JP2009299659A - 排気浄化触媒の劣化判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化触媒の劣化をより精度良く判定することのできる排気浄化触媒の劣化判定装置を提供する。
【解決手段】この装置は、混合気の空燃比を強制変更した後における排気浄化触媒より下流側の排気の酸素濃度に基づいて同排気浄化触媒の酸素吸蔵容量Ｃｆを算出する。酸素吸蔵容量Ｃｆとその算出時における排気浄化触媒の温度（算出時温度Ｔ）との関係に基づいて同酸素吸蔵容量Ｃｆを基準温度Ｔｂｓｅにおける酸素吸蔵容量Ｃｆに相当する基準推定容量Ｃｆｂに変換するための変換係数Ｋａを学習する。酸素吸蔵容量Ｃｆおよび変換係数Ｋａに基づいて基準推定容量Ｃｆｂを求めるとともに該求めた基準推定容量Ｃｆｂに基づいて排気浄化触媒の劣化判定を行う。排気浄化触媒の温度領域が複数の領域１〜３に区分され、変換係数Ｋａがそれら領域１〜３毎に各別に設定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の劣化を判定する劣化判定装置に関するものである。

通常、内燃機関の排気通路には排気を浄化するための排気浄化触媒（三元触媒）が設けられている。この排気浄化触媒は、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が所定の範囲内にある状況において最も効率良く排気を浄化する。そのため内燃機関の運転制御では、混合気の空燃比が所定の範囲内に収まるように、排気浄化触媒の排気流れ方向上流側に設けられた酸素濃度センサの出力信号に基づいて混合気の空燃比を検出するとともにその検出した空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を増減補正するといった制御、いわゆる空燃比フィードバック制御が実行される。

また、排気浄化触媒の排気流れ方向下流側に設けられた酸素濃度センサの出力信号に基づいて排気浄化触媒による排気の浄化状態を検出するとともに、その検出した浄化状態に基づいて燃料噴射量を増減補正する制御、いわゆるサブ空燃比フィードバック制御を実行するものもある。

ここで、そうした空燃比フィードバック制御やサブ空燃比フィードバック制御が適切に実行されている場合であっても、排気浄化触媒の劣化が進行すると、排気を十分に浄化することができなくなってしまう。そのため従来、排気浄化触媒の劣化を判定する装置が種々提案されている。例えば特許文献１に記載の装置では、以下のように排気浄化触媒の劣化判定が行われる。

排気浄化触媒は、これを通過する排気の酸素濃度が混合気の空燃比をリーンにした状態での機関運転時における濃度であるときには排気中の酸素を吸蔵する一方、同酸素濃度が混合気の空燃比をリッチにした状態での機関運転時における濃度であるときには酸素を放出するといった酸素ストレージ機能を有している。そのため、混合気の空燃比をリッチからリーンに変更すると、排気浄化触媒の酸素吸蔵量が飽和した後にその下流側における排気の酸素濃度がリーンに対応する濃度になる一方、混合気の空燃比をリーンからリッチに変更すると、排気浄化触媒の酸素吸蔵量がごく少なくなった後にその下流側における排気の酸素濃度がリッチに対応する濃度になる。

このことから、混合気の空燃比を変更した後の触媒下流側における排気の酸素濃度の変化を監視することにより、排気浄化触媒に吸蔵させることの可能な酸素の量（酸素吸蔵容量）を推定することが可能になると云える。そして、この酸素吸蔵容量は排気浄化触媒の劣化が進行するにつれて少なくなる傾向がある。そのため、特許文献１に記載の装置では、上述した態様で排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の推定値（推定容量）を算出するとともに、その推定容量に基づいて排気浄化触媒の劣化を判定するようにしている。

また、排気浄化触媒の温度が変化すると同排気浄化触媒の酸素吸蔵容量も変化する。そのため、排気浄化触媒の劣化度合いが同一の条件下であっても、排気浄化触媒の温度が異なる場合、上記装置において算出される推定容量は異なる値になる。そして、そうした推定容量の差異は排気浄化触媒の劣化によるものではないために、同排気浄化触媒の劣化判定の精度を低下させる一因となる。

そこで、特許文献１に記載の装置では、上述した推定容量と同推定容量の算出時における排気浄化触媒の温度との関係に基づいて、推定容量を基準温度における酸素吸蔵容量に相当する基準値（基準推定容量）に変換するための変換値を学習するようにしている。そして、その後において推定容量が算出されたときに、上記変換値に基づいて基準推定容量が求められ、同基準推定容量をもとに排気浄化触媒の劣化が判定される。これにより、排気浄化触媒の温度による悪影響が抑えられて、劣化判定の精度低下が抑制される。
特開２００４−２８０２９号公報

ところで、排気浄化触媒の酸素吸蔵容量と温度との関係は、ほぼ比例関係になるとはいえ、厳密には比例関係と異なる。これに対して上記装置では、変換値として、全ての温度領域において共通の値（詳しくは、変換係数）が算出される。そのため上記装置では、変換値に基づき算出される基準推定容量が、同変換値の学習に用いた推定容量の算出時における排気浄化触媒の温度に近い温度領域においては適切な値になるものの、同温度から離れた温度領域においては適切な値にならなくなるおそれがある。

このように上記装置は、全ての温度領域において適正な値が基準推定容量として算出されるとは云えず、排気浄化触媒の劣化判定についての判定精度の向上を図る上でなお改善の余地がある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気浄化触媒の劣化をより精度良く判定することのできる排気浄化触媒の劣化判定装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、排気通路に排気浄化触媒が設けられた内燃機関に適用されて、混合気の空燃比を強制変更した後における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側の排気の酸素濃度に基づいて同排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の推定値を算出する算出手段と、前記推定値とその算出時における前記排気浄化触媒の温度との関係に基づいて前記推定値を基準温度における酸素吸蔵容量に相当する基準値に変換するための変換値を学習する学習手段と、前記推定値および前記変換値に基づいて前記基準値を求めるとともに該求めた基準値に基づいて前記排気浄化触媒の劣化判定を行う判定手段と、を備える排気浄化触媒の劣化判定装置において、前記排気浄化触媒の温度領域が複数の領域に区分されてなるとともに、前記変換値がそれら区分される領域毎に各別に設定されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、複数の温度領域毎に、酸素吸蔵容量の推定値（推定容量）をその基準値（基準推定容量）に変換するための変換値として適切な値を学習することができる。そのため、そうした変換値に基づいて基準推定容量を算出することにより、同基準推定容量として全ての温度領域において適正な値を算出することができるようになり、その基準推定容量に基づいて排気浄化触媒の劣化を精度良く判定することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、前記学習手段は、同一の温度領域において算出した複数の前記推定値の平均値を求め、当該温度領域についての前記変換値を前記平均値に基づいて学習することをその要旨とする。

