JP2003120266A - 内燃機関の触媒劣化検出装置 - Google Patents

内燃機関の触媒劣化検出装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は内燃機関の触媒劣化を検出する触媒
劣化検出装置に関し、触媒の劣化判定を、精度よく高い
頻度で実行することを目的とする。 【解決手段】 触媒の劣化状態を表す酸素吸蔵容量OSC
と、その検出過程における触媒温度の平均値THCAVと、
その検出過程における吸入空気量の平均値GAAVとを検出
する（ステップ１３２）。検出時平均触媒温度THCAVと
検出時平均吸入空気量GAAVとが、所定の関係から外れて
いるか（アンバランスか）を判定する（ステップ１５
４）。両者がアンバランスである場合には、今回検出さ
れた酸素吸蔵容量OSCが触媒の劣化状態に対応していな
い可能性があるため、そのOSCを破棄する（ステップ１
５６）。両者がアンバランスでない場合は、OSCに基づ
いて触媒の劣化判定を行う（ステップ１５６〜１６
２）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の触媒劣
化検出装置に係り、特に、内燃機関の排気ガスを浄化す
る触媒の劣化を検出するための触媒劣化検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】車載用内燃機関の排気通路には、排気ガ
スを浄化するための触媒が配置される。この触媒は、適
量の酸素を吸蔵しておく能力を有しており、排気ガス中
にHCやCOなどの未燃成分が含まれている場合は、吸蔵し
ている酸素を用いてそれらの成分を酸化する。一方、排
気ガス中にNOx等の酸化物が含まれている場合、上記の
触媒は、それらの物質を還元し、その結果生じた酸素を
吸蔵する。
【０００３】排気通路に配置される触媒は、このように
して排気ガスの浄化を図る。このため、その浄化能力
は、酸素の吸蔵能力に大きく影響される。従って、触媒
の浄化能力の劣化状態は、その触媒が吸蔵し得る酸素の
最大量、すなわち、酸素吸蔵容量により判断することが
できる。
【０００４】図１１は、触媒温度と酸素吸蔵容量(OSC)
との関係を示す。より具体的には、図１１中に示す曲線
は、正常な触媒が低イオウ濃度の燃料に対して示す温
度-OSC関係である。また、曲線は、正常な触媒が、イ
オウ分を多量に含む燃料に対して示す温度-OSC関係であ
る。更に、曲線は、劣化した触媒が示す温度-OSC関係
であり、曲線は、より劣化が進行した触媒が示す温度
-OSC関係である。
【０００５】図１１に示すように、触媒の酸素吸蔵容量
OSCは、触媒温度THCに依存性を有している。そして、そ
の依存性は、触媒の劣化状態に応じて変化する。例え
ば、低イオウ濃度の燃料が使用される場合、正常な触媒
は、曲線に示す通り、比較的低い触媒温度から大きな
OSCを示す。これに対して、軽度の劣化が生じた触媒で
は、曲線に示す通り、触媒温度の高い領域で酸素吸蔵
容量OSCが大きな値となる。そして、その劣化が進行す
ると、曲線に示す通り、触媒の酸素吸蔵容量OSCは、
触媒温度に関わらず常に小さな値となる。従って、触媒
が正常であるか否かは、例えば、図１１中に符号を付
して示す範囲内に触媒温度が収まっているときに、酸素
吸蔵容量OSCが十分に確保されているか否かを見ること
で判定することができる。
【０００６】しかしながら、触媒の酸素吸蔵容量OSC
は、使用される燃料の質のばらつき、より具体的には、
燃料に含まれるイオウ成分の濃度のばらつきに応じて変
化することが知られている。つまり、触媒が正常であっ
ても、燃料中に高い濃度でイオウ成分が含まれている場
合、酸素吸蔵容量OSCは、曲線に示す通り、燃料中の
イオウ濃度が低い場合（曲線）に比して小さな値とな
る。この場合、酸素吸蔵容量OSCに基づいて触媒が正常
であるか否かを判断するためには、触媒が曲線に沿っ
たOSC特性を示しているのか、或いは曲線に沿ったOSC
特性を示しているのかを区別する必要がある。従って、
市場を流通する燃料の質のばらつきを考慮した場合、酸
素吸蔵容量OSCに基づいて触媒の劣化状態が判断できる
のは、触媒温度が符号を付して示す狭小な範囲に収ま
っている場合に限られる。
【０００７】触媒温度は、吸入空気量の多少に応じて変
化する。すなわち、吸入空気量が多量である場合は、触
媒に対して高温の排気ガスが多量に供給されるため触媒
温度は高温となる。一方、吸入空気量が少量である場合
は、排気ガスの流量が少ないため触媒温度は低温とな
る。従って、車両の加速時など吸入空気量が急増する過
渡時には、触媒温度が低いまま吸入空気量（排気ガス
量）だけが多量となる事態が一時的に生ずる。
【０００８】吸入空気量が増えた後、その状態が継続す
れば、触媒温度はやがて高温となり、範囲に収まるこ
とがある。しかし、その場合であっても、触媒温度が十
分に上昇するまでの期間は、触媒温度に対して吸入空気
量が多過ぎて、排気ガスの十分な浄化（酸化、還元反
応）ができない状態、すなわち、いわゆる排気ガスの吹
き抜けが生ずる。つまり、吸入空気量が急増した後、触
媒温度が十分に上昇するまでの間は、触媒が正常であっ
ても、触媒が劣化しているのと同様の事態が生ずる。従
って、内燃機関の運転状態が過渡的に変化した後、吸入
空気量と触媒温度とがアンバランスとなるしばらくの間
は、仮に触媒温度が範囲に収束する条件下であって
も、触媒の劣化判定は行わないことが望ましい（第１の
要求）。
【０００９】一方、加速状態または高空気量での走行の
継続により、触媒が高温になった後、直ちに低空気量で
の走行に移行した場合は、触媒自体の劣化が進んでいて
も、排気ガスを十分浄化してしまうことがある。このた
め、吸入空気と触媒温度との間にこのようなアンバラン
スが生じている場合にも、触媒の劣化判定は行わないこ
とが望ましい。但し、触媒の劣化が十分に進行している
場合（曲線参照）は、このような場合でも、触媒の異
常が正確に判定できるため、単純に検出を中止すべきで
はない（第２の要求）。
【００１０】特開平１１−３６８４８号公報には、上記
第１の要求を満たす触媒劣化検出装置が開示されてい
る。この装置は、吸入空気量の変化率を監視し、その変
化率に基づいて車両が加速中であるか、減速中である
か、或いは定常走行中であるかを判別する機能を有して
いる。また、この装置は、吸入空気量の変化率と比較す
べき下限側および上限側の判定値を記憶している。この
判定値は、車両が加速または減速を開始した後の経過時
間が長いほど、その絶対値が大きくなるように設定され
ている。そして、上記従来の装置は、吸入空気量の変化
率が、その上限側および下限側の判定値の間にある場合
に限り、触媒の劣化判定の実行を許可する。
【００１１】上記従来の装置によれば、車両が加速また
は減速に転じた後、すなわち、車両が過渡状態に移行し
た後、僅かな時間しか経過していない間は、吸入空気量
が殆ど変化していない場合に限り劣化判定の実行を許可
することができる。そして、大きな吸入空気量変化が生
じている場合は、車両が過渡状態に移行した後、十分な
時間が経過している場合に限り劣化判定の実行を許可す
ることができる。つまり、上記従来の装置によれば、吸
入空気量変化の多少に関わらず、触媒温度と吸入空気量
とがバランスしていると推定できる場合に限り触媒の劣
化判定の実行を許可することができる。このため、上記
従来の装置によれば、酸素吸蔵容量OSCに基づいて、触
媒の劣化状態を精度よく判定することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置は、巨視的には加速または減速が維持されなが
らも、微視的には加減速が繰り返されるような場合に、
触媒の劣化判定の実行を不必要に禁止し過ぎるという特
性を有している。
【００１３】すなわち、車両の運転中には、図１２
（Ａ）に示すように、巨視的には加速状態が維持されな
がら、図１２（Ｂ）に示すように、微視的には加減速が
繰り返される状況が生じ得る。この場合、上記従来の装
置では、車両が微視的に加速から減速、或いは減速から
加速に転ずる毎に、過渡状態移行後の経過時間がリセッ
トされる。そして、吸入空気量と触媒温度とがバランス
しているにも関わらず、触媒の劣化判定が実行されない
という事態が生ずる。
【００１４】以上説明した通り、従来の触媒劣化検出装
置は、触媒の劣化を精度よく判定するために、極めて限
られた条件下でのみその劣化判定を行うという構成を採
用している。このため、従来の触媒劣化検出装置では、
劣化判定が実行できれば、高い精度で結果を得ることは
できるが、必ずしも所望の頻度でその判定が行えないと
いう問題が生じていた。
【００１５】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、触媒の劣化判定を、精度よく高い
頻度で実行することのできる触媒劣化検出装置を提供す
ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に連通
する触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置であって、
前記触媒の劣化状態を表す劣化特性値を検出する特性値
検出手段と、前記劣化特性値の検出時における前記触媒
の温度を検出時触媒温度として取得する検出時触媒温度
取得手段と、前記劣化特性値の検出時における吸入空気
量を検出時空気量として検出する検出時空気量検出手段
と、前記検出時触媒温度と前記検出時空気量とが、所定
の関係を満たすか否かを判定する検出環境判定手段と、
