順と、
この算出される酸素ストレージ量に対する前記触媒の目標酸素ストレージ量からの偏差を算出する偏差算出処理手順と、
この偏差と、エンジンの空燃比制御のフィードバック制御用ゲインとに基づいて算出されるに基づき第１目標空燃比を算出する第１目標空燃比算出処理手順と、
この第１目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量と、吸入空気量に対して一定である第１判定値とを、もしくは第１判定値より大きな値である第２判定値とを比較することで、前記触媒が劣化しているか否かを判定する第１判定処理手順と、
この第１判定処理手順の判定結果により前記算出される酸素ストレージ量が第２判定値未満かつ第１判定値以上であるときに前記フィードバック制御用ゲインから触媒専用ゲインに切換え、この触媒専用ゲインと前記偏差とに基づいて算出される第２目標偏差に基づき第２目標空燃比を算出する第２目標空燃比算出処理手順と、
この第２目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御を行う第２空燃比フィードバック制御処理手順と、
この第２目標空燃比を目標空燃比とした空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量と前記第１判定値、第２判定値の２つの判定値との比較により再度前記触媒に劣化が生じているか否かを判定する第２判定処理手順と、
を含むことを特徴とする触媒診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は触媒診断装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを三元触媒によって同時に浄化するには、触媒雰囲気を理論空燃比に維持する必要があり、理論空燃比から少しでもずれたときの浄化効率が低下することのないように、触媒に酸素ストレージ能力（酸素保持能力）を持たせているものが知られている。
【０００３】
理論空燃比よりもリーンな排気を与えると、触媒が排気中の酸素を取り込み、この酸素ストレージ量が飽和するまでは、触媒雰囲気を理論空燃比に維持できる。また、理論空燃比よりもリッチな排気を与えると、触媒が保持している酸素が放出され、保持酸素のすべてを放出するまでは、触媒雰囲気を理論空燃比に保持する。このようにして一時的な空燃比のずれから生じる酸素の過不足分を触媒が補い、触媒雰囲気を実質的に理論空燃比に保つことが可能となる。
【０００４】
触媒の酸素ストレージ量が常に目標値、例えば最大ストレージ量の半分程度となるように空燃比を制御してやると、酸素の取り込みと放出の容量が均等化し、空燃比の理論空燃比からのリッチ、リーンのいずれの側の変動に対しても吸収能力が高められ、排気の浄化効率を最良に保てる。
【０００５】
そこで、触媒上流に設置したフロント空燃比センサの出力に基づいて、触媒に流入する排気の酸素過不足量（空燃比から換算する）を積算して触媒の酸素ストレージ量を求め、この酸素ストレージ量が目標値と一致するように空燃比をフィードバック制御している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１の技術では、触媒の酸素ストレージ量を算出し、この算出される酸素ストレージ量の目標酸素ストレージ量からの偏差を算出し、この偏差とフィードバック制御用ゲインとに基づいて目標偏差を算出し、この目標偏差に基づいて目標空燃比を算出し、実際の空燃比がこの目標空燃比と一致するように空燃比フィードバック制御を行っており、空燃比フィードバック制御中に診断許可条件が成立したからといって、診断許可条件の非成立時と変わりなく空燃比フィードバック制御を行い、診断許可条件成立時の酸素ストレージ量と一定の判定値との比較により触媒に劣化が生じているか否かを判定している。
【０００７】
しかしながら、一定の判定値との比較により触媒に劣化が生じているか否かを判定するだけの方法では、高吸入空気量域に診断を行うことができない領域が生じており、診断の機会を狭めていた。
【０００８】
そこで本発明は、吸入空気量の全ての領域で診断を行うことのできる触媒診断装置及び触媒診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、排気空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力を有する触媒を備え、この触媒の酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）を算出し、この算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）の目標酸素ストレージ量からの偏差（ＨＯＳＣＳ）を算出し、この偏差（ＨＯＳＣＳ）とフィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）とに基づいて第１目標偏差を算出し、この第１目標偏差に基づいて第１目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）を算出し、実際の空燃比（ＡＦＳＡＦ）がこの第１目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）と一致するように第１の空燃比フィードバック制御を行い、前記算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）と吸入空気量に対して一定である第１判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）とを、もしくはこの第１判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）より大きな値である第２判定値（ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）とを比較することにより前記触媒に劣化が生じているか否かを判定し、この判定結果より前記算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）が第２判定値未満かつ第１判定値以上であるとき前記フィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）より前記触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）に切換え、この触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）と前記偏差（ＨＯＳＣＳ）とに基づいて第２目標偏差を算出し、この第２目標偏差に基づいて第２目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）を算出し、実際の空燃比（ＡＦＳＡＦ）がこの第２目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）と一致するように第２の空燃比フィードバック制御を行い、この第２の空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