JP2003201906A - 触媒早期暖機システムの異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒温度センサを用いずに触媒早期暖機シス
テムの異常診断を精度良く行う。 【解決手段】 触媒早期暖機制御中に、吸入空気量ＧＡ
と燃料噴射量ＴＡＵをそれぞれ所定期間が終了するまで
積算して吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭと燃料噴射量積算
値ＴＡＵＳＵＭを求め、吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭと
燃料噴射量積算値ＴＡＵＳＵＭが、それぞれ所定の正常
範囲内か否かを判定する。吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭ
と燃料噴射量積算値ＴＡＵＳＵＭが両方とも正常範囲内
の場合は、排気熱量が触媒の早期暖機に必要な熱量とな
っていると判断して触媒早期暖機システムが正常と判定
する。一方、吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭと燃料噴射量
積算値ＴＡＵＳＵＭのうちの少なくとも一方が正常範囲
外の場合は、排気熱量が触媒の早期暖機に適正な熱量と
なっていないと判断して触媒早期暖機システムが異常と
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排出ガス浄化用の
触媒を早期に暖機する触媒早期暖機システムの異常診断
を行う触媒早期暖機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、車両に搭載される内燃機関は、冷
間始動時に排出ガス浄化用の触媒を早期に活性温度にま
で暖機するために、冷間始動時に触媒早期暖機制御を実
施するようにしている。この触媒早期暖機制御では、一
般に、点火時期を遅角して排気温度を上昇させると共
に、通常のアイドル制御時よりも吸入空気量を増量させ
てアイドル回転速度を上昇させることで、冷間始動時の
点火時期遅角によってアイドル回転が不安定になるのを
防止しながら排気熱量（触媒に供給される熱量）を増大
させて触媒の暖機を促進するようにしている。この触媒
早期暖機システムの故障等によって触媒早期暖機制御中
の排気熱量が減少して触媒の早期暖機に必要な熱量が触
媒に供給されなくなると、冷間始動時に触媒の暖機（活
性化）が遅れて、冷間始動時の排気エミッションが悪化
してしまうため、触媒早期暖機システムの異常を早期に
検出する必要がある。

【０００３】そこで、特開２００１−１３２４３８号公
報に示すように、触媒の温度を検出する触媒温度センサ
を設け、この触媒温度センサで検出した触媒温度と、始
動後の積算吸入空気量に基づいて推定した推定触媒温度
とを比較して、触媒早期暖機システムの異常の有無を診
断するようにしたものがある。

【０００４】また、特開２００１−１３２５２６号公報
に示すように、触媒早期暖機制御中にエンジン回転速度
と点火時期遅角量の少なくとも一方を所定の異常判定値
と比較して、触媒早期暖機システムの異常の有無を診断
するようにしたものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者（特開２
００１−１３２４３８号公報）では、触媒温度を検出す
るための触媒温度センサを新たに設ける必要があるた
め、その分、コストアップしてしまうという欠点があ
る。

【０００６】また、内燃機関の排気熱量（触媒に供給さ
れる熱量）は、排気温度と排気流量によって変化し、更
に、図４に示すように、排気温度は空燃比によって変化
し、排気流量は吸入空気量によって変化するため、内燃
機関の排気熱量（触媒に供給される熱量）は、吸入空気
量や空燃比によって変化することになる。このため、後
者（特開２００１−１３２５２６号公報）では、エンジ
ン回転速度や点火時期に基づいて触媒早期暖機システム
が正常と診断された場合でも、吸入空気量や空燃比の影
響を受けて排気熱量が減少して触媒の早期暖機に必要な
熱量が触媒に供給されていない、つまり、触媒早期暖機
制御が正常に行われていない可能性があり、触媒早期暖
機システムの異常の有無を誤診断する可能性がある。

【０００７】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、触媒早期暖機システ
ムの異常診断精度を向上することができると共に、低コ
スト化の要求も満たすことができる触媒早期暖機システ
ムの異常診断装置を提供することにある。

【０００８】

【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の触媒早期暖機システムの異常診
断装置は、触媒早期暖機制御中に、吸入空気量又はこれ
と相関関係のあるパラメータ（以下「吸入空気量パラメ
ータ」と総称する）と、空燃比又はこれと相関関係のあ
るパラメータ（以下「空燃比パラメータ」と総称する）
のうちの少なくとも一方に基づいて触媒早期暖機システ
ムの異常の有無を異常診断手段で診断する。

【０００９】前述したように、吸入空気量や空燃比は、
内燃機関の排気熱量（触媒に供給される熱量）を変化さ
せるパラメータとなるため、吸入空気量パラメータや空
燃比パラメータを用いれば、触媒早期暖機制御中の排気
熱量が触媒の早期暖機に必要な熱量となっているか否か
（つまり触媒早期暖機システムが正常に機能しているか
否か）を判定することができ、触媒早期暖機システムの
異常の有無を精度良く診断することができる。しかも、
触媒温度を検出するためのセンサを新たに設ける必要が
ないので、低コスト化の要求も満たすことができる。

【００１０】この場合、異常診断の方法は、種々の方法
が考えられるが、例えば、請求項２のように、触媒早期
暖機制御中に吸入空気量パラメータと空燃比パラメータ
のうちの少なくとも一方を積算し、その積算値に基づい
て触媒早期暖機システムの異常の有無を診断するように
しても良い。このようにすれば、触媒早期暖機制御中の
積算排気熱量（始動後に触媒に供給される総熱量）を評
価して、触媒早期暖機システムの異常の有無を精度良く
診断することができる。

【００１１】或は、請求項３のように、触媒早期暖機制
御中に吸入空気量パラメータと空燃比パラメータのうち
の少なくとも一方を監視し、その挙動に基づいて触媒早
期暖機システムの異常の有無を診断するようにしても良
い。このようにすれば、触媒早期暖機制御中に一時的に
発生した異常状態も検出することができる。

【００１２】また、請求項４のように、排気熱量算出手
段によって触媒早期暖機制御中に内燃機関の運転状態に
基づいて内燃機関の排気熱量又は触媒に供給する熱量を
推定し、その熱量に基づいて触媒早期暖機システムの異
常の有無を診断するようにしても良い。このようにすれ
ば、触媒早期暖機制御中の排気熱量が触媒の早期暖機に
必要な熱量となっているか否かをより精度良く判定する
ことができる。