前記劣化特性値に基づいて前記触媒の劣化状態を判定す
る劣化状態判定手段と、前記検出時触媒温度と前記検出
時空気量とが前記所定の関係を満たさない場合に、前記
劣化特性値に基づいて前記触媒の劣化状態が判定される
のを禁止する判定禁止手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１７】また、請求項２記載の発明は、上記の目的
を達成するため、内燃機関の排気通路に連通する触媒の
劣化を検出する触媒劣化検出装置であって、前記触媒の
劣化状態を表す劣化特性値を検出する特性値検出手段
と、前記劣化特性値の検出時における前記触媒の温度を
検出時触媒温度として取得する検出時触媒温度取得手段
と、前記劣化特性値の検出時における吸入空気量を検出
時空気量として検出する検出時空気量検出手段と、前記
検出時空気量に対応する目標触媒温度を算出する目標触
媒温度算出手段と、前記検出時触媒温度と前記目標触媒
温度との乖離量を算出する乖離量算出手段と、前記劣化
特性値に基づいて前記触媒の劣化状態を判定する劣化判
定手段と、前記乖離量が所定量を超えている場合に、前
記劣化特性値に基づいて前記触媒の劣化状態が判定され
るのを禁止する判定禁止手段と、を備えることを特徴と
する。
【００１８】また、請求項３記載の発明は、前記判定禁
止手段は、請求項１または２記載の内燃機関の触媒劣化
検出装置であって、前記検出時触媒温度と前記検出時空
気量とが前記所定の関係を満たさない場合、或いは前記
乖離量が所定量を超えている場合に、前記劣化特性値が
前記劣化判定手段の判定に用いられないように、当該劣
化特性値を破棄することを特徴とする。
【００１９】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至３の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置で
あって、前記所定の関係に比べて前記検出時触媒温度が
前記検出時空気量に相応する触媒温度に対して低温であ
る場合、或いは前記検出時触媒温度が前記目標触媒温度
に比して前記所定量を超えて低温である場合に、前記劣
化判定手段によって、前記劣化特性値が正常値であると
判定された際には、その正常判定結果を有効な結果と認
識する正常判定手段を備えることを特徴とする。
【００２０】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置で
あって、前記所定の関係に比べて前記検出時触媒温度が
前記検出時空気量に相応する触媒温度に対して高温であ
る場合、或いは前記検出時触媒温度が前記目標触媒温度
に比して前記所定量を超えて高温である場合に、前記劣
化判定手段によって、前記劣化特性値が異常値であると
判定された際には、その異常判定結果を有効な結果と認
識する異常判定手段を備えることを特徴とする。
【００２１】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置で
あって、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検
出手段と、前記吸入空気量に対応する目標触媒温度を設
定する目標設定手段と、前記触媒の温度を取得する触媒
温度取得手段と、前記触媒の温度が前記吸入空気量に対
応する目標触媒温度に近づくように、排気温度を決定す
る排気パラメータを変更する排気パラメータ変更手段
と、を備えることを特徴とする。
【００２２】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至６の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置で
あって、前記特性値検出手段は、前記触媒の酸素吸蔵容
量を検出する吸蔵容量検出手段を含むことを特徴とす
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
【００２４】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１の触媒劣化検出装置を搭載する内燃機関１０および
その周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１
０には、吸気通路１２および排気通路１４が連通してい
る。吸気通路１２は、上流側の端部にエアフィルタ１６
を備えている。エアフィルタ１６には、吸気温THA（す
なわち外気温）を検出する吸気温センサ１８が組み付け
られている。
【００２５】エアフィルタ１６の下流には、エアフロメ
ータ２０が配置されている。エアフロメータ２０は、吸
気通路１２を流れる吸入空気量Gaを検出するセンサであ
る。エアフロメータ２０の下流には、スロットルバルブ
２２が設けられている。スロットルバルブ２２の近傍に
は、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ２４
と、スロットルバルブ２２が全閉となることでオンとな
るアイドルスイッチ２６とが配置されている。
【００２６】スロットルバルブ２２の下流には、サージ
タンク２８が設けられている。また、サージタンクの更
に下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射す
るための燃料噴射弁３０が配置されている。
【００２７】排気通路１４には、上流側触媒３２と下流
側触媒３４とが直列に配置されている。これらの触媒３
２，３４は、ある程度の酸素を吸蔵することができ、排
気ガス中にHCやCOなどの未燃成分が含まれている場合
は、吸蔵している酸素を用いてそれらを酸化し、また、
排気ガス中にNOxなどの酸化成分が含まれている場合
は、それらを還元し、放出された酸素を吸蔵することが
できる。内燃機関１０から排出される排気ガスは、触媒
３２，３４の内部で上記の如く処理されることにより浄
化される。
【００２８】排気通路１４には、また、上流側触媒３２
の上流および下流に、空燃比センサ３６とＯ２センサ３
８とがそれぞれ配置されている。空燃比センサ３６は、
排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサである。一方、
Ｏ２センサ３８は、排気ガス中の酸素濃度が所定値より
大きいか小さいかを検出するセンサである。より具体的
には、Ｏ２センサ３８は、排気空燃比が燃料リッチとな
ると、以後、その空燃比がリーンになるまで出力”１”
を発生し、また、排気空燃比が燃料リーンになると、以
後、その空燃比がリッチになるまで出力”０”を発する
センサである。尚、Ｏ２センサ３８は空燃比センサに置
き換えることも可能である。
【００２９】空燃比センサ３６によれば、上流側触媒３
２に流入する排気ガス中の酸素濃度に基づいて、内燃機
関１０で燃焼に付された混合気の空燃比を検出すること
ができる。また、Ｏ２センサ３８によれば、上流側触媒
３２の下流に、燃料リッチな排気ガス（HC、COを含む排
気ガス）、或いは燃料リーンな排気ガス（NOxを含む排
気ガス）が流出してきたかを判断することができる。
【００３０】本実施形態の触媒劣化検出装置は、図１に
示すように、ECU(Electronic Control Unit)４０を備え
ている。ECU４０には、上述した各種センサおよび燃料
噴射弁３０に加えて、内燃機関１０の冷却水温THWを検
出する水温センサ４２や、車速SPDを検出する車速セン
サ４４などが接続されている。
【００３１】図１に示すシステムにおいて、内燃機関１
０から排出される排気ガスは、先ず、上流側触媒３２で
浄化される。そして、下流側触媒３４では、上流側触媒
３２で浄化し切れなかった排気ガスの浄化処理が行われ
る。上流側触媒３２は、内燃機関１０に近い位置に配置
されていることから、早期に活性温度にまで昇温する。
このため、上流側触媒３２は、内燃機関１０の始動直後
から、高い排気ガス浄化能力を発揮する。このシステム
において、常に適正な排気ガス浄化能力を発揮させるた
めには、上流側触媒３２の劣化を速やかに検知すること
が必要である。
【００３２】上流側触媒３２は、上記の如く、燃料リッ
チな排気ガス中に酸素を放出し、また、燃料リーンな排
気ガス中の過剰酸素を吸蔵することで排気ガスの浄化を
図る。このため、上流側触媒３２の浄化能力は、上流側
触媒３２が最大限吸蔵することのできる酸素量、すなわ
ち、上流側触媒３２の酸素吸蔵容量OSCが減少するに連
れて低下する。そこで、本実施形態の触媒劣化検出装置
は、上流側触媒３２の酸素吸蔵容量OSCを検出し、その
検出値に基づいて上流側触媒３２の劣化を判定すること
としている。
【００３３】図２は、本実施形態の触媒劣化検出装置が
上流側触媒３２の酸素吸蔵容量OSCを検出する原理を説
明するためのタイミングチャートである。より具体的に
は、図２（Ａ）は、酸素吸蔵容量OSCの検出中に、内燃
機関１０に供給される混合気の空燃比（目標A/F）の波
形、および空燃比センサ３６の出力、すなわち、上流側
触媒３２に流入する排気ガスの空燃比（実A/F）の波形
を示す。また、図２（Ｂ）は、その際にＯ２センサ３８
の出力に生ずる変化を示す。更に、図２（Ｃ）は、上流
側触媒３２の酸素吸蔵積算量O2SUMの変化を示す。
【００３４】本実施形態の触媒劣化検出装置は、上流側
触媒３２の酸素吸蔵容量OSCを検出する際に、先ず、目
標A/Fを強制的に燃料リッチ或いは燃料リーンに固定す
る。図２は、時刻t0まで、目標A/Fが燃料リーンに固定
されていた場合を示している。目標A/Fが燃料リーンに
固定されている間、空燃比センサ３６の出力は図２
