JP2011252467A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気筒間の空燃比がばらつくと、排気が悪化することが指摘されているが、触媒上流センサで検出する気筒間空燃比ばらつき度の大きさと排気悪化代は、必ずしも一致しない。本発明の目的は、気筒間の空燃比のばらつきに起因する排気悪化を検出することである。
【解決手段】触媒上流センサ信号の所定周波数成分Ａを演算する手段と、触媒下流センサ信号の所定周波数成分Ｂを演算する手段と、前記周波数成分Ａと前記周波数成分Ｂに基づいて、エンジンの気筒間の空燃比のばらつきにより排気が悪化していることを検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの排気性能診断・制御装置に関するものであり、特に、気筒間の空燃比のばらつきに起因する排気悪化を診断もしくは排気悪化を補正制御する装置に関する。

地球環境問題を背景に、自動車に対して、低排気化が要求されている。実用環境における排気性能をリアルタイムで監視し、排気性能が一定レベル以上に悪化したときは、運転者に報知する診断機能に関する技術開発がこれまでに行われてきている。自動車用エンジンは、一般に他気筒であるのが一般的である。気筒間の空燃比がばらつくと排気が悪化することが指摘されている。

特許文献１では、触媒上流空燃比センサ信号の所定周波数成分から気筒毎の空燃比を検出する発明が開示されている。また、特許文献２では、触媒下流空燃比センサ信号が所定時間以上リーン側となったら、気筒毎の空燃比がばらついたと判定する発明が開示されている。

特開２０００−２２０４８９号公報 特開２００９−３０４５５号公報

気筒間の空燃比がばらつくと、排気が悪化することが指摘されているが、触媒上流センサで検出する気筒間空燃比ばらつき度の大きさと排気悪化代は、必ずしも一致しないことを、発明者は実験により見出した。これは、センサへの各気筒の排気あたり感度の差があること、また、ばらつきのパターンによって排気中の還元剤の量と酸素の量のバランスが変わることによるものと考える。また、触媒下流センサは、触媒内の空燃比をほぼ検出しているので、触媒下流センサ信号により、触媒での排気（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）の浄化性能を検出することが可能であるが、排気悪化が気筒間空燃比ばらつきに起因するものであるのかを特定するのは難しく、また、過渡運転が連続する実用環境においては、触媒下流センサ信号も、刻々と変化するので、恒常的な排気悪化を検出するのは難しい。

上記事情に鑑み、本発明では、気筒間の空燃比ばらつきに起因する排気の悪化を、精度良く検出する。

すなわち、図１に示すように、触媒上流センサ信号の所定周波数成分Ａを演算する手段と、触媒下流センサ信号の所定周波数成分Ｂを演算する手段と、前記周波数成分Ａと前記周波数成分Ｂに基づいて、エンジンの気筒間の空燃比のばらつきにより排気が悪化していることを検出する手段、とを備えることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。触媒上流センサ信号の所定周波数成分Ａから、気筒間空燃比ばらつきの発生を検出する、あるいは、触媒上流の空燃比などの排気の成分比を代表する状態がどの範囲に制御されているかを検出する。さらに、触媒下流センサ信号の所定周波数成分Ｂから触媒下流もしくは触媒内部の空燃比などの排気の成分比を代表する状態を検出する。所定周波数成分Ａと所定周波数成分Ｂの双方を用いることで、気筒間の空燃比のばらつきにより排気が悪化していることを検出する。

また、図２に示すように前記触媒上流センサは、空燃比センサもしくはＯ₂センサであり、前記触媒下流センサは、空燃比センサもしくはＯ₂センサであることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。記載のごとく、触媒上流センサは、空燃比センサもしくはＯ₂センサとする。また、触媒下流センサも、空燃比センサもしくはＯ₂センサとする。

また、図３に示すように前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、エンジンが２回転する周期に相当する周波数成分（以下、２回転成分）Ａを演算する手段であることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。図２５および図２６で示すように、気筒間空燃比ばらつきが発生すると触媒上流センサ（空燃比センサ，Ｏ₂センサ）の信号にエンジンが２回転する周期（７２０degＣＡ周期）の振動が発生する。これを検出する。

また、図４に示すように、前記２回転成分Ａを演算する手段は、バンドパスフィルタもしくはフーリエ変換であることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。記載のごとく、請求項３で示した２回転成分を演算する方法として、バンドパスフィルタもしくはフーリエ変換を用いる。