推定値の平均値に基づいて変換値を学習する場合、仮に全ての温度領域において共通の値を変換値として学習するようにすると、次のような不都合が生じてしまう。この場合、各推定値の算出時における排気浄化触媒の温度の平均値を求め、同平均値と上記推定値の平均値との関係に基づいて変換値を算出するといった手順によって同変換値を学習することが可能になる。そして、この場合には、さまざまな温度条件のもとで算出された推定値をもとに変換値の学習が実行されてしまうために、推定値の平均値と温度の平均値との関係が適切な関係にならないおそれがあり、同関係が不適切になった場合にはこれが変換値の学習精度の低下を招く一因となってしまう。

この点、上記構成によれば、同一の温度領域において算出された複数の推定値をもとに変換値の学習が実行されるために、推定値の平均値と各推定値の算出時における排気浄化触媒の温度との関係が適切な関係になり、変換値の学習精度の低下を好適に抑制することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、前記学習手段は、前記推定値を算出したときに、その算出時における前記排気浄化触媒の温度を含む特定の温度領域に対応する推定値を算出した履歴がない場合、同算出した推定値に基づいて前記特定の温度領域についての前記変換値を学習することをその要旨とする。

上記構成によれば、推定値が一度も算出されていない状態から推定値の平均値に基づいて変換値が学習された状態になるまでの期間において、上記推定値に基づき学習した変換値を仮の値として設定することができる。これにより、変換値の学習、ひいては基準値の精度が長期にわたって低い状態になることを回避することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、前記学習手段は、前記推定値を算出したときに、その算出時における前記排気浄化触媒の温度を含む特定の温度領域に対応する推定値を算出した履歴がない場合、同算出した推定値に基づいて前記特定の温度領域に対応する前記変換値を学習するとともに、その学習した変換値に基づいて他の温度領域における変換値を推定し、これを同変換値として学習することをその要旨とする。

上記構成によれば、複数の温度領域のうちの一つの領域についての推定値を算出した履歴がない状態で同推定値の算出が実行されたときに、その算出した推定値に基づいて全ての温度領域に対応する変換値を学習することができる。そのため、推定値を算出した履歴がない状態から全ての温度領域についての変換値が学習された状態になるまでの期間を短くすることができ、学習された変換値に基づく排気浄化触媒の劣化判定を全ての温度領域において早期に開始することができる。

なお、上記構成における学習手段としては、請求項５によるように、前記履歴がない場合に、前記学習した変換値に基づいて他の温度領域に対応する推定値に相当する推定値相当値を求め、同推定値相当値に基づいて他の温度領域に対応する変換値を学習する、といった構成を採用することができる。

また、前記変換値としては、請求項６によるように、推定値の算出時における排気浄化触媒の温度と基準温度との差に乗算することにより、推定値を基準値に変換するべく同推定値に加算される補正量を算出するための値を採用することができる。

以下、本発明にかかる排気浄化触媒の劣化判定装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる劣化判定装置が適用される内燃機関およびその周辺機器の概略構成を示す。

同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１にはスロットルバルブ１２が設けられている。スロットルバルブ１２には、スロットルモータ１３が連結されている。そして、このスロットルモータ１３の駆動制御を通じてスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１１を通じて燃焼室１４内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気通路１１には燃料噴射バルブ１５が設けられている。この燃料噴射バルブ１５は吸気通路１１内に燃料を噴射する。さらに、内燃機関１０の排気通路１６には排気を浄化するための三元触媒（以下、「排気浄化触媒１７」）が設けられている。

内燃機関１０の燃焼室１４においては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ１８による点火が行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン１９が往復移動し、クランクシャフト２０が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室１４から排気通路１６に送り出される。内燃機関１０の排気は、上記排気浄化触媒１７を通じて浄化された後に排気通路１６外へと放出される。なお、この排気浄化触媒１７は、理論空燃比近傍での燃焼が行われる状態において、排気中のＨＣやＣＯを酸化するとともに同排気中のＮＯｘを還元して排気を浄化する作用を有している。また、この排気浄化触媒１７は、これを通過する排気の酸素濃度が混合気の空燃比をリーンにした状態での機関運転時における濃度であるときには排気中の酸素を吸蔵する一方、同酸素濃度が混合気の空燃比をリッチにした状態での機関運転時における濃度であるときには酸素を放出するといった酸素ストレージ機能を有している。

本実施の形態の装置は、内燃機関１０（図１）の運転状態を検出するための各種センサを備えている。そうした各種センサとしては、例えばクランクシャフト２０の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ３１や、吸気通路１１を通過する吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ３２が設けられている。また、アクセルペダル２１の踏み込み量ＡＣを検出するためのアクセルセンサ３３や、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ３４が設けられている。その他、排気通路１６における上記排気浄化触媒１７より排気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）の部分（詳しくは、排気マニホールド）に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ３５が設けられている。また、排気通路１６における上記排気浄化触媒１７よりも排気流れ方向下流側（以下、単に「下流側」）に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサ３６等も設けられている。本実施の形態では、空燃比センサ３５および酸素センサ３６が酸素濃度センサとして機能する。

なお、上記空燃比センサ３５は、周知の限界電流式酸素センサである。この限界電流式酸素センサは、濃淡電池式酸素センサの検出部に拡散律速層と呼ばれるセラミック層を備えることにより排気中の酸素濃度に応じた出力電流が得られるセンサであり、排気中の酸素濃度と密接な関係にある混合気の空燃比が理論空燃比である場合には、その出力電流が「０」になる。また、混合気の空燃比がリッチになるにつれて出力電流は負の方向に大きくなり、同空燃比がリーンになるにつれて出力電流は正の方向に大きくなる。したがって、この空燃比センサ３５の出力信号に基づき、混合気の空燃比についてそのリーン度合いやリッチ度合いを検出することができる。

また、上記酸素センサ３６は、周知の濃淡電池式の酸素センサである。この濃淡電池式酸素センサからは排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときの濃度である場合には１ボルト程度の出力電圧が得られ、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときの濃度である場合には０ボルト程度の出力電圧が得られる。また濃淡電池式酸素センサの出力電圧は排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるときの濃度であるときに大きく変化する。したがって、こうした酸素センサ３６の出力信号に基づき、排気浄化触媒１７下流側の排気がリーンに対応する性状であるか、或いはリッチに対応する性状であるかを検出することができる。