（Ａ）に示すようにリーン側に偏った値となる。この
間、上流側触媒３２は、排気ガス中の過剰な酸素を吸蔵
することでその浄化を図っている。このため、図２
（Ｃ）に示すように、上流側触媒３２の酸素吸蔵積算量
O2SUMは、時間の経過と共に増加して時刻t0 に最大量
となる。つまり、上流側触媒３２は、時刻t0において酸
素吸蔵容量OSC一杯に酸素を吸蔵した状態となる。以
下、この状態を「最大酸素吸蔵状態」と称す。
【００３５】最大酸素吸蔵状態となった上流側触媒３２
は、酸素を更に吸蔵することができないため、もはや空
燃比のリーンな排気ガスを浄化することができなくな
る。このため、時刻t0に上流側触媒３２が最大酸素吸蔵
状態となると、その後、上流側触媒３２の下流側に空燃
比のリーンな排気ガスが流出し始める。上流側触媒３２
の下流に燃料リーンな排気ガスが流出すると、Ｏ２セン
サ３８は、排気ガスが燃料リーンであることを表すべく
リーン出力（０）を発し、以後、排気ガスの空燃比が反
転するまでその出力（０）を維持する。従って、Ｏ２セ
ンサ３８の出力を監視すれば、上流側触媒３２の下流に
燃料リーンな排気ガスが流出し始めた時期、すなわち、
上流側触媒３２が最大酸素吸蔵状態となった時期を検知
することができる。
【００３６】本実施形態の触媒劣化検出装置は、Ｏ２セ
ンサ３８の出力がリッチ出力（１）からリーン出力
（０）に反転すると、その時点で目標A/Fを燃料リッチ
に反転させる。目標A/Fが燃料リッチになると、上流側
触媒３２に流れ込む排気ガスの空燃比はやがてリッチに
なる。図２においては、空燃比センサ３６の出力（実A/
F）がリーンに偏った値からリッチに偏った値に変化す
る時刻t1が、上流側触媒３２に空燃比のリッチな排気ガ
スが流入し始めた時刻である。
【００３７】上流側触媒３２に空燃比のリッチな排気ガ
スが流入し始めると、上流側触媒３２は、吸蔵している
酸素を放出しながらその排気ガスを浄化する。このた
め、図２（Ｃ）に示すように、上流側触媒３２の酸素吸
蔵積算量O2SUMは、時刻t1の後減少し始める。この状態
が継続すると、上流側触媒３２に吸蔵されている全ての
酸素はやがて放出され、酸素吸蔵積算量O2SUMは最小量
となる。図２は、時刻t2において、酸素吸蔵積算量O2SU
Mが最小量となった例、つまり、上流側触媒３２が吸蔵
酸素の全てを放出した状態となった例を示している。以
下、この状態を「最小酸素吸蔵状態」と称す。
【００３８】最小酸素吸蔵状態となった上流側触媒３２
は、酸素を更に放出することができないため、もはや空
燃比のリッチな排気ガスを浄化することができなくな
る。このため、上流側触媒３２が最小酸素吸蔵状態とな
ると、上流側触媒３２の下流側に空燃比のリッチな排気
ガスが流出し始め、Ｏ２センサ３８の出力が、リーン出
力（０）からリッチ出力（１）に反転する。従って、Ｏ
２センサ３８の出力を監視すれば、上流側触媒３２の下
流に燃料リッチな排気ガスが流出し始めた時期、すなわ
ち、上流側触媒３２が最小酸素吸蔵状態となった時期を
検知することができる。
【００３９】本実施形態の触媒劣化検出装置は、Ｏ２セ
ンサ３８の出力がリーン出力（０）からリッチ出力
（１）に反転すると、その時点で目標A/Fを燃料リーン
に反転させる（時刻t2）。目標A/Fが燃料リーンになる
と、上流側触媒３２に流れ込む排気ガスの空燃比はやが
てリーンになる（時刻t3）。
【００４０】上流側触媒３２に流れ込む排気ガスがリー
ンになると、上流側触媒３２は、再び酸素を吸蔵しなが
ら排気ガスを浄化し始める。このため、図２（Ｃ）に示
すように、上流側触媒３２の酸素吸蔵積算量O2SUMは、
時刻t3の後増加し始め、時刻t4において最大量となる。
以後、触媒劣化判定装置は、上述した処理を繰り返すこ
とにより、上流側触媒３２を、繰り返し最大吸蔵状態お
よび最小吸蔵状態とする。
【００４１】本実施形態の触媒劣化検出装置は、排気ガ
スの空燃比と吸入空気量Gaとに基づいて、上流側触媒３
２が単位時間当たりに吸蔵する酸素量、或いは上流側触
媒３２が単位時間当たりに放出する酸素量を求めること
ができる。以下、酸素が吸蔵される場合を正、酸素が放
出される場合を負として、それらの量をいずれも「酸素
吸蔵量O2AD」と称する。そして、本実施形態の触媒劣化
検出装置は、上流側触媒３２が最小酸素吸蔵状態から最
大酸素吸蔵状態に移行する過程、或いはその逆の過程に
おいて、酸素吸蔵量O2ADを積算することで、酸素吸蔵容
量OSCを算出する。
【００４２】図３は、酸素吸蔵容量OSCを求めるため
に、その前提としてECU４０が実行する吸蔵量演算ルー
チンのフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、
所定時間毎に繰り返し実行される定時割り込みルーチン
である。
【００４３】図３に示すルーチンでは、先ず、空燃比ず
れ量ΔA/Fが算出される（ステップ１００）。空燃比ず
れ量ΔA/Fは、空燃比センサ３６により検出される空燃
比A/F、すなわち、上流側触媒３２に流入する排気ガス
の空燃比A/Fと理論空燃比A/Fstとの差であり、次式によ
り算出される。 ΔA/F＝A/F−A/Fst ・・・（１）
【００４４】次に、エアフロメータ２０の出力に基づい
て、吸入空気量Gaが検出される（ステップ１０２）。
【００４５】次いで、空燃比ずれ量ΔA/Fと吸入空気量G
aとに基づいて、単位時間当たりに上流側触媒３２に吸
蔵される、または上流側触媒３２から放出される酸素の
量、すなわち、酸素吸蔵量O2ADが求められる（ステップ
１０４）。酸素吸蔵量O2ADは、ECU４０に記憶されてい
るマップ、或いは演算式に従って算出される。酸素吸蔵
量O2ADの値は、上流側触媒３２に流入する排気ガスの空
燃比がリーンである場合（A/F＞A/Fstの場合、すなわ
ち、ΔA/F＞０の場合）は正の値となり、一方、上流側
触媒３２に流入する排気ガスの空燃比がリッチである場
合（A/F＜A/Fstの場合、すなわち、ΔA/F＜０の場合）
は負の値となる。
【００４６】次に、リーンフラグXlean＝ON、かつ、空
燃比ずれ量ΔA/F＞０なる条件が成立するか否かが判別
される（ステップ１０６）。リーンフラグXleanは、上
流側触媒３２の下流に配されているＯ２センサ３８がリ
ーン出力（０）を発する場合にオンとされるフラグであ
る。つまり、本ステップ１０６では、上流側触媒３２の
上流および下流の双方で、排気ガスがリーンになってい
るかが判別されている。
【００４７】上記ステップ１０６の条件は、上流側触媒
３２が酸素吸蔵容量OSC一杯に酸素を吸蔵しており、そ
の吸蔵量に変化が生じない状況下で成立する条件、つま
り、上流側触媒３２が最大酸素吸蔵状態である場合（図
２における時刻t0〜t1）に成立する条件である。図３に
示すルーチンでは、この条件が成立する場合、その時点
で算出されている酸素吸蔵積算量O2SUMが最大酸素吸蔵
積算量O2SUMmaxとして記憶される（ステップ１０８）。
【００４８】一方、上記ステップ１０６の条件が成立し
ないと判別された場合は、次に、リッチフラグXrich＝O
N、かつ、空燃比ずれ量ΔA/F＜０なる条件が成立するか
否かが判別される（ステップ１１０）。リッチフラグXr
ichは、上流側触媒３２の下流に配されているＯ２セン
サ３８がリッチ出力（１）を発する場合にオンとされる
フラグである。つまり、本ステップ１１０では、上流側
触媒３２の上流および下流の双方で、排気ガスがリッチ
になっているかが判別されている。
【００４９】上記ステップ１１０の条件は、上流側触媒
３２が酸素を放出し切っており、その吸蔵量に変化が生
じない状況下で成立する条件、つまり、上流側触媒３２
が最小酸素吸蔵状態である場合（図２における時刻t2〜
t3）に成立である。図３に示すルーチンでは、この条件
が成立する場合、その時点で算出されている酸素吸蔵積
算量O2SUMが最小酸素吸蔵積算量O2SUMminとして記憶さ
れる（ステップ１１２）。
【００５０】上記ステップ１１０の条件が成立しないと
判別された場合は、上流側触媒３２が現に酸素を吸蔵
し、または放出しており、上流側触媒３２に吸蔵されて
いる酸素の量が時々刻々変化していると判断できる（図
２における時刻t1〜t2、t3〜t4）。この場合、図３に示
すルーチンでは、前回の処理サイクルで演算された酸素
吸蔵積算量O2SUMに、今回の処理サイクルで算出された
酸素吸蔵量O2ADを加えることで、酸素吸蔵積算量O2SUM
を更新する処理が行われる（ステップ１１４）。
【００５１】以上説明した通り、図３に示すルーチンに
よれば、上流側触媒３２に現実に吸蔵されている酸素の
量の増減に合わせて酸素吸蔵積算量O2SUMを増減させる
ことができる。そして、最大酸素吸蔵状態に対応する酸
素吸蔵積算量O2SUMを最大酸素吸蔵積算量O2SUMmaxとし
て記憶し、また、最小酸素吸蔵状態に対応する酸素吸蔵
積算量O2SUMを最小酸素吸蔵積算量O2SUMminとして記憶
することができる。これらの値が求まると、ECU４０
は、最大酸素吸蔵積算量O2SUMmaxから最小酸素吸蔵積算
量O2SUMminを減ずることで、上流側触媒３２の酸素吸蔵
容量OSCを算出することができる。
【００５２】次に、図４および図５を参照して、本実施
形態の触媒劣化検出装置が、上流側触媒３２の酸素吸蔵
容量OSCに基づいて、その触媒３２に劣化が生じている
か否かを判定する手法について説明する。
【００５３】本実施形態のシステムにおいて、上流側触
媒３２の劣化判定を精度良く行うためには、内燃機関１
０の運転状態が安定している状況下で酸素吸蔵容量OSC
が検出されることが望ましい。しかし、内燃機関１０が