）と前記第１判定値、第２判定値の２つの判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃、ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）とを比較することにより再度前記触媒に劣化が生じているか否かを判定するように構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力を有する触媒を備え、この触媒の酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）を算出し、この算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）の目標酸素ストレージ量からの偏差（ＨＯＳＣＳ）を算出し、この偏差（ＨＯＳＣＳ）とフィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）とに基づいて第１目標偏差を算出し、この第１目標偏差に基づいて第１目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）を算出し、実際の空燃比（ＡＦＳＡＦ）がこの第１目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）と一致するように第１の空燃比フィードバック制御を行い、前記算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）と吸入空気量に対して一定である第１判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）とを、もしくはこの第１判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）より大きな値である第２判定値（ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）とを比較することにより前記触媒に劣化が生じているか否かを判定し、この判定結果より前記算出される酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）が第２判定値（ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）未満かつ第１判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）以上であるとき前記フィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）より前記触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）に切換えこの触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）と前記偏差（ＨＯＳＣＳ）とに基づい第２目標偏差を算出し、この第２目標偏差に基づいて第２目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）を算出し、実際の空燃比（ＡＦＳＡＦ）がこの第２目標空燃比（ＴＧＡＢＦ）と一致するように第２の空燃比フィードバック制御を行い、この第２の空燃比フィードバック制御中に算出される前記酸素ストレージ量（ＨＳＯＳＱ）と前記第１判定値、第２判定値の２つの判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃、ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）とを比較することにより再度前記触媒に劣化が生じているか否かを判定するので、吸入空気量の全ての領域で診断を行うことが可能となり、従来装置よりも診断の機会を増やすことができる。
【００１１】
また、診断許可条件が成立したからといって、いきなりフィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）より触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）に切換えたのでは、他性能への跳ね返りが懸念されるところ、１回目に触媒に劣化が生じているか否かはっきりしないと判定されたときだけフィードバック制御用ゲイン（ＴＴＧＴＧＩＮ）より触媒専用ゲイン（ＣＡＴＧＴＧＩＮ）に切換えて２回目の判定を行うので、他性能への影響を最小限ににしながら診断精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用される排気浄化装置の概略構成を示し、エンジン１の排気管２には触媒３が設けられ、その上流にはリニアな特性のフロント空燃比センサ４、下流にはリアＯ2センサ５が設置され、これらセンサ出力に基づいてエンジン１に供給する燃料の空燃比を制御するエンジンコントローラ６が備えられる。
【００１４】
エンジン１の吸気管７にはスロットル弁８と、スロットル弁８により調整された吸入空気量を測定するエアフローメータ９が設けられる。
【００１５】
触媒３はいわゆる三元触媒であって、触媒雰囲気が理論空燃比のときにＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを最大効率で浄化する。触媒３は触媒担体にセリア等の酸素ストレージ材で被覆されており、流入する排気の空燃比に応じて酸素を保持したり、放出したりする機能（酸素ストレージ能力）を有している。
【００１６】
上記のフロント空燃比センサ４は排気中の酸素濃度に応じたリニアな出力特性をもち、上記のリアＯ2センサ５は理論空燃比の付近で２値的に切換わる特性をもっている。
【００１７】
また、エンジン１には冷却水の温度を検出する温度センサ１０が取付けられ、エンジン１の運転状態と共に触媒３の活性化状態などを判定するため等に用いられる。
【００１８】
エンジンコントローラ６はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースなどで構成され、エアフローメータ９と、フロント空燃比センサ４の出力に基づいて触媒３の酸素ストレージ量を演算し、この酸素ストレージ量が目標値となるように空燃比をフィードバック制御する。
【００１９】
触媒３の酸素ストレージ量の算出は、触媒上流の排気空燃比とそのときの吸入空気量から推定する。まず、触媒上流の排気空燃比から換算して排気中の酸素の過剰または不足する割合である酸素過剰率を求める。酸素過剰率は理論空燃比のときをゼロとして、リーン側で正、リッチ側で負の値となる。
【００２０】
酸素過剰率とそのときの吸入空気量とから触媒３に吸収される酸素量または放出される酸素量が分かり、これを積算していくことで触媒３の酸素ストレージ量を推定できる。予め触媒３の最大酸素ストレージ量を実験等により確認しておき、例えばその半分の保持量を目標値として設定し、酸素ストレージ量がこの目標値と一致するように空燃比を制御するのである。
【００２１】
演算した酸素ストレージ量が目標値よりも少ないときは、目標空燃比をリーン側にして保持量を増やし、逆に目標値よりも多いときはリッチ側にして酸素ストレージ量を減らし、これらにより目標値に一致させる。
