"内燃機関の排気通路に配置され、貴金属触媒の作用により排気を浄化する三元触媒と、前記三元触媒よりも上流側の目標空燃比をストイキよりもリッチ側およびリーン側に強制的かつ周期的に切り替える空燃比アクティブ制御を実行する空燃比アクティブ制御手段と、前記三元触媒よりも上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒よりも下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記空燃比アクティブ制御の実行中に前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて前記貴金属触媒の活性状態を判定する触媒活性状態判定手段と、を備え、前記触媒活性状態判定手段は、前記目標空燃比をリッチからリーンに切り替えた際に、リッチ域の所定開始点からストイキ到達後かつリーン域移行前の所定終了点までの吸蔵期間において前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて算出した酸素吸蔵変化速度、または、前記目標空燃比をリーンからリッチに切り替えた際に、リーン域の所定開始点からストイキ到達後かつリッチ域移行前の所定終了点までの放出期間において前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて算出した酸素放出変化速度を用いて、前記貴金属触媒の活性状態を判定することを特徴とする触媒劣化検出装置。前記触媒活性状態判定手段は、前記酸素吸蔵変化速度を用いて、前記貴金属触媒の活性状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の触媒劣化検出装置。前記空燃比アクティブ制御手段は、前記吸蔵期間の経過直後に、前記目標空燃比をリーンからリッチに切り替えることにより前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側およびリーン側に強制的かつ周期的に切り替えるリッチ限定空燃比アクティブ制御を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の触媒劣化検出装置。第1の発明は、上記の目的を達成するため、触媒劣化検出装置であって、内燃機関の排気通路に配置され、貴金属触媒の作用により排気を浄化する三元触媒と、前記三元触媒よりも上流側の目標空燃比をストイキよりもリッチ側およびリーン側に強制的かつ周期的に切り替える空燃比アクティブ制御を実行する空燃比アクティブ制御手段と、前記三元触媒よりも上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒よりも下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記空燃比アクティブ制御の実行中に前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて前記貴金属触媒の活性状態を判定する触媒活性状態判定手段と、を備え、前記触媒活性状態判定手段は、前記目標空燃比をリッチからリーンに切り替えた際に、リッチ域の所定開始点からストイキ到達後かつリーン域移行前の所定終了点までの吸蔵期間において前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて算出した酸素吸蔵変化速度、または、前記目標空燃比をリーンからリッチに切り替えた際に、リーン域の所定開始点からストイキ到達後かつリッチ域移行前の所定終了点までの放出期間において前記下流側空燃比センサで検出した排気空燃比を用いて算出した酸素放出変化速度を用いて、前記貴金属触媒の活性状態を判定することを特徴とする。また、第2の発明は、第1の発明において、前記触媒活性状態判定手段は、前記酸素吸蔵変化速度を用いて、前記貴金属触媒の活性状態を判定することを特徴とする。また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記空燃比アクティブ制御手段は、前記吸蔵期間の経過直後に、前記目標空燃比をリーンからリッチに切り替えることにより前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側およびリーン側に強制的かつ周期的に切り替えるリッチ限定空燃比アクティブ制御を実行することを特徴とする。