JP2002138821A

JP2002138821A - 排気浄化装置

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Publication number: JP2002138821A
Application number: JP2000336115A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Tamura; 保樹田村; Kojiro Okada; 公二郎岡田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP4344907B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精度よく劣化判定可能な排気浄化装置を提供
する。【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられた触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの下流側に設けられた第
１の排ガス検出手段と、該第１の排ガス検出手段からの
排ガス情報に基づき、触媒コンバータを排ガスの浄化に
最適な状態に制御する触媒最適化手段と、触媒コンバー
タの下流側に設けられた第２の排ガス検出手段とを備
え、触媒最適化手段により触媒コンバータが最適な状態
にあるとき(S40)、劣化診断手段により、第２の排ガス
検出手段からの情報に基づいて触媒コンバータの劣化度
合いを診断するようにした(S42,S44)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化装置に係
り、詳しくは、触媒コンバータの劣化を診断する技術に
関する。

【０００２】

【関連する背景技術】排気浄化用の触媒コンバータにお
いては、触媒に付加された酸素ストレージ能力がＨＣ浄
化性能、即ち触媒性能と相関性が高いことから、特にセ
リア（Ｃｅ）等の酸素吸蔵物質を多く含むような触媒コ
ンバータにおいては、触媒劣化検出方法として、当該酸
素ストレージ能力の変化を検出することで触媒コンバー
タの劣化を判定する手法が広く知られている。

【０００３】この触媒劣化検出方法では、触媒コンバー
タに流入する排気空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比
間において所定周期、振幅で空燃比変調させると、酸素
ストレージ能力が高ければ酸素が触媒コンバータに吸蔵
されるために触媒下流の排気空燃比の応答が遅く、一方
酸素ストレージ能力が低いと酸素は触媒コンバータにあ
まり吸蔵されることなく排出されて触媒下流の排気空燃
比の応答が速くなるという特性を利用しており、例え
ば、触媒下流に設けた酸素センサ（Ｏ₂センサ）或いは
空燃比センサ（ＬＡＦＳ）からの酸素濃度出力値の周波
数または周期を検出し、当該検出値が所定の基準値以上
であると、酸素ストレージ能力が低下、即ち触媒コンバ
ータが劣化したと判定するようにしている（特開平５−
１７９９３５号公報等）。

【０００４】しかしながら、主触媒コンバータを排気通
路の後方に設けるとともに小型触媒コンバータを内燃機
関の排気マニホールド近傍にも設けるような排気浄化装
置では、小型触媒コンバータにある程度の容積があるた
め、排ガスが主触媒コンバータに達したときには空燃比
変調が緩和されており、酸素ストレージ能力が低下して
も主触媒コンバータ下流における排気空燃比の応答がそ
れほど速くならず、精度の高い劣化判定は困難である。

【０００５】また、上記空燃比の変調による触媒劣化検
出方法は、セリア等の酸素吸蔵物質を多く含み十分な酸
素ストレージ能力を有する触媒コンバータには有効であ
るが、ＮＯx吸蔵触媒のようにセリア等を多く含まず酸
素ストレージ能力のもともと低い弱酸素ストレージ能力
の触媒コンバータでは、触媒コンバータに酸素があまり
吸蔵されないために、劣化していなくても触媒下流の排
気空燃比の応答が速くなり、やはり劣化検出は困難であ
る。

【０００６】このようなことから、酸素ストレージ能力
を監視する以外に触媒の劣化を判定する方法が求められ
ており、例えば、触媒の周囲雰囲気が還元雰囲気である
ときのＮＯx浄化能力を監視することで触媒の劣化を判
定する方法が知られている（特開平１１−２２９８４９
号公報等）。この方法は、ＨＣの酸化反応もＮＯxの還
元反応も共に同一の貴金属が関与していると考えられる
ことから、ＮＯx浄化性能を診断することによって、貴
金属の状態、ひいてはＨＣ浄化性能、即ち触媒の劣化を
診断しようというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高負荷運転
時のような還元雰囲気状態においては、ＣＯ等の還元剤
が貴金属に吸着しやすいためにＮＯxの貴金属への吸着
が阻害され易いという問題があり、また、上記セリア
（Ｃe）はＣeＯ₂の状態では水性ガス反応（ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ
→ Ｈ₂＋ＣＯ₂）を促進し、これにより生成されたＨ
₂は（２ＮＯ＋２Ｈ ₂ → Ｎ₂＋２Ｈ₂Ｏ）のように反応
してＮＯxを浄化するのであるが、還元雰囲気中にはＣ
Ｏが多いことから水性ガス反応の不活性（ＣeＯ₂＋ＣＯ
→ Ｃe₂Ｏ ₃＋ＣＯ₂）が起こり、この状態では水性ガ
ス反応が促進されずにその分ＮＯxの浄化効率が低下す
るという問題がある（これらを総称して還元被毒とい
う）。

【０００８】従って、ＮＯx浄化能力を監視する上記従
来の劣化診断方法では、空燃比を変調させたとしても、
還元雰囲気期間が長いと、実際には触媒が劣化しておら
ず酸化雰囲気にすればＮＯx浄化能力が回復するにも拘
わらず、触媒が劣化したと誤って判定してしまうおそれ
があり、当該方法は触媒劣化診断方法としてそれほど信
頼性の高いものではない。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、精度よく
劣化判定可能な排気浄化装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、内燃機関の排気通路に設
けられた触媒コンバータと、該触媒コンバータの下流側
に設けられた第１の排ガス検出手段と、該第１の排ガス
検出手段からの排ガス情報に基づき、前記触媒コンバー
タを排ガスの浄化に最適な状態に制御する触媒最適化手
段と、前記触媒コンバータの下流側に設けられた第２の
排ガス検出手段と、前記触媒最適化手段により前記触媒
コンバータが最適な状態にあるとき、該第２の排ガス検
出手段により前記触媒コンバータの劣化度合いを診断す
る劣化診断手段とを備えたことを特徴としている。