【００２２】
さて、空燃比フィードバック制御時に触媒３の酸素ストレージ量は常に目標値になるように制御されるため、触媒上流側の空燃比に多少の変動があっても、触媒３の酸素ストレージ能力により、触媒下流側の空燃比は理論空燃比に維持される。これは、触媒３に流入する排気の空燃比がリーン側にずれているときには触媒３の酸素ストレージ能力により排気中の酸素が触媒３に吸収され、この逆に排気の空燃比がリッチ側にずれているときには触媒３の酸素ストレージ能力により触媒３に吸収されている酸素が放出されるので、触媒雰囲気を実質的に理論空燃比に保つことができるためである。
【００２３】
この場合に、触媒３が劣化すると、空燃比フィードバック制御中の酸素ストレージ量の変化波形が図２上段より図２下段へと変化し、変化の周期が短くなる。これは、触媒３が劣化すると触媒３が酸素をストレージできなくなって触媒３の酸素ストレージ量が低下してくるためである。
【００２４】
そこで従来装置では、空燃比フィードバック制御中に触媒診断許可条件が成立したとき、酸素ストレージ量と一定の判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃）とを比較させることにより、酸素ストレージ量がこの判定値以上であれば触媒３に劣化がまだ生じていないと、また酸素ストレージ量がこの判定値未満となれば触媒３に劣化が生じていると診断している。
【００２５】
しかしながら、実際には診断領域が限られていた。これについて図３上段を参照して説明すると、図３上段は横軸に吸入空気量を、縦軸に触媒の酸素ストレージ量（診断値）を採った場合の上限劣化触媒と、スレッシュ触媒の各特性図である。なお、正確には、縦軸の酸素ストレージ量は平均値である（後述する）。
【００２６】
ここで、上限劣化触媒とは、これ以上劣化すれば所望の酸素ストレージ能力を発揮させることができない、という触媒の劣化限界にある触媒のことである。また、スレッシュ触媒とは、所望の酸素ストレージ能力を発揮させることができなくなっている、つまり触媒の劣化限界を超えている触媒のことである。図３上段より上限劣化触媒の酸素ストレージ量は吸入空気量に関係なくほぼ大きい値に保たれている。これに対してスレッシュ触媒の酸素ストレージ量は低中吸入空気量域で小さいものの、高吸入空気量域になると急激に大きくなっている。このような２つの触媒の特性に対して、上限劣化触媒の場合には劣化が生じておらず、スレッシュ触媒の場合には劣化が生じていると判定させるためには、破線で示す判定値ＯＳＣＬＩＭ＃を設け、上限劣化触媒、スレッシュ触媒の各酸素ストレージ量とこの判定値ＯＳＣＬＩＭ＃とを比較させればよい。すなわち、上限劣化触媒の酸素ストレージ量は判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上となって上限劣化触媒に劣化が生じていないと、またスレッシュ触媒の酸素ストレージ量は判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満となってスレッシュ触媒に劣化が生じているとそれぞれ正しく判定されることとなる。
【００２７】
ただし、所定値Ａ以上の吸入空気量の領域でスレッシュ触媒の酸素ストレージ量が判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上となってしまうため、所定値Ａを超える吸入空気量域では、スレッシュ触媒に劣化が生じていないとの誤診断が生じるので、診断領域は所定値Ａより余裕を見た所定値Ｂまでとなっている。つまり、吸入空気量が所定値Ｂまでの領域に診断領域が限られてしまっている。言い替えると、所定値Ｂを超える吸入空気量域で診断を行うことができず、診断機会を狭めてしまう結果となっている。
【００２８】
そこで、改めて考えてみると、全ての吸入空気量の領域を触媒診断を行うことができるようにするには、図４に示すようにすればよいのでないかと本発明者が思い当たった。すなわち、従来装置の上記判定値ＯＳＣＬＩＭ＃を第１判定値とし、この第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃とは別に、第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃より大きく、かつ吸入空気量に依存しほぼ中吸入空気量域までは一定で中吸入空気量域より吸入空気量が増えるほど大きくなる第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃を新たに設ければ、上限劣化触媒の酸素ストレージ量は吸入空気量の全域で第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃以上（図で「ＯＫ判定」領域にある）となって上限劣化触媒に劣化が生じていないと正しく判定される。
【００２９】
一方、スレッシュ触媒の酸素ストレージ量は第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満となるか、第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上となるかの２つの場合が考えられ、触媒の酸素ストレージ量が吸入空気量に関係なく第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満である場合（図で「ＮＧ判定」領域にある）には触媒に劣化が生じている、つまり劣化が生じている触媒はスレッシュ触媒であると正しく判定される。
【００３０】
問題は、触媒の酸素ストレージ量が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上にある場合（図で「グレー判定」領域にある）で、この場合にはスレッシュ触媒である場合が含まれている可能性がある。そこで、触媒の酸素ストレージ量が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上にある場合を触媒に劣化が生じているか否かはっきりしない場合であるとみなし、スレッシュ触媒であるか否かの２回目の診断を行わせる。この２回目の診断に際しては、従来装置で目標空燃比の算出に用いているフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮとは別に、このフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮよりも大きな値のターゲットゲイン（このゲインを「診断専用ゲイン」という。）ＣＡＴＧＴＧＩＮを新たに導入し、１回目の診断（判定）により触媒の酸素ストレージ量が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上にあると判定された場合にフィードバック制御ゲインＴＴＧＴＧＩＮからこの診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換え、この診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに基づいて目標空燃比ＴＧＡＢＦ（第２目標空燃比）を算出し、実際の空燃比ＡＦＳＡＦがこの目標空燃比ＴＧＡＢＦと一致するように空燃比フィードバック制御（第２の空燃比フィードバック制御）を行い、この空燃比フィードバック制御中に算出される酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱと上記第１、第２の２つの判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃、ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）との比較により２回目の診断（判定）を行わせる。