また、図５に示すように、前記所定周波数成分Ｂを演算する手段は、少なくとも、エンジンが２回転する周期に相当する周波数より低い周波数成分Ｂを演算する手段であることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。前述したように、触媒下流空燃比センサもしくは触媒下流Ｏ₂センサは、触媒内の空燃比をほぼ検出しているので、触媒下流センサ信号により、触媒での排気（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）の浄化性能を検出することが可能である。しかし、過渡運転が連続する実用環境においては、触媒下流センサ信号も、刻々と変化するので、恒常的な排気悪化を検出するのは難しい。そこで、触媒下流センサ信号の低周波成分を演算することで、刻々と変化する成分を取り除き、直流成分（平均値）のみを検出することで、恒常的な浄化性能（排気悪化）を検出する。低周波成分は、少なくとも、エンジンが２回転する周期に相当する周波数より低い周波数成分とするが、前述のように、直流成分を検出するのが目的なので、さらに低い成分でも良い。

また、図６に示すように、前記所定周波数成分Ｂを演算する手段は、ローパスフィルタであることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。記載のごとく、請求項５で示した低周波成分Ｂを演算する方法として、ローパスフィルタを用いる。

また、図７に示すように、前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、気筒間空燃比にばらつきが発生したと判断する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。請求項３で示したように、気筒間空燃比ばらつきが発生すると触媒上流センサ（空燃比センサ，Ｏ₂センサ）の信号の２回転成分が大きくなる。燃料噴射弁の特性ばらつき、吸気量の気筒間ばらつきなどから、気筒間の空燃比には、正常時でも、一定のばらつきがある。排気が悪化するほどのばらつきのみ検出すればよいので、請求項７に記載のごとく、２回転成分Ａが所定値を超えたとき、（一般に、排気が悪化するほどの）気筒間空燃比にばらつきが発生したと判断する。

また、図８に示すように、前記２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａを演算する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。触媒上流センサ信号の２回転成分の大きさをより精度よく検出するために、統計処理を用いる。請求項８に記載のごとく、２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａを演算する。例えば、燃焼毎に２回転成分を更新演算するときは、燃焼回数を分母とし、２回転成分が所定値を超えた回数を分子とした値を頻度Ｒａとする。

また、図９に示すように、前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる頻度Ｒｂを演算する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。触媒下流センサ信号の低周波成分の分布をより精度よく検出するために、統計処理を用いる。請求項９に記載のごとく、低周波成分Ｂが所定範囲を外れる頻度Ｒｂを演算する。例えば、燃焼毎に２回転成分を更新演算するときは、燃焼回数を分母とし、低周波成分が所定範囲を外れた回数を分子とした値を頻度Ｒｂとする。ここに、所定範囲は、触媒の浄化効率が一定値以上となる範囲とするのが良い。例えば、触媒下流センサがＯ₂センサのときは、低周波成分が所定範囲より小さいときは、触媒内もしくは触媒下流の空燃比がリーンになったことを意味するので、ＮＯｘが悪化する。低周波成分が所定範囲より大きいときは、触媒内もしくは触媒下流の空燃比がリッチになったことを意味するので、主にＣＯが悪化する。

また、図１０に示すように、「前記２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、気筒間空燃比ばらつきにより触媒下流の排気が悪化したと判断する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。請求項８および請求項９の説明で述べたように、触媒上流センサ信号の２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａが所定値を超えたとき、排気が悪化するほどの気筒間空燃比ばらつきが発生したと判断し、さらに、触媒下流センサ信号の低周波成分が所定範囲を外れる頻度Ｒｂが所定値を超えたとき、実際に排気が悪化したと判断するものである。

また、図１１に示すように、前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、少なくとも、エンジンが２回転する周期に相当する周波数より低い周波数成分Ａを演算する手段であることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。気筒間空燃比ばらつき発生時に触媒上流センサ信号で検出される２回転成分の大きさは、触媒上流センサの取り付け位置などによって、変化する。２回転成分が十分に検出できないときは、触媒下流センサの低周波成分から排気悪化を検出するが、触媒上流センサ信号の低周波成分がどの範囲にあるかを検出することで、触媒下流センサの低周波成分による判定精度を上げるものである。

また、図１２に示すように、前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、ローパスフィルタであることを特徴とするエンジンの制御装置を示す。記載のごとく、請求項１１で示した低周波成分Ａを演算する方法として、ローパスフィルタを用いる。

