(57)【要約】【課題】  触媒劣化診断の精度を従来よりも向上させること。【解決手段】  本発明の制御装置（２）は、圧縮比制御部及び触媒診断部（２０１）を備えている。圧縮比制御部（２０１）は、運転状態に応じてエンジン（１）の圧縮比を制御する。触媒診断部（２０１）は、ガスセンサ（１７８ｂ）の出力に基づいて、触媒（１６１）における最大酸素吸蔵量を取得するとともに、この最大酸素吸蔵量の取得値と基準値とに基づいて、触媒（１６１）の状態を判定する。この制御装置（２）は、圧縮比が第一の値での最大酸素吸蔵量の取得値が基準値よりも低い場合に、圧縮比を第一の値よりも低下させて再度最大酸素吸蔵量の取得を試行する。【選択図】  図１
2009264150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮比を変更可能に構成されたエンジンと、前記エンジンから排出される排気ガスの通路に介装された触媒と、前記通路における前記触媒よりも排気ガスの流動方向における下流側に介装されていて前記触媒を通過した排気ガス中の特定成分の濃度に対応した出力を生じるように構成されたガスセンサと、を備えたシステムに適用される、制御装置であって、
運転状態に応じて前記エンジンの圧縮比を制御する、圧縮比制御部と、
前記ガスセンサの出力に基づいて前記触媒における最大酸素吸蔵量を取得するとともに、この最大酸素吸蔵量の取得値と基準値とに基づいて前記触媒の状態を判定する、触媒診断部と、
を備え、
圧縮比が第一の値での前記取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低下させて再度前記最大酸素吸蔵量の取得を試行することを特徴とする、制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記触媒診断部は、前記圧縮比制御部による圧縮比の低下が行えないときは、前記触媒の異常の発生を判定することを特徴とする、制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制御装置であって、
前記圧縮比制御部は、圧縮比が変更可能範囲における最低値よりも高い前記第一の値で前記取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低い第二の値に設定し、
前記触媒診断部は、圧縮比が前記圧縮比制御部により前記第二の値に設定された後の前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行うことを特徴とする、制御装置。
【請求項４】
圧縮比を変更可能に構成されたエンジンと、前記エンジンから排出される排気ガスの通路に介装された触媒と、前記通路における前記触媒よりも排気ガスの流動方向における下流側に介装されていて前記触媒を通過した排気ガス中の特定成分の濃度に対応した出力を生じるように構成されたガスセンサと、を備えたシステムに適用される、制御装置であって、
運転状態に応じて前記エンジンの圧縮比を制御する、圧縮比制御部と、
前記ガスセンサの出力に基づいて前記触媒における最大酸素吸蔵量を取得するとともに、この最大酸素吸蔵量の取得値と基準値とに基づいて前記触媒の状態を判定する、触媒診断部と、
を備え、
前記圧縮比制御部は、圧縮比が変更可能範囲における最低値よりも高い第一の値での前記取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低い第二の値に設定し、
前記触媒診断部は、当該場合に圧縮比が前記圧縮比制御部により前記第二の値に設定された後の前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行うことを特徴とする、制御装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の制御装置であって、
前記触媒診断部は、前記第一の値及び前記第二の値における前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行うことを特徴とする、制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記圧縮比制御部は、前記触媒診断部による前記最大酸素吸蔵量の取得中に、圧縮比が一定になるように圧縮比を制御することを特徴とする、エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮比を変更可能に構成されたエンジンと、前記エンジンから排出される排気ガスの通路に介装された触媒と、前記通路における前記触媒よりも排気ガスの流動方向における下流側に介装されていて前記触媒を通過した排気ガス中の特定成分の濃度に対応した出力を生じるように構成されたガスセンサと、を備えたシステムに適用される、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシステム（例えば自動車等）においては、排気ガスを浄化するために、排気通路に触媒が介装されている。この触媒は、燃料中の有害成分（鉛や硫黄等）等により劣化する。この触媒が劣化すると、排気ガス浄化率が悪化し、排気エミッションが増大する。そこで、この触媒の劣化を判定するための装置が、従来種々提案されている（例えば、特開平５−１３３２６４号公報、特開２００４−２８０２９号公報、特開２００６−５７４６１号公報、等参照。）。
【０００３】
この種の触媒として、いわゆる三元触媒が広く用いられている。この三元触媒は、酸素吸蔵機能あるいは酸素貯蔵機能と称される機能を有している。この酸素吸蔵機能は、以下の２つの特徴を有するものである：（１）燃料混合気の空燃比がリーンである場合に、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）から酸素を奪うことでＮＯｘを還元して、この奪った酸素を内部に吸蔵（貯蔵）するとともに、（２）燃料混合気の空燃比がリッチである場合に、吸蔵されている酸素を排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ等）の酸化のために放出する。
【０００４】
したがって、三元触媒が吸蔵し得る酸素量（以下、「酸素吸蔵量」と称する。）の最大値が大きいほど、三元触媒の浄化能力は高くなる。すなわち、三元触媒の劣化状態は、上述の最大値（以下、「最大酸素吸蔵量」と称する。）によって判定され得る。
【０００５】
そこで、特開平５−１３３２６４号公報等に開示された触媒劣化度検出装置は、以下のように構成されている：排気通路における三元触媒の上流側には、第１空燃比センサが配置されている。また、排気通路における三元触媒の下流側には、第２空燃比センサが配置されている。かかる装置構成においては、上述の三元触媒の劣化状態判定（最大酸素吸蔵量算出）が、以下のように行われる。
【０００６】
まず、エンジンのシリンダ内に供給される燃料混合気の空燃比が、所定のリーン空燃比に所定時間設定される。これにより、吸蔵能力の限界まで、三元触媒に酸素が吸蔵される。その後、燃料混合気の空燃比が、所定のリッチ空燃比に強制的に変化させられる。すると、第２空燃比センサにより検出される空燃比は、一定時間Δｔだけ理論空燃比に維持された後に、リッチ側に変化する。このときの、理論空燃比とリッチ空燃比との差Δ（Ａ／Ｆ）と、Δｔと、吸入空気量と、に基づいて、最大酸素吸蔵量が求められる。