【００１１】従って、触媒コンバータの下流側に設けら
れた第１の排ガス検出手段からの排ガス情報に基づけ
ば、触媒コンバータの排ガスの浄化状況を知ることがで
き、先ず、触媒最適化手段により、この浄化状況が最良
となるよう触媒コンバータが排ガスの浄化に最適な状態
に制御される。そして、このように触媒コンバータが最
適な状態でありながら、第２の排ガス検出手段によって
触媒コンバータから排出される他の排ガス成分の変化が
検出されると、劣化診断手段により、触媒コンバータに
異常があるとみなされ、その排ガス成分変化の程度に応
じて触媒コンバータの劣化度合いが診断される。

【００１２】また、請求項２の発明では、前記第２の排
ガス検出手段はＮＯxセンサであり、前記劣化診断手段
は、前記ＮＯxセンサからのＮＯx排出量に応じて前記触
媒コンバータの劣化度合いを診断することを特徴として
いる。従って、触媒最適化手段によって触媒コンバータ
が排ガスの浄化に最適な状態に制御されていれば、触媒
コンバータが還元雰囲気にあっても上記還元被毒の影響
なくＮＯx浄化能力が高く維持されることになるが、触
媒コンバータがこのようにＮＯx浄化能力が高い状況に
も拘わらず、触媒コンバータ下流のＮＯxセンサにより
ＮＯxの排出が検出されると、その排出の程度に応じ、
上述したＮＯx浄化性能、貴金属及び触媒の劣化との関
係に基づいて触媒コンバータの劣化度合いが診断され
る。

【００１３】また、請求項３の発明では、さらに、所定
の周期、振幅で空燃比を強制的に変動可能な空燃比強制
変動手段を備えるとともに、前記第１の排ガス検出手段
は酸素濃度を検出する酸素センサであり、前記触媒最適
化手段は、前記空燃比強制変動手段により前記酸素セン
サの出力値が第１所定値以上第２所定値以下の所定範囲
内となるように空燃比を変動させることで前記触媒コン
バータを最適な状態に制御することを特徴としている。

【００１４】従って、空燃比強制変動手段により酸素セ
ンサの出力値が第１所定値以上第２所定値以下の所定範
囲内となるように空燃比を変動させることで、触媒コン
バータの浄化効率の最適化が図られる。そして、このよ
うな最適な状態でありながら、第２の排ガス検出手段に
よって触媒コンバータから排出される排ガス成分変化が
検出されると、劣化診断手段により、触媒コンバータに
異常があるとみなされ、その排ガス成分変化の程度に応
じて触媒コンバータの劣化度合いが診断される。

【００１５】ここに、本発明の請求項３は次のような所
見に基づきなされており、以下当該請求項３における触
媒最適化手法について詳しく述べる。空燃比強制変動手
段によって内燃機関の空燃比を変動させると、排気空燃
比が周期的にリーン空燃比とリッチ空燃比間で変動する
ことになり酸化雰囲気と還元雰囲気とが交互に発生して
ＨＣ、ＣＯ及びＮＯxがそれぞれ浄化されることになる
のであるが、その際、出願人が触媒コンバータ（三元触
媒）の下流に設けた酸素センサの出力値を調査したとこ
ろ、図６に示すように、酸素センサの出力値とＮＯx浄
化効率との間には一定の関係があることが確認された。

【００１６】つまり、空燃比をある変調度合いでリッチ
空燃比とリーン空燃比とに周期的に変動させると、図６
に実線で示すように、酸素センサ（例えば、デンソー製
０６５５００−２９９１またはこれと同等の出力電圧特
性を有するＯ₂センサ）の出力値の大部分が第１所定値
（０．５５Ｖ（ボルト））以上第２所定値（０．８５Ｖ
（ボルト））以下の一定範囲ではＮＯx浄化効率が最適
値（ＮＯxの殆どが浄化される状態）を示すことが確認
された。

【００１７】このようなことから、酸素センサの出力値
が第１所定値（０．５５Ｖ）以上第２所定値（０．８５
Ｖ）以下の所定範囲となるように変調度合いを設定して
空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で変動させ
るようにすれば、ＮＯx浄化効率を還元被毒の影響なく
最適の状態に維持することが可能となる。故に、第１所
定値以上第２所定値以下の所定範囲内となるように空燃
比を変動させることで、触媒コンバータの浄化効率の最
適化を図ることが可能となる。

【００１８】また、請求項４の発明では、前記空燃比強
制変動手段は前記酸素センサの出力値が第１所定値以上
第２所定値以下の所定範囲内となるよう排気輸送遅れが
大きいほど前記出力値の目標値を前記所定範囲内で大側
に設定して空燃比を変動させることを特徴としている。
従って、空燃比強制変動手段により酸素センサの出力値
が第１所定値以上第２所定値以下の所定範囲内となるよ
うに空燃比を変動させ、この際、排気輸送遅れが大きい
ほど出力値の目標値を所定範囲内で大側に設定して空燃
比を変動させることにより、排気輸送遅れにより目標値
に対する制御応答性が鈍化したとしても、確実に触媒コ
ンバータの浄化効率の最適化が図られる。そして、この
ような最適な状態でありながら、第２の排ガス検出手段
によって触媒コンバータから排出される排ガス成分変化
が検出されると、劣化診断手段により、触媒コンバータ
に異常があるとみなされ、その排ガス成分変化の程度に
応じて触媒コンバータの劣化度合いが診断される。

【００１９】ここに、本発明の請求項４は次のような所
見に基づきなされており、以下当該請求項４における空
燃比強制変動手法について詳しく述べる。出願人の実験
によれば、内燃機関回転速度が小さいときのように排気
流速が遅く排気輸送遅れが大きい場合には、輸送遅れが
小さい場合に比べてＮＯx浄化効率が最適値（ＮＯxの殆
どが浄化される状態）を示す一定の出力範囲が大側に広
がることが確認されている。つまり、図６には排気輸送
遅れが大の場合のＮＯx浄化効率が実線で示され、排気
輸送遅れが小の場合のＮＯx浄化効率が破線で示されて
いるが、このように、排気輸送遅れが大きくなるにつれ
てＮＯx浄化効率が最適値を示す酸素センサの出力値の
上限値が大側にシフトする。そして、その上限値の最大
値が第２所定値（０．８５Ｖ）近傍となる。

