(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設された排出ガス浄化用の触媒と、前記触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御手段と、前記触媒早期暖機制御手段が正常に動作しているか否かを診断する異常診断手段とを備えた内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置において、
前記触媒の下流側の排出ガス成分を検出する排出ガス成分検出手段を備え、
前記異常診断手段は、前記触媒早期暖機制御手段による触媒早期暖機制御中に前記排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出する第１の異常診断手段と、触媒早期暖機制御終了後に前記排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて前記触媒の劣化を検出する第２の異常診断手段とを備え、前記第１の異常診断手段による仮検出の結果と前記第２の異常診断手段による前記触媒の劣化の検出結果とに基づいて前記触媒早期暖機制御手段が正常に動作しているか否かを診断することを特徴とする内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
【請求項２】
前記異常診断手段は、前記第１の異常診断手段による前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化の仮検出結果と前記第２の異常診断手段による前記触媒の劣化の検出結果とに基づいて前記触媒早期暖機制御手段の異常と前記触媒の劣化とを判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
【請求項３】
前記排出ガス成分検出手段は、前記触媒の下流側の排出ガス成分として、排出ガスの酸素濃度又は排出ガスの空燃比のいずれかを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
【請求項４】
前記異常診断手段は、前記第１の異常診断手段によって前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出し、且つ、前記第２の異常診断手段によって前記触媒の劣化を検出した場合に、最終的に前記触媒の劣化と診断することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
【請求項５】
前記異常診断手段は、前記第１の異常診断手段によって前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出し、且つ、前記第２の異常診断手段によって前記触媒の劣化を検出しない場合に、最終的に前記触媒早期暖機制御手段の異常と診断することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排出ガス浄化用の触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御システムの異常の有無を診断する内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車は、排出ガスを浄化するために三元触媒等の触媒を搭載しているが、この触媒は、エンジン始動後に活性温度に暖機されるまでは、排出ガス浄化率が低いため、エンジン始動後に触媒が活性温度に暖機されるまで、点火時期遅角制御等により触媒早期暖機制御を実行して、排気熱量を増加させて触媒を短時間で暖機するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した触媒早期暖機制御システムが正常に動作していれば、エンジン始動後の排気エミッションをかなり低減できるが、この触媒早期暖機制御システムの動作が異常になると、触媒が活性温度に暖機されるまでの時間が長くなってしまい、その分、排気エミッションが悪化してしまう。従って、触媒早期暖機制御システムの動作が異常になった場合は、それを早期に検出して、修理等を早期に行えるようにすることが望ましいが、現状では、触媒早期暖機制御システムが正常に機能しているか否かを自動的に診断する手法が開発されていないため、触媒早期暖機制御システムの動作が異常になっても、運転者がその異常を全く気付かずに運転を続けてしまうという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、内燃機関の運転中に触媒早期暖機制御システムの異常の有無を自動的に診断する機能を備えた内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置は、排出ガス浄化用の触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御手段と、前記触媒早期暖機制御手段が正常に動作しているか否かを診断する異常診断手段と、前記触媒の下流側の排出ガス成分を検出する排出ガス成分検出手段とを備え、前記異常診断手段によって、前記排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて前記触媒早期暖機制御手段の異常の有無を診断するようにしたものである。