【特許文献１】特開平５−１３３２６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２８０２９号公報
【特許文献３】特開２００５−６９１２９号公報
【特許文献４】特開２００６−５７４６１号公報
【特許文献５】特開２００７−８５３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来、圧縮比を変更可能に構成されたエンジン（可変圧縮比エンジン）が知られている（例えば特開２００５−６９１２９号公報や特開２００７−８５３００号公報等参照）。この可変圧縮比エンジンにおいては、圧縮比が変更されると、排気温度が変化する。
【０００８】
排気温度が変化すると、触媒の排気ガス浄化機能もまた変化する（例えば特開２００７−８５３００号公報の図４参照）。これは、排気温度の変化により触媒温度も変化するからである。具体的には、三元触媒の温度が上昇すると、最大酸素吸蔵量は大きくなる。
【０００９】
よって、最大酸素吸蔵量の取得時における圧縮比の設定状態や触媒温度を考慮することなく、最大酸素吸蔵量の取得値に基づいて直ちに触媒劣化判定をすると、判定精度が良好でなくなる（例えば本来はまだ劣化異常を来していない触媒に対して誤って異常判定がなされてしまう）という問題がある。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、触媒劣化診断の精度を従来よりも向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の制御装置は、エンジンと、触媒と、ガスセンサと、を備えたシステムに適用されるものである。本発明の適用対象である前記エンジンは、圧縮比を変更可能に構成されている。ここで、「圧縮比」には、以下に説明するように、「機械的圧縮比」と、「実圧縮比」とがある。本発明は、機械的圧縮比を変更可能な場合に限定されず、広く実圧縮比を変更可能な場合に適用され得る。
【００１１】
機械的圧縮比は、隙間容積（ピストン上死点における燃焼室容積）とピストン行程容積との和を隙間容積で割った値であって、公称圧縮比あるいは幾何学的圧縮比とも称される。機械的圧縮比は、例えば、クランクシャフトが回転可能に支持されたクランクケースと、シリンダヘッドが上端部に固定されたシリンダブロックとを、シリンダの中心軸に沿って相対移動させることで変更され得る。あるいは、機械的圧縮比は、コンロッド（ピストンと前記クランクシャフトとを連結する部材）が屈曲可能に構成されている場合に、このコンロッドの屈曲状態を変更することで変更され得る。
【００１２】
実圧縮比は、吸入空気に対する実効的な圧縮比であり、典型的には、吸入空気の圧縮開始時の燃焼室容積を圧縮終了時の燃焼室容積で割った値となる。この実圧縮比は、当然、上述のような機械的圧縮比の変更に伴って変更され得る。また、この実圧縮比は、機械的圧縮比の変更とともに、あるいは、機械的圧縮比の変更に代えて、吸気バルブや排気バルブの動作タイミングを可変とすることによって変更され得る。
【００１３】
前記触媒は、前記エンジンから排出される排気ガスの通路に介装されていて、この排気ガスを浄化するように構成されている。前記ガスセンサは、前記通路における前記触媒よりも排気ガスの流動方向における下流側に介装されている。このガスセンサは、前記触媒を通過した排気ガス中の特定成分の濃度（例えば酸素濃度）に対応した出力を生じるように構成されている（このガスセンサは燃料混合気の空燃比に対応する出力を生じるために「空燃比センサ」とも称され得る）。
【００１４】
本制御装置は、圧縮比制御部と、触媒診断部と、を備えている。前記圧縮比制御部は、運転状態に応じて前記エンジンの圧縮比を制御するようになっている。前記触媒診断部は、前記ガスセンサの出力に基づいて前記触媒における最大酸素吸蔵量を取得するとともに、この最大酸素吸蔵量の取得値と所定の基準値とに基づいて前記触媒の状態（劣化状態）を判定するようになっている。
【００１５】
本発明の特徴は、圧縮比が第一の値での前記取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低下させて再度前記最大酸素吸蔵量の取得を試行するように、前記制御装置（前記圧縮比制御部及び前記触媒診断部）が構成されていることにある。なお、前記圧縮比制御部は、前記触媒診断部による前記最大酸素吸蔵量の取得中に、圧縮比を一定に制御するようになっていてもよい。
【００１６】
かかる構成においては、まず、圧縮比が前記第一の値での前記最大酸素吸蔵量が取得される。この取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低下させての前記最大酸素吸蔵量の再取得が試行される。具体的には、前記圧縮比制御部は、圧縮比が前記第一の値で前記取得値が前記基準値よりも低い場合に、圧縮比を前記第一の値よりも低い第二の値に設定しようとする。
【００１７】
なお、前記圧縮比制御部による圧縮比の低下、すなわち、前記第一の値から前記第二の値への圧縮比の変更が、行えないとき（例えば前記第一の値が圧縮比の変更可能範囲における最低値あるいはその付近であるとき）は、前記触媒の（劣化による）異常の発生が判定され得る。
【００１８】
前記第一の値が前記変更可能範囲における最低値よりも高い場合であって、前記圧縮比制御部により圧縮比が前記第二の値に設定されたとき、前記触媒診断部は、圧縮比が前記圧縮比制御部により前記第二の値に設定された後の前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行う。すなわち、例えば、前記触媒診断部は、前記第二の値における前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行う。あるいは、例えば、前記触媒診断部は、前記第一の値における前記取得値及び前記第二の値における前記取得値に基づいて、前記触媒の状態の判定を行う。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように、本発明によれば、圧縮比が前記第一の値での前記最大酸素吸蔵量の取得値が前記基準値よりも低くても、直ちに前記触媒の異常判定がなされるのではなく、圧縮比を前記第一の値よりも低下させての再度の前記最大酸素吸蔵量の取得が試行される。これにより、前記触媒の状態の判定、すなわち、前記触媒の劣化診断が、従来よりも精度よく行われ得る。具体的には、例えば、本来はまだ劣化判定すべきでない状態の前記触媒に対する劣化誤判定が、良好に回避され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００２２】
＜システムの全体構成＞
図１は、直列複数気筒のエンジン１と、本発明の一実施形態である制御装置２と、を含む、本発明の適用対象であるシステムＳ（車両）の全体構成を示す概略構成図である。なお、図１には、気筒配列方向と直交する面によるエンジン１の断面図が示されているものとする。
【００２３】
本実施形態においては、エンジン１は、後述するように、機械的圧縮比を、約１０：１〜約１６：１の間で変更可能に構成されている。また、本実施形態の制御装置２は、かかるエンジン１の動作を制御するとともに、各部の状態を判定し、この判定結果を運転者に対して適宜表示し得るように構成されている。
【００２４】
＜エンジン及びその周辺の構成＞
エンジン１は、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、クランクケース１３と、可変圧縮比機構１４と、を備えている。このエンジン１には、吸気通路１５と、排気通路１６と、が接続されている。