【００２０】また一方、酸素センサの出力値について制
御目標値を定めてフィードバック制御を実施した場合、
排気輸送遅れが大きくなり応答性が鈍化すると、制御目
標値からのバラツキが大きくなる。つまり、図６に実線
矢印で示すように排気輸送遅れが小さければ制御目標値
からのバラツキは小さく、排気輸送遅れが大きくなると
バラツキは大きくなる。そして、このように制御目標値
からのバラツキが大きくなると、制御目標値が同一のま
までは排気輸送遅れが大きい場合に一時的に酸素センサ
の出力が第１所定値（０．５５Ｖ）から外れ、ＮＯx浄
化効率が低くなってしまうことが生じうる。

【００２１】しかしながら、触媒コンバータの浄化効率
の最適化を図るためには、当該制御目標値からのバラツ
キの範囲についても所定範囲内に納めることが必要であ
る。従って、上述の如くＮＯx浄化効率が最適値を示す
出力範囲が大側にシフトするという特性を参酌すると、
排気輸送遅れが小さいときには酸素センサの出力値の目
標値を比較的第１所定値（０．５５Ｖ）側に設定してお
くのがよく、一方、排気輸送遅れが大きくなるにつれて
当該目標値を大側にシフトして設定するのがよいと考え
られる。

【００２２】このようなことから、図７を参照すると実
験に基づくマップが示されているが、当該図７のマップ
に示すように排気輸送遅れが大きいほど出力値の目標値
を所定範囲内で大側に設定して空燃比を変動させるよう
にすれば、排気輸送遅れにより目標値に対する応答性が
鈍化し制御目標値からのバラツキが大きくなったとして
も、図６に破線矢印で示すように酸素センサの出力の大
部分は常に第１所定値（０．５５Ｖ）以上の所定範囲内
に収まることになり、これにより確実に触媒コンバータ
の浄化効率の最適化を図ることが可能となる。

【００２３】また、請求項５の発明では、前記第１所定
値は０．５５ボルトであり、前記第２所定値は０．８５
ボルトであることを特徴としている。従って、空燃比強
制変動手段により酸素センサの出力値の大部分が０．５
５Ｖから０．８５Ｖの所定範囲内となるように空燃比を
変動させることで、確実に触媒コンバータの浄化効率の
最適化を図ることが可能である。

【００２４】つまり、上述した実験結果に基づけば、酸
素センサ（例えば、デンソー製０６５５００−２９９１
またはこれと同等の出力電圧特性を有するＯ₂センサ）
において、上記第１所定値は０．５５Ｖであり、第２所
定値は０．８５Ｖであり、故に０．５５Ｖから０．８５
Ｖの範囲内であれば、確実に触媒コンバータの浄化効率
の最適化を図ることが可能となる。

【００２５】

【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。図１を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る排気浄化装置の概略構成図が示されて
おり、以下同図に基づいて本発明に係る排気浄化装置の
構成を説明する。

【００２６】同図に示すように、エンジン本体（以下、
単にエンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モ
ードを切換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程
噴射）とともに圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射）
を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが
採用される。この筒内噴射型のエンジン１は、容易にし
て理論空燃比（ストイキオ）での運転やリッチ空燃比で
の運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比での運
転（リーン空燃比運転）が実現可能である。

【００２７】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ４には
高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。ま
た、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されてい
る。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプ
と高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃
料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高
燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向
けて所望の燃圧で噴射可能である。この際、燃料噴射量
は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧Ｐinjと燃料噴射弁６の
開弁時間、即ち燃料噴射時間Ｔinjとから決定される。

【００２８】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。また、シリンダヘッド２には、各気
筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排
気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の
一端がそれぞれ接続されている。

【００２９】なお、当該筒内噴射型のエンジン１は既に
公知のものであるため、その構成の詳細については説明
を省略する。同図に示すように、吸気マニホールド１０
には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４及
び当該スロットル弁１４の開度θthを検出するスロット
ルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられており、
さらに、スロットル弁１４の上流には、吸入空気量を計
測するエアフローセンサ１８が介装されている。エアフ
ローセンサ１８としては、カルマン渦式エアフローセン
サが使用される。

【００３０】一方、排気マニホールド１２には排気管
（排気通路）２０が接続されており、この排気管２０に
は、排気浄化触媒装置として三元触媒（触媒コンバー
タ）３０が介装されている。この三元触媒３０は、担体
に活性貴金属として銅（Ｃｕ），コバルト（Ｃｏ），銀
（Ａｇ），白金（Ｐt）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）のいずれかを有するとともにセリア（Ｃe）
が添加されており、酸素吸蔵機能（Ｏ₂ストレージ機
能）を有した三元触媒として構成されている。つまり、
活性貴金属やセリア（Ｃe）は排気空燃比がリーン空燃
比である酸化雰囲気中において酸素（Ｏ₂）を吸着する
と、排気空燃比がリッチ空燃比となり還元雰囲気となっ
てもそのＯ₂を吸着した状態を維持する性質を有してお
り、これにより、当該三元触媒３０は還元雰囲気状態に
おいても担体表面にＯ₂を有してＨＣ（炭化水素）やＣ
Ｏ（一酸化炭素）を酸化除去可能である。また、活性貴
金属は、排気空燃比がリッチ空燃比である還元雰囲気に
おいて、ＨＣ、ＣＯ、Ｈ₂（水素）等の還元剤を吸着
し、排気空燃比がリーン空燃比となり酸化雰囲気となっ
てもその還元剤を吸着した状態を維持する性質を有して
おり、これにより、当該三元触媒３０は酸化雰囲気にお
いても担体表面に還元剤を有してＮＯx（窒素酸化物）
を還元除去可能である。即ち、Ｏ₂ストレージ機能とと
もに還元剤ストレージ機能を有した当該三元触媒３０
は、酸化雰囲気でＨＣ、ＣＯを浄化できるのは勿論のこ
とＮＯxを浄化でき、吸蔵されたＯ₂により還元雰囲気中
においてもＮＯxの浄化のみならずＨＣ、ＣＯを浄化可
能である。