また、図１３に示すように、「前記低周波成分Ａが所定範囲内にあり、かつ、前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる」頻度Ｒｃを演算する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。例えば、触媒上流センサ信号の低周波成分Ａが触媒の高効率浄化範囲に相当する所定範囲内にあり、かつ、触媒下流センサの低周波成分Ｂが触媒の高効率浄化範囲に相当する所定範囲から外れているとき、おそらくは気筒間空燃比ばらつきにより触媒上流センサに誤検出が発生し、排気が悪化した判定する。判定精度をあげるために、その頻度を求める。例えば、燃焼毎に低周波成分Ａおよび低周波成分Ｂを更新演算するときは、燃焼回数を分母とし、低周波成分が所定範囲を外れた回数を分子とした値を頻度Ｒｃとする。

また、図１４に示すように、前記頻度Ｒｃが所定値を超えたとき、気筒間空燃比ばらつきにより触媒下流の排気が悪化したと判断する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。記載のごとく、頻度Ｒｃが所定値を超えたとき、気筒間空燃比ばらつきにより触媒下流の排気が悪化したと判断するものである。

また、図１５に示すように、触媒上流センサ出力が所定範囲となるように、エンジンの運転状態を制御するフィードバック制御を実施しているときに、請求項１〜１４に記載の手段を実施することを特徴とするエンジンの制御装置を示す。少なくとも、触媒上流センサ出力が、触媒の高効率範囲相当の値にあることを前提とし、請求項１〜１４に記載の手段を実施するものである。触媒上流センサ出力が触媒の高効率浄化範囲になければ、触媒下流センサ出力は、気筒間空燃比ばらつき以外の原因で、所定範囲（触媒の高効率浄化範囲）を外れるからである。触媒上流センサによるフィードバック制御は、触媒の高効率浄化範囲に制御することが目的なので、フィードバック制御中であることを条件とするものである。なお、触媒上流センサ出力が触媒の高効率範囲相当にあっても、実際の空燃比などの排気成分の状態が触媒の高効率浄化範囲にあることを意味するものではない。気筒間空燃比ばらつきによる触媒上流センサの検出誤差が排気悪化の要因だからである。

また、図１６に示すように、「触媒上流排気センサ出力」もしくは「触媒上流排気センサ出力の所定期間における平均値」が、所定範囲にあるとき、請求項１〜１４に記載の手段を実施することを特徴とするエンジンの制御装置を示す。請求項１５で述べた内容と同じ目的である。少なくとも、触媒上流センサ出力が、触媒の高効率範囲相当の値にあることを前提とし、請求項１〜１４に記載の手段を実施するものである。

また、図１７に示すように、前記２回転成分Ａの大きさに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。前述したように、触媒上流センサ出力の２回転成分の大きさは、気筒間の空燃比ばらつきの度合いと相関があるので、２回転成分の大きさに基づいて燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正するものである。気筒間空燃比ばらつきにより、触媒上流排気センサに誤検出が発生し、触媒の高効率浄化範囲を外れることが、排気悪化の要因である。したがって、２回転成分の大きさに応じて、全気筒の燃料量もしくは空気量を補正すれば、触媒上流の排気の状態が、触媒の高効率浄化範囲に戻り、排気悪化を抑制することができる。

また、図１８に示すように、前記２回転成分Ａの大きさに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。本発明においては、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する。

また、図１９に示すように、前記頻度Ｒａに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。本発明においては、２回転成分が所定値を超える頻度Ｒａに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する。

また、図２０に示すように、前記頻度Ｒａに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。本発明では、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する。

また、図２１に示すように、前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。先の構成に加えて、触媒下流センサ出力の低周波成分が所定範囲内（触媒の高効率浄化範囲）に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正することで、より精度良く排気悪化を抑制する。

また、図２２に示すように、前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。を示す。本発明では、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する。

また、図２３に示すように、「前記頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、前記頻度Ｒｂに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。先の構成に加えて、触媒下流センサ出力の低周波成分が所定範囲（触媒の高効率浄化範囲）を外れる頻度Ｒｂに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正することで、より精度良く排気悪化を抑制する。

また、図２４に示すように、「前記頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、前記頻度Ｒｂに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。を示す。本発明では、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する。

また、図２５に示すように、前記低周波成分Ａが所定範囲内にあるとき、前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。触媒上流センサ信号の２回転成分が十分に検出できないときは、触媒下流センサの低周波成分から排気悪化を検出するが、触媒上流センサ信号の低周波成分がどの範囲にあるかを検出することで、触媒下流センサの低周波成分による判定精度を上げる。このとき、触媒下流センサ信号の低周波成分が所定範囲に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正し、排気悪化を抑制することができる。

また、図２６に示すように、前記低周波成分Ａが所定範囲内にあるとき、前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置を示す。本発明では、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する。