【００２５】
＜＜エンジンブロック＞＞
シリンダブロック１１には、略円柱形状の貫通孔であるシリンダボア１１１が形成されている。シリンダボア１１１の内側には、ピストン１１２が、シリンダボア１１１の中心軸線としてのシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容されている。
【００２６】
シリンダブロック１１の上端部、すなわち、ピストン１１２の上死点側のシリンダブロック１１の端部には、シリンダヘッド１２が接合されている。シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１に対して相対移動しないように、上述の上端部に対して、図示しないボルト等によって固定されている。
【００２７】
シリンダヘッド１２の下端部には、複数の凹部が、各シリンダボア１１１の上端部に対応する位置に設けられている。すなわち、シリンダヘッド１２がシリンダブロック１１に接合されて固定された状態における、ピストン１１２の頂面よりもシリンダヘッド１２側（図中上側）のシリンダボア１１１の内側の空間と、上述の凹部の内側（図中下側）の空間と、によって、燃焼室ＣＣが形成されている。この燃焼室ＣＣに連通するように、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１２１及び排気ポート１２２が形成されている。
【００２８】
また、シリンダヘッド１２には、吸気バルブ１２３と、排気バルブ１２４と、可変吸気バルブタイミング装置１２５と、可変排気バルブタイミング装置１２６と、インジェクタ１２７と、が備えられている。
【００２９】
吸気バルブ１２３は、吸気ポート１２１と燃焼室ＣＣとの連通状態を制御するためのバルブである。排気バルブ１２４は、排気ポート１２２と燃焼室ＣＣとの連通状態を制御するためのバルブである。可変吸気バルブタイミング装置１２５及び可変排気バルブタイミング装置１２６は、吸気バルブ１２３及び排気バルブ１２４の開閉タイミングを変更し得るように構成されている。かかる可変吸気バルブタイミング装置１２５及び可変排気バルブタイミング装置１２６の具体的な構成については周知なので、その説明を省略する。
【００３０】
インジェクタ１２７は、燃焼室ＣＣ内に供給するための燃料を、吸気ポート１２１内にて噴射し得るように構成されている。
【００３１】
クランクケース１３内には、クランクシャフト１３１が、気筒配列方向と平行に配置されている。クランクシャフト１３１は、回転可能に支持されている。このクランクシャフト１３１は、ピストン１１２のシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド１３２を介して、ピストン１１２と連結されている。
【００３２】
＜＜＜可変圧縮比機構＞＞＞
本実施形態のエンジン１における可変圧縮比機構１４は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との接合体を、クランクケース１３に対して、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動させて、隙間容積を変更することで、機械的圧縮比を上述の範囲内で変更し得るように構成されている。
【００３３】
なお、可変圧縮比機構１４は、特開２００３−２０６７７１号公報や特開２００７−８５３００号公報等に記載されているものと同様の構成を備えている。したがって、本明細書においては、この機構の詳細な説明を省略し、概要についてのみ説明する。
【００３４】
すなわち、可変圧縮比機構１４は、連結機構１４１と、駆動機構１４２と、を備えている。連結機構１４１は、シリンダブロック１１とクランクケース１３とを、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動可能に連結するように構成されている。駆動機構１４２は、モータやギヤ機構等を備えていて、シリンダブロック１１とクランクケース１３とをシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動させ得るように構成されている。
【００３５】
＜＜吸排気通路＞＞
吸気ポート１２１には、インテークマニホールドやサージタンク等を含む吸気通路１５が接続されている。この吸気通路１５には、スロットルバルブ１５１が介装されている。スロットルバルブ１５１は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ１５２によって回転駆動されるように構成されている。
【００３６】
また、排気ポート１２２には、エキゾーストマニホールドを含む排気通路１６が接続されている。この排気通路１６は、排気ポート１２２を介して燃焼室ＣＣから排出される排気ガスの通路である。この排気通路１６には、触媒コンバータ１６１が介装されている。触媒コンバータ１６１は、酸素吸蔵機能を有する三元触媒をその内部に備えていて、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを浄化可能に構成されている。
【００３７】
＜＜各種センサ＞＞
システムＳには、冷却水温センサ１７１、クランクポジションセンサ１７２、吸気カムポジションセンサ１７３、排気カムポジションセンサ１７４、エアフローメータ１７５、吸気温センサ１７６、スロットルポジションセンサ１７７、上流側空燃比センサ１７８ａ、下流側空燃比センサ１７８ｂ、アクセル開度センサ１７９、等の各種のセンサが設けられている。
【００３８】
冷却水温センサ１７１は、エンジン１におけるシリンダブロック１１に装着されている。この冷却水温センサ１７１は、シリンダブロック１１内の冷却水温Ｔｗに対応する信号を出力するように構成されている。
【００３９】
クランクポジションセンサ１７２は、エンジン１におけるクランクケース１３に装着されている。このクランクポジションセンサ１７２は、クランクシャフト１３１の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。具体的には、クランクポジションセンサ１７２は、クランクシャフト１３１が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに、クランクシャフト１３１が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するように構成されている。すなわち、クランクポジションセンサ１７２は、エンジン回転数Ｎｅに対応する信号を出力するように構成されている。
【００４０】
吸気カムポジションセンサ１７３及び排気カムポジションセンサ１７４は、エンジン１におけるシリンダヘッド１２に装着されている。吸気カムポジションセンサ１７３は、吸気バルブ１２３を往復移動させるための図示しない吸気カムシャフト（可変吸気バルブタイミング装置１２５に含まれている）の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。排気カムポジションセンサ１７４も、同様に、図示しない排気カムシャフトの回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。
【００４１】