【００３１】また、排気管２０には、排気流速を測定す
る流速センサ２２が配設されており、さらに、三元触媒
３０の下流にはＯ₂センサ（第１の排ガスセンサ、酸素
センサ）２４及びＮＯxセンサ（第２の排ガスセンサ）
２６が配設されている。Ｏ₂センサ２４としては、ここ
ではデンソー製のＯ₂センサ（型番号０６５５００−２
９９１または２３４０００−８１８１または２３４００
０−８２１１）或いはこれと同等の出力特性を有するＯ
₂センサが使用される。ＮＯxセンサ２６はＮＯx量を検
出するものである。

【００３２】また、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、
タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユ
ニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４０によ
り、エンジン１を含めた燃焼制御装置の総合的な制御が
行われる。ＥＣＵ４０の入力側には、上述したＴＰＳ１
６、エアフローセンサ１８、流速センサ２２、Ｏ₂セン
サ２４及びＮＯxセンサ２６等の各種センサ類が接続さ
れており、これらセンサ類からの検出情報が入力する。

【００３３】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃
料噴射弁６や点火コイル８等の各種出力デバイスが接続
されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類
からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴
射時期、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、
燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミングで噴
射され、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点
火が実施される。

【００３４】以下、このように構成された本発明に係る
排気浄化装置の作用を説明する。本発明に係る排気浄化
装置では、三元触媒３０の能力を最大限発揮するため
に、ＥＣＵ４０によって空燃比をリッチ空燃比とリーン
空燃比との間で強制的に交互に振るようにしている。つ
まり、ここでは、図２に示すように、空燃比（Ａ／Ｆ）
を一定期間（リーン時間）に亘りリーン空燃比（例えば
値１６）とした後一定期間リッチ空燃比（例えば値１
４）とするように変調させ、リーン空燃比とリッチ空燃
比とを周期的に繰り返すようにしている（空燃比強制変
動手段）。なお、変調波形は、ここでは矩形波であるが
三角波であってもよい。

【００３５】これにより、排気空燃比がリーン空燃比の
ときにはＨＣ、ＣＯが良好に浄化されるとともに三元触
媒３０のＯ₂ストレージ機能によりＯ₂が吸蔵され且つ還
元剤ストレージ機能によりＮＯxが浄化され、一方、排
気空燃比がリッチ空燃比のときには還元剤が吸蔵される
とともにＮＯxが良好に浄化され且つ吸蔵されたＯ₂によ
ってＨＣ、ＣＯが継続的に浄化され続ける。

【００３６】さらに、本発明では、上述したように触媒
下流に設けた酸素センサ、即ちＯ₂センサ２４の出力値
とＮＯx浄化効率との間に一定の関係があることが確認
されたことに基づき、Ｏ₂センサ２４の出力に基づいて
三元触媒３０の排気浄化効率の最適化を図るようにして
おり（触媒最適化手段）、このように三元触媒３０の排
気浄化効率が最適化された状態で、やはり触媒下流に設
けたＮＯxセンサ２６の出力情報に基づき三元触媒３０
の劣化診断を行うようにしている（劣化診断手段）。

【００３７】図３を参照すると、Ｏ₂センサ２４の出力
に応じた触媒最適化制御の制御ルーチンがフローチャー
トで示されており、以下当該フローチャートに基づき本
発明に係る触媒最適化制御の制御手順について説明す
る。ステップＳ１０では、先ず、Ｏ₂センサ２４が活性
状態にあるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で
Ｏ₂センサ２４が活性状態にない場合には当該ルーチン
を抜け、一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、次
にステップＳ１２に進む。

【００３８】ステップＳ１２では、次式(1)から現在の
空燃比の変調度合い、即ち周期Ｔに対するリーン空燃比
の時間（リーン時間ｔl）の比である空燃比デューティ
Ｄを求め、当該デューティＤが所定値Ｄ1より小さいか
否か（Ｄ＜Ｄ1）を判別する。（空燃比デューティ）Ｄ＝（リーン時間）ｔl／（周期）Ｔ …(1) なお、リーン空燃比の値とリッチ空燃比の値は上述した
所定のリーン空燃比（例えば値１６）及び所定のリッチ
空燃比（例えば値１４）にそれぞれ固定する必要はな
く、各運転条件に応じて最適な値とするようにしてもよ
い。

【００３９】また、周期Ｔについては、固定値（例えば
１sec）であってもよいし、運転状態（例えば、排気流
量、吸気流量、車速、触媒温度、排気管温度、エンジン
回転速度、正味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効
率、排気マニホールド圧、冷却水温、潤滑油温の少なく
ともいずれか一つ）に応じて変更するようにしてもよ
い。また、時間ベースであってもよいし、燃焼サイクル
ベースであってもよい。

【００４０】さらに、リーン空燃比時とリッチ空燃比時
のトルク差がないように空燃比、点火時期等を設定する
と、フィーリングが改善される。上述したように、三元
触媒３０の排気浄化効率の最適化を図るべく空燃比を変
調制御するためには、Ｏ₂センサ２４の出力値（出力
Ｓ）が０．５５Ｖ（第１所定値）から０．８５Ｖ（第２
所定値）の間の最適範囲になるように空燃比の変調度合
い、即ちデューティＤを設定すればよい。そして、出力
Ｓを当該所望の範囲内とすることができるデューティＤ
の上限（Ｄ2）、下限（Ｄ1）は実験により予め設定され
ている。

【００４１】つまり、当該ステップＳ１２において、判
別値である所定値Ｄ1は出力Ｓの上限値０．８５Ｖに対
応したデューティＤ1である。ところが、吸気流量計、
燃料噴射弁等の誤差により、実際のリーン空燃比あるい
はリッチ空燃比が所望の範囲から外れている場合があ
り、このとき、空燃比の変調度合いを調整しても出力Ｓ
を０．５５Ｖ（第１所定値）から０．８５Ｖ（第２所定
値）の範囲内とすることができない。