【００３１】
ここで、２回目の診断（判定）に際して目標ゲインをフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮより診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮへと大きくするのは、目標ゲインを用いて算出される目標空燃比ＴＧＡＢＦを２回目の診断中に周期的に大きく振らせるためである。２回目の診断中に目標空燃比ＴＧＡＢＦを周期的に大きく振らせると、これに対応して触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱが周期的に大きく変化し、この触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱの大きな周期的変化によってスレッシュ触媒に劣化が生じていることが初めて明確になる。言い替えると、従来装置においてはフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮをそのまま触媒診断時の目標ゲインとして用いており、フィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮは他性能への跳ね返りがないようにもともと小さい値が設定されているため、触媒診断時に目標空燃比ＴＧＡＢＦが周期的にあまり振れず、スレッシュ触媒に劣化が生じていると明確に判定できなかったのである。
【００３２】
図５は定常の運転条件においてｔ１のタイミングまではフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを用いて、ｔ１のタイミングよりｔ２のタイミングまでの区間になると診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮを用いて、ｔ２のタイミングより再びフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを用いて目標空燃比ＴＧＡＢＦを算出し、実際の空燃比ＡＦＳＡＦがこの目標空燃比ＴＧＡＢＦと一致するように空燃比フィードバック制御をそれぞれ行ったときに、目標空燃比ＴＧＡＢＦ、実際の空燃比ＡＦＳＡＦ、触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱ、リアＯ2センサ出力がどのように変化するのかを示したシミュレーション結果である。図５より、診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮを用いて空燃比フィードバックを行うｔ１〜ｔ２の区間でのほうが、フィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを用いて空燃比フィードバックを行うｔ１以前、ｔ２以降の各区間より目標空燃比ＴＧＡＢＦが周期的に大きく振れ、これに伴ってｔ１〜ｔ２の区間の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱが、ｔ１以前、ｔ２以降の各区間より周期的に大きく振れていることが分かる。
【００３３】
図３下段は図３上段と同じ条件で、フィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮから診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換えて空燃比フィードバック制御を行ったときの上限劣化触媒と、スレッシュ触媒の各特性図（シミュレーション結果）である。図３下段において特徴的なのは、スレッシュ触媒の酸素ストレージ量（診断値）が、図３上段と相違して、高吸入空気量域においても小さくなっている点である。すなわち、診断専用ゲインを用いることでスレッシュ触媒の酸素ストレージ量が高吸入空気量域を含めて全ての吸入空気域で小さな値に保持されている。従って、２回目の診断時には、スレッシュ触媒の酸素ストレージ量（診断値）は全ての吸入空気域で必ず第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満となり、スレッシュ触媒に劣化が生じていると正しく判定されることとなる。
【００３４】
ただし、診断許可条件が成立したからといって、即座にフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮから診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換えるのではなく、１回目はフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを用いて目標空燃比（第１目標空燃比）を算出し、実際の空燃比がこの目標空燃比と一致するように空燃比フィードバック制御（第１の空燃比フィードバック制御）を行い、その空燃比フィードバック制御中に算出される触媒の酸素ストレージ量が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満かつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上である場合に、フィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮから診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換え、この診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮを用いて目標空燃比（第２目標空燃比）を算出し、実際の空燃比がこの目標空燃比と一致するように空燃比フィードバック制御（第２の空燃比フィードバック制御）を行い、その空燃比フィードバック制御中に算出される触媒の酸素ストレージ量（診断値）と上記２つの判定値との比較により２回目の触媒劣化診断を行わせることで、他性能への跳ね返りを防止する。
【００３５】
このように、従来装置においてはスレッシュ触媒について高吸入空気流量域で触媒診断を行わせることができなかったのであるが、本実施形態によれば、スレッシュ触媒についても高吸入空気流量域でも触媒診断を精度良く行わせることができることになった。
【００３６】
エンジンコントローラ６により実行されるこの制御の内容を以下のフローチャートにも付いて詳述する。
【００３７】