エアフローメータ１７５、吸気温センサ１７６、及びスロットルポジションセンサ１７７は、吸気通路１５に装着されている。エアフローメータ１７５は、吸気通路１５内を流れる吸入空気の質量流量である吸入空気流量Ｇａに対応する信号を出力するように構成されている。吸気温センサ１７６は、吸入空気の温度に対応する信号を出力するように構成されている。スロットルポジションセンサ１７７は、スロットルバルブ１５１の回転位相（スロットルバルブ開度ＴＡ）に対応する信号を出力するように構成されている。
【００４２】
上流側空燃比センサ１７８ａ及び下流側空燃比センサ１７８ｂは、排気通路１６に装着されている。上流側空燃比センサ１７８ａは、触媒コンバータ１６１よりも排気ガスの流動方向における上流側に配置されている。下流側空燃比センサ１７８ｂは、触媒コンバータ１６１よりも排気ガスの流動方向における下流側に配置されている。
【００４３】
図２Ａは、図１に示されている上流側空燃比センサ１７８ａの出力特性を示すグラフである。図２Ｂは、図１に示されている下流側空燃比センサ１７８ｂの出力特性を示すグラフである。上流側空燃比センサ１７８ａは、図２Ａに示されているように、幅広い空燃比の範囲で比較的リニアな出力特性を有する全領域型の空燃比センサである。具体的には、この上流側空燃比センサ１７８ａは、限界電流式酸素濃度センサから構成されている。
【００４４】
本発明のガスセンサに相当する下流側空燃比センサ１７８ｂは、図２Ｂに示されているように、理論空燃比よりもリッチ側及びリーン側にてほぼ一定である一方で理論空燃比の前後において急変する出力特性を有する空燃比センサである。具体的には、この下流側空燃比センサ１７８ｂは、固体電解質型のジルコニア酸素センサから構成されている。
【００４５】
再び図１を参照すると、アクセル開度センサ１７９は、運転者によって操作されるアクセルペダル１８１の操作量Ａccpに対応する信号を出力するように構成されている。また、運転者によって視認されやすい位置には、警報装置１８２が設けられている。この警報装置１８２は、警告表示灯等を備えている。
【００４６】
＜制御装置＞
本実施形態に係る制御装置２は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、バックアップＲＡＭ２０４と、インターフェース２０５と、バス２０６と、を備えている。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、バックアップＲＡＭ２０４、及びインターフェース２０５は、バス２０６によって互いに接続されている。
【００４７】
ＲＯＭ２０２には、ＣＰＵ２０１が実行するルーチン（プログラム）、及びこのルーチンの実行時に参照されるテーブル（ルックアップテーブル、マップ）やパラメータ、等が予め格納されている。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ２０４は、電源が投入された状態でＣＰＵ２０１がルーチンを実行する際にデータが格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。
【００４８】
インターフェース２０５は、冷却水温センサ１７１、クランクポジションセンサ１７２、吸気カムポジションセンサ１７３、排気カムポジションセンサ１７４、エアフローメータ１７５、吸気温センサ１７６、スロットルポジションセンサ１７７、上流側空燃比センサ１７８ａ、下流側空燃比センサ１７８ｂ、アクセル開度センサ１７９、等の各種のセンサと電気的に接続されていて、これらのセンサからの信号をＣＰＵ２０１に伝達し得るように構成されている。
【００４９】
また、インターフェース２０５は、可変吸気バルブタイミング装置１２５、可変排気バルブタイミング装置１２６、インジェクタ１２７、駆動機構１４２、警報装置１８２、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ２０１からこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。
【００５０】
すなわち、制御装置２は、インターフェース２０５を介して上述の各種のセンサからの信号を受け取るとともに、当該信号に応じたＣＰＵ２０１の演算結果に基づいて、上述の動作信号を各動作部に向けて送出するように構成されている。
【００５１】
本実施形態においては、可変圧縮比機構１４によるシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２とクランクケース１３との相対移動状態を設定するための駆動機構１４２を制御する制御装置２（ＣＰＵ２０１）によって、本発明の圧縮比制御部（圧縮比制御手段）が構成されている。また、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力に基づいて後述のように触媒コンバータ１６１の劣化状態診断を行う制御装置２（ＣＰＵ２０１）によって、本発明の触媒診断部（触媒診断手段）が構成されている。
【００５２】
＜動作の概要＞
本実施形態のシステムＳにおいては、制御装置２にて、以下の処理が行われる。
【００５３】
＜＜空燃比制御＞＞
スロットルバルブ開度等に基づいて、目標空燃比が設定される。この目標空燃比は、通常は理論空燃比に設定される。一方、加速時等には、必要に応じて、理論空燃比から若干リッチ側あるいはリーン側にシフトした値に目標空燃比が設定され得る。
【００５４】
また、定常運転中における所定の運転状態下で、触媒コンバータ１６１の劣化状態診断（触媒ＯＢＤ：ＯＢＤはon-board  diagnosisの略）が行われる。この場合、目標空燃比は、理論空燃比からリッチ側にシフトした値と、理論空燃比からリーン側にシフトした値と、の間で矩形波的に変化するように制御される（空燃比アクティブ制御）。
【００５５】
上述のようにして設定された目標空燃比と、吸入空気流量等と、に基づいて、インジェクタ１２７から噴射される燃料量の基本値（基本燃料噴射量）が取得される。
【００５６】
エンジン１の始動直後で上流側空燃比センサ１７８ａ及び下流側空燃比センサ１７８ｂが充分に暖機されていない場合等、所定のフィードバック制御条件が成立していない場合は、基本燃料噴射量に基づくオープンループ制御が行われる（このオープンループ制御では学習補正係数に基づく学習制御が行われ得る）。
【００５７】
フィードバック制御条件が成立した場合は、基本燃料噴射量が、上流側空燃比センサ１７８ａ及び下流側空燃比センサ１７８ｂからの出力に基づいてフィードバック補正されることで、インジェクタ１２７からの実際の燃料噴射量（指令燃料噴射量）が取得される。また、上流側空燃比センサ１７８ａ及び下流側空燃比センサ１７８ｂからの出力に基づいて、上述のオープンループ制御の際の学習補正係数を取得するための空燃比学習が行われる。
【００５８】
＜＜触媒ＯＢＤ＞＞
上述の空燃比アクティブ制御により、触媒コンバータ１６１の最大酸素吸蔵量Ｃmaxが取得される。この最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得値が、所定の基準値Ｃmax_r以上であるか否かにより、触媒コンバータ１６１の劣化異常の発生の有無が判定される。すなわち、
Ｃmax＜Ｃmax_r
の場合に、触媒コンバータ１６１の劣化異常が発生したことが判定され、触媒異常処理（警報装置１８２を介しての運転者への報知）が行われる。
【００５９】
但し、触媒コンバータ１６１の特性は、温度及び劣化度に応じて異なる。図３は、図１に示されている触媒コンバータ１６１の温度特性を示すグラフである。
【００６０】