【００１３】この場合、請求項５のように、吸入空気量
パラメータと空燃比パラメータとのうちの少なくとも一
方に基づいて排気熱量を求めるようにすると良い。前述
したように、吸入空気量や空燃比は、内燃機関の排気熱
量を変化させるパラメータとなるため、吸入空気量パラ
メータや空燃比パラメータを用いれば、排気熱量を精度
良く求めることができる。

【００１４】更に、機関回転速度、点火時期、空燃比に
よって排気温度が変化することを考慮して、請求項６の
ように、内燃機関の排気熱量を求める際に、機関回転速
度、点火時期、空燃比パラメータのうちの少なくとも１
つを用いて排気温度を推定し、この推定排気温度と吸入
空気量パラメータとに基づいて排気熱量を算出するよう
にしても良い。このようにすれば、排気熱量の算出精度
を更に向上することができる。

【００１５】また、請求項７のように、吸入空気量パラ
メータとしては、エアフローメータ等で検出した吸入空
気量、スロットル開度、吸気バルブの可変リフト量、吸
気圧のうちの少なくとも１つを用いるようにすれば良
い。スロットル開度、吸気圧は、いずれも吸入空気量と
相関関係があるため、吸入空気量パラメータとして用い
ることができる。更に、可変バルブリフト機構によって
吸気バルブのリフト量を可変して吸入空気量を調整する
システムでは、吸気バルブの可変リフト量を吸入空気量
パラメータとして用いることができる。

【００１６】また、請求項８のように、空燃比パラメー
タは、排気系の空燃比センサで検出した空燃比、燃料噴
射量、燃焼ラフネス値のうちの少なくとも１つを用いる
ようにすれば良い。燃料噴射量によって空燃比が変化
し、空燃比によって燃焼ラフネス値が変化するため、燃
料噴射量や燃焼ラフネス値も空燃比パラメータとして用
いることができる。尚、始動後に空燃比センサが活性温
度に昇温するまでの期間は空燃比を精度良く検出できな
いため、空燃比センサの出力を空燃比パラメータとして
用いる場合は、空燃比センサの活性後にならないと空燃
比パラメータを使用できないが、燃料噴射量や燃焼ラフ
ネス値は、始動直後（触媒早期暖機制御開始直後）から
空燃比パラメータとして用いることができる利点があ
る。

【００１７】ところで、触媒の暖機に関わる熱量には、
内燃機関の排気熱量の他に、触媒内部で排出ガス中のリ
ーン成分（酸素等）とリッチ成分（ＨＣ等）とが反応し
て発生する反応熱量がある。触媒早期暖機制御中の空燃
比によって触媒内部で反応するリーン成分量（酸素量
等）が変化して触媒内部で発生する反応熱量が変化する
ため、触媒早期暖機制御中の空燃比よって触媒の早期暖
機に必要な排気熱量も異なってくる。

【００１８】そこで、請求項９のように、空燃比推定手
段によって触媒早期暖機制御中（排気熱量算出中）の空
燃比を推定し、排気熱量に基づいて触媒早期暖機システ
ムの異常の有無を診断する際に、空燃比推定手段で推定
した触媒早期暖機制御中の空燃比に基づいて異常診断条
件を補正するようにしても良い。このようにすれば、触
媒早期暖機制御中の空燃比によって触媒内部で発生する
反応熱量が変化するのに対応して異常診断条件（例えば
異常判定値又は排気熱量）を補正することができ、触媒
早期暖機制御中の排気熱量が触媒の早期暖機に必要な熱
量となっているか否かを精度良く判定することができ
る。

【００１９】一般に、触媒早期暖機制御中は、内燃機関
の温度が低いため、燃料噴射弁から噴射された燃料のう
ち吸気ポート壁面等に付着する燃料量（ウェット量）が
比較的多くなっている。従って、触媒早期暖機制御中
は、燃料噴射量と吸入空気量からでは、空燃比を精度良
く推定することができない。

【００２０】そこで、請求項１０のように、排気通路に
設けられた空燃比センサが活性状態になった時に該空燃
比センサで検出した空燃比に基づいて触媒早期暖機制御
中の空燃比を推定するようにしても良い。この場合、空
燃比センサが活性状態になるまで待つ必要があるが、空
燃比センサで検出した実際の空燃比に基づいて触媒早期
暖機制御中の空燃比を推定することができるので、燃料
噴射量と吸入空気量から触媒早期暖機制御中の空燃比を
推定する場合に比べて、触媒早期暖機制御中の空燃比を
精度良く推定することができる。

【００２１】また、空燃比センサの活性後は、空燃比フ
ィードバック制御が開始されて、空燃比センサの検出空
燃比に基づいて空燃比フィードバック補正係数が算出さ
れるため、請求項１１のように、空燃比フィードバック
補正係数に基づいて触媒早期暖機制御中の空燃比を推定
するようにしても良い。空燃比フィードバック補正係数
は、空燃比センサの検出空燃比に応じて設定されるの
で、空燃比フィードバック補正係数に基づいて触媒早期
暖機制御中の空燃比を推定しても、空燃比センサの活性
時の検出空燃比を用いる場合（請求項１０）と同様に、
触媒早期暖機制御中の空燃比を精度良く推定することが
できる。

【００２２】更に、触媒早期暖機制御中に内燃機関の回
転挙動に基づいて空燃比をリーン方向に補正するための
リーン化補正係数を算出するシステムの場合には、請求
項１２のように、触媒早期暖機制御中の空燃比の推定に
用いるパラメータとして、前記空燃比センサの活性時の
検出空燃比又は前記空燃比フィードバック補正係数に加
えて、リーン化補正係数も用いるようにしても良い。つ
まり、空燃比センサの活性時の検出空燃比（又は空燃比
フィードバック補正係数）とリーン化補正係数とに基づ
いて触媒早期暖機制御中の空燃比を推定するようにして
も良い。リーン化補正係数は、触媒早期暖機制御中の空
燃比の挙動（リーン方向への変化量）を表すパラメータ
となるため、空燃比センサの活性時の検出空燃比（又は
空燃比フィードバック補正係数）とリーン化補正係数と
を用いれば、触媒早期暖機制御中のリーン化補正も考慮
して空燃比を更に精度良く推定することができる。

【００２３】ところで、車両の走行中は、運転条件の変
化に応じて吸入空気量や燃料噴射量が変化し、それに応
じて触媒早期暖機システムの異常診断パラメータ（吸入
空気量パラメータや空燃比パラメータ）が変化するだけ
でなく、走行風による触媒の放熱によって触媒の暖機が
遅れるため、車両の走行中は、運転条件の変化や走行風
の影響を考慮しないと、触媒早期暖機システムの異常診
断を精度良く行うことは困難である。