【００４２】そこで、ステップＳ１２ではデューティＤ
が本制御の出力Ｓの上限に対応したデューティＤ1より
小さいか否か、即ち出力Ｓを当該所望の範囲内に制御す
ることができないくらい空燃比がリーン側にずれている
可能性の有無を判別する。ステップＳ１２の判別結果が
真（Ｙｅｓ）でデューティＤが所定値Ｄ1より小さいと
判定された場合には、次にステップＳ１４に進む。

【００４３】ステップＳ１４では、Ｏ₂センサ２４の出
力Ｓが制御目標上限値（Ｓ1＋ΔＳ1）よりも小さいか否
か（Ｓ＜Ｓ1＋ΔＳ1）を判別する。制御目標値Ｓ1は上
記０．５５Ｖと０．８５Ｖの範囲内となる値であり、不
感帯ΔＳ1は例えば０．０１Ｖとする。ところで、上述
したように、制御目標値を定めてフィードバック制御を
行うと、排気輸送遅れが大きい場合、Ｏ₂センサ２４の
出力Ｓの制御目標値に対するバラツキが大きくなる。つ
まり、出力Ｓの制御目標値からのバラツキによって出力
Ｓが一時的に制御目標上限値を越えてしまうことにな
る。

【００４４】従って、実際には、このバラツキを含めて
出力Ｓの大部分が０．５５Ｖから０．８５Ｖの範囲内に
収まるよう、図６に示したように、出力Ｓの制御目標値
Ｓ1を設定するようにしている。つまり、ＮＯx浄化効率
が最適値を示す出力範囲は、排気輸送遅れが小さいとき
には狭く排気輸送遅れが大きいときには大側に拡大する
ことから、図７のマップに基づき、排気輸送遅れが小さ
いときにはＯ₂センサ２４の出力Ｓの目標値を下限値
０．５５Ｖ寄りに設定し、排気輸送遅れが大きくなるに
つれて当該目標値を大側にシフトして設定する。

【００４５】ここに、排気輸送遅れは、排気流速、吸入
空気量、車速、酸素センサ上流排気系容積、内燃機関回
転速度、正味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効率、
吸気マニホールド圧、排気温度及び排気流量のいずれに
よっても検出可能であるが、ここでは、流速センサ２２
により検出される排気流速情報に基づいて排気輸送遅れ
を検出する。即ち、排気流速が大きければ排気輸送遅れ
は小さく、一方排気流速が小さければ排気輸送遅れは大
きいと判断する。

【００４６】なお、出力ＳはＯ₂センサ２４の瞬時値が
用いられるが、平滑化処理を行った平均値を用いてもよ
い。この場合、例えば空燃比の変調周期間の平均値を用
いてもよいし、所定期間の平均値を用いてもよい。通常
ならば、ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙｅｓ）であ
れば、空燃比の指令値は過剰にリッチとなっており、出
力Ｓは制御目標上限値（Ｓ1＋ΔＳ1）を越えるはずあ
る。しかしながら、ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）でありながらステップＳ１４の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で出力Ｓが制御目標上限値（Ｓ1＋ΔＳ1）よりも
小さい場合には、上記吸気流量計、燃料噴射弁等の異常
により燃料噴射量、吸入空気量の実際値と測定値との間
に何らかの制御誤差が生じ、空燃比の指令値に対して実
際の空燃比がリーン空燃比寄りになっていると考えられ
る。従って、ステップＳ１４の判別結果が真（Ｙｅｓ）
の場合には、次にステップＳ１６に進む。

【００４７】ステップＳ１６では、空燃比の指令値を実
際の空燃比に合わせるべく、空燃比の指令値を次式(2)
により補正する。つまり、上記所定のリーン空燃比（例
えば値１６）及び所定のリッチ空燃比（例えば値１４）
の指令値を実際値との整合を図るべくリッチ側に補正す
る。即ち上下限Ａ／Ｆリッチ化補正を行う。（補正Ａ／Ｆ）(n)＝（補正Ａ／Ｆ）(n-1)＋Ｇ1 …(2) ここに、Ｇ1は補正ゲインであり、Ｏ₂センサ２４の出力
Ｓと制御目標値Ｓ1との偏差に応じて増減する。

【００４８】そして、ステップＳ１２乃至ステップＳ１
６は、空燃比の指令値と実際の空燃比とが整合するまで
繰り返し実行される。一方、ステップＳ１４の判別結果
が偽（Ｎｏ）で出力Ｓが制御目標上限値（Ｓ1＋ΔＳ1）
以上と判定された場合には、空燃比の指令値と実際の空
燃比との整合はとれていると考えられる。従って、この
場合には、ステップＳ３０に進み、出力Ｓが制御目標値
Ｓ1となるように空燃比の変調度合いを調整する。即
ち、空燃比の変調度合いを調節することで、図２に示す
平均Ａ／Ｆをリーン空燃比寄りに調整する。

【００４９】変調度合いの調整方法としては、空燃比デ
ューティＤを変える方法、酸化剤或いは還元剤の供給度
合い（即ち空燃比Ａ／Ｆ）を変える方法等が考えられる
が、ここでは、空燃比デューティＤを変える方法を採用
し、次式(3)に示すように、リーン空燃比の時間比率を
大きく、つまり空燃比デューティＤを大きくすることに
より平均Ａ／Ｆをリーン化して変調度合いを調整する。

【００５０】Ｄ(n)＝Ｄ(n-1)＋Ｇ3 …(3) ここに、Ｇ3は補正ゲインであり、Ｏ₂センサ２４の出力
Ｓと制御目標値Ｓ1との偏差に応じて増減する。ところ
で、Ｏ₂センサ２４の出力Ｓは、図５に実線で示すよう
に、空気過剰率に対し非線形であって空気過剰率１．０
近傍で急変するものであり、このような非線形な制御対
象を制御することは困難である。

【００５１】そこで、ここでは、制御目標値の範囲
（０．５５Ｖ〜０．８５Ｖ）が主として空気過剰率１．
０よりも小側の領域であることから、図５中に破線で示
すように、出力Ｓに対応する疑似出力を設定し出力Ｓを
線形化して出力Ｓ方向のスパンを広げ、その疑似出力上
に疑似目標値を設定するようにし、これにより制御を容
易且つ精度の高いものにしている。