図３に示されているように、触媒コンバータ１６１が新品の場合（図中（１）参照）、触媒温度が比較的低温でも酸素吸蔵量が多い。また、この場合、触媒温度の上昇に対する酸素吸蔵量の増加度合い（図中の特性線の勾配）は、所定の活性化温度（図中一点鎖線参照）以上の領域においては非常に小さい（フラットに近い）。
【００６１】
触媒コンバータ１６１が使用により次第に劣化していくと、酸素吸蔵量が低下していくとともに、触媒温度と酸素吸蔵量との関係が、次第にリニアに近づく（図中（２）ないし（５）参照）。
【００６２】
ここで、触媒の劣化レベルが中程度の場合（図中（２）ないし（３）参照）、触媒温度が所定の活性化温度まで上昇することで、酸素吸蔵量が必要レベル（基準値Ｃmax_r相当：図中二点鎖線参照）に達する。また、この場合、触媒温度の上昇に対する酸素吸蔵量の増加度合い（図中の特性線の勾配）は、触媒の劣化の進行に応じて次第に大きくなる。
【００６３】
一方、触媒の劣化レベルが高くなった場合（図中（４）ないし（５）参照）、触媒温度が所定の活性化温度まで上昇しても酸素吸蔵量が必要レベルに達しないことがある。この場合、触媒温度の上昇に対する酸素吸蔵量の増加度合い（図中の特性線の勾配）は、触媒の劣化の進行に応じて次第に小さくなる。触媒コンバータ１６１が使用に適さない程度にまで劣化すると、昇温可能な範囲では、触媒温度を上昇させても酸素吸蔵量が必要レベルに達しない（図中（５）参照）。
【００６４】
また、圧縮比を低くすると排気温度が上昇し、触媒温度が上昇する。その反面、圧縮比を高くすると排気温度が下降し、触媒温度が下降する。
【００６５】
以上のような関係に基づき、本実施形態においては、或る機械的圧縮比の設定状態にて
Ｃmax＜Ｃmax_r
となった場合、機械的圧縮比を低下させての最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得が試行される。
【００６６】
＜＜圧縮比制御＞＞
暖機状態や負荷状態等の、エンジン１の運転状態に基づいて、機械的圧縮比が制御される。
【００６７】
具体的には、暖機運転中は、エンジン１の本体や触媒コンバータ１６１の早期暖機のために、圧縮比が低圧縮比側に設定される。暖機後にエンジン１の運転状態が常用域（市街地走行や高速路巡航時等）に達した場合、圧縮比が高圧縮比側に設定される。これにより、熱効率が高くなり、燃費が向上する。一方、高出力域（急加速や登坂走行時等）においては、圧縮比が低圧縮比側に設定される。これにより、ノッキングが抑制される。
【００６８】
このため、急加速や登坂走行等の高出力域での運転が必要な場合に運転者要求（アクセルペダル１８１等の操作）等に応じて機械的圧縮比が低圧縮比側に設定される他は、可能な限り機械的圧縮比が高圧縮比側に設定される。
【００６９】
但し、触媒ＯＢＤの実行中に圧縮比が変化すると、上述したように、触媒コンバータ１６１の温度が変動し、このために酸素吸蔵量も変化する。よって、触媒ＯＢＤにおける、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得中は、機械的圧縮比が一定に保持される。これにより、最大酸素吸蔵量Ｃmaxが精度よく取得され、触媒ＯＢＤの精度が向上する。
【００７０】
さらに、本実施形態においては、或る機械的圧縮比の設定状態における触媒ＯＢＤの実行時に、
Ｃmax＜Ｃmax_r
となった場合、制御装置２は、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得のために、機械的圧縮比を低下させようとする。
【００７１】
＜動作の詳細＞
次に、図１に示されている本実施形態の制御装置２による触媒ＯＢＤ動作の具体例について説明する。
【実施例１】
【００７２】
本具体例においては、暖機運転終了後のエンジン１の機械的圧縮比が、エンジン回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ等の所定のエンジンパラメータと所定のマップとによって、複数段階（好適には３〜５段階…例えば１０：１／１２：１／１４：１／１６：１）のうちのいずれかに決定される。
【００７３】
暖機運転の終了後にエンジン１の運転状態が常用域に達することで圧縮比が高圧縮比側に設定されてから、他の触媒ＯＢＤ条件（車速が所定速度以上、吸入空気流量が所定量以下、等。）が最初に成立すると、触媒ＯＢＤが開始される。
【００７４】
この触媒ＯＢＤの開始時の圧縮比にて取得された最大酸素吸蔵量Ｃmaxが、基準値Ｃmax_r以上である場合、触媒ＯＢＤは完了となる。一方、この最大酸素吸蔵量Ｃmaxが基準値Ｃmax_rよりも低い場合、圧縮比が１段階低くされて、再度最大酸素吸蔵量Ｃmaxが取得される。そして、この２回目に取得された最大酸素吸蔵量Ｃmaxに基づいて、最終的な触媒コンバータ１６１の劣化状態判定がなされる。
【００７５】
以下、本具体例の動作について、フローチャートを用いて説明する。なお、以下のフローチャート及びその説明において、「ステップ」は「Ｓ」と略記されているものとする。
【００７６】
ＣＰＵ２０１は、図４に示されている触媒ＯＢＤルーチン４００を、所定タイミング毎に実行する。このルーチン４００が起動されると、まず、Ｓ４１０にて、高圧縮比側の圧縮比（εａ：第一の値）における最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが取得済みであるか否かが判定される。最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが取得済みでない場合（Ｓ４１０＝Ｎｏ）、処理がＳ４２０に進行し、最大酸素吸蔵量Ｃmax_aの取得処理が起動され（あるいは起動状態が継続され）、本ルーチンが一旦終了する。
【００７７】
ここで、図５は、触媒ＯＢＤにおける最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得処理の様子を示すグラフである。図５中、（ｉ）は、触媒ＯＢＤの実行中における空燃比変化を示すグラフである。（ii）は、（ｉ）に示された空燃比変化に対応して変化する、触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡを示すグラフである。（iii）は、（ｉ）に示された空燃比変化及び（ii）に示された酸素吸蔵量ＯＳＡの変化に対応する、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsを示すグラフである。
【００７８】
まず、図５の（ｉ）に示されているように、触媒ＯＢＤ開始時刻ｔ１より、空燃比が理論空燃比（stoich）よりもΔＡ／Ｆだけリーンに設定される。すると、触媒コンバータ１６１にリーンな空燃比の排気ガスが流入する。よって、図５の（ii）に示されているように、触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡは、次第に増大し、時刻ｔ２にてピーク値Ｃmax2に達する。
【００７９】
触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡがピーク値Ｃmax2に達すると、触媒コンバータ１６１にてこれ以上の酸素が吸蔵できなくなる。よって、時刻ｔ２より、触媒コンバータ１６１の下流側に、酸素を含む排気ガス（リーン空燃比の排気ガス）が流出し始める。このため、図５の（iii）に示されているように、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsは、理論空燃比よりリーン側に大きく変位した値に変化する。