【００２４】そこで、請求項１３のように、触媒早期暖
機制御中且つ内燃機関のアイドル運転中に、触媒早期暖
機システムの異常診断を実行するようにすると良い。ア
イドル運転中であれば、内燃機関の運転条件（吸入空気
量や燃料噴射量）が比較的安定しているため、触媒早期
暖機システムの異常診断パラメータに及ぼす運転条件の
影響を少なくできると共に、走行風による触媒の暖機の
遅れも発生しない。そのため、アイドル運転中は、運転
条件の変化や走行風の影響を考慮せずに、触媒早期暖機
システムの異常診断を精度良く行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図４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、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とが
設けられている。

【００２６】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１
７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、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り
付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッド
には、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点
火プラグ２１の火花放電によって筒内の混合気に点火さ
れる。

【００２７】一方、エンジン１１の排気管２２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２４が設けられ、この触媒２４の上流側に排出
ガスの空燃比又はリーン／リッチを検出する空燃比セン
サ２３（Ａ／Ｆセンサ、酸素センサ等）が設けられてい
る。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却
水温を検出する冷却水温センサ２９や、エンジン回転速
度を検出するクランク角センサ３０が取り付けられてい
る。

【００２８】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）３１に入力される。
このＥＣＵ３１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
各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転
状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ
２１の点火時期を制御する。

【００２９】また、ＥＣＵは、ＲＯＭに記憶された触媒
早期暖機制御プログラム（図示せず）を実行すること
で、冷間始動時に、触媒２４を早期に活性温度にまで暖
機するための触媒早期暖機制御を実行する。この触媒早
期暖機制御では、通常のアイドル制御時よりも点火時期
を遅角して排出ガスの温度を上昇させると共に、通常の
アイドル制御時よりも吸入空気量を増加させてアイドル
回転速度を上昇させることで、冷間始動時の点火時期遅
角によってアイドル回転が不安定になるのを防止しなが
ら排気熱量（触媒２４に供給される熱量）を増大させて
触媒２４の暖機を促進する。

【００３０】ここで、エンジン１１の排気熱量（触媒２
４に供給される熱量）は、排気温度と排気流量によって
変化し、更に、図４に示すように、排気温度は空燃比に
よって変化し、排気流量は吸入空気量によって変化する
ため、エンジン１１の排気熱量（触媒２４に供給される
熱量）は、吸入空気量や空燃比によって変化することに
なる。ここで、空燃比は、空燃比センサ２３で検出でき
るが、冷間始動直後（触媒早期暖機制御開始直後）は、
空燃比センサ２３が活性化していないため、本実施形態
（１）では、空燃比と相関関係のある燃料噴射量ＴＡＵ
を空燃比パラメータとして用いる。

【００３１】これらの事情を考慮して、ＥＣＵ３１は、
ＲＯＭに記憶された図２の触媒早期暖機システム異常診
断プログラムを実行することで、図３に示すように、触
媒早期暖機制御中に吸入空気量ＧＡ（吸入空気量パラメ
ータ）と燃料噴射量ＴＡＵ（空燃比パラメータ）をそれ
ぞれ積算し、吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭと燃料噴射量
積算値ＴＡＵＳＵＭが、それぞれ所定の正常範囲内か否
かによって排気熱量が触媒２４の早期暖機に必要な熱量
となっているか否かを判定して、触媒早期暖機システム
の異常の有無を診断する。

【００３２】以下、ＥＣＵ３１が実行する図２の触媒早
期暖機システム異常診断プログラムの具体的な処理内容
を説明する。本プログラムは、所定時間毎又は所定クラ
ンク角毎に繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう異
常診断手段に相当する役割を果たす。本プログラムが起
動されると、まず、ステップ１０１で、触媒早期暖機実
行条件が成立しているか否かを、例えば冷却水温が所定
温度よりも低いか否か等によって判定する。もし、触媒
早期暖機実行条件が成立していなければ、そのまま本プ
ログラムを終了する。

【００３３】一方、触媒早期暖機実行条件が成立してい
れば、ステップ１０２に進み、アイドル運転状態か否か
を判定する。もし、アイドル運転状態でなければ、以降
の異常診断処理（ステップ１０３〜１１２）を実行する
ことなく本プログラムを終了する。

【００３４】これに対して、触媒早期暖機実行条件が成
立して触媒早期暖機制御が実行され、且つアイドル運転
中であれば、ステップ１０３以降の異常診断処理を次の
ようにして実行する。まず、ステップ１０３に進み、エ
アフローメータ１４で検出した吸入空気量ＧＡを読み込
んだ後、ステップ１０４に進み、燃料噴射制御プログラ
ム（図示せず）で算出した燃料噴射量ＴＡＵを読み込
む。

【００３５】この後、ステップ１０５に進み、前回まで
の吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭに今回の吸入空気量ＧＡ
を加算して吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭを更新した後、
ステップ１０６に進み、前回までの燃料噴射量積算値Ｔ
ＡＵＳＵＭに今回の燃料噴射量ＴＡＵを加算して燃料噴
射量積算値ＴＡＵＳＵＭを更新する。この後、ステップ
１０７に進み、カウンタＣＳＵＭのカウント値を「１」
だけカウントアップする。

【００３６】この後、ステップ１０８に進み、カウンタ
ＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越えたか否かを判定
し、越えていなければ、ステップ１０１に戻る。これに
より、カウンタＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越え
るまで、吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭを算出する処理
と、燃料噴射量積算値ＴＡＵＳＵＭを算出する処理を繰
り返す。

【００３７】その後、カウンタＣＳＵＭのカウント値が
所定値Ｋを越えた時点で、ステップ１０９に進み、吸入
空気量積算値ＧＡＳＵＭが所定の正常範囲内（Ｇmin ＜
ＧＡＳＵＭ＜Ｇmax ）であるか否かを判定し、更に、次
のステップ１１０で、燃料噴射量積算値ＴＡＵＳＵＭが
所定の正常範囲内（Ｔmin ＜ＴＡＵＳＵＭ＜Ｔmax ）か
否かを判定する。