【００５２】そして、このステップＳ３０は、Ｏ₂セン
サ２４の出力Ｓが目標値に到達するまで、即ちバラツキ
を含めて大部分の出力Ｓが０．５５Ｖから０．８５Ｖの
範囲内となるまで繰り返し実行される。これにより、三
元触媒３０の浄化効率の最適化が図られる。上記ステッ
プＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でデューティＤが所定
値Ｄ1以上と判定された場合には、次にステップＳ１８
に進む。

【００５３】ステップＳ１８では、今度はデューティＤ
が所定値Ｄ2より大きいか否か（Ｄ＞Ｄ２）を判別す
る。判別値である所定値Ｄ2は上述したように出力Ｓの
下限値０．５５Ｖに対応したデューティＤ2であり、こ
こではデューティＤが本制御の出力Ｓの下限に対応した
デューティＤ2より大きいか否か、即ち出力Ｓを当該所
望の範囲内に制御することができないくらい空燃比がリ
ッチ側にずれている可能性の有無を判別する。

【００５４】ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）
でデューティＤが所定値Ｄ2より大きいと判定された場
合には、次にステップＳ２０に進む。ステップＳ２０で
は、Ｏ₂センサ２４の出力Ｓが制御目標下限値（Ｓ1−Δ
Ｓ1）よりも大きいか否か（Ｓ＞Ｓ1−ΔＳ1）を判別す
る。通常ならば、ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）であれば、空燃比の指令値は過剰にリーンとなって
おり、出力Ｓは制御目標下限値（Ｓ1−ΔＳ1）を下回る
はずある。しかしながら、ステップＳ１８の判別結果が
真（Ｙｅｓ）でありながらステップＳ２０の判別結果が
真（Ｙｅｓ）で出力Ｓが制御目標下限値（Ｓ1−ΔＳ1）
よりも大きい場合には、上記同様、空燃比の指令値に対
して実際の空燃比がリッチ空燃比寄りになっていると考
えられる。従って、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）の場合には、次にステップＳ２２に進む。

【００５５】ステップＳ２２では、空燃比の指令値を実
際の空燃比に合わせるべく、空燃比の指令値を次式(4)
により補正する。つまり、上記所定のリーン空燃比（例
えば値１６）及び所定のリッチ空燃比（例えば値１４）
の指令値を実際値との整合を図るべくリーン補正する。
即ち上下限Ａ／Ｆリーン化補正を行う。（補正Ａ／Ｆ）(n)＝（補正Ａ／Ｆ）(n-1)−Ｇ2 …(4) ここに、Ｇ2は補正ゲインであり、Ｏ₂センサ２４の出力
Ｓと制御目標値Ｓ1との偏差に応じて増減する。

【００５６】そして、上記ステップＳ１２乃至ステップ
Ｓ１６と同様、ステップＳ１８乃至ステップＳ２２は、
空燃比の指令値と実際の空燃比とが整合するまで繰り返
し実行される。一方、ステップＳ２０の判別結果が偽
（Ｎｏ）で出力Ｓが制御目標下限値（Ｓ1−ΔＳ1）以下
と判定された場合には、空燃比の指令値と実際の空燃比
との整合はとれていると考えられる。従って、この場合
には、ステップＳ２６に進み、出力Ｓが制御目標値Ｓ1
となるように空燃比の変調度合いを調整する。即ち、空
燃比の変調度合いを調節することで、図２に示す平均Ａ
／Ｆをリッチ空燃比寄りに調整する。

【００５７】上記ステップＳ３０と同様、ここでは、空
燃比デューティＤを変える方法を採用し、次式(5)に示
すように、リッチ空燃比の時間比率を大きく、つまり空
燃比デューティＤを小さくすることにより平均Ａ／Ｆを
リッチ化して変調度合いを調整する。Ｄ(n)＝Ｄ(n-1)−Ｇ4 …(5) ここに、Ｇ4は補正ゲインであり、Ｏ₂センサ２４の出力
Ｓと制御目標値Ｓ1との偏差に応じて増減する。

【００５８】そして、このステップＳ２６は、Ｏ₂セン
サ２４の出力Ｓが目標値に到達するまで、即ちバラツキ
を含めて大部分の出力Ｓが０．５５Ｖから０．８５Ｖの
範囲内となるまで繰り返し実行される。これにより、や
はり三元触媒３０の浄化効率の最適化が図られる。この
ように、ステップＳ２６或いはステップＳ３０において
空燃比デューティＤが変更されると、当該デューティＤ
は所定値Ｄ1以上所定値Ｄ2以下の範囲に入るようにな
る。従って、この場合には、ステップＳ１８の判別結果
は偽（Ｎｏ）となり、次にステップＳ２４に進む。

【００５９】ステップＳ２４では、Ｏ₂センサ２４の出
力Ｓが制御目標下限値（Ｓ1−ΔＳ1）よりも小さいか否
か（Ｓ＜Ｓ1−ΔＳ1）を判別する。同じく、ステップＳ
２８では、Ｏ₂センサ２４の出力Ｓが制御目標上限値
（Ｓ1＋ΔＳ1）よりも大きいか否か（Ｓ＞Ｓ1＋ΔＳ1）
を判別する。ステップＳ２４、ステップＳ２８の判別結
果がそれぞれ真（Ｙｅｓ）の場合には、前述したよう
に、ステップＳ２６或いはステップＳ３０で空燃比の変
調度合いが調整され、その結果、Ｏ₂センサ２４の出力
Ｓが不感帯ΔＳ1内のバラツキを許容して制御目標値Ｓ1
に一致する。

【００６０】これにより、Ｏ₂センサ２４の出力Ｓを常
に当該出力Ｓが０．５５Ｖから０．８５Ｖの範囲内とな
るよう制御できることになり、三元触媒３０の浄化効率
を安定して最適な状態に維持することができる。つま
り、ステップＳ２４及びステップＳ２８の判別結果がと
もに偽（Ｎｏ）となった場合には、ステップＳ３２にお
いて、触媒最適と判定し、三元触媒３０が最適化された
ことを記憶する。