酸素吸蔵変化速度は、目標空燃比をリッチからリーンに切り替えた際に、リッチ域の所定開始点からストイキ到達後かつリーン域移行前の所定終了点までの吸蔵期間における貴金属触媒の活性状態と相関があり、酸素放出変化速度は、目標空燃比をリーンからリッチに切り替えた際に、リーン域の所定開始点からストイキ到達後かつリッチ域移行前の所定終了点までの放出期間における貴金属触媒の活性状態と相関がある。この点、第1の発明においては、排気浄化能力判定手段によって、酸素吸蔵変化速度または酸素放出変化速度を算出するので、算出した酸素吸蔵変化速度または酸素放出変化速度によって、貴金属触媒の活性状態に関する劣化を高精度に検出できる。一般に、三元触媒に酸素が吸着貯蔵される酸素吸蔵反応の方が、三元触媒から酸素が放出される酸素放出反応よりも進行し易い。そのため、酸素吸蔵変化速度を用いた場合、酸素放出変化速度を用いた場合に比して劣化検出性を向上できる。この点、第2の発明においては、酸素吸蔵変化速度を用いるので、貴金属触媒の活性状態をより高精度に判定することが可能となる。空燃比アクティブ制御の実行中は、目標空燃比を短期間で切り替えるのでエミッションが悪化し易く、特にリーン側では三元触媒の下流側に未浄化NOxが排出されるという問題がある。この点、第3の発明においては、リッチ限定空燃比アクティブ制御を実行し、吸蔵期間の経過直後に、目標空燃比をリーンからリッチに切り替えるので、リーン側でのNOx排出を抑制できる。従って、排気エミッションの悪化を未然に防止できる。実施の形態1.[触媒劣化検出装置の構成]先ず、図1乃至図8を参照しながら、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本実施形態の触媒劣化検出装置のシステム構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、車両動力装置としてのエンジン10を備えている。エンジン10の排気通路12は、S/C14が配置されている。S/C14は、これに流入する排気空燃比がストイキ付近の狭い範囲にある場合に排気中のHC、CO、NOxの3成分を効率的に浄化する三元触媒である。三元触媒は、ハニカム状に成形したコージュライト担体に多孔質アルミナを塗布し、このアルミナに白金Pt、パラジウムPdやロジウムRhといった貴金属触媒を担持させたものである。また、三元触媒には、添加剤としての金属セリウムCeが更に担持されている。金属セリウムは、S/C14に流入する排気空燃比がリーンのときに排気中の酸素と化合してセリアCeO2を形成し、リッチのときに酸素を放出することで金属セリウムに戻る性質を有している。そのため、三元触媒は、この金属セリウムの作用により、排気空燃比がリーンのときに排気中の酸素を吸着貯蔵し、リッチとなったときに吸着貯蔵した酸素を放出する能力を有している。また、図1に示すように、S/C14の上流側および下流側には、A/Fセンサ16,18がそれぞれ配置されている。A/Fセンサ16,18は、例えば限界電流式の空燃比センサであり、S/C14に流入する排気空燃比およびS/C14を通過した排気空燃比に応じた信号を出力する。また、本実施形態のシステムは、ECU20を備えている。ECU20の入力側には、上述したA/Fセンサ16,18や、その他車両やエンジン10の制御に必要な各種のセンサが接続されている。一方、ECU20の出力側にはエンジン10に燃料を噴射するインジェクタ図示しないなどの各種アクチュエータが接続されている。[空燃比アクティブ制御中の空燃比挙動]次に、図2を参照しながら、空燃比アクティブ制御中の空燃比挙動について説明する。空燃比アクティブ制御中、ECU20は、空燃比が目標値例えばストイキとなるベース燃料噴射量を基準としてリッチ側またはリーン側に強制的かつ周期的に燃料噴射量を増減させる。そのため、A/Fセンサ16は、この燃料噴射量の増減に応答した信号を出力する図2a。一方、A/Fセンサ18においては、リッチまたはリーンからリーンまたはリッチへ変化するまでに一定の時間を要する図2b。これは、上述した貴金属触媒の活性状態が影響を及ぼしているためである。