【００３８】ステップ１０９とステップ１１０で共に
「Ｙｅｓ」と判定された場合（つまり吸入空気量積算値
ＧＡＳＵＭが正常範囲内、且つ、燃料噴射量積算値ＴＡ
ＵＳＵＭが正常範囲内と判定された場合）には、排気熱
量が触媒２４の早期暖機に必要な熱量となっていると判
断して、ステップ１１１に進み、触媒早期暖機システム
が正常と判定して、本プログラムを終了する。

【００３９】これに対して、ステップ１０９で「Ｎｏ」
と判定された場合（吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭが正常
範囲外と判定された場合）、又は、ステップ１１０で
「Ｎｏ」と判定された場合（燃料噴射量積算値ＴＡＵＳ
ＵＭが正常範囲外と判定された場合）には、排気熱量が
触媒２４の早期暖機に適正な熱量となっていない（排気
熱量が不足又は過剰）と判断して、ステップ１１２に進
み、触媒早期暖機システムが異常と判定して、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、異
常コードをＥＣＵ３１のバックアップＲＡＭ（図示せ
ず）に記憶した後、本プログラムを終了する。

【００４０】以上説明した本実施形態（１）では、触媒
早期暖機制御中に吸入空気量ＧＡ（吸入空気量パラメー
タ）と燃料噴射量ＴＡＵ（空燃比パラメータ）をそれぞ
れ積算し、吸入空気量積算値ＧＡＳＵＭと燃料噴射量積
算値ＴＡＵＳＵＭが、それぞれ所定の正常範囲内か否か
によって触媒早期暖機システムの異常の有無を診断する
ようにしたので、触媒早期暖機制御中の積算排気熱量
（始動後に触媒２４に供給される総熱量）を評価して、
触媒早期暖機システムの異常の有無を精度良く診断する
ことができる。しかも、触媒温度を検出するためのセン
サを新たに設ける必要がないので、低コスト化の要求も
満たすことができる。

【００４１】尚、本実施形態（１）では、吸入空気量Ｇ
Ａと燃料噴射量ＴＡＵの両方を用いて触媒早期暖機シス
テムの異常診断を行うようにしたが、吸入空気量ＧＡと
燃料噴射量ＴＡＵのうちのいずれか一方のみを用いて触
媒早期暖機システムの異常診断を行うようにしても良
い。

【００４２】ところで、車両の走行中は、エンジン運転
条件の変化に応じて吸入空気量や燃料噴射量が変化し、
それに応じて触媒早期暖機システムの異常診断パラメー
タ（吸入空気量パラメータや空燃比パラメータ）が変化
するだけでなく、走行風による触媒２４の放熱によって
触媒２４の暖機が遅れるため、車両の走行中は、運転条
件の変化や走行風の影響を考慮しないと、媒早期暖機シ
ステムの異常診断を精度良く行うことは困難である。

【００４３】その点、本実施形態（１）では、エンジン
運転条件（吸入空気量、燃料噴射量等）が比較的安定し
ているアイドル運転中に、触媒早期暖機システムの異常
診断を実行するようにしたので、異常診断パラメータに
及ぼすエンジン運転条件の影響を少なくできると共に、
走行風による触媒２４の暖機の遅れも発生しない。その
ため、本実施形態（１）では、エンジン運転条件の変化
や走行風の影響を考慮せずに、触媒早期暖機システムの
異常診断を精度良く行うことができる。

【００４４】尚、本実施形態（１）では、吸入空気量パ
ラメータとしてエアフローメータ１４で検出した吸入空
気量ＧＡを用いたが、吸入空気量パラメータとしてスロ
ットル開度や吸気圧を用いるようにしても良い。更に、
可変バルブリフト機構によって吸気バルブのリフト量を
可変して吸入空気量を調整するシステムでは、吸気バル
ブの可変リフト量を吸入空気量パラメータとして用いる
ようにしても良い。或は、スロットル開度、吸気圧、吸
気バルブの可変リフト量等を用いて求めた推定吸入空気
量を吸入空気量パラメータとして用いても良い。

【００４５】また、本実施形態（１）では、空燃比パラ
メータとして燃料噴射量ＴＡＵを用いたが、空燃比パラ
メータとして燃焼ラフネス値を用いるようにしても良
い。或は、燃料噴射量、燃焼ラフネス値等を用いて求め
た推定空燃比を空燃比パラメータとして用いても良い。
尚、冷間始動時でも早期に活性化可能な空燃比センサを
備えたシステムの場合には、空燃比パラメータとして空
燃比センサで検出した空燃比を用いても良い。

【００４６】［実施形態（２）］前記実施形態（１）で
は、触媒早期暖機制御中に吸入空気量ＧＡ（吸入空気量
パラメータ）と燃料噴射量ＴＡＵ（空燃比パラメータ）
を積算し、その積算値に基づいて触媒早期暖機システム
の異常の有無を診断するようにしたが、図５及び図６に
示す本発明の実施形態（２）では、触媒早期暖機制御中
に推定空燃比Ａ／Ｆ（空燃比パラメータ）を監視し、そ
の挙動に基づいて触媒早期暖機システムの異常の有無を
診断するようにしている。

【００４７】以下、本実施形態（２）の触媒早期暖機シ
ステムの異常診断を行う図５の触媒早期暖機システム異
常診断プログラムの処理内容を説明する。本プログラム
では、触媒早期暖機制御中且つアイドル運転中のとき
に、吸入空気量ＧＡと燃料噴射量ＴＡＵを読み込む（ス
テップ２０１〜２０４）。

【００４８】この後、ステップ２０５に進み、吸入空気
量ＧＡを燃料噴射量ＴＡＵで除算して推定空燃比Ａ／Ｆ
を算出する。 Ａ／Ｆ＝ＧＡ／ＴＡＵ 尚、図６に示すように、推定空燃比Ａ／Ｆの算出は、空
燃比Ａ／Ｆが安定し始めるタイミング付近から開始する
ようにしても良い。

【００４９】この後、ステップ２０６に進み、カウンタ
ＣＳＵＭのカウント値を「１」だけカウントアップした
後、ステップ２０７に進み、推定空燃比Ａ／Ｆが所定空
燃比（例えば１４）よりもリッチか否かを判定する。前
述したように、排気温度は空燃比によって変化するため
（図４参照）、推定空燃比Ａ／Ｆが所定空燃比（例えば
１４）よりもリッチであるか否かによって触媒早期暖機
制御中に排気温度が異常低下したか否かを判定すること
ができる。推定空燃比Ａ／Ｆが所定空燃比よりもリーン
であれば、次のステップ２０８に進み、カウンタＣＳＵ
Ｍのカウント値が所定値Ｋを越えたか否かによって異常
診断期間が終了したか否かを判定し、異常診断期間の終
了前であれば、ステップ２０１に戻る。