【００６１】さらに、図４を参照すると、触媒劣化診断
の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下
当該フローチャートに基づき本発明に係る触媒劣化診断
の制御手順について説明する。ステップＳ４０では、上
記触媒最適化制御の実施により、三元触媒３０が最適化
された状態にあるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、上記ステップＳ３２の実行により触媒最適と
判定された場合には、次にステップＳ４２に進む。

【００６２】ステップＳ４２では、ＮＯxセンサ２６に
より検出されるＮＯx量情報に基づき、ＮＯx量が所定量
Ｘ1を越えているか否か（（ＮＯx量）＞Ｘ1）を判別す
る。ステップＳ４２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、三元
触媒３０が最適化されているにも拘わらずＮＯx量が所
定量Ｘ1を越えていると判定されるような場合には、上
記ＮＯx浄化性能、貴金属及び触媒の劣化の関係に基づ
き、三元触媒３０が劣化して浄化機能が低下していると
考えられる。つまり、図８に示すように、最適化されて
高く維持されていたＮＯx浄化効率（実線）が二点鎖線
で示すように低下していると考えられる。

【００６３】従って、この場合には、次のステップＳ４
４において触媒劣化と診断する。具体的には、異常ラン
プを点灯する等して運転者に異常を知らせ、修理を促
す。一方、ステップＳ４０の判別結果が偽（Ｎｏ）の場
合には、三元触媒３０が最適化された状態にないので、
当該劣化診断を行うことなく当該ルーチンを抜ける。ま
た、ステップＳ４２の判別結果が偽（Ｎｏ）の場合に
は、触媒下流にＮＯxが殆ど排出されておらず、三元触
媒３０はＮＯx浄化効率を高く維持して劣化していない
と判定できるので、やはり当該ルーチンを抜ける。

【００６４】以上のように、本発明の排気浄化装置で
は、一旦三元触媒３０を最適化し、ＮＯx浄化効率を最
適値にした状態で、三元触媒３０下流のＮＯxの排出状
況を監視するようにしている。従って、触媒下流に設け
たＮＯxセンサ２４によりＮＯxが所定量Ｘ1を越えて排
出されていることが検出されると、ＮＯx浄化性能、貴
金属及び触媒の劣化の関係に基づいて直ちに三元触媒３
０が劣化したと診断できることになり、容易にして精度
よく適正に触媒劣化診断を行うことができる。

【００６５】なお、上記実施形態では、触媒最適化制御
において、式(2)乃至式(5)に基づき上下限Ａ／Ｆ及び平
均Ａ／Ｆをリッチ化或いはリーン化したが、これらリッ
チ化及びリーン化の処理を比例制御、積分制御、微分制
御の少なくともいずれか一つを用いて行うようにしても
よく、また、現代制御理論を用いて行うようにしてもよ
い。

【００６６】また、上記実施形態では、排気通路に三元
触媒３０のみ配設された場合を説明したが、本発明は、
排気通路に三元触媒が複数配設された場合にも適用可能
である。例えば、排気管後方に通常の三元触媒（後方触
媒）を配するとともにエンジン１の近傍に三元触媒（前
方触媒）を配し、それぞれの三元触媒の直下流にＯ₂セ
ンサを設けるようにし、低温始動時のような後方触媒を
十分に活性できないような状況下では前方触媒下流のＯ
₂センサの出力値を用いて触媒最適化制御を行い、一
方、後方触媒が十分活性した後は当該後方触媒下流のＯ
₂センサの出力値を用いて触媒最適化制御を行うように
切換えて触媒劣化診断を行うようにしてもよい。なお、
この切換えは運転状態（例えば、冷却水温、始動後経過
時間、後方触媒温度、前方触媒温度、排気温度の少なく
ともいずれか一つ）に基づいて行えばよく、Ｏ₂センサ
の出力値を完全に切換えることなく上記運転状態に応じ
て各Ｏ₂センサの出力値にそれぞれ重み付けをするよう
にしてもよい。

【００６７】また、上記実施形態では、三元触媒３０と
してセリア（Ｃe）の添加された三元触媒を用いるよう
にしたが、セリア（Ｃe）が添加されていないような酸
素吸蔵能力の低い三元触媒であっても、酸素吸蔵能力に
拘わらず、本発明を好適に適用可能である。また、ここ
では、触媒コンバータとして一般的な三元触媒を例に説
明したが、触媒コンバータはＮＯx選択還元型三元触媒
であってもよいし、ＮＯx吸蔵触媒であってもよく、さ
らにはこれらの組み合わせであってもよい。

【００６８】また、上記実施形態では、触媒下流のＯ₂
センサ２４を用いて触媒最適化制御を行うようにした
が、Ｏ₂センサ２４の代わりにＡ／Ｆセンサ等の排ガス
センサを触媒下流に設け、当該排ガスセンサからの情報
に基づき触媒最適化制御を行うようにしてもよい。ま
た、触媒下流のＯ₂センサにより空燃比を制御すること
は、Ｏ₂センサ上流の触媒等によって機関燃焼空燃比の
変化に対しての遅れが大きくなる傾向にある。従って、
この遅れが問題となる場合には、触媒上流にさらにＯ₂
センサ或いはＡ／Ｆセンサ等の排ガスセンサを取り付
け、その出力を基に補正を行うようにしてもよい。

【００６９】また、上記実施形態では、筒内噴射型火花
点火式ガソリンエンジンを例に説明したが、当該発明を
ディーゼルエンジンに適用するようにしてもよい。ま
た、上記実施形態では、Ｏ₂センサ（第１の排ガス検出
手段）２４とＮＯxセンサ（第２の排ガス検出手段）２
６とをそれぞれ個別に設けるようにしたが、構造上Ｏ₂
センサの機能を有するタイプのＮＯxセンサ（例えば、
限界電流方式或いは混成電位方式）のみを設けるように
してもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の排気浄化装置によれば、触媒コンバータの下流
側に設けられた第１の排ガス検出手段からの排ガス情報
に基づけば、触媒コンバータの排ガスの浄化状況を知る
ことができ、触媒最適化手段により、この浄化状況が最
良となるよう触媒コンバータを排ガスの浄化に最適な状
態に制御できる。そして、このように触媒コンバータが
最適な状態でありながら、第２の排ガス検出手段によっ
て触媒コンバータから排出される排ガス成分変化が検出
された場合には、劣化診断手段により、触媒コンバータ
に異常があるとみなすことができ、その排ガス成分変化
の程度に応じて触媒コンバータの劣化度合いを精度よく
適正に診断することができる。