【０００６】
触媒の暖機の進み具合（活性度合）に応じて触媒を通過する排出ガスの浄化率が変化するため、触媒の暖機の進み具合に応じて触媒下流側の排出ガス成分検出手段の周辺に流れる排出ガス成分（例えば酸素濃度、空燃比等）が変化し、それに応じて触媒下流側の排出ガス成分検出手段の検出値が変化する。この関係から、触媒早期暖機制御中に、触媒下流側の排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて、触媒の暖機の進み具合が正常であるか、遅れているかを判断することが可能となり、もし、触媒の暖機が遅れていると判断される場合は、触媒早期暖機制御手段の異常と診断するものである。この場合、触媒下流側の排出ガス成分検出手段は、空燃比制御のために設置されているセンサを利用すれば良いため、触媒温度センサ等の新たなセンサを設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たしながら、内燃機関の運転中に触媒早期暖機制御手段の異常診断を自動的に行うことができる。
【０００７】
ところで、触媒は使用期間が長くなると、浄化特性が劣化してくるため、触媒早期暖機制御中の触媒の暖機の進み具合が正常であっても、触媒が劣化していると、触媒を通過する排出ガスの浄化率が通常よりも低下してくる。このため、触媒が劣化している場合と、触媒の暖機が遅れている場合とは、触媒早期暖機制御中の排出ガス浄化率の挙動（触媒下流側の排出ガス成分検出手段の検出値の挙動）が似通ってきて、触媒早期暖機制御中の触媒下流側の排出ガス成分検出手段の検出値のみからでは両者の区別が付きにくくなってくる場合がある。
【０００８】
この点を考慮して、請求項１に係る発明では、異常診断手段は、前記触媒早期暖機制御手段による触媒早期暖機制御中に前記排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出する第１の異常診断手段と、触媒早期暖機制御終了後に前記排出ガス成分検出手段により検出される排出ガス成分に基づいて前記触媒の劣化を検出する第２の異常診断手段とを備え、前記第１の異常診断手段による仮検出の結果と前記第２の異常診断手段による前記触媒の劣化の検出結果とに基づいて前記触媒早期暖機制御手段が正常に動作しているか否かを診断するようにしている。これにより、触媒早期暖機制御手段の異常の診断精度を向上することができる。
【０００９】
更に、請求項２のように、前記第１の異常診断手段による前記触媒早期暖機制御手段の異常又は前記触媒の劣化の仮検出結果と前記第２の異常診断手段による前記触媒の劣化の検出結果とに基づいて前記触媒早期暖機制御手段の異常と前記触媒の劣化とを判別するようにすると良い。これにより、触媒早期暖機制御手段の異常の他に触媒の劣化も検出することができる。
【００１０】
この場合、請求項３のように、排出ガス成分検出手段は、触媒の下流側の排出ガス成分として、排出ガスの酸素濃度又は排出ガスの空燃比のいずれかを検出するものを用いれば良い。このようにすれば、空燃比制御のために設置されている代表的なセンサである酸素センサや空燃比センサを排出ガス成分検出手段として利用することができ、本発明を適用しやすい。
【００１１】
ところで、触媒早期暖機制御中の触媒の暖機の進み具合が遅れても、触媒早期暖機制御終了後は、それまでに触媒の暖機がある程度進んでいるため、触媒が劣化していなければ、排出ガスの浄化率が高くなっている。
【００１２】
従って、請求項４のように、前記第１の異常診断手段によって触媒早期暖機制御手段の異常又は触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出し、且つ、前記第２の異常診断手段によって触媒の劣化を検出した場合に、最終的に触媒の劣化と診断するようにすると良い。このようにすれば、触媒の劣化を触媒早期暖機制御手段の異常と誤って判定することを未然に防止することができ、異常診断の信頼性を向上することができると共に、触媒の劣化も検出することができる。
【００１３】