過渡状態となる度に酸素吸蔵容量OSCの検出を禁止した
のでは、酸素吸蔵容量OSCを検出できる機会が極めて少
なくなり、所望の頻度で上流側触媒３２の劣化判定を行
うことができない。
【００５４】そこで、本実施形態の触媒劣化検出装置
は、上流側触媒３２の劣化を判定すべき場合に、先ず、
内燃機関１０の運転状態に関わらず、酸素吸蔵容量OSC
を検出する。そして、事後的に、その検出の際に内燃機
関１０が巨視的に見て過渡状態であったか否かを判断
し、過渡状態であったと判断される場合には、その検出
値を劣化判定に用いることなく破棄する。酸素吸蔵容量
OSCをこのようにして検出すると、その検出頻度を高め
ることができ、高い頻度で上流側触媒３２の劣化を判定
することができる。
【００５５】図４は、上記の機能を実現するためECU４
０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に
示すルーチンでは、先ず、劣化判定の実行条件が成立し
ているか否かが判別される（ステップ１３０）。本ステ
ップ１３０では、具体的には、吸入空気量が所定の範囲
に収まっているか、或いは、上流側触媒３２の触媒温度
が所定の範囲に収まっているかが判別される。それらの
範囲は、正常な触媒の酸素吸蔵容量OSCと、劣化した触
媒のそれとの間に判別可能な差が生ずる範囲として予め
決められた範囲である。従って、本ステップ１３０の条
件が成立しないと判別された場合は、酸素吸蔵容量OSC
に基づいて上流側触媒３２の劣化を判断することはでき
ないと判断できる。この場合、以後、何ら処理が進めら
れることなく速やかに今回のルーチンが終了される。
【００５６】一方、上記ステップ１３０において、劣化
判定の実行条件が成立していると判別された場合は、次
に、上流側触媒３２の酸素吸蔵容量OSCの検出、並び
に、検出中平均触媒温度および検出中平均吸入空気量の
検出が行われる（ステップ１３２）。
【００５７】上述した検出中平均触媒温度とは、酸素吸
蔵容量OSCを検出する過程における上流側触媒温度の平
均値である。また、上述した検出中平均吸入空気量と
は、酸素吸蔵容量OSCを検出する過程における吸入空気
量Gaの平均値である。上記ステップ１３２の処理は、具
体的には、図５に示す一連の処理により実現される。
【００５８】図５に示す一連の処理では、先ず、空燃比
ずれ量ΔA/Fの符号が反転したか、つまり、空燃比セン
サ３６により検出される空燃比A/Fが、燃料リッチを表
す値から燃料リーンを表す値に反転したか、或いはその
逆の反転が生じたかが判別される（ステップ１３４）。
【００５９】図２を参照して説明した通り、本実施形態
のシステムでは、Ｏ２センサ３８の出力が反転した後
（例えば、時刻t0またはt2）、空燃比ずれ量ΔA/Fの符
号が反転するまで（例えば、時刻t1またはt3）、上流側
触媒３２は最大酸素吸蔵状態、或いは最小酸素吸蔵状態
を維持する。そして、空燃比ずれ量ΔA/Fの符号が反転
すると、その後、上流側触媒３２に吸蔵されている酸素
量を表す酸素吸蔵積算量O2SUMが更新され始める。従っ
て、上記ステップ１３４の処理によれば、酸素吸蔵積算
量O2SUMが更新され始める時期を検知することができ
る。
【００６０】上記ステップ１３４の処理は、空燃比ずれ
量ΔA/Fの符号が反転したと判別されるまで、すなわ
ち、酸素吸蔵積算量O2SUMの更新が開始されたと判別さ
れるまで、繰り返し実行される。そして、ΔA/Fの符号
が反転したと判別されると、次に、後述する触媒温度積
算値THCSUMおよび吸入空気量積算値GASUMがクリアさ
れ、更に、後述する積算回数計数値ｎが０にリセットさ
れる（ステップ１３６）。
【００６１】次に、触媒温度THCが検出され、更に、そ
の検出値に基づいて触媒温度積算値THCSUMが更新される
（ステップ１３８）。触媒温度THCは、実測または推定
による上流側触媒３２の実温度である。触媒温度THC
は、実測の場合には、上流側触媒３２に触媒温度センサ
を組み付けることで検出することができる。また、触媒
温度THCは、推定の場合には、点火時期、混合気の空燃
比A/F、吸入空気量Ga、車速SPD、および吸気温THAなど
に基づいて、予め準備されているマップや演算式に従っ
て検出することができる。触媒温度積算値THCSUMは、前
回の処理サイクル時の値に、今回の処理サイクルにより
検出された触媒温度THCを加えた値である。
【００６２】次に、吸入空気量Gaが検出され、更に、そ
の検出値に基づいて吸入空気量積算値GASUMが更新され
る（ステップ１４０）。吸入空気量Gaは、エアフロメー
タ２０により実測された値である。また、吸入空気量積
算値GASUMは、前回の処理サイクル時の値に、今回の処
理サイクルで検出された吸入空気量Gaを加えた値であ
る。
【００６３】次に、積算回数計数値ｎがインクリメント
される（ステップ１４２）。積算回数計数値ｎは、この
ように処理されることにより、上記ステップ１３８およ
び１４０の処理が繰り返された回数を表す値となる。
【００６４】図５に示す一連の処理では、次に、リーン
フラグXleanがOFFからONに変化したか、或いは、リッチ
フラグがOFFからONに変化したかが判別される（ステッ
プ１４４）。
【００６５】本実施形態のシステムでは、上記の如く、
Ｏ２センサ３８がリーン出力を発した時点でリーンフラ
グXleanがOFFからONに変化する。また、Ｏ２センサ３８
がリッチ出力を発した時点でリッチフラグがOFFからON
に変化する。そして、これらの変化は、上流側触媒３２
が最大酸素吸蔵状態或いは最小酸素吸蔵状態に至った直
後に生ずる。従って、上記ステップ１４４の処理によれ
ば、上流側触媒３２が最大酸素吸蔵状態或いは最小酸素
吸蔵状態に至った時期を検知することができる。
【００６６】図５に示す一連の処理において、上記ステ
ップ１４４の条件が成立しないと判別された場合は、再
び上記ステップ１３８以降の処理が実行される。そし
て、その条件が成立すると判別されるまで、繰り返し上
記ステップ１３８〜１４４の処理が実行される。
【００６７】上記ステップ１４４において、リーンフラ
グXleanがOFFからONに変化した、或いは、リッチフラグ
XrichがOFFからONに変化したと判別されると、次式に従
って酸素吸蔵容量OSCが算出される（ステップ１４
６）。 OSC＝O2SUMmax−O2SUMmin ・・・（２）
【００６８】上述した図３に示すルーチンによれば、最
大酸素吸蔵積算量O2SUMmaxは、リーンフラグXleanがOFF
からONに変化した時点で記憶される（ステップ１０８参
照）。また、最小酸素吸蔵積算量O2SUMminは、リッチフ
ラグXrichがOFFからONに変化した時点で記憶される（ス
テップ１１２参照）。上記ステップ１４６の処理によれ
ば、O2SUMmaxおよびO2SUMminの一方が最新の値に更新さ
れる毎に、その最新の値を用いて酸素吸蔵容量OSCを算
出することができる。
【００６９】図５に示す一連の処理では、上記ステップ
１４６の処理に次いで、検出中平均触媒温度THCAVが算
出される。検出中平均触媒温度THCAVは、具体的には、
次式に示す通り、上記ステップ１３８で演算される触媒
温度積算値THCSUMを、積算回数計数値ｎで割ることによ
り算出される（ステップ１４８）。 THCAV＝THCSUM/ｎ ・・・（３）
【００７０】次に、検出中平均吸入空気量GAAVが算出さ
れる。検出中平均吸入空気量GAAVは、具体的には、次式
に示す通り、上記ステップ１４０で演算される吸入空気
量積算値GASUMを、積算回数計数値ｎで割ることにより
算出される（ステップ１５０）。 GAAV＝GASUM/ｎ ・・・（４）
【００７１】以上説明した通り、図５に示す一連の処理
によれば、上流側触媒３２が最大酸素吸蔵状態、或いは
最小酸素吸蔵状態となった直後に、最新のデータに基づ
いて酸素吸蔵容量OSCを算出することができると共に、
その最新の酸素吸蔵容量OSCが求められる過程で生じて
いた触媒温度の平均値THCAV、および吸入空気量の平均
値GAAVを求めることができる。
【００７２】図５に示す一連の処理は、上記の如く、図
４に示すルーチン中、ステップ１３２において実行され
る。図４に示すルーチンでは、ステップ１３２の処理が
終了すると、次に、算出された検出中平均触媒温度THCA
V、および検出中平均吸入空気量GAAVに基づいて、劣化
判定のしきい値A(x)が決定される（ステップ１５２）。
【００７３】ECU４０は、劣化した触媒の酸素吸蔵容量O
SCと、正常な触媒の酸素吸蔵容量OSCとを切り分けるた
めのしきい値A(x)を、触媒温度と吸入空気量との関係で
定めたマップを記憶している。上記ステップ１５２で
は、そのマップを参照して劣化判定のしきい値A(x)が決
定される。
【００７４】次に、検出中平均触媒温度THCAVと、検出
中平均吸入空気量GAAVとがアンバランスであったか否か
が判別される（ステップ１５４）。
【００７５】ECU４０には、触媒温度と吸入空気量の適
正な関係が記憶されている。より具体的には、ECU４０
には、上流側触媒３２が、最大酸素吸蔵状態でも最小酸
素吸蔵状態でもなく、かつ、正常である限り、その下流
側に未浄化の排気ガスを吹き抜けさせることのない触媒
温度と吸入空気量の関係が記憶されている。上記ステッ
プ１５４では、検出中平均触媒温度THCAVと検出中平均
吸入空気量GAAVとが、その関係を満たしているか否かが
判別される。
【００７６】尚、本実施形態の説明において、触媒温度
と吸入空気量とが「バランスしている」との表現は、両
者が上記の関係を満たす状態を表し、また、触媒温度と