【００５０】一方、上記ステップ２０７で推定空燃比Ａ
／Ｆが所定空燃比よりもリッチと判定された場合には、
ステップ２１０に進み、リッチカウンタＮのカウント値
を「１」だけカウントアップする。このリッチカウンタ
Ｎは、推定空燃比Ａ／Ｆが所定空燃比よりもリッチとな
った回数をカウントすることで、排気温度が異常低下し
た回数をカウントする。この後、ステップ２１１に進
み、リッチカウンタＮのカウント値が所定値Ｍを越えた
か否かを判定し、越えていなければ、ステップ２０８に
進む。

【００５１】上記ステップ２１１で、リッチカウンタＮ
のカウント値が所定値Ｍを越えることなく、ステップ２
０８で、異常診断期間が終了したと判定されれば、ステ
ップ２０９に進み、触媒早期暖機システムが正常と判定
して、本プログラムを終了する。

【００５２】これに対して、異常診断期間が終了する前
に、ステップ２１１でリッチカウンタＮのカウント値が
所定値Ｍを越えたと判定された場合には、ステップ２１
２に進み、触媒早期暖機システムが異常と判定して、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、異常コードをＥＣＵ３１のバックアップＲＡＭ（図
示せず）に記憶した後、本プログラムを終了する。

【００５３】以上説明した本実施形態（２）では、触媒
早期暖機制御中に推定空燃比Ａ／Ｆ（空燃比パラメー
タ）を監視し、推定空燃比Ａ／Ｆが所定空燃比よりもリ
ッチになったか否かで、排気温度が異常低下したか否か
を判定して触媒早期暖機システムの異常診断を行うよう
にしたので、触媒早期暖機制御中に一時的に異常状態と
なった場合でも、その異常を検出して触媒早期暖機シス
テムの異常と診断することができる。

【００５４】尚、本実施形態（２）では、空燃比パラメ
ータとして推定空燃比Ａ／Ｆを用いたが、空燃比パラメ
ータとして燃料噴射量や燃焼ラフネス値を用いるように
しても良い。また、冷間始動時でも早期に活性化可能な
空燃比センサを備えたシステムの場合には、空燃比パラ
メータとして空燃比センサで検出した空燃比を用いても
良い。

【００５５】また、本実施形態（２）では、空燃比パラ
メータ（推定空燃比Ａ／Ｆ）の挙動に基づいて触媒早期
暖機システムの異常診断を行うようにしたが、吸入空気
量パラメータの挙動、或は、空燃比パラメータと吸入空
気量パラメータの両方の挙動に基づいて触媒早期暖機シ
ステムの異常診断を行うようにしても良い。

【００５６】［実施形態（３）］図７に示す本発明の実
施形態（３）では、空燃比、点火時期遅角量、エンジン
回転速度によって排気温度が変化することを考慮して、
触媒早期暖機制御中に推定空燃比（空燃比パラメー
タ）、点火時期遅角量及びエンジン回転速度に基づいて
推定排気温度を算出すると共に、この推定排気温度と吸
入空気量（吸入空気量パラメータ）に基づいてエンジン
１１の推定排気熱量を算出し、これを積算して求めた推
定排気熱量積算値ＱＳＵＭを所定値Ｑmin と比較して触
媒早期暖機システムの異常の有無を診断するようにして
いる。

【００５７】以下、本実施形態（３）の触媒早期暖機シ
ステムの異常診断を行う図７の触媒早期暖機システム異
常診断プログラムの処理内容を説明する。本プログラム
では、触媒早期暖機制御中且つアイドル運転中のとき
に、吸入空気量ＧＡと燃料噴射量ＴＡＵを読み込む（ス
テップ３０１〜３０４）。

【００５８】この後、ステップ３０５に進み、吸入空気
量ＧＡを燃料噴射量ＴＡＵで除算して推定空燃比Ａ／Ｆ
（Ａ／Ｆ＝ＧＡ／ＴＡＵ）を算出した後、ステップ３０
６に進み、推定空燃比Ａ／Ｆ、点火時期遅角量Δθ、エ
ンジン回転速度ＮＥを用いて推定排気温度Ｔを次式によ
り算出する。 Ｔ＝Ａ／Ｆ×Ｋ1 ＋Δθ×Ｋ2 ＋ＮＥ×Ｋ3 ＋Ｋ4 ここで、Ｋ1 〜Ｋ4 は係数である。

【００５９】推定排気温度Ｔの算出後、ステップ３０７
に進み、推定排気温度Ｔと吸入空気量ＧＡとを用いて推
定排気熱量Ｑを次式により算出する。 Ｑ＝Ｔ×ＧＡ×Ｅ ここで、Ｅは排出ガスの比熱である。

【００６０】推定排気熱量Ｑの算出後、ステップ３０８
に進み、前回までの推定排気熱量積算値ＱＳＵＭに今回
の推定排気熱量Ｑを加算して推定排気熱量積算値ＱＳＵ
Ｍを更新する。この後、ステップ３０９に進み、タイマ
ＣＳＵＭのカウント値を「１」だけカウントアップす
る。

【００６１】この後、ステップ３１０に進み、カウンタ
ＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越えたか否かを判定
し、越えていなければ、ステップ３０１に戻る。これに
より、カウンタＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越え
るまで、推定排気熱量積算値ＱＳＵＭを更新する処理を
繰り返す（図６参照）。

【００６２】その後、カウンタＣＳＵＭのカウント値が
所定値Ｋを越えた時点で、ステップ３１１に進み、推定
排気熱量積算値ＱＳＵＭが所定値Ｑmin よりも大きいか
否かを判定する。推定排気熱量積算値ＱＳＵＭが所定値
Ｑmin よりも大きいと判定された場合には、排気熱量が
触媒２４の早期暖機に必要な熱量となっていると判断し
て、ステップ３１２に進み、触媒早期暖機システムが正
常と判定して、本プログラムを終了する。

【００６３】これに対して、ステップ３１１で推定排気
熱量積算値ＱＳＵＭが所定値Ｑmin以下と判定された場
合には、排気熱量が不足して、触媒２４の早期暖機に必
要な熱量が触媒２４に供給されていないと判断して、ス
テップ３１３に進み、触媒早期暖機システムが異常と判
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、異常コードをＥＣＵ３１のバックアップ
ＲＡＭ（図示せず）に記憶した後、本プログラムを終了
する。