図3は、空燃比アクティブ制御中のS/C14における排気浄化のイメージ図である。図3aは正常触媒時における排気浄化イメージである。正常触媒時は、貴金属触媒の活性状態が高い。そのため、排気浄化反応がS/C14前段から速やかに進行する。よって、図3aに示すように、S/C14下流のガス雰囲気は、緩やかに入りガス雰囲気に変わっていく。つまり、S/C14に流入する排気空燃比以下、上流側A/Fと称す。をリッチからリーンへ変化させた場合、A/Fセンサ18で検出される排気空燃比以下、下流側A/Fと称す。は、リッチからリーンへと緩やかに変化する。上流側A/Fをリーンからリッチへ変化させた場合も同様で、下流側A/Fは、リーンからリッチへと緩やかに変化する。一方、図3bは異常触媒時における排気浄化イメージである。異常触媒時は、貴金属触媒の活性状態も低い。そのため、入りガスは、ほぼ未浄化状態でS/C14を通過してしまう。よって、図3bに示すように、S/C14下流のガス雰囲気は、入りガス雰囲気の変化に追従することになる。つまり、上流側A/Fをリッチからリーンへ変化させた場合、下流側A/Fは、リッチからリーンへと短時間で変化する。上流側A/Fをリーンからリッチへ変化させた場合も同様で、下流側A/Fは、リーンからリッチへと短時間で変化する。[実施の形態1における触媒劣化検出手法]本実施形態においては、上述した下流側A/Fの変化の速度を利用し、貴金属触媒の活性状態に関する劣化を検出する。具体的に、本実施形態においては、吸蔵サイクルにおいては下流側A/Fがリーン域に移行する直前まで、放出サイクルにおいては下流側A/Fがリッチ域に移行する直前までにおけるA/Fセンサ16,18の出力値に基づいて、排気浄化反応の反応速度以下、反応速度VOSAと称す。を求め、貴金属触媒の活性状態に関する劣化を検出する。反応速度VOSAの算出手法について、図4乃至図5を参照しながら説明する。図4は、吸蔵サイクル中における空燃比挙動を示した図である。また、図5は、放出サイクル中における空燃比挙動を示した図である。排気浄化反応の反応速度は、図4の時刻t0~t1または図5の時刻t2~t3におけるA/Fセンサ16,18の出力値に基づいて算出される。上流側A/Fをリッチからリーンへ変化させると、金属セリウムはそのOSCの限界を迎えるまで排気中の酸素を吸蔵し続ける。つまり、図4の時刻t0~t1において、金属セリウムは排気中の酸素を吸蔵し続けるので、三元触媒の下流側に酸素が排出されることはない。ところで、この間、貴金属触媒は、金属セリウムの傍らで排気中の酸素を用いて排気浄化を行っている。このことから、図4の時刻t0~t1において、金属セリウムに吸蔵される酸素は、三元触媒に流入した酸素のうち、排気浄化反応に供されなかった酸素であると言える。従って、図4の時刻t0~t1において、三元触媒に流入した酸素量酸素流入量OSAf1と、金属セリウムに吸蔵された酸素量酸素吸蔵量OSAr1との比は、反応速度VOSAと相関があると言える。また、上流側A/Fをリーンからリッチへ変化させると、セリアは吸蔵サイクル中に吸収貯蔵した酸素を排出し尽くすまで排気中に放出し続ける。つまり、図5の時刻t2~t3において、セリアは排気中に酸素を放出し続ける。この間、貴金属触媒は、セリアの傍らで、放出された酸素や排気中の酸素を利用した排気浄化を行っている。このことから、図5の時刻t2~t3においては、金属セリウムから放出された酸素と、三元触媒に流入した酸素とが、排気浄化反応に供されていると言える。従って、図5の時刻t2~t3において、三元触媒に流入した酸素量酸素流入量OSAf2と、金属セリウムから放出された酸素量酸素吸蔵量OSAr2との比は、反応速度VOSAと相関があると言える。本実施形態において、反応速度VOSAは、下記式1により算出される。反応速度VOSA=A/Fセンサ16の出力値に基づいて算出した酸素流入量OSAfm/A/Fセンサ18の出力値に基づいて算出した酸素吸蔵量OSArm1上記式1において、mは1または2であり、酸素流入量OSAfm、酸素吸蔵量OSArmは、それぞれ下記式2,3に基づいて算出される。酸素流入量OSAfm=Σ酸素質量割合K×ΔA/Ffm×噴射燃料量Q2酸素吸蔵量OSArm=Σ酸素質量割合K×ΔA/Frm×噴射燃料量Q3上記式2,3において、mは上記式1と同一の値であり、酸素質量割合Kは0.23であり、ΔA/Ffmは|A/Fセンサ16の出力値-ストイキA/F|であり、ΔA/Frmは|A/Fセンサ18の出力値-ストイキA/F|である。