この酸素センサ３６は、排気浄化触媒１７での排気浄化作用の状態を監視するために同排気浄化触媒１７の下流側に設けられている。すなわち、排気浄化触媒１７での還元作用が促進されており排気中に酸素が放出されているときには、酸素センサ３６の出力信号がリーンに対応する値となる。一方、排気浄化触媒１７での酸化作用が促進されており排気中の酸素が消費されているときには、酸素センサ３６の出力信号がリッチに対応する値となる。こうした酸素センサ３６の検出結果に基づいて排気浄化作用の状態が監視される。

本実施の形態の装置は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置３０を備えている。この電子制御装置３０は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットルモータ１３の駆動制御（スロットル制御）や燃料噴射バルブ１５の駆動制御（燃料噴射制御）等といった各種制御を実行する。

本実施の形態では、燃焼室１４内に吸入される空気の量（筒内吸気量）が次のように調節される。すなわち先ず、前記アクセルペダル２１の踏み込み量ＡＣや機関回転速度ＮＥに基づいて筒内吸気量についての制御目標値（目標筒内吸気量Ｔｇａ）が算出される。そして、この目標筒内吸気量Ｔｇａと実際の筒内吸気量が一致するようになるスロットル開度ＴＡに相当する値が同スロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）として算出され、同目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにスロットル制御が実行される。

一方、本実施の形態の燃料噴射制御では、通路吸気量ＧＡに基づいて混合気の空燃比が目標空燃比（基本的に、理論空燃比）になる燃料量（目標燃料噴射量ＴＱ）が求められ、実際の燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量ＴＱと一致するように燃料噴射バルブ１５の駆動が制御される。

また本実施の形態では、上記空燃比センサ３５によって検出される排気の実際の酸素濃度と所望の濃度（混合気の空燃比が理論空燃比であるときにおける排気の酸素濃度）との乖離度合に基づいてフィードバック補正量を算出するとともに同補正量に基づいて目標燃料噴射量ＴＱを補正するとの制御、いわゆる空燃比フィードバック制御が実行される。

こうした空燃比フィードバック制御を実行するようにしたのは、次のような理由による。上記排気浄化触媒１７は、燃焼される混合気の空燃比が理論空燃比近傍の狭い範囲（ウインドウ）であるときにのみ、排気中の主要有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）のすべてを酸化還元反応により効率的に浄化する。そのため、排気浄化触媒１７の排気浄化作用を有効に発揮させるには、混合気の空燃比を上記ウインドウの中心に合わせこむべく、燃料噴射量を厳密に調節する必要があるためである。

さらに本実施の形態では、上記酸素センサ３６の出力に基づいてサブフィードバック補正量を算出するとともに同補正量によって目標燃料噴射量ＴＱを補正するといった制御、いわゆるサブ空燃比フィードバック制御が実行される。具体的には、酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値であるときには、燃料噴射量Ｑが少しずつ減量されるように、すなわち混合気の空燃比が少しずつリーン側に近づいていくように、サブフィードバック補正量が変更される。一方、酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値であるときには、燃料噴射量Ｑが少しずつ増量されるように、すなわち混合気の空燃比が少しずつリッチ側に近づいていくように、サブフィードバック補正量が変更される。こうしたサブ空燃比フィードバック制御を実行することにより、排気浄化触媒１７の排気浄化作用が有効に発揮されるようになる。

こうした空燃比フィードバック制御やサブ空燃比フィードバック制御が適正に実行されたとしても、排気浄化触媒１７の劣化が進行すると、同排気浄化触媒１７によって排気を十分に浄化することができなくなってしまう。そのため本実施の形態では、以下のような態様で排気浄化触媒１７の劣化を判定するようにしている。

前述したように排気浄化触媒１７は酸素ストレージ機能を有しており、同排気浄化触媒１７が吸蔵可能な酸素の量（酸素吸蔵容量）はその劣化が進行するにつれて少なくなる傾向にある。そのため本実施の形態では、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量が求められ、その酸素吸蔵容量に基づいて排気浄化触媒１７の劣化が判定される。

具体的には先ず、酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値からリッチを示す値に（あるいはリッチを示す値からリーンを示す値に）変化したときに、混合気の空燃比についての制御目標値（目標空燃比ＴＡＦ）をリッチからリーンに（あるいはリーンからリッチに）変更する制御（アクティブ制御）の実行が開始される。

図２はアクティブ制御の実行手順を示すフローチャートであり、図３は同アクティブ制御が実行されるときの目標空燃比ＴＡＦの推移、酸素センサ３６の出力信号の推移、および排気浄化触媒１７の酸素吸蔵量Ｃの推移をそれぞれ示している。

図２に示すように、アクティブ制御の実行が開始されると、先ず「モード１」が選択されて、目標空燃比ＴＡＦが強制変更される（ステップＳ１０１）。ここでは、酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値であるときには目標空燃比ＴＡＦが理論空燃比よりリーン側の所定比率に変更される一方、酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値であるときには目標空燃比ＴＡＦが理論空燃比よりリッチ側の所定比率に変更される。

図３に示す例では、アクティブ制御の実行開始時（時刻ｔ１１）における酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値であるために、このとき目標空燃比ＴＡＦが理論空燃比よりリッチ側の比率に強制変更される。これにより、以後において燃料噴射量Ｑが増量されて混合気の空燃比がリッチになる。

そして、混合気の空燃比がリッチになっている間においては排気浄化触媒１７から酸素が放出されるために、酸素センサ３６の出力信号がリーンに対応する値となる。その後、排気浄化触媒１７に吸蔵されていた酸素が全て放出されて同排気浄化触媒１７からの酸素放出が停止されると、酸素センサ３６の出力信号がリッチに対応する値になる（時刻ｔ１２以降）。このように酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値からリッチを示す値に変化することによって、排気浄化触媒１７に吸蔵されていた酸素が全て放出されて酸素吸蔵量Ｃが「０」になったと判断することができる。

このように「モード１」の選択時において酸素センサ３６の出力信号が変化すると（図２のステップＳ１０２：ＹＥＳ）、「モード２」が選択されて、目標空燃比ＴＡＦが強制変更される（ステップＳ１０３）。ここでは、「モード１」の選択時における目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の比率であるときには同目標空燃比ＴＡＦがリーン側の所定比率に強制変更される一方、「モード１」の選択時における目標空燃比ＴＡＦがリーン側の比率であるときには同目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の所定比率に強制変更される。