また、請求項５のように、前記第１の異常診断手段によって触媒早期暖機制御手段の異常又は触媒の劣化のいずれかに該当する異常を仮検出し、且つ、前記第２の異常診断手段によって触媒の劣化を検出しない場合に、最終的に前記触媒早期暖機制御手段の異常と診断するようにすると良い。これにより、触媒早期暖機制御手段の異常を精度良く検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面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、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられている。
【００１５】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７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が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。
【００１６】
一方、エンジン１１の排気管２１の途中には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置されている。この触媒２２の上流側と下流側には、それぞれ排出ガスの酸素濃度等のガス成分濃度、空燃比、リッチ／リーンのいずれかを検出するセンサ２３，２４（排出ガス成分検出手段）が設置されている。本実施形態では、上流側センサ２３は、排出ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）が用いられ、下流側センサ２４は、排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサが用いられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ２５や、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ２６が取り付けられている。
【００１７】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された空燃比制御用の各ルーチン（図示せず）を実行し、上流側空燃比センサ２３と下流側酸素センサ２４の出力に基づいて排出ガスの空燃比を制御する。具体的には、上流側空燃比センサ２３の出力に基づいて触媒２２上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック制御し、更に、触媒２２下流側の空燃比を制御目標値（例えば理論空燃比付近）に一致させるように、下流側酸素センサ２４の出力に基づいて触媒２２上流側の目標空燃比を補正するサブフィードバック制御を行う。
【００１８】
また、ＥＣＵ２７は、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定クランク角毎に図２の触媒早期暖機制御ルーチンを実行し、触媒早期暖機制御を実行する触媒早期暖機制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、触媒早期暖機制御実行条件が成立しているか否かを判定する。この触媒早期暖機制御実行条件としては、例えば、触媒２２が暖機前（活性前）であること、点火時期遅角制御を実行可能な運転状態であること（例えばアイドル運転時）等であり、これらの条件が全て満たされたときに触媒早期暖機制御実行条件が成立する。尚、触媒２２が暖機前であるか否かは、始動後経過時間と冷却水温で判断したり、或は、始動後の吸入空気量積算値又は燃料噴射量積算値で判断するようにして良く、要は、始動後に触媒２２に与える総熱量に関係するパラメータを用いて触媒２２が暖機前であるか否かを判定すれば良い。
【００１９】
触媒早期暖機制御実行条件が成立している場合は、ステップ１０２に進み、点火時期遅角制御を実行して、排気熱量を増加させて触媒２２の暖機を促進する。その後、触媒早期暖機制御実行条件が成立しなくなった時点で、ステップ１０３に進み、触媒早期暖機制御を終了して通常の点火時期制御に移行する。
【００２０】
更に、ＥＣＵ２７は、ＲＯＭに記憶された図３及び図４の異常診断用の各ルーチンを実行し、触媒早期暖機制御の異常の有無と触媒２２の劣化の有無を診断する。
【００２１】
ここで、診断方法を概略的に説明する。触媒早期暖機制御中は、触媒２２の暖機の進み具合（活性度合）に応じて触媒２２を通過する排出ガスの浄化率が変化するため、触媒２２の暖機の進み具合に応じてその下流側の酸素センサ２４周辺に流れる排出ガスの空燃比が変化し、それに応じて下流側酸素センサ２４の出力が変化する。この関係から、触媒早期暖機制御中に、下流側酸素センサ２４の出力に基づいて触媒２２の暖機の進み具合が正常であるか、遅れているかを判断することが可能となり（図５参照）、もし、触媒２２の暖機が遅れていると判断される場合は、触媒早期暖機制御の異常と診断するものである。
【００２２】