本発明によれば、触媒上流センサ信号の所定周波数成分から気筒間の空燃比がばらついたことを検出し、さらに、触媒下流センサ信号の所定周波数成分から排気が悪化したことを検出するので、双方の情報により、気筒間の空燃比ばらつきに起因する排気の悪化を、精度良く検出することができる。

請求項１に記載のエンジンの制御装置。 請求項２に記載のエンジンの制御装置。 請求項３に記載のエンジンの制御装置。 請求項４に記載のエンジンの制御装置。 請求項５に記載のエンジンの制御装置。 請求項６に記載のエンジンの制御装置。 請求項７に記載のエンジンの制御装置。 請求項８に記載のエンジンの制御装置。 請求項９に記載のエンジンの制御装置。 請求項１０に記載のエンジンの制御装置。 請求項１１に記載のエンジンの制御装置。 請求項１２に記載のエンジンの制御装置。 請求項１３に記載のエンジンの制御装置。 請求項１４に記載のエンジンの制御装置。 請求項１５に記載のエンジンの制御装置。 請求項１６に記載のエンジンの制御装置。 請求項１７に記載のエンジンの制御装置。 請求項１８に記載のエンジンの制御装置。 請求項１９に記載のエンジンの制御装置。 請求項２０に記載のエンジンの制御装置。 請求項２１に記載のエンジンの制御装置。 請求項２２に記載のエンジンの制御装置。 請求項２３に記載のエンジンの制御装置。 請求項２４に記載のエンジンの制御装置。 請求項２５に記載のエンジンの制御装置。 請求項２６に記載のエンジンの制御装置。 気筒間空燃比ばらつきがないときとあるときの触媒上流空燃比センサ信号。 気筒間空燃比ばらつきがないときとあるときの触媒上流Ｏ₂センサ信号。 実施例１〜６におけるエンジン制御システム図。 実施例１〜６におけるコントロールユニットの内部を表した図。 実施例１における制御全体を表したブロック図。 実施例１〜２における診断許可部のブロック図。 実施例１，３〜５における２回転成分演算部のブロック図。 実施例１，３〜６における低周波成分２演算部のブロック図。 実施例１，３〜５における頻度Ｒａ演算部のブロック図。 実施例１，３〜５における頻度Ｒｂ演算部のブロック図。 実施例１，３〜５における異常判定部のブロック図。 実施例２における制御全体を表したブロック図。 実施例２，６における低周波成分１演算部のブロック図。 実施例２，６における頻度Ｒｃ演算部のブロック図。 実施例２，６における異常判定部のブロック図。 実施例３における制御全体を表したブロック図。 実施例３〜６における基本燃料噴射量演算部のブロック図。 実施例３，５，６における触媒上流空燃比フィードバック制御部のブロック図。 実施例３，６における触媒下流空燃比フィードバック制御部のブロック図。 実施例３における触媒下流空燃比フィードバック制御許可部のブロック図。 実施例４における制御全体を表したブロック図。 実施例４における触媒上流空燃比フィードバック制御部のブロック図。 実施例４における触媒下流空燃比フィードバック制御部のブロック図。 実施例４における触媒下流空燃比フィードバック制御許可部のブロック図。 実施例５における制御全体を表したブロック図。 実施例５における触媒下流空燃比フィードバック制御部のブロック図。 実施例５における触媒下流空燃比フィードバック制御許可部のブロック図。 実施例６における制御全体を表したブロック図。 実施例６における触媒下流空燃比フィードバック制御許可部のブロック図。

以下本発明の実施例を示す。

（実施例１）
図２９は、本実施例を示すシステム図である。多気筒（ここでは４気筒）で構成されるエンジン９において、外部からの空気はエアクリーナ１を通過し、吸気管４，コレクタ５を経てシリンダー内に流入する。流入空気量は電子スロットル３により調節される。エアフロセンサ２では流入空気量が検出される。また、吸気温センサ２９で、吸気温が検出される。クランク角センサ１５では、クランク軸の回転角１０゜毎の信号と燃焼周期毎の信号が出力される。水温センサ１４はエンジンの冷却水温度を検出する。またアクセル開度センサ１３は、アクセル６の踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。

アクセル開度センサ１３，エアフロセンサ２，吸気温センサ２９，電子スロットル３に取り付けられたスロットル開度センサ１７，クランク角センサ１５，水温センサ１４のそれぞれの信号は、後述のコントロールユニット１６に送られ、これらセンサ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量，燃料噴射量，点火時期のエンジンの主要な操作量が最適に演算される。