貴金属触媒の活性状態に関する劣化は、反応速度VOSAと閾値との比較により行われる。貴金属触媒の活性状態が低下すると、図4や図5に示すように、下流側A/Fは、時刻t4においてリーン域に移行し、時刻t5においてリッチ域に移行する。そのため、算出される反応速度VOSAは、正常時の酸素吸蔵量OSA具体的には、三元触媒の初期状態における反応速度VOSA。以下同じ。に比して極めて小さくなる。本実施形態においては、このような閾値を予め設定した上で、ECU20内部に記憶させているものとする。また、本実施形態では、算出した反応速度VOSAに対して温度補正を行う。何故なら、貴金属触媒の活性状態は温度特性があり、貴金属触媒の床温の違いによって、算出した反応速度VOSAにばらつきが生じるためである。この温度補正は、反応速度VOSAを算出した後に、規格化温度例えば750°C相当値に補正することにより行われる。具体的に、反応速度VOSAの温度補正値は、下記式4により算出される。反応速度VOSA補正値=反応速度VOSA算出値傾きK×規格化温度°C-算出時S/C推定温度°C4上記式4において、傾きKはS/C推定温度と反応速度VOSAとの関係を規定したグラフから求めることができる。なお、このグラフは別途実験等により作成できる。[実施の形態1における具体的処理]次に、図6を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図6は、本実施形態において、ECU20により実行される触媒劣化検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、図6に示すルーチンは、定期的に繰り返して実行されるものとする。図6に示すルーチンにおいて、先ず、ECU20は、空燃比アクティブ制御条件の成否を判定するステップ100。本ステップにおいて、ECU20は、反応速度VOSAを安定的に算出できる条件下にあるか否かを判定する。具体的には、エンジン暖機後であるか、A/Fセンサ16,18が正常かつ活性であるか、定常運転状態であるか、フューエルカット運転F/C運転後所定時間経過しているか、等を判定する。そして、上記算出条件下にあると判定された場合には、ECU20は、ステップ110に進み、空燃比アクティブ制御を実行する。一方、上記算出条件下にないと判定された場合には、ECU20は、本ルーチンを終了する。ステップ110に続いて、ECU20は、反応速度VOSAを算出するステップ120。図7は、このステップ120の処理を示すサブルーチンのフローチャートである。本ルーチンにおいて、ECU20は、先ず、上流側A/Fがリッチからリーンに変化するように目標空燃比が設定されているか否かを判定するステップ122。ステップ122において、リッチからリーンへの目標空燃比の設定がされていると判定された場合、ECU20は、下流A/Fがリーン例えば14.62に到達したか否かを判定するステップ124。一方、ステップ122において、目標空燃比の設定が上記の逆方向であると判定された場合、ECU20は、本ルーチンを終了する。ステップ124において、下流A/Fがリーン到達前であると判定された場合、ECU20は、反応速度VOSAを算出し、VOSAカウンタの実行回数を更新するステップ126。反応速度VOSAの算出手法については既述のとおりである。また、VOSAカウンタの実行回数は、反応速度VOSAの算出毎に1カウントされるものとする。一方、ステップ124において、下流A/Fがリーンに到達したと判定された場合、ECU20は本ルーチンを終了し、図6のステップ130に進む。ステップ130において、ECU20は、VOSAカウンタがn以上であるか否かを判定する。本ステップにおいて、VOSAカウンタがn以上と判定された場合、ECU20は、ステップ140に進む。一方、ステップ130において、VOSAカウンタがnよりも少ないと判定された場合、反応速度VOSAの算出数が少ないと判断できる。そのため、ECU20は、反応速度VOSAを再度算出すべく、本ルーチンを終了する。なお、ステップ130のカウンタ値は、予め設定され、ECU20に記憶させた値が用いられる。ステップ140において、ECU20は、反応速度VOSAの平均値VOSAjを算出する。