図３に示す例では、「モード１」の選択時（時刻ｔ１１〜ｔ１２）における目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の比率であるために、このとき目標空燃比ＴＡＦがリーン側の所定比率に強制変更される。これにより、以後において燃料噴射量Ｑが減量されて混合気の空燃比がリーンになる。

そして、混合気の空燃比がリーンになっている間において排気浄化触媒１７には酸素が吸蔵されるために、酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値となる。その後、排気浄化触媒１７による酸素の吸蔵が限界にまで達すると、排気中の酸素が排気浄化触媒１７に吸蔵されなくなるために、酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値となる（時刻ｔ１３以降）。このように酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値からリーンを示す値に変化することによって、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵量Ｃが限界量（最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘ）に達したことがわかる。

このように「モード２」の選択時において酸素センサ３６の出力信号が変化すると（図２のステップＳ１０４：ＹＥＳ）、「モード３」が選択されて、目標空燃比ＴＡＦが強制変更される（ステップＳ１０５）。ここでは、「モード２」の選択時における目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の比率であるときには同目標空燃比ＴＡＦがリーン側の所定比率に強制変更される一方、「モード２」の選択時における目標空燃比ＴＡＦがリーン側の比率であるときには同目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の所定比率に強制変更される。

図３に示す例では、「モード２」の選択時（時刻ｔ１２〜ｔ１３）における目標空燃比ＴＡＦがリーン側の比率であるために、このとき目標空燃比ＴＡＦがリッチ側の所定比率に強制変更される。そして、混合気の空燃比がリッチになっている間において排気浄化触媒１７から酸素が放出されるために、酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値になる。そして、排気浄化触媒１７に吸蔵されていた酸素が全て放出されると、酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値になる（時刻ｔ１４以降）。このように酸素センサ３６の出力信号がリーンを示す値からリッチを示す値に変化することによって、排気浄化触媒１７に吸蔵されていた酸素、すなわち上記最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘの全てが放出されたと判断することができる。

このように「モード３」の選択時において酸素センサ３６の出力信号が変化すると（図２のステップＳ１０６：ＹＥＳ）、「モード０」が選択され、これによって目標空燃比ＴＡＦの強制変更が解除されて（ステップＳ１０７）、アクティブ制御の実行が停止される。

このようにアクティブ制御では、酸素センサ３６の出力信号に基づいて混合気の空燃比が強制変更される。
そして、上述したようにアクティブ制御の実行中における排気浄化触媒１７より下流側の排気の酸素濃度（具体的には、酸素センサ３６の出力信号）の変化態様に基づいて、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵量Ｃが「０」になった状態や最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘに達した状態を把握することができる。

具体的には、混合気の空燃比がリーンであり且つ酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値である期間（図３に示す例では「モード２」が選択される期間）において排気浄化触媒１７に流入した酸素の量を積算することにより、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量を推定することができる。また、混合気の空燃比がリーンであり且つ酸素センサ３６の出力信号がリッチを示す値である期間（図３に示す例では「モード３」が選択される期間）において排気浄化触媒１７から放出された酸素の量を積算することにより、同排気浄化触媒１７が放出可能な酸素の量（酸素放出容量）を推定することができる。なお排気浄化触媒１７から放出される酸素はもともと同排気浄化触媒１７に吸蔵されていた酸素であるため、上記酸素放出容量は酸素吸蔵容量と概ね同じような値となり、実質的には酸素吸蔵容量を示す値となる。

この点をふまえて本実施の形態では、排気浄化触媒１７の劣化判定に用いる酸素吸蔵容量の推定値（以下、「酸素吸蔵容量Ｃｆ」）として、アクティブ制御の実行時において算出される酸素吸蔵容量と酸素放出容量との平均値が求められる。そして、排気浄化触媒１７の酸素ストレージ機能は同排気浄化触媒１７の劣化が進むに連れて低下することから、上記酸素吸蔵容量Ｃｆ（詳しくは、後述する基準推定容量Ｃｆｂ）が所定の劣化判定値αに満たないことをもって排気浄化触媒１７が劣化していると判断される。

図４に、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量と温度との関係を示す。なお同図４において、線Ｌ１は排気浄化触媒１７に全く劣化が生じていないとき（新品時）の上記関係を示し、線Ｌ２は排気浄化触媒１７の劣化が進行している過程における上記関係を示し、線Ｌ３は排気浄化触媒１７が完全に劣化したとき（完全劣化時）の上記関係を示している。

図４に示すように、新品時（線Ｌ１）や完全劣化時（線Ｌ３）においては、排気浄化触媒１７の温度が変化しても同排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量は殆ど変化しない。これに対して、排気浄化触媒１７の劣化が進行している過程（線Ｌ２）においては、同排気浄化触媒１７の温度に応じてその酸素吸蔵容量が異なる量になる。詳しくは、排気浄化触媒１７の温度が高いときほどその酸素吸蔵容量が大きくなる。なお、線Ｌ２には排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量と温度との関係として比例関係を示しているが、実際の関係は比例関係と若干異なる。

こうした排気浄化触媒１７の温度変化に応じた酸素吸蔵容量の変化は排気浄化触媒１７の劣化によるものではないために、その変化を考慮せずに排気浄化触媒１７の劣化判定を実行すると、それが判定精度の低下を招く一因となってしまう。この点をふまえて本実施の形態では、上記酸素吸蔵容量Ｃｆとその算出時における排気浄化触媒１７の温度（算出時温度Ｔ）との関係に基づいて、同酸素吸蔵容量Ｃｆを基準温度Ｔｂｓｅ（例えば、７５０℃）における酸素吸蔵容量に相当する基準値（基準推定容量Ｃｆｂ）に変換し、その基準推定容量Ｃｆｂに基づいて排気浄化触媒１７の劣化を判定するようにしている。

以下、基準推定容量Ｃｆｂの算出態様について、図５を参照しつつ説明する。
基準推定容量Ｃｆｂは、酸素吸蔵容量Ｃｆ、算出時温度Ｔ、基準温度Ｔｂｓｅおよび変換係数Ｋａ（ただし、Ｋａ≧０）に基づいて以下の関係式（１）から算出される。