【００８０】
時刻ｔ２にて、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsが理論空燃比よりリーン側に大きく変位した値に変化したことが判定されると、図５の（ｉ）に示されているように、空燃比が理論空燃比よりもΔＡ／Ｆだけリッチに設定される。すると、触媒コンバータ１６１にリッチな空燃比の排気ガスが流入する。このとき、触媒コンバータ１６１に吸蔵された酸素が、流入する未燃ＨＣ,ＣＯの酸化のために消費される。よって、図５の（ii）に示されているように、触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡは、Ｃmax2から次第に減少し、時刻ｔ３にて触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量が「０」となる。
【００８１】
触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡが０になると、触媒コンバータ１６１にてこれ以上の未燃ＨＣ,ＣＯの酸化ができなくなる。よって、時刻ｔ３より、触媒コンバータ１６１の下流側に、リッチ空燃比のガスが流出し始める。このため、図５の（iii）に示されているように、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsは、リーンを示す値からリッチを示す値に変化する。
【００８２】
時刻ｔ３にて、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力がリーンを示す値からリッチを示す値に変化したことが判定されると、図５の（ｉ）に示されているように、再度、空燃比が理論空燃比よりもΔＡ／Ｆだけリーンに設定される。これにより、図５の（ii）に示されているように、触媒コンバータ１６１の酸素吸蔵量ＯＳＡは、「０」から増大し続け、時刻ｔ４にてピーク値Ｃmax4に達する。すると、上述と同様に、時刻ｔ４にて、下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsは、リッチを示す値からリーンを示す値に変化する。時刻ｔ４における上述のような下流側空燃比センサ１７８ｂの出力Ｖoxsの変化が判定されると、触媒ＯＢＤは終了され、空燃比制御が通常制御に戻される。
【００８３】
上述のような矩形波状の空燃比制御（アクティブ制御）を実行することで、触媒コンバータ１６１の最大酸素吸蔵量Ｃmaxが、以下の式によって取得される。なお、以下の式において、値「０．２３」は、大気中に含まれる酸素の重量割合である。ｍｆｒは、所定時間（計算周期tsample）内の燃料噴射量Ｆｉの合計量である。
ΔＯ2＝０．２３・ｍｆｒ・ΔＡ／Ｆ
Ｃmax2＝ΣΔＯ2（区間ｔ＝ｔ２〜ｔ３）
Ｃmax4＝ΣΔＯ2（区間ｔ＝ｔ３〜ｔ４）
Ｃmax＝（Ｃmax2＋Ｃmax4）／２
【００８４】
この式に示されているように、区間ｔ＝ｔ２〜ｔ３における、所定時間tsample内の噴射量の合計量ｍｆｒに、空燃比Ａ／Ｆの理論空燃比からの偏移ΔＡ／Ｆを乗じることで、当該所定時間tsampleにおける空気の不足量が求められ、この空気の不足量に酸素の重量割合を乗じることで、当該所定時間tsampleにおける酸素吸蔵量変化量（吸蔵酸素の消費量）ΔＯ2が求められる。そして、酸素吸蔵量変化量ΔＯ2を時刻ｔ２〜ｔ３にわたって積算することで、触媒コンバータ１６１が酸素を最大限貯蔵していた状態から酸素をすべて消費した状態となるまでの酸素消費量、すなわちピーク値Ｃmax2が推定・算出される。同様に、区間ｔ＝ｔ３〜ｔ４においても、酸素吸蔵量変化量ΔＯ2を積算することで、触媒コンバータ１６１が酸素をすべて消費した状態から酸素を最大限に吸蔵した状態となるまでの酸素吸蔵量、すなわちピーク値Ｃmax4が推定・算出される。
【００８５】
なお、触媒ＯＢＤ実施中に筒内吸入空気量Ｍｃが一定（すなわち吸入空気流量Ｇａが一定）である場合には、上式は、以下のように簡略化され得る。
Ｃmax2＝０．２３・ｍｆｒ・ΔＡ／Ｆ・（ｔ３−ｔ２）
Ｃmax4＝０．２３・ｍｆｒ・ΔＡ／Ｆ・（ｔ４−ｔ３）
Ｃmax＝（Ｃmax2＋Ｃmax4）／２
【００８６】
再び図４を参照すると、最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが取得済みである場合（Ｓ４１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ４３０に進行し、最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが基準値Ｃmax_rより低いか否かが判定される。最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが基準値Ｃmax_r以上である場合（Ｓ４３０＝Ｎｏ）、処理がＳ４４０に進行して正常時の処理が行われ、本ルーチンが一旦終了する。
【００８７】
最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが基準値Ｃmax_rより低い場合（Ｓ４３０＝Ｎｏ）、処理がＳ４５０に進行し、低圧縮比側の圧縮比（εｂ：第二の値）における最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが取得済みであるか否かが判定される。最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが取得済みでない場合（Ｓ４５０＝Ｎｏ）、処理がＳ４６０に進行し、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bの取得処理が起動され（あるいは起動状態が継続され）、本ルーチンが一旦終了する。
【００８８】
最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが取得済みである場合（Ｓ４５０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ４７０に進行し、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが基準値Ｃmax_rより低いか否かが判定される。最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが基準値Ｃmax_r以上である場合（Ｓ４７０＝Ｎｏ）、処理がＳ４４０に進行して正常時の処理が行われる。一方、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが基準値Ｃmax_rより低い場合（Ｓ４７０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ４９０に進行して触媒異常時の処理が行われる。その後、本ルーチンが一旦終了する。
【００８９】
上述の通り、本具体例においては、エンジン１の暖機後、運転状態が常用域に達して高圧縮比側となったときに、まず最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが取得される。この取得値により触媒劣化が疑われる場合に、圧縮比が低圧縮比側に設定されて触媒温度が上げられたうえで、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが再取得される。そして、この再取得された値に基づいて、触媒劣化診断が行われる。すなわち、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの値がより高い方で、触媒劣化状態判定が行われる。