ところで、触媒２２は使用期間が長くなると、浄化特性が劣化してくるため、触媒早期暖機制御中の触媒２２の暖機の進み具合が正常であっても、触媒２２が劣化していると、触媒２２を通過する排出ガスの浄化率が通常よりも低下してくる。このため、触媒２２が劣化している場合と、触媒２２の暖機が遅れている場合とは、触媒早期暖機制御中の排出ガス浄化率の挙動（下流側酸素センサ２４の出力の挙動）が似通ってきて、触媒早期暖機制御中の下流側酸素センサ２４の出力のみからでは両者の区別が付きにくくなってくる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、触媒早期暖機制御中に触媒２２の暖機がある程度進んだ段階で、下流側酸素センサ２４の出力を用いて、触媒２２の暖機（活性化）の進み具合が遅れていないか否かについての異常診断を行い（以下この異常診断を「暖機前異常診断」という）、更に、触媒早期暖機制御終了後に、触媒早期暖機制御の異常時でも触媒２２の暖機が終了すると判断できる時期に、再び下流側酸素センサ２４の出力を用いて異常診断を行い（以下この異常診断を「暖機後異常診断」という）、暖機前異常診断の結果と暖機後異常診断の結果とに基づいて触媒早期暖機制御の異常と触媒２２の劣化とを判別する。
【００２４】
つまり、触媒早期暖機制御中の触媒２２の暖機の進み具合が遅れても、触媒早期暖機制御終了後は、それまでに触媒２２の暖機がある程度進んでいるため、触媒２２が劣化していなければ、排出ガスの浄化率が高くなっている。従って、暖機前異常診断で異常有りと診断された場合には、暖機後異常診断で再び異常有りと診断されるか否かで、触媒２２の劣化と触媒早期暖機制御の異常とを判別することができる。
【００２５】
以上説明した異常診断を実行する図３の異常診断ルーチンは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定時間毎（例えば５０ｍｓｅｃ毎）に起動され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、暖機前異常診断が終了したか否かを判定し、暖機前異常診断が終了していなければ、ステップ２０２に進み、図４の暖機前異常診断ルーチンを実行して、異常／正常を判定する。この暖機前異常診断で、異常と判定される場合は、触媒早期暖機制御の異常と触媒２２の劣化のどちらかであることを意味する。尚、ステップ２０２で実行する図４の暖機前異常診断ルーチンは、特許請求の範囲でいう第１の異常診断手段としての役割を果たす。
【００２６】
そして、次のステップ２０３で、暖機後異常診断が終了したか否かを判定し、暖機後異常診断が終了していなければ、ステップ２０４に進み、図４の暖機前異常診断ルーチンと同じ処理方法で異常診断する暖機後異常診断ルーチンを実行して、触媒早期暖機制御の異常時でも触媒２２の暖機が終了すると判断できる時期に、再び異常／正常を判定する。この暖機後異常診断で、再び異常と判定される場合は、触媒２２の劣化であることを意味し、正常と判定される場合は、触媒２２の劣化が発生していないことを意味する。尚、ステップ２０４で実行する暖機機後異常診断ルーチンは、特許請求の範囲でいう第２の異常診断手段としての役割を果たす。
【００２７】
その後、ステップ２０５に進み、暖機後異常診断で、異常と判定されたか否かを判定し、暖機後異常診断で、異常と判定された場合は、ステップ２０７に進み、触媒２２の劣化であると判定して、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告すると共に、触媒劣化を表す異常コードをＥＣＵ２７のバックアップＲＡＭ（図示せず）に記憶して、本ルーチンを終了する。
【００２８】
これに対し、暖機後異常診断で、正常（触媒２２の劣化無し）と判定された場合は、ステップ２０６に進み、暖機前異常診断で、異常と判定されたか否かを判定し、暖機前異常診断で、異常と判定された場合は、ステップ２０８に進み、触媒早期暖機制御の異常であると判定して、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告すると共に、触媒早期暖機制御の異常を表す異常コードをＥＣＵ２７のバックアップＲＡＭ（図示せず）に記憶して、本ルーチンを終了する。
【００２９】
一方、暖機前異常診断で、正常と判定された場合は、触媒早期暖機制御が正常に行われ、且つ、触媒２２が劣化していないと判断して本ルーチンを終了する。
【００３０】