Ｃｆｂ＝Ｃｆ＋Ｋａ×（Ｔｂｓｅ−Ｔ） …（１）

なお電子制御装置３０には、上記変換係数Ｋａを算出（学習）するための関係として、図６に示すような変換係数Ｋａと酸素吸蔵容量Ｃｆとの関係が記憶されている。そして、所定の条件が成立したときに酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて上記関係から変換係数Ｋａが算出されて、同変換係数Ｋａが電子制御装置３０の不揮発性のメモリに記憶される。この変換係数Ｋａとしては、排気浄化触媒１７の劣化が進んで酸素吸蔵容量Ｃｆが小さくなると、その当初においては徐々に大きい値が算出されるようになり、さらに排気浄化触媒１７の劣化が進んで同酸素吸蔵容量Ｃｆが所定の値より小さくなると、その後においては徐々に小さい値が算出されるようになる。そして上記関係式（１）において、基準温度Ｔｂｓｅと算出時温度Ｔとの差に変換係数Ｋａを乗算した値「Ｋａ×（Ｔｂｓｅ−Ｔ）」は、酸素吸蔵容量Ｃｆを基準推定容量Ｃｆｂに変換するべく同酸素吸蔵容量Ｃｆに加算する補正量に相当する値になる（図５参照）。

ここで、排気浄化触媒１７の実際の酸素吸蔵容量と温度との関係はほぼ比例関係になることが確認されている。とはいえ、その酸素吸蔵容量と温度との関係は厳密には比例関係とは異なる。そのため、仮に変換係数として全ての温度領域において共通の値を算出するようにすると、変換係数に基づき算出される基準推定容量が、同変換係数の学習に用いた酸素吸蔵容量の算出時における排気浄化触媒１７の温度に近い温度領域においては適切な値になるものの、同温度から離れた温度領域においては適切な値にならなくなるおそれがある。

そこで本実施の形態では、排気浄化触媒１７の温度領域を複数の領域（温度領域１〜３（図５参照））に区分するとともに、それら温度領域１〜３毎に変換係数Ｋａを各別に設定するようにしている。なお電子制御装置３０には、変換係数Ｋａを算出するための関係（図６参照）として、温度領域１〜３毎に各別に設定された複数（本実施の形態では、三つ）の関係が記憶されている。

このように変換係数Ｋａを設定することにより、複数の温度領域１〜３毎に、酸素吸蔵容量Ｃｆを基準推定容量Ｃｆｂに変換するための変換係数Ｋａとして適切な値を学習することができる。そのため、そうした変換係数Ｋａに基づいて基準推定容量Ｃｆｂを算出することにより、同基準推定容量Ｃｆｂとして全ての温度領域１〜３において適正な値を算出することができるようになり、その基準推定容量Ｃｆｂに基づいて排気浄化触媒１７の劣化を精度良く判定することができるようになる。

また本実施の形態では、基本的に、同一の温度領域において算出された複数（本実施の形態では、六つ）の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅを算出し、その平均値Ｃｆａｖｅに基づいて変換係数Ｋａを学習するようにしている。

ちなみに、このように平均値Ｃｆａｖｅに基づいて変換係数Ｋａを学習する場合、仮に全ての温度領域１〜３において共通の値を変換係数Ｋａとして学習するようにすると、次のような不都合が生じてしまう。この場合、各酸素吸蔵容量Ｃｆの算出時における排気浄化触媒１７の温度の平均値を求め、同平均値に基づいて温度領域を特定し、その特定した温度領域に対応する前記関係（図６参照）から上記平均値Ｃｆａｖｅに基づいて変換係数Ｋａを算出するといった手順を通じて同変換係数Ｋａを学習することが可能になる。この場合、さまざまな温度領域において算出された酸素吸蔵容量Ｃｆをもとに変換係数Ｋａの学習が実行されてしまうために、酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅと温度の平均値との関係が適切な関係にならないおそれがあり、同関係が不適切になった場合にはこれが変換係数Ｋａの学習精度の低下を招く一因となってしまう。

この点、本実施の形態では、同一の温度領域において算出された複数の酸素吸蔵容量Ｃｆをもとに変換係数Ｋａの学習が実行される。そのため、複数の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅとそれら酸素吸蔵容量Ｃｆに対応する算出時温度Ｔとの関係が適切な関係になり、変換係数Ｋａの学習精度の低下が好適に抑制される。

また、酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅに基づいて変換係数Ｋａを学習する場合には、一つの温度領域についての変換係数Ｋａの学習が完了するまでに長い時間がかかる上に、三つの温度領域１〜３の全てについての変換係数Ｋａの学習が完了するまでにはさらに長い時間がかかってしまう。したがって、例えば内燃機関１０の組み立て完了直後や内燃機関１０の部品交換直後など、電子制御装置３０の不揮発性のメモリに変換係数Ｋａが記憶されていない状態になると、その後において同変換係数Ｋａが未学習の状態、すなわち「変換係数Ｋａ＝初期値（具体的には「０」）」として基準推定容量Ｃｆｂが算出される状態が長く続くことになってしまう。排気浄化触媒１７の劣化を精度良く判定するためには、そうした変換係数Ｋａが未学習状態である期間を極力短くすることが望ましい。

この点をふまえて本実施の形態では、酸素吸蔵容量Ｃｆを算出したときに、その算出時における排気浄化触媒１７の温度（前記算出時温度Ｔ）を含む温度領域（特定の温度領域）に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない場合に、算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて上記特定の温度領域についての変換係数Ｋａを学習するようにしている。

これにより、酸素吸蔵容量Ｃｆが一度も算出されていない状態から酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅに基づいて特定の温度領域についての変換係数Ｋａが学習された状態になるまでの期間において、上記酸素吸蔵容量Ｃｆに基づき学習した変換係数Ｋａを仮の値として設定することができる。そのため、変換係数Ｋａの学習、ひいては基準推定容量Ｃｆｂの算出精度が長期にわたって低い状態になることが回避されるようになる。

また本実施の形態では、そのように学習した上記特定の温度領域に対応する変換係数Ｋａに基づいて他の二つの温度領域における変換係数Ｋａをそれぞれ推定し、これを同変換係数Ｋａとして学習するようにしている。具体的には先ず、特定の温度領域に対応する変換係数Ｋａ、算出した酸素吸蔵容量Ｃｆ、および算出時温度Ｔに基づいて他の二つの温度領域に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆに相当する値（酸素吸蔵量相当値ＶＣｆ）がそれぞれ求められる。そして、それら吸蔵量相当値ＶＣｆに基づいて前記関係（図６参照）から他の二つの温度領域に対応する変換係数Ｋａが各別に算出されて電子制御装置３０の不発性のメモリに記憶される。