吸入空気量が「アンバランスである」との表現は、両者
が上記の関係を満たさない状態を表すものとする。
【００７７】上記ステップ１５４において、検出中平均
触媒温度THCAVと検出中平均吸入空気量GAAVとがアンバ
ランスであると判別された場合は、酸素吸蔵容量OSCの
検出値が上流側触媒３２の劣化状態を正確に表していな
い可能性があると判断できる。すなわち、検出中平均触
媒温度THCAVに対して検出中平均吸入空気量GAAVが不当
に多量である場合は、酸素吸蔵容量OSCの検出過程にお
いて、上流側触媒３２は正常であるにも関わらず、その
下流側に未浄化の排気ガスが流出した可能性があると判
断できる。つまり、この場合は、劣化とは異なる原因
で、上流側触媒３２の酸素吸蔵容量OSCが不当に小さな
値として認識された可能性があると判断できる。また、
検出中平均触媒温度THCAVが、検出中平均吸入空気量GAA
Vに対して不当に高温である場合は、上流側触媒３２が
劣化しているにも関わらず、その状況下では上流側触媒
３２が十分な浄化能力を発揮し、その下流側に未浄化の
排気ガスが流出しなかった可能性があると判断できる。
つまり、この場合は、劣化触媒と正常触媒の浄化能力が
接近し、劣化触媒を正常触媒と誤判定する可能性がある
と判断できる。
【００７８】このため、ECU４０は、上記ステップ１５
４において、検出中平均触媒温度THCAVと検出中平均吸
入空気量GAAVとがアンバランスであると判別された場
合、今回の処理サイクルにおいて検出された酸素吸蔵容
量OSCを、上流側触媒３２の劣化判定に用いることなく
破棄する（ステップ１５６）。
【００７９】一方、上記ステップ１５４において、検出
中平均触媒温度THCAVと検出中平均吸入空気量GAAVとが
バランスしていると判別された場合は、酸素吸蔵容量OS
Cが有効なデータとして認識され、今回の処理サイクル
において検出された酸素吸蔵容量OSCが、上記ステップ
１５２で決定されたしきい値A(x)に比して大きいか否か
が判別される（ステップ１５８）。
【００８０】その結果、OSC＞A(x)が成立すると判別さ
れた場合は、上流側触媒３２が正常であると判断される
（ステップ１６０）。一方、OSC＞A(x)が成立しないと
判別された場合は、上流側触媒３２に劣化が生じている
と判断される（ステップ１６２）。
【００８１】以上説明したように、図４に示すルーチン
によれば、上流側触媒３２の劣化を判定すべき場合に、
先ずは制限を課することなく自由に酸素吸蔵容量OSCを
検出することができる。このため、本実施形態では、酸
素吸蔵容量OSCを高い頻度で取得することができる。
【００８２】また、図４に示すルーチンによれば、検出
中平均触媒温度THCAVと検出中平均吸入空気量GAAVとが
アンバランスである状況下、すなわち、巨視的に見て内
燃機関１０が過渡状態にある状況下で検出された酸素吸
蔵容量OSCを、劣化判定の基礎データから外すことがで
きる。換言すると、図４に示すルーチンによれば、一時
的には触媒温度と吸入空気量とがアンバランスであって
も、全体的には両者がバランスしているような状況下で
取得された酸素吸蔵容量OSCは、有効なデータとして劣
化判定の基礎とすることができる。このため、本実施形
態の触媒劣化検出装置によれば、上流側触媒３２の劣化
判定を精度良く行うという機能と、その判定を高い頻度
で行うという機能を両立することができる。
【００８３】尚、上述した実施の形態１においては、酸
素吸蔵容量OSCが前記請求項１記載の「劣化特性値」に
相当していると共に、ECU４０が、上記ステップ１３２
の処理を実行する事により前記請求項１記載の「特性値
検出手段」、「検出時触媒温度取得手段」、および「検
出時空気量検出手段」が実現されている。また、ECU４
０が、上記ステップ１５４の処理を実行することによ
り、前記請求項１記載の「検出環境判定手段」が、上記
ステップ１５８の処理を実行することにより前記請求項
１記載の「劣化状態判定手段」が、上記ステップ１５６
の処理を実行することにより前記請求項１記載の「劣化
判定禁止手段」が、それぞれ実現されている。
【００８４】実施の形態２．次に、図６を参照して、本
発明の実施の形態２について説明する。本実施形態の触
媒劣化検出装置は、上述した実施の形態１の装置に改良
を加えた装置であり、図１に示すシステム構成におい
て、ECU４０に、上記図３に示すルーチンと共に、図６
に示すルーチンを実行させることにより実現することが
できる。
【００８５】図６は、本実施形態においてECU４０が、
酸素吸蔵容量OSCに基づいて上流側触媒３２の劣化判定
を行うべく実行するルーチンのフローチャートである。
図６に示すルーチンは、ステップ１５４の処理に次い
で、ステップ１８０および１８２の処理が実行されるこ
とがある点を除き、図４に示すルーチンと同様である。
以下、主として図６に示すルーチンが図４に示すルーチ
ンと異なる点について説明を行う。
【００８６】すなわち、図６に示すルーチンでは、ステ
ップ１５４において、検出中平均触媒温度THCAVと検出
中平均吸入空気量GAAVとがアンバランスであると判別さ
れた場合、以下の２つの条件が共に成立しているかが判
別される（ステップ１８０）。 １．検出中平均触媒温度THCAVが、検出中平均吸入空気
量GAAVに対して不当に低温である（検出中平均触媒温度
THCAVに対して検出中平均吸入空気量GAAVが不当に多量
である）。 ２．検出された酸素吸蔵容量OSCは劣化判定のしきい値A
(x)より多量である。
【００８７】上記１の条件は、酸素吸蔵容量OSCが不当
に小さな値として認識され易い場合に成立する条件であ
る。この条件１が成立する状況下では、不当に小さな酸
素吸蔵容量OSCが認識されることはあっても、OSCが不当
に大きく認識されることはない。このため、その状況下
で上記２の条件が成立する場合は、上流側触媒３２に劣
化が生じていないことが保証できる。
【００８８】図６に示すルーチンでは、上記ステップ１
８０において、上記１，２の条件が何れも成立すると判
別された場合、次にステップ１６０の処理が実行され
る。つまり、この場合、酸素吸蔵容量OSCが正常値と認
識され、上流側触媒３２が正常であると判定される。こ
のため、本実施形態の触媒劣化検出装置によれば、実施
の形態１の装置に比してより高い頻度で、上流側触媒３
２の劣化状態を特定することができる。
【００８９】図６に示すルーチンにおいて、上記ステッ
プ１８０の条件が成立しないと判別された場合は、次
に、以下に示す２つの条件が共に成立しているかが判別
される（ステップ１８２）。 ３．検出中平均触媒温度THCAVが、検出中平均吸入空気
量GAAVに対して不当に高温である（検出中平均触媒温度
THCAVに対して検出中平均吸入空気量GAAVが不当に少量
である）。 ４．検出された酸素吸蔵容量OSCは劣化判定のしきい値A
(x)より少量である。
【００９０】上記３の条件は、酸素吸蔵容量OSCが劣化
触媒であっても正常触媒に接近した値として認識され易
い条件である。つまり、この条件３が成立する状況下で
は、正常触媒に匹敵する酸素吸蔵容量OSCが認識される
ことはあっても、OSCが不当に小さく認識されることは
ない。このため、その状況下で上記４の条件が成立する
場合は、上流側触媒３２に劣化が生じていることが保証
できる。
【００９１】図６に示すルーチンでは、上記ステップ１
８２において、上記３，４の条件が何れも成立すると判
別された場合、次にステップ１６２の処理が実行され
る。つまり、この場合、酸素吸蔵容量OSCが正常値と認
識され、上流側触媒３２が異常であると判定される。こ
のため、本実施形態の触媒劣化検出装置によれば、実施
の形態１の装置に比してより高い頻度で、上流側触媒３
２の劣化状態を特定することができる。
【００９２】また、図６に示すルーチンにおいて、上記
ステップ１８２の条件が成立しないと判別された場合
は、検出された酸素吸蔵容量OSCが、上流側触媒３２の
状態を正確に表していない可能性があると判断できる。
このため、このような判別がなされた場合は、ステップ
１５６の処理が実行され、今回の処理サイクルで検出さ
れた酸素吸蔵容量OSCが破棄される。上記の処理によれ
ば、実施の形態１の場合と同様に、不正確な酸素吸蔵容
量OSCに基づく誤判定を防止することができる。
【００９３】尚、上述した実施の形態２においては、EC
U４０が上記ステップ１５８と共にステップ１８０およ
び１８２の処理を実行することで前記請求項４記載の
「劣化判定手段」が実現されており、更に、ECU４０が
上記ステップ１８０および１６０の処理を実行すること
により前記請求項４記載の「正常判定手段」が実現され
ている。
【００９４】また、上述した実施の形態２においては、
ECU４０が上記ステップ１５８と共にステップ１８０お
よび１８２の処理を実行することで前記請求項５記載の
「劣化判定手段」が実現されており、更に、ECU４０が
上記ステップ１８２および１６２の処理を実行すること
により前記請求項５記載の「異常判定手段」が実現され
ている。
【００９５】実施の形態３．次に、図７および図８を参
照して、本発明の実施の形態３について説明する。図７
（Ａ）は、車両が加速→定常走行→減速のパターンで走
行した際の車速SPD変化を示す。図７（Ｂ）は、車両が
図７（Ａ）に示すパターンで走行した際に生ずる吸入空
気量Gaの変化を示す。また、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）
に示す吸入空気量Gaに対する目標触媒温度の変化（太
線）と現実の触媒温度の変化（細線）とを対比して表し
た図である。