【００９０】
このように、本具体例においては、圧縮比が可能な限り高い側に設定されつつ、触媒ＯＢＤが実行される。また、本具体例においては、触媒コンバータ１６１の状態が本来はまだ劣化判定すべきでない場合（図３における（４）参照）について、触媒温度が低くなりがちな１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得時の値に基づいて直ちに劣化判定がなされるのではなく、２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得時の値に基づいて正常判定がなされ得る。したがって、本具体例によれば、良好な燃費性能が保持されつつ、触媒ＯＢＤの精度が向上する。
【実施例２】
【００９１】
本具体例においては、暖機運転終了後のエンジン１の機械的圧縮比が、エンジン回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ等の所定のエンジンパラメータと所定のマップとによって、０．５：１刻みで細かく設定される。
【００９２】
暖機運転の終了後に所定の触媒ＯＢＤ条件が最初に成立すると、触媒ＯＢＤが開始される（この場合、上述の第１の具体例とは異なり、触媒ＯＢＤが低圧縮比側で開始されることがあり得る）。
【００９３】
本具体例においては、触媒ＯＢＤの開始時の圧縮比にて取得された最大酸素吸蔵量Ｃmaxが、基準値Ｃmax_rよりも低い場合、圧縮比が１段階低くされての最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得が試行される。そして、１回目及び２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmaxに基づいて、最終的な触媒コンバータ１６１の劣化状態判定がなされる。
【００９４】
以下、本具体例の動作について、フローチャートを用いて説明する。ＣＰＵ２０１は、図６に示されている触媒ＯＢＤルーチン６００を、所定タイミング毎に実行する。このルーチン６００におけるＳ６１０ないしＳ６６０の処理は、図４のフローチャートにおけるＳ４１０ないしＳ４６０と同様である。また、このルーチン６００におけるＳ６８０及びＳ６９０の処理は、図４のフローチャートにおけるＳ４８０及びＳ４９０と同様である。よって、このルーチン６００の特徴的な部分についてのみ、以下に説明する。
【００９５】
１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが基準値Ｃmax_rよりも低く、２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが取得済みである場合（Ｓ６５０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ６７２ないしＳ６７６に進行する。
【００９６】
Ｓ６７２においては、１回目と２回目との最大酸素吸蔵量Ｃmaxの偏差ΔＣmaxが計算され、次のＳ６７４にて、１回目と２回目との、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの温度による変化率ｓが計算される。この変化率ｓは、図３における特性線の勾配に相当するものであって、以下の式により計算される。
ｓ＝ΔＣmax／ΔＴ
【００９７】
（ΔＴは、圧縮比εａのときと圧縮比εｂのときとの触媒温度の差であって、εａ，εｂ，及び他のエンジンパラメータとマップ等とに基づいて求められる。なお、本具体例においては、診断精度の向上のため、ΔＴが３０℃以上となるように、圧縮比εａと圧縮比εｂとの差が設定されているものである。）
【００９８】
続いて、処理がＳ６７６に進行し、この変化率ｓが所定値ｓｒよりも小さいか否かが判定される。具体的には、触媒劣化が相当程度進行した段階（Ｓ６３０＝Ｙｅｓ）では、上述した通り、触媒温度の上昇に対する酸素吸蔵量の増加度合いは、触媒の劣化の進行に応じて次第に小さくなる（図３における（３）ないし（５）参照）。そこで、変化率ｓが所定値ｓｒ以上である場合（Ｓ６７６＝Ｎｏ）、処理がＳ６８０に進行して正常時の処理が行われる。一方、変化率ｓが所定値ｓｒより小さい場合（Ｓ６７６＝Ｙｅｓ）、処理がＳ６９０に進行して触媒異常時の処理が行われる。
【００９９】
本具体例においては、上述の第一の具体例による作用・効果に加えて、変化率ｓに基づいて触媒劣化の進行度合いが精度よく把握され得る。また、本具体例においては、１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_a及び２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_bのいずれもが基準値Ｃmax_rより低い場合であっても、本来はまだ劣化判定すべきでない触媒コンバータ１６１の状態（図３における（４）と（５）との間の状態）について、変化率ｓに基づいて正常判定がなされ得る。したがって、本具体例によれば、触媒ＯＢＤの精度がいっそう向上する。
【０１００】
＜実施形態による作用・効果＞
本実施形態においては、１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_aが基準値Ｃmax_rより低い場合であっても、直ちに触媒異常時の処理が行われるのではなく、圧縮比をεａよりも低下させての再度の最大酸素吸蔵量Ｃmax_bの取得が試行される。このため、触媒温度が低温の状態で触媒ＯＢＤが開始されても、本来はまだ劣化判定すべきでない触媒状態に対する劣化誤判定が、良好に回避され得る。
【０１０１】
よって、本実施形態によれば、触媒ＯＢＤが精度よく実行され得る。また、本実施形態によれば、触媒ＯＢＤの実行頻度を確保するために触媒ＯＢＤの実行条件（触媒ＯＢＤ条件）が広く設定されても、触媒ＯＢＤが良好に実行され得る。すなわち、幅広い運転状態や触媒状態（種類や劣化状態）を用意した膨大な実験やシミュレーションを行わなくても、触媒ＯＢＤが良好に実行され得る。したがって、簡略な装置構成及び処理によって、精度よい触媒ＯＢＤが行われ得る。
【０１０２】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
【０１０３】
以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。
【０１０４】
もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【０１０５】
また、上述の実施形態の構成、及び下記の各変形例に記載された構成は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。
【０１０６】
（１）本発明の適用対象は、車両に限定されない。また、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他の任意のタイプのエンジンに適用され得る。気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、燃料噴射方式（ポート噴射、筒内直接噴射）も、特に限定はない。
【０１０７】