このように本実施の形態では、各温度領域１〜３のうちの特定の温度領域についての酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない状態で同特定の温度領域についての酸素吸蔵容量Ｃｆの算出が実行されたときに、その算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて全ての温度領域１〜３に対応する変換係数Ｋａが学習されるようになる。そのため、酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない状態から全ての温度領域１〜３についての変換係数Ｋａが学習された状態になるまでの期間を短くすることができ、学習された変換係数Ｋａに基づく排気浄化触媒１７の劣化判定を全ての温度領域１〜３において早期に開始することができる。

以下、排気浄化触媒１７の劣化を判定するための処理の具体的な実行手順について説明する。
ここでは先ず、排気浄化触媒１７の劣化判定に用いられる各種パラメータを算出する処理（パラメータ算出処理）について説明する。

図７は上記パラメータ算出処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、上記アクティブ制御が実行されていることを条件に、電子制御装置３０によって所定周期毎に繰り返し実行される。

同図７に示すように、この処理では先ず、以下の関係式（２）に基づいて、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵量Ｃの変化量ΔＯ２が算出される（ステップＳ２０１）。

ΔＯ２＝「０．２３」×ΔＡ／Ｆ×「燃料噴射量Ｑ」 …（２）

なお、上記関係式（２）における「０．２３」は空気中に含まれる酸素の割合であり、「ΔＡ／Ｆ」は空燃比センサ３５によって検出された空燃比から理論空燃比を減じた値である。また、「燃料噴射量Ｑ」は燃料噴射制御において設定される値であり、本処理の実行時に内燃機関１０に供給された燃料量である。そして、上記関係式（２）を通じて算出される変化量ΔＯ２の絶対値は、目標空燃比ＴＡＦとしてリーン側の比率が設定されているときには本処理の実行周期の間に排気浄化触媒１７に吸蔵される酸素の量になる一方、目標空燃比ＴＡＦとしてリッチ側の比率が設定されているときには本処理の実行周期の間に排気浄化触媒１７から放出される酸素の量になる。

そして、このように変化量ΔＯ２が算出された後、前記アクティブ制御においてモード２が選択されているときには（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、吸蔵量積算値ＯＳＡ２に上記変化量ΔＯ２の絶対値が加算されて新たな吸蔵量積算値ＯＳＡ２が算出される（ステップＳ２０３）。一方、アクティブ制御においてモード３が選択されているときには（ステップＳ２０２：ＮＯ、且つステップＳ２０４：ＹＥＳ）、吸蔵量積算値ＯＳＡ３に上記変化量ΔＯ２の絶対値が加算されて新たな吸蔵量積算値ＯＳＡ３が算出される（ステップＳ２０５）。

そして、このように吸蔵量積算値が算出されると、このときの排気浄化触媒１７の温度（詳しくは、その推定温度Ｔｃｒ）についての積算値（積算温度ΣＴｃｒ）が算出される（ステップＳ２０６）。具体的には、このときの推定温度Ｔｃｒが積算温度ΣＴｃｒに加算される。これに合わせて、排気浄化触媒１７の温度の積算回数をカウントする積算カウンタのカウント値Ｎ１がインクリメントされた後（ステップＳ２０７）、本処理は一旦終了される。なお上記推定温度Ｔｃｒは、別途の処理を通じて、そのときどきの機関回転速度ＮＥや機関負荷などに基づいて算出されている。

なお、前記アクティブ制御においてモード１が選択されているときには（ステップＳ２０２：ＮＯ、且つステップＳ２０４：ＮＯ）、各吸蔵量積算値ＯＳＡ２，ＯＳＡ３や積算温度ΣＴｃｒの算出、およびカウント値Ｎ１の操作を行うことなく（ステップＳ２０３およびＳ２０５〜Ｓ２０７の処理をジャンプして）、本処理は一旦終了される。

次に、排気浄化触媒１７の劣化判定にかかる処理（劣化判定処理）について説明する。
図８は、上記劣化判定処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、上記電子制御装置３０によって所定周期毎に繰り返し実行される処理である。

同図８に示すように、この処理では先ず、前述したアクティブ制御が正常に終了したか否かが判断される（ステップＳ３０１）。アクティブ制御の実行中であるときや、同アクティブ制御の実行が既に停止されていたとき、あるいはアクティブ制御が中断されたときには（ステップＳ３０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。

そして、本処理が繰り返し実行されて、アクティブ制御が正常に終了したと判断されると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、吸蔵量積算値ＯＳＡ２，ＯＳＡ３の平均値「（ＯＳＡ２＋ＯＳＡ３）／２）が酸素吸蔵容量Ｃｆとして算出される（ステップＳ３０２）。本実施の形態では、このステップＳ３０２の処理が算出手段として機能する。また、酸素吸蔵容量Ｃｆの算出時における排気浄化触媒１７の温度（前記算出時温度Ｔ）として、前記積算温度ΣＴｃｒを積算カウンタのカウント値Ｎ１で商算した値（ΣＴｃｒ／Ｎ１）が算出される（ステップＳ３０３）。

その後、酸素吸蔵容量Ｃｆと算出時温度Ｔとがこのときの温度領域に対応するデータとして記憶されるとともに（ステップＳ３０４）、その算出に用いられた値（具体的には、各吸蔵量積算値ＯＳＡ２，ＯＳＡ３、積算温度ΣＴｃｒ、積算カウンタのカウント値Ｎ１）が初期値（＝０）にリセットされる（ステップＳ３０５）。また、このときの温度領域に対応する算出カウンタのカウント値Ｎ２がインクリメントされる（ステップＳ３０６）。なお、酸素吸蔵容量Ｃｆおよび算出時温度Ｔとしては、各温度領域１〜３についてそれぞれ最新のＮ個（本実施の形態では、六個）のデータが記憶されるようになっている。

次に、仮学習条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ３０７）。ここでは、以下の各条件が共に満たされることをもって仮学習条件が成立していると判断される。
・このとき算出した算出時温度Ｔを含む温度領域（特定の温度領域）に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆを学習した履歴がないこと。具体的には、特定の温度領域に対応する複数の酸素吸蔵容量Ｃｆのうちの前回記憶された値が初期値（＝０）であること。
・算出カウンタのカウント値Ｎ２が「１」であること。