【００６４】以上説明した本実施形態（３）では、触媒
早期暖機制御中に、推定空燃比（空燃比パラメータ）、
点火時期遅角量及びエンジン回転速度に基づいて推定排
気温度を算出すると共に、この推定排気温度と吸入空気
量（吸入空気量パラメータ）に基づいてエンジン１１の
推定排気熱量を算出し、これを積算して求めた推定排気
熱量積算値ＱＳＵＭを所定値Ｑmin と比較して触媒早期
暖機システムの異常の有無を診断するようにしたので、
排気熱量が触媒２４の早期暖機に必要な熱量となってい
るか否かをより精度良く判定することができる。

【００６５】尚、本実施形態（３）では、空燃比、点火
時期遅角量、エンジン回転速度によって排気温度が変化
することを考慮して、空燃比、点火時期遅角量、エンジ
ン回転速度の全てを考慮して排気温度を精度良く推定す
るようにしたが、空燃比、点火時期遅角量、エンジン回
転速度のうちのいずれか２つ又は１つのパラメータのみ
を用いて排気温度を推定するようにしても良い。

【００６６】また、本実施形態（３）では、吸入空気量
パラメータとしてエアフローメータ１４で検出した吸入
空気量ＧＡを用いたが、吸入空気量パラメータとしてス
ロットル開度、吸気圧、吸気バルブの可変リフト量のい
ずれかを用いるようにしても良い。或は、スロットル開
度、吸気圧、吸気バルブの可変リフト量等を用いて求め
た推定吸入空気量を吸入空気量パラメータとして用いて
も良い。

【００６７】また、本実施形態（３）では、空燃比パラ
メータとして推定空燃比Ａ／Ｆを用いたが、空燃比パラ
メータとして燃料噴射量や燃焼ラフネス値を用いるよう
にしても良い。また、冷間始動時でも早期に活性化可能
な空燃比センサを備えたシステムの場合には、空燃比パ
ラメータとして空燃比センサで検出した空燃比を用いて
も良い。

【００６８】［実施形態（４）］ところで、触媒２４の
暖機に関わる熱量には、エンジン１１からの排気熱量の
他に、触媒２４の内部で排出ガス中のリーン成分（酸素
等）とリッチ成分（ＨＣ等）とが反応して発生する反応
熱量がある。触媒早期暖機制御中の空燃比によって触媒
２４で反応するリーン成分量（酸素量等）が変化して触
媒２４内部で発生する反応熱量が変化するため、触媒早
期暖機制御中の空燃比よって触媒２４の早期暖機に必要
な排気熱量も異なってくる。

【００６９】そこで、図８乃至図１１に示す本発明の実
施形態（４）では、触媒早期暖機制御中（排気熱量算出
中）の空燃比を推定し、排気熱量に基づいて触媒早期暖
機システムの異常の有無を診断する際に、触媒早期暖機
制御中の推定空燃比に基づいて異常診断条件［本実施形
態（４）では排気熱量］を補正するようにしている。
尚、本実施形態（４）では、空燃比の情報として空気過
剰率λを用いるようにしている。

【００７０】以下、本実施形態（４）の触媒早期暖機シ
ステムの異常診断を行う図８の触媒早期暖機システム異
常診断プログラムの処理内容を説明する。本プログラム
では、触媒早期暖機制御中且つアイドル運転中のとき
に、吸入空気量ＧＡを読み込む（ステップ４０１〜４０
３）。

【００７１】この後、ステップ４０４に進み、点火時期
遅角量Δθ、エンジン回転速度ＮＥを用いて基準空燃比
（例えば空気過剰率λ＝１）における推定排気温度Ｔ0
を次式により算出する。 Ｔ0 ＝Ｋ0 ＋Δθ×Ｋ2 ＋ＮＥ×Ｋ3 ここで、Ｋ0 、Ｋ2 、Ｋ3 は係数である。

【００７２】この後、ステップ４０５に進み、推定排気
温度Ｔ0 と吸入空気量ＧＡと排出ガスの比熱Ｅを用いて
推定排気熱量Ｑ0 を次式により算出する。 Ｑ0 ＝Ｔ0 ×ＧＡ×Ｅ 推定排気熱量Ｑ0 の算出後、ステップ４０６に進み、前
回までの推定排気熱量積算値ＱＳＵＭ0 に今回の推定排
気熱量Ｑ0 を加算して推定排気熱量積算値ＱＳＵＭ0 を
更新する。この後、ステップ４０７に進み、タイマＣＳ
ＵＭのカウント値を「１」だけカウントアップする。

【００７３】この後、ステップ４０８に進み、カウンタ
ＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越えたか否かを判定
し、越えていなければ、ステップ４０１に戻る。これに
より、カウンタＣＳＵＭのカウント値が所定値Ｋを越え
るまで、推定排気熱量積算値ＱＳＵＭ0 を更新する処理
を繰り返す。

【００７４】その後、カウンタＣＳＵＭのカウント値が
所定値Ｋを越えた時点で、ステップ４０９に進み、空燃
比センサ２３が活性状態になった時点ｔ1 で空燃比セン
サ２３で検出した空気過剰率λs とリーン化補正係数Ｌ
s とを用いて触媒早期暖機制御中（排気熱量算出中）の
推定空気過剰率λg を次式により算出する。 λg ＝λs ×｛１−（１−Ｌs ）×ＫＬＭＤ｝ ここで、リーン化補正係数Ｌs は、触媒早期暖機制御中
にエンジン回転変動が大きくならない範囲で空燃比をリ
ーン方向に補正するための補正係数である（図１０参
照）。また、ＫＬＭＤは、触媒早期暖機制御中のリーン
化補正の影響を平均化するための係数（例えば０．５）
である。

【００７５】この後、ステップ４１０に進み、図９に示
す異常診断補正係数ＫＱのマップを検索して、触媒早期
暖機制御中の推定空気過剰率λg に応じた異常診断補正
係数ＫＱを算出する。

【００７６】この図９の異常診断補正係数ＫＱのマップ
は、触媒早期暖機制御中の推定空気過剰率λg が大きく
なる（リーンになる）ほど、異常診断補正係数ＫＱが大
きくなるように設定されている。また、推定空気過剰率
λg ＝１のときには、異常診断補正係数ＫＱ＝１に設定
され、推定排気熱量積算値ＱＳＵＭ0 を補正しない。