次に、異常診断の方法を図５のタイムチャートを用いて説明する。時刻ｔ1 でエンジン１１が始動された後、時刻ｔ2 で空燃比フィードバック制御が開始される。空燃比フィードバック制御中は、触媒２２上流側の空燃比（空燃比センサ２３の出力ａｆ）が周期的にリッチ／リーンに反転するため、触媒２２が未暖機状態又は劣化状態で、排出ガス浄化率が低い場合は、触媒２２上流側の空燃比のリッチ／リーンの反転に応じて触媒２２下流側の酸素センサ２４の出力ｓｏｘが比較的大きく振れるが、触媒早期暖機制御中に触媒２２の暖機がある程度進んで排出ガス浄化率がある程度高くなると、下流側酸素センサ２４の出力ｓｏｘの振れが小さくなる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、触媒早期暖機制御中に始動後の吸入空気量積算値ｓｇが所定値ｓｇａ以上になった時点（触媒早期暖機制御が正常に行われた場合に触媒２２の暖機がある程度進んで下流側酸素センサ２４の出力ｓｏｘの振れが小さくなると判断される時点）で、触媒２２上流側の空燃比（空燃比センサ２３の出力ａｆ）の振れに対する下流側酸素センサ２４の出力ｓｏｘの振れの程度を判定する処理を開始する。この処理は、演算周期（例えば５０ｍｓｅｃ）当たりの下流側酸素センサ２４の出力ｓｏｘの変化量Δｓｏｘ（図６参照）を算出して、これを積算して下流側酸素センサ２４の出力変化量積算値ΣΔｓｏｘを求めると共に、演算周期（例えば５０ｍｓｅｃ）当たりの上流側空燃比センサ２３の出力ａｆの変化量Δａｆを算出して、これを積算して上流側空燃比センサ２３の出力変化量積算値ΣΔａｆを求める。この積算処理を所定時間（例えば３０ｓｅｃ）が経過するまで行った後、上流側空燃比センサ２３の出力変化量積算値ΣΔａｆと下流側酸素センサ２４の出力変化量積算値ΣΔｓｏｘとの比ΣΔａｆ／ΣΔｓｏｘを異常診断パラメータとして算出し、この異常診断パラメータΣΔａｆ／ΣΔｓｏｘが所定の判定値よりも小さいか否かで、異常／正常を判定する。
【００３２】
次に、ステップ２０２で起動される図４の暖機前異常診断ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１、３０２で、暖機前異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。この暖機前異常診断実行条件は、▲１▼始動後の吸入空気量積算値ｓｇが所定値ｓｇａ以上であること［ステップ３０１］、▲２▼水温センサ２５で検出した冷却水温が所定温度ｋｔｈｗ（例えば２０℃）を越えていることである［ステップ３０２］。つまり、始動後の吸入空気量積算値ｓｇが所定値ｓｇａ未満であったり、冷却水温が所定温度ｋｔｈｗ以下である場合は、まだ触媒２２の温度が低く、触媒早期暖機制御の正常／異常の区別が付きにくいため、暖機前異常診断実行条件が不成立となり、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００３３】
これに対し、始動後の吸入空気量積算値ｓｇが所定値ｓｇａ以上で、且つ、冷却水温が所定温度ｋｔｈｗを越えている場合は、触媒２２の暖機がある程度進んで、触媒早期暖機制御の正常／異常の区別が可能な状態になっているため、暖機前異常診断実行条件が成立して、ステップ３０３以降の暖機前異常診断処理を次のようにして実行する。まず、ステップ３０３で、上流側空燃比センサ２３の今回の出力ａｆ(i) から前回の出力ａｆ(i-1) を引き算して、演算周期（例えば５０ｍｓｅｃ）当たりの上流側空燃比センサ２３の出力変化量Δａｆを求める。そして、次のステップ３０４で、下流側酸素センサ２４の今回の出力ｓｏｘ(i) から前回の出力ｓｏｘ(i-1) を引き算して、演算周期（例えば５０ｍｓｅｃ）当たりの下流側酸素センサ２４の出力変化量Δｓｏｘを求める。
【００３４】
この後、ステップ３０５に進み、上流側空燃比センサ２３の出力変化量Δａｆを積算して、その積算値ΣΔａｆを求め、次のステップ３０６で、下流側酸素センサ２４の出力変化量Δｓｏｘを積算して、その積算値ΣΔｓｏｘを求める。この後、ステップ３０７に進み、エアフローメータ１４で検出した吸入空気量ｇを積算して、始動後の吸入空気量積算値ｓｇを求める。
【００３５】
この後、ステップ３０８に進み、暖機前異常診断処理を開始してから所定時間（例えば３０ｓｅｃ）が経過したか否かを判定し、所定時間が経過するまで、上述した積算処理を繰り返す。そして、所定時間が経過した時点で、ステップ３０９に進み、上流側空燃比センサ２３の出力変化量積算値ΣΔａｆを下流側酸素センサ２４の出力変化量積算値ΣΔｓｏｘで割り算して異常診断パラメータｓｐを求める。
ｓｐ＝ΣΔａｆ／ΣΔｓｏｘ
【００３６】
この後、ステップ３１０に進み、異常診断パラメータｓｐを所定の判定値と比較し、異常診断パラメータｓｐが判定値よりも小さければ、ステップ３１１に進み、異常と判定し、異常診断パラメータｓｐが判定値以上であれば、ステップ３１２に進み、正常と判定する。この際、判定値は、演算処理の簡略化のために固定値としても良いが、始動後の吸入空気量積算値ｓｇに応じてマップ等により算出するようにしても良い。
【００３７】
以上説明した図４の暖機前異常診断ルーチンで、異常と判定された場合は、触媒早期暖機制御の異常と触媒２２の劣化のどちらかであることを意味する。
【００３８】