そして、仮学習条件が成立しているときには（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、このとき算出した酸素吸蔵容量Ｃｆと算出時温度Ｔとに基づいて全ての温度領域１〜３についての変換係数Ｋａが算出されて、それら変換係数Ｋａが各別に記憶される（ステップＳ３０８）。本実施の形態では、このステップＳ３０８の処理が学習手段として機能する。

詳しくは、このとき算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて、このとき算出した算出時温度Ｔを含む特定の温度領域に対応する前記関係（図６参照）から、特定の温度領域に対応する変換係数Ｋａが算出されて記憶される。また、図９に前記吸蔵量相当値ＶＣｆの算出態様の一例を概念的に示すように、他の二つの温度領域における排気浄化触媒１７の温度についての中央値（Ｔｓ２，Ｔｓ３）と算出時温度Ｔとの差（ΔＴ２，ΔＴ３）が各別に求められる。そして、その差（ΔＴ２，ΔＴ３）に上記特定の温度領域に対応する変換係数Ｋａを乗算した値を酸素吸蔵容量Ｃｆに加算した値（Ｃｆ＋Ｋａ×ΔＴ２，Ｃｆ＋Ｋａ×ΔＴ３）が前記吸蔵量相当値（ＶＣｆ２，ＶＣｆ３）として各別に算出される。そして、この吸蔵量相当値（ＶＣｆ２，ＶＣｆ３）に基づいて、他の二つの温度領域（領域２，３）に対応する前記関係（図６参照）から、それら温度領域に対応する変換係数Ｋａが各別に算出されて記憶される。

このように変換係数Ｋａを更新した後、排気浄化触媒１７の劣化を判定するための処理（ステップＳ３０９〜Ｓ３１１）が実行される。すなわち先ず、酸素吸蔵容量Ｃｆ、算出時温度Ｔ、および変換係数Ｋａに基づいて前記関係式（１）から基準推定容量Ｃｆｂが算出されるとともに（ステップＳ３０９）、同基準推定容量Ｃｆｂが所定の劣化判定値α以上であるか否かが判定される（ステップＳ３１０）。そして、基準推定容量Ｃｆｂが劣化判定値α未満である場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、排気浄化触媒１７の劣化が進んでその許容範囲を超えているとして、「劣化あり」と判定された後（ステップＳ３１１）、本処理は終了される。一方、酸素吸蔵容量が劣化判定値α以上である場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、排気浄化触媒１７の劣化がさほど進んでいないとして、「劣化あり」と判定することなく（ステップＳ３１１の処理をジャンプして）、本処理は終了される。本実施の形態では、ステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理が判定手段として機能する。

その後、本処理が繰り返し実行されて、仮学習条件が成立していないと判断されると（ステップＳ３０７：ＮＯ）、特定の温度領域に対応する算出カウンタのカウント値Ｎ２が所定値β（本実施の形態では「６」）以上であるか否かが判断される（ステップＳ３１２）。そして、算出カウンタのカウント値Ｎ２が所定値β未満であるときには（ステップＳ３１２：ＮＯ）、排気浄化触媒１７の劣化を判定するための処理（ステップＳ３０９〜Ｓ３１１）が実行された後、本処理は一旦終了される。

その後において本処理が繰り返し実行されて、特定の温度領域に対応する算出カウンタのカウント値Ｎ２が所定値β以上になると（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、同特定の温度領域に対応する値として記憶されているＮ個の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅ（＝「酸素吸蔵容量Ｃｆの積算値」／カウント値Ｎ２）が算出される（ステップＳ３１３）。

そして、この平均値Ｃｆａｖｅに基づいて特定の温度領域に対応する前記関係（図６参照）から変換係数Ｋａが算出されて記憶されるとともに（ステップＳ３１４）、上記カウント値Ｎ２が「０」にリセットされる（ステップＳ３１５）。本実施の形態では、ステップＳ３１３，Ｓ３１４の処理が学習手段として機能する。その後、排気浄化触媒１７の劣化を判定するための処理（ステップＳ３０９〜Ｓ３１１）が実行された後、本処理は一旦終了される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）排気浄化触媒１７の温度領域を複数の温度領域１〜３に区分するとともに、それら温度領域１〜３毎に変換係数Ｋａを各別に設定するようにした。そのため、温度領域１〜３毎に、酸素吸蔵容量Ｃｆを基準推定容量Ｃｆｂに変換するための変換係数Ｋａとして適切な値を学習することができる。したがって、そうした変換係数Ｋａに基づいて基準推定容量Ｃｆｂを算出することにより、同基準推定容量Ｃｆｂとして全ての温度領域１〜３において適正な値を算出することができるようになり、その基準推定容量Ｃｆｂに基づいて排気浄化触媒１７の劣化を精度良く判定することができるようになる。

（２）同一の温度領域において算出した複数の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅを求め、当該温度領域についての変換係数Ｋａを上記平均値Ｃｆａｖｅに基づいて学習するようにした。そのため、複数の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅと各酸素吸蔵容量Ｃｆに対応する算出時温度Ｔとの関係が適切な関係になり、変換係数Ｋａの学習精度の低下を好適に抑制することができる。

（３）酸素吸蔵容量Ｃｆを算出したときに、その算出時温度Ｔを含む特定の温度領域に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない場合、同算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて特定の温度領域についての変換係数Ｋａを学習するようにした。そのため、特定の温度領域に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆが一度も算出されていない状態から同特定の温度領域の変換係数Ｋａが酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅに基づいて学習された状態になるまでの期間において、上記酸素吸蔵容量Ｃｆに基づき学習した変換係数Ｋａを仮の値として設定することができる。これにより、変換係数Ｋａの学習、ひいては基準推定容量Ｃｆｂの算出精度が長期にわたって低い状態になることを回避することができる。

（４）また、酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて特定の温度領域についての変換係数Ｋａを学習することに加えて、その学習した変換係数Ｋａに基づいて他の二つの温度領域についての変換係数Ｋａを推定し、これを同変換係数Ｋａとして学習するようにした。そのため、複数の温度領域１〜３のうちの一つの領域についての酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない状態で同酸素吸蔵容量Ｃｆの算出が実行されたときに、その算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて全ての温度領域１〜３に対応する変換係数Ｋａを学習することができる。これにより、酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない状態から全ての温度領域１〜３についての変換係数Ｋａが学習された状態になるまでの期間を短くすることができるようになり、学習された変換係数Ｋａに基づく排気浄化触媒１７の劣化判定を全ての温度領域１〜３において早期に開始することができるようになる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、各別に変換係数Ｋａが設定される排気浄化触媒１７の温度領域として三つの温度領域１〜３を定めるようにしたが、これに代えて、二つの温度領域を定めることや、四つ以上の温度領域を定めることが可能である。