図６は、触媒３の劣化診断を行うためのルーチンで、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。所定の回転角毎に実行するようにしてもかまわない。ここで、ステップ８、９、１０、１２、１３、１８が本発明により新たに追加した部分であり、残りの部分は従来装置と同じである。
【００３８】
ステップ１では診断済みフラグをみる。診断済みフラグはエンジン始動時にゼロに初期設定されているので、ステップ２、３に進み、今回に診断許可条件にあるか否か、前回は診断許可条件にあったか否かをみる。例えばエンジン回転速度、燃料噴射パルス、車速、空燃比フィードバック補正係数、触媒温度（温度センサ１１により検出）等が所定の範囲内であることを全て満たすとき診断許可条件が成立する。この場合、従来装置では吸入空気量が診断許可条件に加えられ、図３上段に示したように吸入空気量が所定値Ｂ以下であることを条件としていたのであるが、本ルーチンではこの吸入空気量の条件は削除されている。今回に診断許可条件になければそのまま今回の処理を終了する。
【００３９】
今回に診断許可条件にありかつ前回は診断許可条件になかった、つまり今回に診断許可条件となったときにはステップ２、３よりステップ４に進んで酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱとその酸素ストレージ量積算値の前回値であるＳＵＭＯＳＱｚに初期値のゼロを、またカウンタ値ＳＵＭＣＮＴとそのカウンタ値の前回値であるＳＵＭＣＮＴｚにゼロを入れ、切換フラグＦＬＧＧＲ＝０とする。ステップ４の操作は診断を実行するに際して診断パラメータを初期化するものである。
【００４０】
ステップ５では酸素ストレージ量積算値の前回値であるＳＵＭＯＳＱｚに触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱを加算した値を酸素ストレージ量積算値（今回値）ＳＵＭＯＳＱとして、つまり次式により空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時の酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱを更新する。
【００４１】
ＳＵＭＯＳＱ＝ＳＵＭＯＳＱｚ＋ＨＳＯＳＱ                …（１）
この酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱは空燃比フィードバック制御中に診断許可条件が成立してからの酸素ストレージ量ＳＨＳＯＳＱの積算値を表す。
【００４２】
ここで、（１）式右辺の触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱは空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時にフロント空燃比センサ出力に基づいて算出されている。この空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時の触媒の酸素ストレージ量ＳＨＳＯＳＱの算出には、特開２００６−２５７９号公報に記載の公知の算出方法を用いればよい。本発明は触媒の酸素ストレージ量ＳＨＳＯＳＱの算出方法そのものに特徴はないので、その説明は省略する。
【００４３】
ステップ６ではカウンタ値ＳＵＭＣＮＴを１だけインクリメントする。カウンタ値ＳＵＭＣＮＴは空燃比フィードバック制御中に診断許可条件が成立してから上記（１）式により触媒の酸素ストレージ量ＳＨＳＯＳＱを積算した回数を表す。
【００４４】
ステップ７ではこのカウンタ値ＳＵＭＣＮＴと所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃を比較する。ここで、所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃は触媒の酸素ストレージ量の積算回数を設定するためのもので、適合により定めておく。今回に診断許可条件が成立したときにはカウンタ値ＳＵＭＣＮＴは所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃よりも小さいのでそのまま今回の処理を終了する。
【００４５】
次回にはステップ２、３で今回に診断許可条件にありかつ前回も診断許可条件にあった、つまり続けて診断許可条件にあることになる。このときには、ステップ２、３よりステップ８に進んで、切換フラグＦＬＧＧＲをみる。切換フラグＦＬＧＧＲはステップ４でＦＬＧＧＲ＝０とされているので、ステップ８よりステップ５、６、７に進み、ステップ５、６、７の操作を実行する。ステップ７でカウンタ値ＳＵＭＣＮＴが所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃よりも小さいときにはそのまま今回の処理を終了する。診断許可条件が継続して成立していれば、以後もステップ１、２、３、８、５、６、７の操作を繰り返すことになり、酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱとカウンタ値ＳＵＭＣＮＴとが増えてゆく。やがて、カウンタ値ＳＵＭＣＮＴが所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃以上になると、ステップ７よりステップ１１に進み、次の式により空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時の触媒の酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１（診断値）を算出する。
【００４６】
ＡＶＳＱ１＝ＳＵＭＯＳＱ／ＳＵＭＣＮＴ                  …（２）
ステップ１２ではエアフローメータ９により検出されるそのときの吸入空気量Ｑａから図７を内容とするテーブルを検索することにより第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃を算出する。第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃は本発明により新たに導入したもので、後述する第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃より大きく、かつ図７に示したように、最大と最小のほぼ中間の吸入吸気量まで一定であり、その中間の吸入空気量から吸入空気量が多くなるほど大きくなる値である。
【００４７】
ステップ１３では、ステップ１１で得ている酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１とこの第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃とを比較する。酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃以上であれば触媒３に劣化は生じていないと判断しステップ１４に進んで診断モニターを終了する。
【００４８】
酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満であるときにはステップ１３よりステップ１５に進んで酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１と第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃（一定値）とを比較する。第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃は従来装置と同じである。酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満であれば触媒３に劣化が生じていると判断しステップ１５からステップ１６に進んで診断モニターランプを点灯させるかまたは触媒３が劣化しているという情報をメモリに記憶させる。
【００４９】
ステップ１４、１６で診断結果が出たときには診断を終了するためステップ１７に進み診断済みフラグ＝１として今回の処理を終了する。
【００５０】
この診断済みフラグ＝１により次回にはステップ１よりステップ２以降に進むことができない。
【００５１】
一方、ステップ１３、１５で酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上の範囲にあるときには、触媒に劣化が生じているか否かはっきりしないと判断しステップ１３、１５よりステップ１８に進み、ゲイン切換フラグＦＬＧＧＲ＝１として今回の処理を終了する。
【００５２】
ここで、ゲイン切換フラグＦＬＧＧＲは、直接的には目標空燃比の算出に用いる目標ゲインを従来装置において導入しているフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮから、本発明において新たに導入した診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮへと切換えるためのフラグであるが、図６では２回目の診断を行わせるためのフラグとしても用いられる。ここでいう１回目の診断は、触媒に劣化が生じているか否かはっきりしないと判断したことであり、２回目の診断を次に説明する。すなわち、ステップ１８で切換フラグＦＬＧＧＲ＝１としたことにより、次回にはステップ１、２、３、８よりステップ９に進み、前回に切換フラグＦＬＧＧＲ＝１であったか否かをみる。今回に切換フラグＦＬＧＧＲ＝１でありかつ前回に切換フラグＦＬＧＧＲ＝１であった、つまり今回に切換フラグＦＬＧＧＲがゼロより１に切換わたっときにはステップ１０に進んで、２回目の診断を実行するため診断パラメータをクリアし（酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱとその酸素ストレージ量積算値の前回値であるＳＵＭＯＳＱｚに初期値のゼロを、またカウンタ値ＳＵＭＣＮＴとそのカウンタ値の前回値であるＳＵＭＣＮＴｚにゼロを入れる）た後に、ステップ５、６、７の操作を行う。カウンタ値ＳＵＭＣＮＴはステップ１０でゼロとされるため、ステップ７ではカウンタ値ＳＵＭＣＮＴが所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃より小さく、そのまま今回の処理を終了する。
【００５３】
次回には、ステップ８、９で今回に切換フラグＦＬＧＧＲ＝１でありかつ前回にも切換フラグＦＬＧＧＲ＝１であった、つまり続けて切換フラグＦＬＧＧＲ＝１となる。このときにはステップ８、９よりステップ５、６、７に進んでステップ５、６、７の操作を繰り返す。ステップ７でカウンタ値ＳＵＭＣＮＴが所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃より小さければそのまま今回の処理を終了する。
【００５４】
ステップ５、６の操作を繰り返し酸素ストレージ量積算値ＳＵＭＯＳＱとカウンタ値ＳＵＭＣＮＴとが増えてゆくと、やがてステップ７においてカウンタ値ＳＵＭＣＮＴが所定値ＳＵＯＳＬＩＭ＃以上となる。このときには、ステップ７よりステップ１１以降に進んで、２回目の診断を行う。すなわち、ステップ１１で上記（２）式により、空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時の酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１（診断値）を算出する。ステップ１２ではエアフローメータ９により検出されるそのときの吸入空気量Ｑａから図７を内容とするテーブルを検索することにより第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃を算出する。ステップ１３では、ステップ１１で得ている酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１とこの第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃とを比較する。酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃以上であれば触媒３に劣化が生じていないと判断しステップ１４に進んで診断モニターを終了する。酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満であるときにはステップ１３よりステップ１５に進んで酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１と第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃（一定値）とを比較する。酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１が第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満であれば触媒３に劣化が生じていると判断しステップ１５からステップ１６に進んで診断モニターランプを点灯させるかまたは触媒３が劣化しているという情報をメモリに記憶させる。
【００５５】
こうした２回目の診断では、切換フラグＦＬＧＧＲ＝１により、後述するように診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮを用いて目標空燃比が算出され、実際の空燃比がこの目標空燃比と一致するように空燃比フィードバック制御が行われるため、この診断専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮを用いての空燃比フィードバック制御中に算出される酸素ストレージ量平均値ＡＶＳＱ１は、第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満でかつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上の範囲にあることはなく（ステップ１３、１５からステップ１８に進むことはなく）、必ず第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃以上であるかまたは第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃未満となる。このようにして、２回目の診断を終了したときには、診断を終了させるためステップ１７に進み、診断済みフラグ＝１とする。この診断済みフラグ＝１により次回にはステップ１よりステップ２以降に進むことができない。