【００９６】図７（Ｂ）に示すように、吸入空気量Ga
は、車両の加速時に一時的に大きく変化し、車両が定常
走行に以降した後、ある流量で安定する。そして、車両
が減速を始めた後、吸入空気量Gaは小さな値に変化す
る。
【００９７】図７（Ｃ）に示す目標触媒温度は、図７
（Ｂ）に示す吸入空気量Gaの瞬間値が、仮に定常値であ
ったとした場合に触媒温度が到達する収束値である。実
施の形態１の説明において既述した通り、酸素吸蔵容量
OSCに基づいて触媒の劣化状態を判断するにあたって
は、酸素吸蔵容量OSCが、触媒温度と吸入空気量Gaとが
バランスしている状況下で検出されることが望ましい。
図７（Ｃ）に示す目標触媒温度は、図７（Ｂ）に示す吸
入空気量Gaに対して理想的なバランスを形成する触媒温
度である。従って、酸素吸蔵容量OSCに基づいて触媒の
劣化状態を正確に判断するうえでは、触媒の温度が、目
標触媒温度に沿った変化を示すのが理想である。
【００９８】換言すると、図７（Ｃ）に示す目標触媒温
度と現実の触媒温度との乖離量は、酸素吸蔵容量OSCと
触媒の劣化状態との相関を表す特性値として把握するこ
とができる。つまり、図７（Ｃ）において、目標触媒温
度が現実の触媒温度の上方に大きく乖離している領域
は、触媒が正常であっても未浄化の排気ガスがその下流
に流出し易く、触媒の酸素吸蔵容量OSCが不当に小さく
検出され易い領域である。また、目標触媒温度が現実の
触媒温度の下方に乖離している領域は、触媒が劣化して
いても正常時に近い浄化能力が発揮され、劣化触媒が正
常触媒と誤判定されやすい領域である。
【００９９】従って、図７（Ｃ）に示す目標触媒温度と
触媒温度との乖離量が、所定のしきい値を越えているか
否かを判定することは、実施の形態１において、検出中
平均触媒温度THCAVと検出中平均吸入空気量GAAVとがア
ンバランスであるかを判定すること（ステップ１５４参
照）と同等に扱うことができる。そこで、本実施形態の
触媒劣化検出装置は、前者の判定を行うことで、検出し
た酸素吸蔵容量OSCが有効なデータとして利用できるか
否かを決定する。
【０１００】本実施形態の触媒劣化検出装置は、図１に
示すシステム構成において、ECU４０に、上記図３に示
すルーチンと共に、図８に示すルーチンを実行させるこ
とにより実現することができる。図８は、本実施形態に
おいてECU４０が、酸素吸蔵容量OSCに基づいて上流側触
媒３２の劣化判定を行うべく実行するルーチンのフロー
チャートである。尚、図８において、上記図４に示すス
テップと同一のステップについては、同一の符号を付し
てその説明を省略または簡略する。
【０１０１】図８に示すルーチンでは、ステップ１３２
において、酸素吸蔵容量OSCと、検出中平均触媒温度THC
AVと、検出中平均吸入空気量Gaとが検出された後、その
検出中平均吸入空気量Gaに対する目標触媒温度TTHCが算
出される（ステップ２００）。検出中平均吸入空気量Ga
に対する目標触媒温度TTHCとは、検出中平均吸入空気量
Gaが定常的に持続された場合に、上流側触媒３２が到達
する触媒温度の収束値である。本実施形態において、EC
U４０は、吸入空気量Gaと触媒温度の収束値との関係を
定めたマップを記憶しており、本ステップ２００では、
そのマップに基づいて上記の目標触媒温度TTHCが算出さ
れる。
【０１０２】図８に示すルーチンでは、次に、ステップ
１５２の処理（しきい値A(x)算出処理）が実行され、更
に、目標触媒温度TTHCと検出中平均触媒温度THCAVとの
乖離量が、所定の判定値より大きいか否かが判別される
（ステップ２０２）。目標触媒温度TTHCと検出中平均触
媒温度THCAVとの乖離量は、酸素吸蔵容量OSCの検出中
に、触媒温度と吸入空気量Gaとが、平均的にどの程度ア
ンバランスであったかを表す特性値である。また、上記
所定の判定値は、そのアンバランスが、酸素吸蔵容量OS
Cの正確性を損なう程度に大きなものであったか否かが
判断するための値であり、実験的に定められたものであ
る。
【０１０３】従って、両者の乖離量が判定値より大きい
と判断された場合は、今回の処理サイクルで検出された
酸素吸蔵容量OSCが正確性を欠く可能性があると判断で
きる。図８に示すルーチンでは、上記ステップ２０２で
このような判定がなされると、以後、ステップ１５６に
おいて、酸素吸蔵容量OSCが破棄される。
【０１０４】一方、上記ステップ２０２で、目標触媒温
度TTHCと検出中平均触媒温度THCAVとの乖離量が、所定
の判定値より大きくないと判別された場合は、今回の処
理サイクルで検出された酸素吸蔵容量OSCが、適正な値
であると判断できる。この場合、以後、その値に基づい
て上流側触媒３２の劣化判定を行うべく、ステップ１５
８以降の処理が行われる。
【０１０５】以上説明した通り、図８に示すルーチンに
よれば、上記図４に示すルーチンの場合と同様に、内燃
機関１０の運転状態を考慮せず、とりあえず酸素吸蔵容
量OSCを検出しておき、その検出の際の巨視的な状況を
顧みて、事後的に、その酸素吸蔵容量OSCを適正値とす
るか否かを決定することができる。このため、本実施形
態の触媒劣化検出装置によれば、実施の形態１の場合と
同様に、上流側触媒３２の劣化判定を、高い頻度で精度
良く行うことができる。
【０１０６】ところで、上述した実施の形態３におい
て、目標触媒温度TTHCと検出中平均触媒温度THCAVとの
乖離量には、両者の大小関係に応じて符号を付けること
としてもよい（上記ステップ２０２参照）。このような
措置を採ると、目標触媒温度TTHCが検出中平均触媒温度
THCAVに対して過剰である場合と、その逆の場合とを区
別することができる。上記ステップ２０２では、それら
の状況毎に異なる判定値を設定して、両者の乖離の有無
を判断することとしてもよい。
【０１０７】尚、上述した実施の形態３においては、酸
素吸蔵容量OSCが前記請求項２記載の「劣化特性値」に
相当していると共に、ECU４０が、図８に示すステップ
１３２の処理を実行することにより前記請求項２記載の
「特性値検出手段」、「検出時触媒温度取得手段」およ
び「検出時空気量検出手段」が実現されている。更に、
ECU４０が、上記ステップ２００の処理を実行すること
により前記請求項２記載の「目標触媒温度算出手段」
が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前
記請求項２記載の「乖離量算出手段」が、図８に示すス
テップ１５８の処理を実行することにより前記請求項２
記載の「劣化判定手段」が、図８に示すステップ１５６
の処理を実行することにより前記請求項２記載の「判定
禁止手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０８】実施の形態４．次に、図９を参照して、本
発明の実施の形態４について説明する。本実施形態の触
媒劣化検出装置は、上述した実施の形態３の装置に改良
を加えた装置であり、図１に示すシステム構成におい
て、ECU４０に、上記図３に示すルーチンと共に、図９
に示すルーチンを実行させることにより実現することが
できる。
【０１０９】図９は、本実施形態においてECU４０が、
酸素吸蔵容量OSCに基づいて上流側触媒３２の劣化判定
を行うべく実行するルーチンのフローチャートである。
図９に示すルーチンは、ステップ２０２の処理に次い
で、ステップ２１０および２１２の処理が実行されるこ
とがある点を除き、図８に示すルーチンと同様である。
以下、主として図９に示すルーチンが図８に示すルーチ
ンと異なる点について説明を行う。
【０１１０】すなわち、図９に示すルーチンでは、ステ
ップ２０２において、目標触媒温度TTHCと検出中平均触
媒温度THCAVとが乖離していると判別された場合、以下
の２つの条件が共に成立しているかが判別される（ステ
ップ２１０）。 １．目標触媒温度TTHCが検出中平均触媒温度THCAVより
高温である。 ２．検出された酸素吸蔵容量OSCは劣化判定のしきい値A
(x)より多量である。
【０１１１】上記１の条件は、触媒温度が吸入空気量に
対して不当に低温であるとの条件と等価であり、酸素吸
蔵容量OSCが不当に小さな値として認識され易い場合に
成立する条件である。この条件１が成立する状況下で
は、不当に小さな酸素吸蔵容量OSCが認識されることは
あっても、OSCが不当に大きく認識されることはない。
このため、その状況下で上記２の条件が成立する場合
は、上流側触媒３２に劣化が生じていないことが保証で
きる。
【０１１２】図９に示すルーチンでは、上記ステップ２
１０において、上記１，２の条件が何れも成立すると判
別された場合、次にステップ１６０の処理が実行され
る。つまり、この場合、酸素吸蔵容量OSCが正常値と認
識され、上流側触媒３２が正常であると判定される。こ
のため、本実施形態の触媒劣化検出装置によれば、実施
の形態３の装置に比してより高い頻度で、上流側触媒３
２の劣化状態を特定することができる。
【０１１３】図９に示すルーチンにおいて、上記ステッ
プ２１０の条件が成立しないと判別された場合は、次
に、以下に示す２つの条件が共に成立しているかが判別
される（ステップ２１２）。 ３．目標触媒温度TTHCが検出中平均触媒温度THCAVより
低温である。 ４．検出された酸素吸蔵容量OSCは劣化判定のしきい値A
(x)より少量である。
【０１１４】上記３の条件は、触媒温度が吸入空気量に
対して不当に高温であるとの条件と等価であり、酸素吸
蔵容量OSCが劣化触媒であっても正常触媒に接近した値
として認識され易い場合に成立する条件である。この条
件３が成立する状況下では、正常触媒に匹敵する酸素吸