・上記実施の形態では、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量と酸素放出容量との平均値（具体的には、吸蔵量積算値ＯＳＡ２，ＯＳＡ３の平均値）を酸素吸蔵容量Ｃｆとして用いて同排気浄化触媒１７の劣化判定を実行するようにした。これに代えて、排気浄化触媒１７の酸素吸蔵容量および酸素放出容量のいずれか一方を酸素吸蔵容量Ｃｆとして用いて同排気浄化触媒１７の劣化判定を実行するようにしてもよい。

・吸蔵量相当値ＶＣｆの算出態様は任意に変更可能である。具体的には、例えば酸素吸蔵容量Ｃｆとその算出時温度Ｔを含む特定の温度領域と同温度領域に対応する変換係数Ｋａとに基づいて他の二つの温度領域についての吸蔵量相当値を算出することが可能である。

・吸蔵量相当値ＶＣｆを算出することなく、特定の温度領域についての酸素吸蔵容量Ｃｆ、算出時温度Ｔおよび変換係数Ｋａに基づいて他の二つの温度領域に対応する変換係数Ｋａを学習するようにしてもよい。この場合には、全ての温度領域についての酸素吸蔵容量Ｃｆと算出時温度Ｔと変換係数Ｋａとの関係を実験結果などから求めてこれを演算用のマップや関係式として電子制御装置３０に予め記憶しておき、同関係から他の二つの温度領域に対応する変換係数Ｋａを算出して学習するようにすればよい。また、吸蔵量相当値ＶＣｆを算出することなく、特定の温度領域についての変換係数Ｋａに基づいて他の二つの温度領域に対応する変換係数Ｋａを学習することも可能である。この場合には、各温度領域１〜３の変換係数Ｋａの関係を実験結果などから求めてこれを演算用のマップや関係式として電子制御装置３０に予め記憶しておき、同関係から他の二つの温度領域に対応する変換係数Ｋａを算出して学習するようにすればよい。

・特定の温度領域についての変換係数Ｋａに基づいて他の温度領域についての変換係数Ｋａを学習するとの構成を省略してもよい。
・酸素吸蔵容量Ｃｆを算出したときに、その算出時温度Ｔを含む特定の温度領域に対応する酸素吸蔵容量Ｃｆを算出した履歴がない場合に、同算出した酸素吸蔵容量Ｃｆに基づいて特定の温度領域についての変換係数Ｋａを学習するとの構成を省略してもよい。

・複数の酸素吸蔵容量Ｃｆの平均値Ｃｆａｖｅに基づいて変換係数Ｋａを学習することに代えて、そのときどきに算出された酸素吸蔵容量Ｃｆそのものに基づいて変換係数Ｋａを学習するようにしてもよい。

・酸素吸蔵容量Ｃｆを基準推定容量Ｃｆｂに変換するための変換値としては、変換係数Ｋａに限らず、例えば酸素吸蔵容量Ｃｆに乗算される値や同酸素吸蔵容量Ｃｆに加算される値など、任意の値を設定することができる。

本発明を具体化した一実施の形態が適用される内燃機関およびその周辺機器の概略構成を示す略図。 アクティブ制御の実行手順を示すフローチャート。 アクティブ制御の実行時における目標空燃比および酸素センサの出力信号および排気浄化触媒の酸素吸蔵量の推移を示すタイミングチャート。 排気浄化触媒の酸素吸蔵容量と温度との関係を示すグラフ。 基準推定容量の算出態様を説明するための略図。 酸素吸蔵容量と変換係数との関係を示すグラフ。 パラメータ算出処理の実行手順を示すフローチャート。 劣化判定処理の実行手順を示すフローチャート。 吸蔵量相当値の算出態様を説明するための略図。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットルバルブ、１３…スロットルモータ、１４…燃焼室、１５…燃料噴射バルブ、１６…排気通路、１７…排気浄化触媒、１８…点火プラグ、１９…ピストン、２０…クランクシャフト、２１…アクセルペダル、３０…電子制御装置、３１…クランクセンサ、３２…吸気量センサ、３３…アクセルセンサ、３４…スロットルセンサ、３５…空燃比センサ、３６…酸素センサ。

Claims (6)

1. 排気通路に排気浄化触媒が設けられた内燃機関に適用されて、混合気の空燃比を強制変更した後における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側の排気の酸素濃度に基づいて同排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の推定値を算出する算出手段と、前記推定値とその算出時における前記排気浄化触媒の温度との関係に基づいて前記推定値を基準温度における酸素吸蔵容量に相当する基準値に変換するための変換値を学習する学習手段と、前記推定値および前記変換値に基づいて前記基準値を求めるとともに該求めた基準値に基づいて前記排気浄化触媒の劣化判定を行う判定手段と、を備える排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記排気浄化触媒の温度領域が複数の領域に区分されてなるとともに、前記変換値がそれら区分される領域毎に各別に設定されてなる
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。
2. 請求項１に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記学習手段は、同一の温度領域において算出した複数の前記推定値の平均値を求め、当該温度領域についての前記変換値を前記平均値に基づいて学習する
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。
3. 請求項２に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記学習手段は、前記推定値を算出したときに、その算出時における前記排気浄化触媒の温度を含む特定の温度領域に対応する推定値を算出した履歴がない場合、同算出した推定値に基づいて前記特定の温度領域についての前記変換値を学習する
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。
4. 請求項１または２に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記学習手段は、前記推定値を算出したときに、その算出時における前記排気浄化触媒の温度を含む特定の温度領域に対応する推定値を算出した履歴がない場合、同算出した推定値に基づいて前記特定の温度領域に対応する前記変換値を学習するとともに、その学習した変換値に基づいて他の温度領域における変換値を推定し、これを同変換値として学習する
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。
5. 請求項４に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記学習手段は、前記履歴がない場合に、前記学習した変換値に基づいて前記他の温度領域に対応する推定値に相当する推定値相当値を求め、同推定値相当値に基づいて前記他の温度領域に対応する変換値を学習する
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気浄化触媒の劣化判定装置において、
   前記変換値は、前記推定値の算出時における前記排気浄化触媒の温度と前記基準温度との差に乗算することにより、前記推定値を前記基準値に変換するべく同推定値に加算される補正量を算出するための値である
   ことを特徴とする排気浄化触媒の劣化判定装置。

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