【００５６】
図８は空燃比フィードバック補正係数αを演算するためのもので、各気筒のＲｅｆ信号（クランク角の基準位置信号）の入力毎に実行する。これは、Ｒｅｆ信号に同期して燃料噴射が行われ、この燃料噴射により排気中の空燃比が変化するので、これに合わせたもである。ここで、ステップ２６、２９、３０が本発明により新たに追加した部分であり、残りの部分は従来装置と同じである。
【００５７】
順に説明すると、ステップ２１では空燃比フィードバック制御条件の成立時であるか否かをみる。空燃比フィードバック制御条件の成立時は従来装置と同じで、例えばフロント空燃比センサ４が活性化していること等が成立したとき、空燃比フィードバック制御条件の成立時となる。また燃料カット時やエンジン高負荷時は空燃比フィードバック制御条件の非成立時である。空燃比フィードバック制御条件の非成立時にはステップ２２に進んで空燃比フィードバック補正係数α＝１．０として今回の処理を終了する。
【００５８】
空燃比フィードバック制御条件の成立時であるときには、ステップ２１よりステップ２３に進み、そのときの触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱ、フロント空燃比センサ４により検出される実空燃比ＡＦＳＡＦ、エアフローメータ９により検出される吸入空気量Ｑａを読み込む。ここで触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱはフロント空燃比センサ出力に基づいて図示しないフローにより算出されている。
【００５９】
ステップ２４では触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱの目標酸素ストレージ量からの偏差ＨＯＳＣＳ［％］を次式により演算する。
【００６０】
ＨＯＳＣＳ＝１００×（ＨＯＳＭＡＸ／２−ＨＳＯＳＱ）／Ｑａ
…（３）
ただし  ＨＯＳＭＡＸ：最大酸素ストレージ量［％］
（３）式右辺に示したように、触媒の最大酸素ストレージ量ＨＯＳＭＡＸのちょうど半分の値を目標ストレージ酸素量としている。（３）式右辺において吸入空気量Ｑａで除算しているのは、吸入空気量Ｑａの大小によって触媒の酸素ストレージ量が変化するので、単位吸入空気量当たりの酸素ストレージ量とすることで、吸入空気量Ｑａの大小の影響を受けないようにするためである。
【００６１】
ステップ２５、２６では診断許可条件の成立時であるか否か、切換フラグＦＬＧＧＲ＝１であるか否かをみる。空燃比フィードバック制御中でも診断許可条件の成立時でないときや空燃比フィードバック制御中の診断許可条件の成立時でも切換フラグＦＬＧＧＲ＝０であるときにはステップ２７に進み、従来装置と同様に吸入空気量Ｑａから図９を内容とするテーブルを検索することによりフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを算出する。ステップ２８では上記の偏差ＨＯＳＣＳにこのフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮを乗算することにより、つまり次式により目標偏差（第１目標偏差）を算出する。
【００６２】
目標偏差＝ＨＯＳＣＳ×ＴＴＧＴＧＩＮ                    …（４）
一方、空燃比フィードバック制御中の診断許可条件成立時かつ切換フラグＦＬＧＧＲ＝１であるとき（つまり１回目の触媒診断により触媒に劣化が生じているか否かはっきりしないと判定されたとき）には２回目の診断を行う必要があるため、ステップ２５、２６よりステップ２９に進み、吸入空気量Ｑａから図９を内容とするテーブルを検索することにより診断専用ゲインＣＴＧＴＧＩＮを算出する。ステップ３０ではこの診断専用ゲインＣＴＧＴＧＩＮを上記偏差ＨＯＳＣＳに乗算することにより、つまり次式により目標偏差（第２目標偏差）を算出する。
【００６３】
目標偏差＝ＨＯＳＣＳ×ＣＴＧＴＧＩＮ                    …（５）
図９には吸入空気量に対する診断専用ゲインＣＴＧＴＧＩＮ、フィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮの各特性を重ねて示しており、本発明で新たに導入した診断専用ゲインＣＴＧＴＧＩＮは、従来装置で既に導入しているフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮよりも吸入空気量の全域で大きくなるように設定されている。
【００６４】
ステップ３１では、ステップ２８またはステップ３０において求められた目標偏差に基づいて次式により目標空燃比ＴＧＡＢＦ（第１目標偏差に基づく場合が第１目標空燃比、第２目標偏差に基づく場合が第２目標空燃比）を算出する。
【００６５】
ＴＧＡＢＦ＝１４．７×（１−目標偏差）                  …（６）
ここでの空燃比制御はフィードバック制御であるため、ステップ３２ではフロント空燃比センサ４により検出される実空燃比ＡＦＳＡの、この目標空燃比ＴＧＡＢＦからの偏差ｄＡＦを次式により演算する。
【００６６】
ｄＡＦ＝ＡＦＳＡ−ＴＧＡＢＦ                            …（７）
ステップ３３ではこの空燃比偏差ｄＡＦに基づいて次式により空燃比フィードバック補正係数αを算出する。
【００６７】
α＝ｄＡＦ×ＰＧａｉｎ＋ΣｄＡＦ×ＩＧａｉｎ＋ΔｄＡＦ×ＤＧａｉｎ
…（８）
ただし、ＰＧａｉｎ：比例ゲイン（正の値）、
ＩＧａｉｎ：積分ゲイン（正の値）、
ＤＧａｉｎ：微分ゲイン（正の値）、
（８）式右辺の第１項、第２項、第３項はそれぞれ比例分、積分分、微分分で、（８）式はこれらの和を空燃比のフィードバック補正量とするものである。
【００６８】
図示しない燃料噴射量演算ルーチンではこのようにして演算した空燃比フィードバック補正係数αを用いて次式によりシーケンシャル噴射時の燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算する。
【００６９】
Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×α×２＋Ｔｓ                    …（９）
ただし、Ｔｐ      ：基本噴射パルス幅、
ＴＦＢＹＡ：目標当量比、
Ｔｓ      ：無効噴射パルス幅、
そして、所定の噴射タイミングとなったときこの燃料噴射パルス幅Ｔｉの分だけ各気筒に設けた燃料インジェクタが開かれ、燃料噴射が行われる。
【００７０】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００７１】