具体的に、ECU20は、先ず、ステップ126で算出した反応速度VOSAに対して温度補正を行い、次いで、温度補正後の反応速度VOSAを積算し、最後にVOSAカウンタ値で除算することで平均値VOSAjを求める。なお、反応速度VOSAに対する温度補正手法については既述のとおりである。ステップ140に続いて、ECU20は、反応速度VOSAの平均値VOSAjが閾値よりも大きいか否かを判定するステップ150。そして、平均値VOSAjが閾値よりも大きいと判定された場合、ECU20は、ステップ160に進み、貴金属触媒の活性状態が正常であると判定する。一方、平均値VOSAjが閾値以下であると判定された場合、ECU20は、ステップ170に進み、貴金属触媒の活性状態が異常であると判定する。なお、ステップ150の閾値は、ECU20に記憶させた値が用いられる。以上、図6に示したルーチンによれば、反応速度VOSAの平均値VOSAjが閾値よりも大きいと判定された場合に、貴金属触媒の活性状態が正常であると判定し、反応速度VOSAの平均値VOSAjが閾値以下であると判定された場合に、貴金属触媒の活性状態が異常であると判定できる。従って、貴金属触媒の活性状態に関する劣化を高精度に検出可能となる。ところで、上記実施の形態1においては、A/Fセンサ18はS/C14の下流側の排気通路12に配置したが、S/C14がディーゼルエンジンなどの排気通路に配置されるタンデム触媒の場合には、その配置箇所を変更してもよい。図8は、タンデム触媒の構成を示す図である。図8に示すように、タンデム触媒は、三元触媒22と、排ガス中のPMを捕集するPMフィルタ触媒DPF24とから構成される。そのため、三元触媒22とPMフィルタ触媒24との間にA/F18を配置すれば、本実施形態同様、下流側A/Fを検出できる。このように、A/F18の配置箇所は本実施形態の例に限られず、三元触媒22よりも下流側の排気空燃比を検出できる限りにおいて、各種変形が可能である。また、本実施形態においては、図7のサブルーチンにおいて、目標空燃比の変化方向がリッチからリーンである場合に反応速度VOSAを算出した。何故なら、一般に、金属セリウムへの酸素吸蔵反応の方が、セリアからの酸素放出反応よりも進行し易いため、吸蔵サイクルでの反応速度VOSAを用いれば、劣化検出性を向上できるためである。但しこれは、放出サイクルでの反応速度VOSAの算出を排除するものではない。即ち、目標空燃比の変化方向がリーンからリッチである場合に反応速度VOSAを算出してもよい。この場合、ステップ122の処理は、目標空燃比の変化方向がリーンからリッチであるか否かを判定すると読み換えて実行し、それ以外の処理は上記同様に実行すればよい。このような一連の処理によっても、貴金属触媒の活性状態に関する劣化を高精度に検出可能となる。なお、上記実施の形態1においては、S/C14が上記第1の発明における三元触媒に、A/Fセンサ16が上記第1の発明における上流側空燃比センサに、A/Fセンサ18が上記第1の発明における下流側空燃比センサに、それぞれ相当している。また、上記実施の形態1においては、ECU20が図6のステップ110の処理を実行することにより上記第1の発明における空燃比アクティブ制御手段が、同図のステップ120~170の処理を実行することにより上記第1の発明における触媒活性状態判定手段が、それぞれ実現されている。実施の形態2.次に、図9乃至図10を参照しながら、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態においては、図1の装置構成において、図10に示すリッチ限定空燃比アクティブ制御ルーチンを実行することをその特徴とする。そのため、装置構成の説明については省略する。上記実施の形態1においては、反応速度VOSAの算出に際し、空燃比アクティブ制御を実行した。しかしながら、空燃比アクティブ制御の実行中は、目標空燃比を短期間で切り替えるのでエミッションが悪化し易く、特にリーン側ではS/C14の下流側に未浄化NOxが排出されてしまう。そこで、本実施形態では、下流側A/Fがストイキからリーンに変化した時点で上流側A/Fをリッチに切り替える制御以下、リッチ限定空燃比アクティブ制御と称す。を実行する。[リッチ限定空燃比アクティブ制御中の空燃比挙動]図9は、リッチ限定空燃比アクティブ制御中の空燃比挙動を示した図である。