【００７１】また、請求項２の排気浄化装置によれば、
触媒最適化手段によって触媒コンバータが排ガスの浄化
に最適な状態に制御されていれば、触媒コンバータが還
元雰囲気にあっても上記還元被毒の影響なくＮＯx浄化
能力が高く維持されることになるが、触媒コンバータが
このようにＮＯx浄化能力が高い状況にも拘わらず、触
媒コンバータ下流のＮＯxセンサによってＮＯxの排出が
検出された場合には、その排出の程度に応じ、上述した
ＮＯx浄化性能、貴金属及び触媒の劣化の関係に基づい
て触媒コンバータの劣化度合いを精度よく適正に診断す
ることができる。

【００７２】また、請求項３の排気浄化装置によれば、
空燃比強制変動手段により酸素センサの出力値が第１所
定値以上第２所定値以下の所定範囲内となるように空燃
比を変動させることで、容易にして触媒コンバータの浄
化効率の最適化を図ることができる。また、請求項４の
排気浄化装置によれば、空燃比強制変動手段により酸素
センサの出力値が第１所定値以上第２所定値以下の所定
範囲内となるように空燃比を変動させ、この際、排気輸
送遅れが大きいほど出力値の目標値を所定範囲内で大側
に設定して空燃比を変動させることにより、排気輸送遅
れにより目標値に対する制御応答性が鈍化したとして
も、確実に触媒コンバータの浄化効率の最適化を図るこ
とができる。

【００７３】また、請求項５の排気浄化装置によれば、
空燃比強制変動手段により酸素センサの出力値の大部分
が０．５５Ｖから０．８５Ｖの所定範囲内となるように
空燃比を変動させることで、確実に触媒コンバータの浄
化効率の最適化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両に搭載された本発明に係る排気浄化装置の
概略構成図である。

【図２】空燃比（Ａ／Ｆ）の変調波形を示す図である。

【図３】Ｏ₂センサの出力に応じた触媒最適化制御の制
御ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】本発明に係る触媒劣化診断の制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図５】Ｏ₂センサの出力Ｓの線形化手法を示す図であ
る。

【図６】三元触媒下流に設けたＯ₂センサの出力とＮＯx
浄化効率との関係を示す実験結果である。

【図７】排気輸送遅れに応じたＯ₂センサの出力値の目
標値を示すマップである。

【図８】触媒劣化時のＮＯx浄化効率の低下を示す図で
ある。

【符号の説明】

１エンジン本体４点火プラグ６燃料噴射弁１０吸気マニホールド１２排気マニホールド１４スロットル弁１６スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１８エアフローセンサ２０排気管（排気通路）２２流速センサ２４Ｏ₂センサ（第１の排ガスセンサ、酸素センサ）２６ＮＯxセンサ（第２の排ガスセンサ）３０三元触媒（触媒コンバータ）４０ＥＣＵ（電子コントロールユニット）

フロントページの続きＦターム(参考） 3G084 BA09 BA24 DA04 EB11 FA00 FA09 FA10 FA28 FA29 FA30 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AA24 AB03 AB04 AB06 BA14 BA15 BA19 BA33 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DA06 DA10 DB01 DB04 DB05 DB06 DB10 DC03 EA01 EA05 EA07 EA16 EA17 EA18 EA21 EA30 EA32 EA33 EA34 EA39 FB10 FB11 FB12 GB01W GB04W GB04Y GB05W GB06W GB07W HA08 HA36 HA37 HA39 3G301 HA01 HA04 HA18 JA08 JA11 JB09 LA01 LB04 MA01 MA03 MA19 NA03 NA04 NA05 ND41 ND42 NE17 NE19 NE23 PA05Z PA11Z PD01Z PD02Z PD11Z PD12Z PD16Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの下流側に設けられた第１の排ガス検
出手段と、該第１の排ガス検出手段からの排ガス情報に基づき、前
記触媒コンバータを排ガスの浄化に最適な状態に制御す
る触媒最適化手段と、前記触媒コンバータの下流側に設けられた第２の排ガス
検出手段と、前記触媒最適化手段により前記触媒コンバータが最適な
状態にあるとき、該第２の排ガス検出手段により前記触
媒コンバータの劣化度合いを診断する劣化診断手段と、を備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】前記第２の排ガス検出手段はＮＯxセン
サであり、前記劣化診断手段は、前記ＮＯxセンサから
のＮＯx排出量に応じて前記触媒コンバータの劣化度合
いを診断することを特徴とする、請求項１記載の排気浄
化装置。
【請求項３】さらに、所定の周期、振幅で空燃比を強
制的に変動可能な空燃比強制変動手段を備えるととも
に、前記第１の排ガス検出手段は酸素濃度を検出する酸
素センサであり、前記触媒最適化手段は、前記空燃比強制変動手段により
前記酸素センサの出力値が第１所定値以上第２所定値以
下の所定範囲内となるように空燃比を変動させることで
前記触媒コンバータを最適な状態に制御することを特徴
とする、請求項１または２記載の排気浄化装置。
【請求項４】前記空燃比強制変動手段は前記酸素セン
サの出力値が第１所定値以上第２所定値以下の所定範囲
内となるよう排気輸送遅れが大きいほど前記出力値の目
標値を前記所定範囲内で大側に設定して空燃比を変動さ
せることを特徴とする、請求項３記載の排気浄化装置。
【請求項５】前記第１所定値は０．５５ボルトであ
り、前記第２所定値は０．８５ボルトであることを特徴
とする、請求項３または４記載の排気浄化装置。