本実施形態（請求項１、５に記載の発明）によれば、三元触媒３（排気空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力を有する触媒）を備え、この触媒３の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱを算出し（図８のステップ２３参照）、この算出される酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱの目標酸素ストレージ量からの偏差ＨＯＳＣＳを算出し（図８のステップ２４参照）、この偏差ＨＯＳＣＳとフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮとに基づいて第１目標偏差を算出し（図８のステップ２８参照）、この第１目標偏差に基づいて第１目標空燃比ＴＧＡＢＦを算出し（図８のステップ３１参照）、実際の空燃比ＡＦＳＡＦがこの第１目標空燃比ＴＧＡＢＦと一致するように第１の空燃比フィードバック制御を行い（図８のステップ３２、３３参照）、吸入空気量に対して一定である第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃を設定し（図６のステップ１５参照）、この第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃より大きな値である第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃を設定し（図６のステップ１２、１３参照）、前記算出される触媒３の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱと前記第１、第２の２つの判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃、ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）との比較により触媒３に劣化が生じているか否かを判定し（図６のステップ１３〜１６、１８参照）、この判定結果より触媒３の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱが第２判定値ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃未満かつ第１判定値ＯＳＣＬＩＭ＃以上であるときフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮより触媒専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換えこの触媒専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮと前記偏差ＨＯＳＣＳとに基づいて第２目標偏差を算出し（図８のステップ２６、２９、３０参照）、この第２目標偏差に基づいて第２目標空燃比ＴＧＡＢＦを算出し（図８のステップ３１参照）、実際の空燃比ＡＦＳＡＦがこの第２目標空燃比ＴＧＡＢＦと一致するように第２の空燃比フィードバック制御を行い（図８のステップ３２、３３参照）、この第２の空燃比フィードバック制御中に算出される触媒の酸素ストレージ量ＨＳＯＳＱと第１、第２の２つの判定値（ＯＳＣＬＩＭ＃、ＯＳＣＬＩＭＧＲ＃）との比較により再度触媒３に劣化が生じているか否かを判定する（図６のステップ１３〜１６参照）ので、吸入空気量の全ての領域で診断を行うことが可能となり、従来装置よりも診断の機会を増やすことができる。
【００７２】
また、診断許可条件が成立したからといって、いきなりフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮより触媒専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換えたのでは、他性能への跳ね返りが懸念されるところ、１回目に触媒３に劣化が生じているか否かはっきりしないと判定されたときだけフィードバック制御用ゲインＴＴＧＴＧＩＮより触媒専用ゲインＣＡＴＧＴＧＩＮに切換えて２回目の判定を行うので、他性能への影響を最小限ににしながら診断精度の向上を図ることができる。
【００７３】
請求項１において酸素ストレージ量算出手段の機能は図８のステップ２３により、偏差算出手段の機能は図８のステップ２４により、第１目標偏差算出手段の機能は図８のステップ２８により、第１目標空燃比算出手段の機能は図８のステップ３１により、第１空燃比フィードバック制御手段の機能は図８のステップ３２、３３により、第１判定値設定手段の機能は図６のステップ１５により、第２判定値設定手段の機能は図６のステップ１２、１３により、１回目判定手段の機能は図６のステップ１３〜１６、１８により、第２目標偏差算出手段の機能は図８のステップ３０により、第２目標空燃比算出手段の機能は図８のステップ３１により、第２空燃比フィードバック制御手段の機能は図８のステップ３２、３３により、２回目判定手段の機能は図６のステップ１３〜１６によりそれぞれ果たされている。
【００７４】
請求項５において酸素ストレージ量算出処理手順は図８のステップ２３により、偏差算出処理手順は図８のステップ２４により、第１目標偏差算出処理手順は図８のステップ２８により、第１目標空燃比算出処理手順は図８のステップ３１により、第１空燃比フィードバック制御処理手順は図８のステップ３２、３３により、第１判定値設定処理手順は図６のステップ１５により、第２判定値設定処理手順は図６のステップ１２、１３により、１回目判定処理手順は図６のステップ１３〜１６、１８により、第２目標偏差算出処理手順は図８のステップ３０により、第２目標空燃比算出処理手順は図８のステップ３１により、第２空燃比フィードバック制御処理手順は図８のステップ３２、３３により、２回目判定処理手順は図６のステップ１３〜１６によりそれぞれ果たされている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態の触媒診断装置の概略構成図。
【図２】触媒の劣化が少ないときと触媒に劣化が生じているときの各酸素ストレージ量の挙動を示すタイミングチャート。
【図３】上限劣化触媒、スレッシュ触媒についての吸入空気量に対する酸素ストレージ量の特性図。
【図４】吸入空気量と酸素ストレージ量をパラメータとする判定領域図。
【図５】目標空燃比の算出に用いるターゲットゲインを変化させたときの目標空燃比、実際の空燃比、酸素ストレージ量、リアＯ2センサ出力の各変化を示すタイミングチャート。
【図６】触媒劣化診断を説明するためのフローチャート。
【図７】第２判定値の特性図。
【図８】空燃比フィードバック補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図９】フィードバック制御ゲイン、診断専用ゲインの２つの目標ゲインの吸入空気量に対する特性図。
【符号の説明】
【００７６】
１  エンジン
３  触媒
４  フロント空燃比センサ
５  リア酸素センサ
６  エンジンコントローラ
【図１】
2009293510.tif 000003
【図２】
2009293510.tif 000004
【図３】
2009293510.tif 000005
【図４】
2009293510.tif 000006
【図５】
2009293510.tif 000007
【図６】
2009293510.tif 000008
【図７】
2009293510.tif 000009
【図８】
2009293510.tif 000010
【図９】
2009293510.tif 000011