蔵容量OSCが認識されることはあっても、OSCが不当に小
さく認識されることはない。このため、その状況下で上
記４の条件が成立する場合は、上流側触媒３２に劣化が
生じていることが保証できる。
【０１１５】図９に示すルーチンでは、上記ステップ２
１２において、上記３，４の条件が何れも成立すると判
別された場合、次にステップ１６２の処理が実行され
る。つまり、この場合、酸素吸蔵容量OSCが正常値と認
識され、上流側触媒３２が異常であると判定される。こ
のため、本実施形態の触媒劣化検出装置によれば、実施
の形態３の装置に比してより高い頻度で、上流側触媒３
２の劣化状態を特定することができる。
【０１１６】また、図９に示すルーチンにおいて、上記
ステップ２１２の条件が成立しないと判別された場合
は、検出された酸素吸蔵容量OSCが、上流側触媒３２の
状態を正確に表していない可能性があると判断できる。
このため、このような判別がなされた場合は、ステップ
１５６の処理が実行され、今回の処理サイクルで検出さ
れた酸素吸蔵容量OSCが破棄される。上記の処理によれ
ば、実施の形態３の場合と同様に、不正確な酸素吸蔵容
量OSCに基づく誤判定を防止することができる。
【０１１７】尚、上述した実施の形態４においては、EC
U４０が上記ステップ１５８と共にステップ２１０およ
び２１２の処理を実行することで前記請求項４記載の
「劣化判定手段」が実現されており、更に、ECU４０が
上記ステップ２１０および１６０の処理を実行すること
により前記請求項４記載の「正常判定手段」が実現され
ている。
【０１１８】また、上述した実施の形態４においては、
ECU４０が上記ステップ１５８と共にステップ２１０お
よび２１２の処理を実行することで前記請求項５記載の
「劣化判定手段」が実現されており、更に、ECU４０が
上記ステップ２１２および１６２の処理を実行すること
により前記請求項５記載の「異常判定手段」が実現され
ている。
【０１１９】ところで、上述した実施の形態１乃至４に
おいては、一つの酸素吸蔵容量OSCに基づいて上流側触
媒３２が正常であるか、或いは劣化しているかを判別す
ることとしているが（ステップ１５８〜１６２参照）、
その判別の手法はこれに限定されるものではない。すな
わち、上流側触媒３２が正常であるか否かは、個々の酸
素吸蔵容量OSCに基づいて複数回の判定を行い、それら
の判定結果の多数決により決することとしてもよい。或
いは、上流側触媒３２が正常であるか否かは、酸素吸蔵
容量OSCを複数個検出し、その平均値がしきい値A(x)よ
り大きいか否かにより決することとしてもよい。
【０１２０】実施の形態５．次に、図１０を参照して、
本発明の実施の形態５について説明する。本実施形態の
触媒劣化検出装置は、実施の形態１乃至４の何れかの装
置に、更に、図１０に示すルーチンを実行させることに
より実現される。
【０１２１】図７を参照して既述した通り、触媒の劣化
状態が正確に反映された酸素吸蔵容量OSCを検出するた
めには、その検出時において、現実の触媒温度が、吸入
空気量Gaに対応する目標触媒温度（吸入空気量Gaの瞬間
値が、仮に定常値であったとした場合に触媒温度が到達
する収束値）と一致していることが望ましい。図１０に
示すルーチンは、本実施形態において、ECU４０が、現
実の触媒温度を、吸入空気量Gaに対応した目標触媒温度
に近づけるために実行するルーチンのフローチャートで
ある。
【０１２２】図１０に示すルーチンでは、先ず、吸入空
気量Gaが検出される（ステップ３００）。次に、ECU４
０に予め記憶されているマップを参照して、その吸入空
気量Gaに対応する目標触媒温度TTHCが検出される（ステ
ップ３０２）。次いで、実施の形態１の場合と同様の手
法で（ステップ１３８参照）、実測または推定により、
上流側触媒３２の触媒温度THCが検出される（ステップ
３０４）。
【０１２３】図１０に示すルーチンでは、次に、触媒温
度TTHが目標触媒温度TTHCに比して十分に低いか、具体
的には、TTHC−α＞THC（αは不感帯を設けるための定
数）が成立するかが判別される（ステップ３０６）。
【０１２４】その結果、上記の条件が成立すると判別さ
れた場合は、触媒温度TTHと目標触媒温度TTHCとの間に
大きな乖離が生じていると判断できる。この場合、排気
温度を決定する排気パラメータが、排気温度が高まるよ
うに制御される（ステップ３０８）。
【０１２５】一方、上記ステップ３０６において、TTHC
−α＞THCが成立しないと判別された場合は、次に、触
媒温度THCが目標触媒温度TTHCに比して十分に大きい
か、すなわち、TTHC＋β＜THC（βは不感帯を設けるた
めの定数）が成立するかが判別される（ステップ３１
０）。
【０１２６】その結果、上記の条件が成立すると判別さ
れた場合は、触媒温度TTHと目標触媒温度TTHCとの間に
大きな乖離が生じていると判断できる。この場合、排気
温度を決定する排気パラメータが、排気温度が低下する
ように制御される（ステップ３１２）。
【０１２７】これに対して、上記ステップ３１０におい
て、TTHC＋β＜THCが成立しないと判別された場合は、
触媒温度THCと目標触媒温度TTHCとの間に、修正を要す
るような乖離は生じていないと判断され、その後、何ら
処理が行われることなく今回のルーチンが終了される。
【０１２８】上記ステップ３０８および３１２では、具
体的には、点火時期、空燃比A/F、或いは吸入空気量Ga
などが、上述した排気パラメータとして、内燃機関１０
の出力が変化しないように制御される。これらの処理に
よれば、車両の運転者に違和感を与えることなく、上流
側触媒３２の触媒温度を目標触媒温度に近づけること、
つまり、過小な酸素吸蔵容量OSCが検出され難い状況を
作り出すことができる。このため、本実施形態の触媒劣
化検出装置によれば、実施の形態１乃至３の装置に比し
て、より広い運転領域で正確な酸素吸蔵容量OSCを検出
し、正確な触媒劣化判定が可能な頻度をより高めること
ができる。
【０１２９】尚、上述した実施の形態５においては、EC
U４０が、上記ステップ３００の処理を実行することに
より前記請求項６記載の「吸入空気量検出手段」が、上
記ステップ３０２の処理を実行することにより前記請求
項６記載の「目標設定手段」が、上記ステップ３０４の
処理を実行することにより前記請求項６記載の「触媒温
度取得手段」が、上記ステップ３０６〜３１２の処理を
実行することにより前記請求項６記載の「排気パラメー
タ変更手段」が、それぞれ実現されている。
【０１３０】ところで、上述した実施の形態１乃至５に
おいては、混合気の空燃比A/Fを強制的にリッチまたは
リーンに制御しながら酸素吸蔵容量OSCを検出し、その
酸素吸蔵容量OSCに基づいて上流側触媒３２の劣化状態
を判定することとしているが、上流側触媒３２の劣化状
態を判定する手法はこれに限定されるものではない。す
なわち、上流側触媒３２の劣化状態は、例えば、軌跡
比、或いは軌跡長などを劣化特性値として検出し、その
検出値に基づいて判断することとしてもよい。
【０１３１】ここで、上記の軌跡比とは、混合気の空燃
比A/Fが通常の規則に従って制御されている間に、上流
側触媒３２の下流に配置されるＯ２センサ３８の出力に
生ずる変化γと、上流側触媒３２の上流に配置される空
燃比センサ３６（Ｏ２センサでも可）の出力に現れる変
化δとの比（γ/δ）である。上流側触媒３２が十分な
浄化能力を発揮する場合は、その下流に未浄化の排気ガ
スは流出し難い。従って、この場合は、軌跡比（γ/
δ）は十分に小さな値となる。一方、上流側触媒３２が
劣化してくると、その下流に未浄化の排気ガスが流出し
易くなり、軌跡比（γ/δ）は”１”に近づく。このよ
うに、軌跡比（γ/δ）は、上流側触媒３２の劣化状態
を表す劣化特性値として用いることができる。このた
め、上述した実施の形態１乃至４において、上流側触媒
３２が正常であるか否か（ステップ１５８参照）は、軌
跡比（γ/δ）が所定値より小さいかに基づいて判断し
てもよい。
【０１３２】また、上述した軌跡長とは、混合気の空燃
比A/Fが通常の規則に従って制御されている間に、上流
側触媒３２の下流に配置されるＯ２センサ３８が、所定
の期間中にリッチ出力またはリーン出力を発した期間の
累積値である。上流側触媒３２が十分な浄化能力を発揮
する場合は、Ｏ２センサ３８がリッチ出力またはリーン
出力を発する機会は少なくなり、軌跡長は短くなる。一
方、上流側触媒３２が劣化してくると、その下流に未浄
化の排気ガスが流出し易くなり、軌跡長が長くなる。こ
のように、軌跡長は、上流側触媒３２の劣化状態を表す
劣化特性値として用いることができる。このため、上述
した実施の形態１乃至４において、上流側触媒３２が正
常であるか否か（ステップ１５８参照）は、軌跡長が所
定値より短いかに基づいて判断してもよい。
【０１３３】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１
記載の発明によれば、触媒温度と吸入空気量とがアンバ
ランスとなっても、そのアンバランスが原因で触媒の劣
化状態が誤判定されるのを防ぐことができる。このた
め、本発明では、触媒の劣化状態の判定を許可する状況
を、そのようなアンバランスの生じない状況に限定する
必要がない。従って、本発明によれば、高い頻度で精度
よく触媒の劣化判定を行うことができる。
【０１３４】請求項２記載の発明によれば、触媒温度と
吸入空気量とのアンバランスを、検出時触媒温度と目標
触媒温度の乖離量の大きさで判断することができる。そ
して、その判断の結果を利用することで、請求項１記載
の発明と同様の効果を実現することができる。