【００７７】この後、ステップ４１１に進み、推定排気
熱量積算値ＱＳＵＭ0 に異常診断補正係数ＫＱを乗算し
て異常診断用の排気熱量積算値ＱＱＳＵＭを求める。 ＱＱＳＵＭ＝ＱＳＵＭ×ＫＱ この後、ステップ４１２に進み、異常診断用の排気熱量
積算値ＱＱＳＵＭが異常判定値Ｑmin よりも大きいか否
かを判定する。異常診断用の排気熱量積算値ＱＱＳＵＭ
が異常判定値Ｑmin よりも大きいと判定された場合に
は、排気熱量が触媒２４の早期暖機に必要な熱量となっ
ていると判断して、ステップ４１３に進み、触媒早期暖
機システムが正常と判定して、本プログラムを終了す
る。

【００７８】これに対して、ステップ４１２で異常診断
用の排気熱量積算値ＱＱＳＵＭが異常判定値Ｑmin 以下
と判定された場合には、排気熱量が不足して、触媒２４
の早期暖機に必要な熱量が触媒２４に供給されていない
と判断して、ステップ４１４に進み、触媒早期暖機シス
テムが異常と判定して、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、異常コードをＥＣＵ３１
のバックアップＲＡＭ（図示せず）に記憶した後、本プ
ログラムを終了する。

【００７９】以上説明した本実施形態（４）では、触媒
早期暖機制御中（排気熱量算出中）の推定空気過剰率λ
g を算出し、この推定空気過剰率λg に基づいて補正し
た異常診断用の排気熱量積算値ＱＱＳＵＭを用いて触媒
早期暖機システムの異常の有無を診断するようにしたの
で、触媒早期暖機制御中の空燃比（空気過剰率）によっ
て触媒２４内部で発生する反応熱量が変化するのに対応
して排気熱量積算値を補正することができ、触媒早期暖
機制御中の排気熱量積算値が触媒２４の早期暖機に必要
な熱量となっているか否かを精度良く判定することがで
きる。

【００８０】一般に、触媒早期暖機制御中は、エンジン
１１の温度が低いため、燃料噴射弁２０から噴射された
燃料のうち吸気ポート壁面等に付着する燃料量（ウェッ
ト量）が比較的多くなっている。従って、触媒早期暖機
制御中は、燃料噴射量ＴＡＵと吸入空気量ＧＡからで
は、触媒早期暖機制御中の空燃比（空気過剰率）を精度
良く推定することができない。

【００８１】その点、本実施形態（４）では、図１０の
タイムチャートに示すように、空燃比センサ２３が活性
状態になった時点ｔ1 で空燃比センサ２３で検出した空
気過剰率λs とリーン化補正係数Ｌs とを用いて触媒早
期暖機制御中（排気熱量算出中）の推定空気過剰率λg
を算出する。リーン化補正係数Ｌs は、触媒早期暖機制
御中の空燃比の挙動（リーン方向への変化量）を表すパ
ラメータとなるため、空燃比センサ２３の活性時の検出
空気過剰率λs とリーン化補正係数Ｌs とを用いれば、
触媒早期暖機制御中にリーン化補正も考慮して、触媒早
期暖機制御中の推定空気過剰率λg （推定空燃比）をよ
り一層精度良く算出することができる。

【００８２】尚、本実施形態（４）では、推定空気過剰
率λg に基づいて推定排気熱量積算値ＱＳＵＭ0 を補正
するようにしたが、推定空気過剰率λg に基づいて異常
判定値Ｑmin を補正するようにしても良く、この場合
も、同様の効果が得られる。

【００８３】また、本実施形態（４）では、空燃比セン
サ２３の活性時の検出空気過剰率λs とリーン化補正係
数Ｌs とを用いて触媒早期暖機制御中の推定空気過剰率
λgを算出するようにしたが、図１１に示すように、空
燃比センサ２３が活性した時点ｔ1 で空燃比センサ２３
で検出した空気過剰率λs （又は活性時点ｔ1 付近の所
定期間の空気過剰率λの平均値λav）を触媒早期暖機制
御中の推定空気過剰率λg （推定空燃比）としても良
い。

【００８４】また、図１１に示すように、空燃比センサ
２３の活性時には、空燃比フィードバック制御が開始さ
れて、空燃比センサ２３で検出した空燃比を目標空燃比
に補正するための空燃比フィードバック補正係数Ｆを算
出するので、空燃比センサ２３の活性直後の空燃比フィ
ードバック補正係数Ｆs （又は活性直後の所定期間の空
燃比フィードバック補正係数Ｆの平均値Ｆav）に基づい
て触媒早期暖機制御中の推定空気過剰率λg （推定空燃
比）を算出するようにしても良い。

【００８５】また、空燃比フィードバック補正係数Ｆs
とリーン化補正係数Ｌs とを用いて触媒早期暖機制御中
の推定空気過剰率λg （推定空燃比）を算出するように
しても良い。また、上記各実施形態（１）〜（４）を適
宜組み合わせて実施するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図

【図２】実施形態（１）の触媒早期暖機システム異常診
断プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図３】実施形態（１）の実行例を示すタイムチャート

【図４】空燃比と排気温度との関係を示す図

【図５】実施形態（２）の触媒早期暖機システム異常診
断プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図６】実施形態（２）及び実施形態（３）の実行例を
示すタイムチャート

【図７】実施形態（３）の触媒早期暖機システム異常診
断プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図８】実施形態（４）の触媒早期暖機システム異常診
断プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図９】異常診断補正係数ＫＱのマップを概念的に示す
図