リッチ限定空燃比アクティブ制御中においては、先ず、上流側A/Fがリッチからリーンに変化するように目標空燃比が設定される。そのため、時刻t6~t7において、上流側A/Fはリッチ側の所定値からリーン側の所定値に向かって変化する図9a。一方、下流側A/Fは、同期間において、リッチ側の所定値からストイキに向かって変化する図9b。リッチ限定空燃比アクティブ制御では、下流側A/Fがストイキからリーンに変化した時点で目標空燃比の変化方向が切り替えられる。そのため、時刻t7において、目標空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。そうすると、時刻t7~t8において、上流側A/Fはリーン側の所定値からリッチ側の所定値に向かって変化する。一方、下流側A/Fは、同期間において、ストイキからリッチ側の所定値に向かって変化する。そして、時刻t8において、下流側A/Fがリッチ側の所定値に到達すると、目標空燃比がリッチからリーンに切り替えられる。時刻t8以降の空燃比挙動は上記の繰り返しである。即ち、下流側A/Fは、時刻t8~t9においてリッチ側の所定値からストイキに向かって変化し、時刻t9において目標空燃比がリーンからリッチに切り替えられると、時刻t9~t10においてストイキからリッチ側の所定値に向かって変化する。リッチ限定空燃比アクティブ制御を実行すれば、リーン側でのNOx排出を抑制できる。従って、排気エミッションの悪化を未然に防止できる。また、吸蔵サイクル側を最低限の酸素量で停止して放出サイクル側に切り替え、酸素を十分に放出させた後に再度吸蔵サイクル側に切り替えるので、反応速度VOSAの安定的な計測が可能となる。また、放出サイクルを入れることでS被毒の影響を低減することも可能となる。更に、リッチ限定空燃比アクティブ制御では、リーン域での空燃比変化が無い分、空燃比アクティブ制御に比して制御実行時間を短縮化できるので、目標空燃比の切り替えに伴うエミッションの悪化を最小限に留めることも可能となる。[実施の形態2における具体的処理]次に、図10を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図10は、本実施形態において、ECU20により実行されるリッチ限定空燃比アクティブ制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図10に示すルーチンは、空燃比アクティブ制御を実行する代わりに実行されるものとする例えば図6のステップ110。また、図10に示すルーチンは、所定期間に亘って繰り返し実行されるものとする。図10に示すルーチンにおいて、先ず、ECU20は、上流側A/Fがリッチ14.0となるように目標空燃比を設定し、A/Fセンサ16の出力値に基づいてフィードバック制御するステップ200。続いて、ECU20は、下流側A/Fがリッチ14.0に到達したか否かを判定するステップ210。本ステップの処理は、下流側A/Fがリッチに到達するまで繰り返し実行される。ステップ210において、下流側A/Fがリッチに到達したと判定された場合、ECU20は、上流側A/Fがリーン15.0となるように目標空燃比を設定し、A/Fセンサ16の出力値に基づいてフィードバック制御するステップ220。続いて、ECU20は、下流側A/Fがリーン14.62に到達したか否かを判定するステップ230。本ステップの処理は、下流側A/Fがリーンに到達するまで繰り返し実行される。ステップ230において、下流側A/Fがリーンに到達したと判定された場合、ECU20は、本ルーチンを終了する。以上、図10に示したルーチンによれば、下流側A/Fがリーンに到達したと判定された場合には目標空燃比がリッチに設定されるので、下流側A/Fがリーン域となる時間を短縮でき、リーン側でのNOx排出を抑制しつつ、目標空燃比の切り替えに伴うエミッションの悪化を最小限に留めることも可能となる。また、下流側A/Fがリッチに到達したと判定された場合には目標空燃比がリーンに設定されるので、放出サイクルを行って三元触媒から酸素を十分に放出させた後に吸蔵サイクル側に切り替えることができる。従って、反応速度VOSAの安定的な計測が可能となる。また、放出サイクルを経由させることでS被毒の影響を低減できる。"