【０１３５】請求項３記載の発明によれば、触媒温度と
吸入空気量とがアンバランスである状況下で取得された
劣化特性値を破棄することで、上記アンバランスに起因
して触媒の劣化状態が誤判定されるのを確実に防止する
ことができる。
【０１３６】請求項４または５記載の発明によれば、触
媒温度と吸入空気量とのアンバランスに起因して触媒の
劣化が誤判定されるのを確実に防止しつつ、そのアンバ
ランスに関わらず正常な値を示す劣化判定値は、有効な
データとして取り扱うことができる。従って、本発明に
よれば、劣化判定の有効な結果を、請求項３記載の発明
に比して、更に高い頻度で取得することができる。
【０１３７】請求項６記載の発明によれば、触媒温度
を、積極的に吸入空気量とバランスする温度に制御する
ことができる。従って、本発明によれば、有効な劣化判
定結果を得ることのできる頻度を、請求項１乃至５の場
合に比して更に高めることができる。
【０１３８】請求項７記載の発明によれば、触媒の劣化
を酸素吸蔵容量に基づいて精度よく判定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の触媒劣化検出装置の
構造を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の触媒劣化検出装置が
触媒の酸素吸蔵容量OSCを検出する原理を説明するため
のタイミングチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態１の触媒劣化検出装置
が、酸素吸蔵積算量を求めるために実行するルーチンの
フローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態１の触媒劣化検出装置
が、酸素吸蔵容量に基づいて上流側触媒の劣化を判定す
べく実行するルーチンのフローチャートである。
【図５】 図４に示すステップ１３２において実行され
る一連の処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２の触媒劣化検出装置が、
酸素吸蔵容量に基づいて上流側触媒の劣化を判定すべく
実行するルーチンのフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態３の触媒劣化検出装置の
特徴を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態３の触媒劣化検出装置
が、酸素吸蔵容量に基づいて上流側触媒の劣化を判定す
べく実行するルーチンのフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態４の触媒劣化検出装置
が、酸素吸蔵容量に基づいて上流側触媒の劣化を判定す
べく実行するルーチンのフローチャートである。
【図１０】 本発明の実施の形態５の触媒劣化検出装置
が、上流側触媒の触媒温度を目標触媒温度に近づけるた
めの実行するルーチンのフローチャートである。
【図１１】 触媒温度と触媒の酸素吸蔵容量との関係を
説明するための図である。
【図１２】 従来の触媒劣化検出装置の問題点を説明す
るための図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １４ 排気通路 ３２ 上流側触媒 ３４ 下流側触媒 ３６ 空燃比センサ ３８ Ｏ２センサ ４０ ECU(Electronic Control Unit) O2AD 酸素吸蔵量 O2SUM 酸素吸蔵積算量 O2SUMmax 最大酸素吸蔵積算量 O2SUMmin 最小酸素吸蔵積算量 Xlean リーンフラグ Xrich リッチフラグ OSC 酸素吸蔵容量 THC 触媒温度 THCSUM 触媒温度積算値 THCAV 検出中平均触媒温度 TTHC 目標触媒温度 Ga 吸入空気量 GASUM 吸入空気量積算値 GAAV 検出中平均吸入空気量
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA04 BA09 BA24 DA10 EA04 EB02 EC04 FA02 FA05 FA07 FA10 FA20 FA30 3G091 AA02 AA17 AA28 AB03 BA33 DB01 DB11 EA05 EA07 EA14 EA18 EA34 EA39 HA08 HA36 HA37 HA42

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に連通する触媒の劣
    化を検出する触媒劣化検出装置であって、 前記触媒の劣化状態を表す劣化特性値を検出する特性値
    検出手段と、 前記劣化特性値の検出時における前記触媒の温度を検出
    時触媒温度として取得する検出時触媒温度取得手段と、 前記劣化特性値の検出時における吸入空気量を検出時空
    気量として検出する検出時空気量検出手段と、 前記検出時触媒温度と前記検出時空気量とが、所定の関
    係を満たすか否かを判定する検出環境判定手段と、 前記劣化特性値に基づいて前記触媒の劣化状態を判定す
    る劣化状態判定手段と、 前記検出時触媒温度と前記検出時空気量とが前記所定の
    関係を満たさない場合に、前記劣化特性値に基づいて前
    記触媒の劣化状態が判定されるのを禁止する判定禁止手
    段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の触媒劣化検出装
    置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に連通する触媒の劣
    化を検出する触媒劣化検出装置であって、 前記触媒の劣化状態を表す劣化特性値を検出する特性値
    検出手段と、 前記劣化特性値の検出時における前記触媒の温度を検出
    時触媒温度として取得する検出時触媒温度取得手段と、 前記劣化特性値の検出時における吸入空気量を検出時空
    気量として検出する検出時空気量検出手段と、 前記検出時空気量に対応する目標触媒温度を算出する目
    標触媒温度算出手段と、 前記検出時触媒温度と前記目標触媒温度との乖離量を算
    出する乖離量算出手段と、 前記劣化特性値に基づいて前記触媒の劣化状態を判定す
    る劣化判定手段と、 前記乖離量が所定量を超えている場合に、前記劣化特性
    値に基づいて前記触媒の劣化状態が判定されるのを禁止
    する判定禁止手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の触媒劣化検出装
    置。
  3. 【請求項３】 前記判定禁止手段は、前記検出時触媒温
    度と前記検出時空気量とが前記所定の関係を満たさない
    場合、或いは前記乖離量が所定量を超えている場合に、
    前記劣化特性値が前記劣化判定手段の判定に用いられな
    いように、当該劣化特性値を破棄することを特徴とする
    請求項１または２記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
  4. 【請求項４】 前記所定の関係に比べて前記検出時触媒
    温度が前記検出時空気量に相応する触媒温度に対して低
    温である場合、或いは前記検出時触媒温度が前記目標触
    媒温度に比して前記所定量を超えて低温である場合に、
    前記劣化判定手段によって、前記劣化特性値が正常値で
    あると判定された際には、その正常判定結果を有効な結
    果と認識する正常判定手段を備えることを特徴とする請
    求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検
    出装置。
  5. 【請求項５】 前記所定の関係に比べて前記検出時触媒
    温度が前記検出時空気量に相応する触媒温度に対して高
    温である場合、或いは前記検出時触媒温度が前記目標触
    媒温度に比して前記所定量を超えて高温である場合に、
    前記劣化判定手段によって、前記劣化特性値が異常値で
    あると判定された際には、その異常判定結果を有効な結
    果と認識する異常判定手段を備えることを特徴とする請
    求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の触媒劣化検
    出装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空
    気量検出手段と、 前記吸入空気量に対応する目標触媒温度を設定する目標
    設定手段と、 前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、 前記触媒の温度が前記吸入空気量に対応する目標触媒温
    度に近づくように、排気温度を決定する排気パラメータ
    を変更する排気パラメータ変更手段と、 を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項
    記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
  7. 【請求項７】 前記特性値検出手段は、前記触媒の酸素
    吸蔵容量を検出する吸蔵容量検出手段を含むことを特徴
    とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の触
    媒劣化検出装置。
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