【図１０】実施形態（４）の実行例を示すタイムチャー
ト

【図１１】実施形態（４）の変形例を説明するためのタ
イムチャート

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１４…エアフローメー
タ、１５…スロットルバルブ、２０…燃料噴射弁、２１
…点火プラグ、２２…排気管、２３…空燃比センサ、２
４…触媒、３１…ＥＣＵ（異常診断手段，排気熱量算出
手段，空燃比推定手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/22 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３０５Ｇ ３１０ ３１０Ｇ ３２０ ３２０ (72)発明者 岡 達也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 飯田 寿 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山田 正和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山下 幸宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G084 BA05 BA13 BA17 CA02 CA03 DA10 DA27 FA07 FA10 FA11 FA13 FA19 FA20 FA29 FA33 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03 BA03 BA04 BA14 BA15 BA19 BA31 BA32 CB02 CB05 DA01 DA02 DB01 DB06 DB10 DB13 DC01 EA01 EA05 EA06 EA07 EA08 EA16 EA31 EA34 FA02 FA04 FA12 FB02 FB10 FB11 FB12 FC02 FC07 GA06 HA36 3G092 AA01 AA05 AA11 AA13 AB02 BA02 BA04 BA09 BB01 DA01 DA03 DC15 DF01 DF02 DF03 EA01 EA02 EA03 EA04 EA05 EA06 EA07 EB01 EB03 EB04 EC01 FA11 FA12 FA17 FA18 FA31 FA36 FB03 FB06 GA01 GA02 HA01Y HA05Y HA06Y HA11Y HB01Y HD05Y HE01Y HE03Y HE08Y 3G301 JA20 JA26 JB03 JB04 JB05 JB09 LA00 LA01 MA11 PA01Z PA07Z PA11Z PB03Z PC07Z PE01Z PE08Z

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気熱量を増加させて排出ガ
   ス浄化用の触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御を行
   う触媒早期暖機システムにおいて、 前記触媒早期暖機制御中に、吸入空気量又はこれと相関
   関係のあるパラメータ（以下「吸入空気量パラメータ」
   と総称する）と、空燃比又はこれと相関関係のあるパラ
   メータ（以下「空燃比パラメータ」と総称する）のうち
   の少なくとも一方に基づいて前記触媒早期暖機システム
   の異常の有無を診断する異常診断手段を備えていること
   を特徴とする触媒早期暖機システムの異常診断装置。
2. 【請求項２】 前記異常診断手段は、前記触媒早期暖機
   制御中に前記吸入空気量パラメータと前記空燃比パラメ
   ータのうちの少なくとも一方を積算し、その積算値に基
   づいて前記触媒早期暖機システムの異常の有無を診断す
   ることを特徴とする請求項１に記載の触媒早期暖機シス
   テムの異常診断装置。
3. 【請求項３】 前記異常診断手段は、前記触媒早期暖機
   制御中に前記吸入空気量パラメータと前記空燃比パラメ
   ータのうちの少なくとも一方を監視し、その挙動に基づ
   いて前記触媒早期暖機システムの異常の有無を診断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の触媒早期暖機システ
   ムの異常診断装置。
4. 【請求項４】 内燃機関の排気熱量を増加させて排出ガ
   ス浄化用の触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御を行
   う触媒早期暖機システムにおいて、 前記触媒早期暖機制御中に内燃機関の運転状態に基づい
   て該内燃機関の排気熱量又は前記触媒に供給する熱量を
   推定する排気熱量算出手段と、 前記排気熱量算出手段で推定した熱量に基づいて前記触
   媒早期暖機システムの異常の有無を診断する異常診断手
   段とを備えていることを特徴とする触媒早期暖機システ
   ムの異常診断装置。
5. 【請求項５】 前記排気熱量算出手段は、吸入空気量又
   はこれと相関関係のあるパラメータ（以下「吸入空気量
   パラメータ」と総称する）と、空燃比又はこれと相関関
   係のあるパラメータ（以下「空燃比パラメータ」と総称
   する）のうちの少なくとも一方に基づいて内燃機関の排
   気熱量を求めることを特徴とする請求項４に記載の触媒
   早期暖機システムの異常診断装置。
6. 【請求項６】 前記排気熱量算出手段は、内燃機関の排
   気熱量を求める際に機関回転速度、点火時期、前記空燃
   比パラメータのうちの少なくとも１つを用いて排気温度
   を推定し、この推定排気温度と前記吸入空気量パラメー
   タとに基づいて排気熱量を算出することを特徴とする請
   求項５に記載の触媒早期暖機システムの異常診断装置。
7. 【請求項７】 前記吸入空気量パラメータとしては、吸
   入空気量、スロットル開度、吸気バルブの可変リフト
   量、吸気圧のうちの少なくとも１つを用いることを特徴
   とする請求項１乃至３、５、６のいずれかに記載の触媒
   早期暖機システムの異常診断装置。
8. 【請求項８】 前記空燃比パラメータとしては、排気系
   の空燃比センサで検出した空燃比、燃料噴射量、燃焼ラ
   フネス値のうちの少なくとも１つを用いることを特徴と
   する請求項１乃至３、５、６のいずれかに記載の触媒早
   期暖機システムの異常診断装置。
9. 【請求項９】 前記触媒早期暖機制御中の空燃比を推定
   する空燃比推定手段を備え、 前記異常診断手段は、前記空燃比推定手段で推定した前
   記触媒早期暖機制御中の空燃比に基づいて異常診断条件
   を補正することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか
   に記載の触媒早期暖機システムの異常診断装置。
10. 【請求項１０】 前記空燃比推定手段は、内燃機関の排
    気通路に設けられた空燃比センサが活性状態になった時
    に該空燃比センサで検出した空燃比に基づいて前記触媒
    早期暖機制御中の空燃比を推定することを特徴とする請
    求項９に記載の触媒早期暖機システムの異常診断装置。
11. 【請求項１１】 前記空燃比推定手段は、内燃機関の排
    気通路に設けられた空燃比センサの活性後に該空燃比セ
    ンサの検出空燃比に基づいて空燃比フィードバック制御
    を実行する際の空燃比フィードバック補正係数に基づい
    て前記触媒早期暖機制御中の空燃比を推定することを特
    徴とする請求項９に記載の触媒早期暖機システムの異常
    診断装置。
12. 【請求項１２】 前記空燃比推定手段は、前記触媒早期
    暖機制御中の空燃比の推定に用いるパラメータとして、
    前記空燃比センサの活性時の検出空燃比又は前記空燃比
    フィードバック補正係数に加えて、前記触媒早期暖機制
    御中に内燃機関の回転挙動に基づいて空燃比をリーン方
    向に補正するためのリーン化補正係数も用いることを特
    徴とする請求項１０又は１１に記載の触媒早期暖機シス
    テムの異常診断装置。
13. 【請求項１３】 前記異常診断手段は、前記触媒早期暖
    機制御中且つ内燃機関のアイドル運転中に、前記触媒早
    期暖機システムの異常診断を実行することを特徴とする
    請求項１乃至１２のいずれかに記載の触媒早期暖機シス
    テムの異常診断装置。