図３のステップ２０４で起動される暖機後異常診断ルーチンは、図４の暖機前異常診断ルーチンのステップ３０１、３０２、３１０で判定値が異なること以外は、図４の暖機前異常診断ルーチンと同じである。暖機後異常診断実行条件は、▲１▼始動後の吸入空気量積算値ｓｇが、触媒早期暖機制御の異常時でも触媒２２の暖機が終了すると判断できる所定値以上であること、▲２▼水温センサ２５で検出した冷却水温が触媒早期暖機制御の異常時でも触媒２２の暖機が終了すると判断できる所定温度（例えば８０℃）を越えていることであり、これら２つの条件▲１▼、▲２▼が共に満たされたときに、暖機後異常診断実行条件が成立して、暖機後異常診断を実行する。この暖機後異常診断で、再び異常と判定される場合は、触媒２２の劣化であることを意味し、この暖機後異常診断で、正常と判定される場合は、触媒２２の劣化が発生していないことを意味する。
【００３９】
以上説明した本実施形態では、触媒早期暖機制御中の触媒２２の暖機の進み具合に応じて触媒２２下流側の酸素センサ２４の出力が変化することを考慮して、下流側酸素センサ２４の出力を用いて触媒早期暖機制御の異常の有無を診断するようにしたので、エンジン運転中に触媒早期暖機制御の異常が発生すれば、その異常を直ちに検出することができて、運転者がその異常を全く気付かずに運転を続けてしまうという事態を回避することができる。
【００４０】
しかも、触媒早期暖機制御の異常診断に用いる下流側酸素センサ２４は、空燃比制御のために設置されているセンサを利用すれば良いため、触媒温度センサ等の新たなセンサを設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たしながら、エンジン運転中に触媒早期暖機制御の異常診断を自動的に行うことができる。
【００４１】
更に、本実施形態では、触媒２２が劣化していると、触媒２２の劣化を触媒早期暖機制御の異常と誤って判定する可能性があることを考慮して、触媒早期暖機制御中に下流側酸素センサ２４の出力を用いて異常診断（暖機前異常診断）を行った後、触媒早期暖機制御終了後に、再び下流側酸素センサ２４の出力を用いて異常診断（暖機後異常診断）を行い、暖機前異常診断で異常有りと診断された場合に暖機後異常診断で再び異常有りと診断されるか否かで、触媒２２の劣化と触媒早期暖機制御の異常とを判別するようにしたので、触媒２２の劣化を触媒早期暖機制御の異常と誤って判定することを未然に防止することができて、異常診断の信頼性を向上することができると共に、触媒２２の劣化も検出することができる。
【００４２】
尚、本実施形態では、排気管２１に触媒２２を１個のみ設置したが、複数個の触媒を設置した構成のものにも本発明を適用することができる。この場合は、複数個の触媒のうちの特定の触媒の下流側のセンサの出力を用いて触媒早期暖機制御の異常診断を行うようにすれば良い。
【００４３】
また、触媒２２の下流側のセンサは、酸素センサに限定されず、空燃比センサ、ＨＣ等のガス成分濃度を検出するガスセンサを用いるようにしても良い。また、触媒早期暖機制御は、点火時期の遅角に限定されず、公知の様々な触媒早期暖機制御システムに本発明を適用して実施できる。
【００４４】
また、本実施形態では、下流側酸素センサ２４の出力変化量積算値を用いて異常診断するようにしたが、下流側酸素センサ２４の出力のリッチ／リーンの反転周期を用いて異常診断するようにしても良く、また、下流側酸素センサ２４の出力を用いて触媒２２の活性時期（暖機終了時期）を判定し、触媒２２の活性時期が正常時よりも遅いか否かで、異常の有無を診断するようにしても良い等、異常診断方法は種々変更して実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】触媒早期暖機制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図３】異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図４】暖機前異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図５】異常診断の処理方法を説明するためのタイムチャート
【図６】下流側酸素センサの出力波形の一例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、２０…燃料噴射弁、２１…排気管、２２…触媒、２３…上流側空燃比センサ、２４…下流側酸素センサ（排出ガス成分検出手段）、２７…ＥＣＵ（触媒早期暖機制御手段，異常診断手段，第１の異常診断手段，第２の異常診断手段）。
【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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