（２）可変圧縮比機構１４を含むエンジン１の構成も、上述の実施形態のものに限定されない。例えば、コンロッド１３２がマルチリンク構造を有していて、このコンロッド１３２の屈曲状態が変更されることで機械的圧縮比が変更されるように、エンジン１が構成されていても、本発明は良好に適用される。
【０１０８】
（３）上述の実施形態における圧縮比制御は、主として機械的圧縮比に対するものであった。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可変吸気バルブタイミング装置１２５や可変排気バルブタイミング装置１２６による実圧縮比制御に対しても、本発明は同様に適用され得る。また、運転状態に応じた実圧縮比の変更は、可変圧縮比機構１４による機械的圧縮比の変更と、可変吸気バルブタイミング装置１２５や可変排気バルブタイミング装置１２６によるバルブタイミングの変更と、を併用することでも行われ得る。本発明はこの場合に対しても良好に適用され得る。
【０１０９】
（４）本発明は、上述の各具体例に記載された具体的な処理内容に限定されない。例えば、以下のような改変が行われ得る。
【０１１０】
・第一の具体例において、２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得の結果、
Ｃmax＜Ｃmax_r
となった場合、圧縮比が最低値εminに達するまで、圧縮比が段階的に複数回低くされてもよい。すなわち、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが基準値Ｃmax_rよりも小さい場合に、圧縮比が再度低下させられた上で最大酸素吸蔵量Ｃmax_cが再度取得されてもよい。そして、圧縮比が最低値εminにまで低下させられてもなお最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得値が基準値Ｃmax_rよりも低い場合に、触媒コンバータ１６１の劣化異常時の処理がなされてもよい。
【０１１１】
・第一及び第二の具体例において、１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_aの取得時に機械的圧縮比の設定値が最低値εminあるいはその近傍であって、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得のための機械的圧縮比の低下ができないときは、そのまま触媒異常処理が行われてもよい。
【０１１２】
図７は、本変形例に対応するフローチャートである。なお、本変形例の触媒ＯＢＤルーチン７００における前半部分（Ｓ７１０ないしＳ７５０）の処理は、図４のフローチャートにおけるＳ４１０ないしＳ４５０及び図６のフローチャートにおけるＳ６１０ないしＳ６５０と同様である。よって、このルーチン６００の特徴的な部分についてのみ、以下に説明する。
【０１１３】
最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが取得済みでない場合（Ｓ７５０＝Ｎｏ）、処理がＳ７５５に進行し、Ｃmax_bの取得が可能であるか否かが判定される。
【０１１４】
ここで、１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_aの取得時に機械的圧縮比の設定値が最低値εminあるいはその近傍であって、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得のための機械的圧縮比の低下ができない場合は、Ｓ７５５における判定が“Ｎｏ”となる。この場合、処理がＳ７５８に進行して触媒異常時の処理が行われた後、本ルーチンが一旦終了する。
【０１１５】
一方、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの再取得のための機械的圧縮比の低下が可能である場合は、Ｓ７５５における判定が“Ｙｅｓ”となる。この場合、処理がＳ７６０以降に進行し、上述の第一あるいは第二の具体例における後半部分と同様の処理が行われる（したがって本ルーチン７００の後半部分の図示は省略されている）。
【０１１６】
・第一及び第二の具体例において、１回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_aの取得の結果、
Ｃmax_a＜Ｃmax_r
となった場合、２回目の最大酸素吸蔵量Ｃmax_bの取得の際に、圧縮比が一気に最低値εminにまで下げられてもよい。
【０１１７】
・上述の具体例は組合せられ得る。すなわち、第一の具体例において、最大酸素吸蔵量Ｃmax_bが基準値Ｃmax_rより低い場合（Ｓ４７０＝Ｙｅｓ）、変化率ｓが求められ、この変化率ｓが所定値ｓｒより小さい場合に、触媒異常時の処理が行われてもよい。この場合の基準値Ｃmax_rは、第一の具体例が単独で実施される場合よりも高めに設定され得る。
【０１１８】
・触媒ＯＢＤの実行期間のすべてにおいて圧縮比が一定に制御されていなくても、最低限、最大酸素吸蔵量の取得中に圧縮比が一定になるように制御されればよい。また、最大酸素吸蔵量の取得中であっても、当該取得に差し支えない範囲で、圧縮比が変更されてもよい。例えば、ゆるやかな加速時等において、最大酸素吸蔵量の取得中に圧縮比が若干低くされても問題ない。
【０１１９】
（５）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の適用対象である直列複数気筒のエンジンと、本発明の一実施形態である制御装置と、を含む、システムの全体構成を示す概略構成図である。
【図２Ａ】図１に示されている上流側空燃比センサの出力特性を示すグラフである。
【図２Ｂ】図１に示されている下流側空燃比センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】図１に示されている触媒コンバータの温度特性を示すグラフである。
【図４】図１に示されている本実施形態の制御装置の動作（触媒ＯＢＤ）の一つの具体例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示されている触媒ＯＢＤにおける、最大酸素吸蔵量Ｃmaxの取得処理の様子を示すグラフである。
【図６】図１に示されている本実施形態の制御装置の動作（触媒ＯＢＤ）の他の具体例を示すフローチャートである。
【図７】図４又は図６に示されている動作（触媒ＯＢＤ）の一つの変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２１】
Ｓ…システム
１…エンジン              １１…シリンダブロック          １２…シリンダヘッド
１３…クランクケース      １４…可変圧縮比機構            １４１…連結機構
１４２…駆動機構          １５…吸気通路                  １６…排気通路
１６１…触媒コンバータ    １７８ｂ…下流側空燃比センサ    １８２…警報装置
２…制御装置              ２０１…ＣＰＵ
【図１】
2009264150.tif 000003
【図２Ａ】
2009264150.tif 000004
【図２Ｂ】
2009264150.tif 000005
【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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