コントロールユニット１６内で演算された目標空気量は、目標スロットル開度→電子スロットル駆動信号に変換され、電子スロットル３に送られる。燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁（インジェクタ）７に送られる。またコントロールユニット１６で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火プラグ８に送られる。

噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合されエンジン９のシリンダー内に流入し混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ８から発生される火花により爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの動力となる。爆発後の排気は排気管１０を経て三元触媒１１に送り込まれる。排気還流管１８を通って排気の一部は吸気側に還流される。還流量はバルブ１９によって制御される。

触媒上流センサ１２（実施例１では、空燃比センサ）はエンジン９と三元触媒１１の間に取り付けられている。触媒下流Ｏ₂センサ２０は三元触媒１１の下流に取り付けられている。

図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものである。ＥＣＵ１６内にはエアフロセンサ２，触媒上流センサ１２（実施例１では、空燃比センサ），アクセル開度センサ１３，水温センサ１４，クランク角センサ１５，スロットル開度センサ１７，触媒下流Ｏ₂センサ２０，吸気温センサ２９，車速センサ３０の各センサ出力値が入力され、入力回路２４にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート２５に送られる。入力ポートの値はＲＡＭ２３に保管され、ＣＰＵ２１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ２２に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ作動量を表す値はＲＡＭ２３に保管された後、入出力ポート２５に送られる。点火プラグの作動信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火出力回路２６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグに供給される。また燃料噴射弁の駆動信号は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２７で燃料噴射弁を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に送られる。電子スロットル３の目標開度を実現する駆動信号は、電子スロットル駆動回路２８を経て、電子スロットル３に送られる。

以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図３１は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。

・診断許可部（図３２）
・２回転成分演算部（図３３）
・低周波成分２演算部（図３４）
・頻度Ｒａ演算部（図３５）
・頻度Ｒｂ演算部（図３６）
・異常判定部（図３７）
「診断許可部」で、診断を許可するフラグ（fp_diag）を演算する。「２回転成分演算部」で、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分（Ｐow）を演算する。「低周波成分２演算部」で、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を演算する。「頻度Ｒａ演算部」では、２回転成分（Ｐow）が所定値を超える頻度（Ｒａ）を演算する。「頻度Ｒｂ演算部」では、低周波成分２（Ｌow２）が所定範囲を外れる頻度（Ｒｂ）を演算する。「異常判定部」では、頻度（Ｒａ）が所定値を超えて、かつ、頻度（Ｒｂ）が所定値を超えたとき、異常フラグ（f_MIL）を１とする。以下、各演算部の詳細を説明する。

＜診断許可部（図３２）＞
本演算部では、診断許可フラグ（fp_diag）を演算する。具体的には、図３２に示される。触媒上流空燃比センサ１２の信号（Rabyf）の重み付き移動平均値（MA_Rabyf）を求める。K1_MA_R≦MA_Rabyf≦K2_MA_Rのとき、fp_diag＝１とする。それ以外のときは、fp_diag＝０とする。重み付き移動平均の重み係数は、実機試験結果に応じて、収束性と追従性の双方を満たす値（トレードオフ値）となるように設定するのがよい。

＜２回転成分演算部（図３３）＞
本演算部では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分（Ｐow）を演算する。具体的には、図３３に示される。触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）の２回転成分をＤＦＴ（離散フーリエ変換）を用いて演算する。フーリエ変換では、パワースペクトルと位相スペクトルが求まるが、ここでは、パワースペクトルを用いる。さらに、統計的性質を求めるために、加重平均処理をし、２回転成分（Ｐow）とする。また、バンドパスフィルタを用いて２回転成分を求めても良い。この場合は、フィルタ出力の絶対値を求めた後、加重平均処理をし、２回転成分（Ｐow）とする。加重平均の重み係数は、実機試験結果に応じて、収束性と追従性の双方を満たす値（トレードオフ値）となるように設定するのがよい。

＜低周波成分２演算部（図３４）＞
本演算部では、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を演算する。具体的には、図３４に示される。触媒下流Ｏ₂センサ信号（VO2_R）の低周波成分（Ｌow２）をＬＰＦ（ローパスフィルタ）を用いて演算する。本来は、触媒下流Ｏ₂センサ信号の直流成分を求めるのが望ましいが、過渡運転における追従性も、ある程度、確保する必要があるので、ローパスフィルタの遮断周波数は、それを考慮して、十分に低い値とする。

＜頻度Ｒａ演算部（図３５）＞
本演算部では、２回転成分（Ｐow）が所定値を超える頻度（Ｒａ）を演算する。具体的には、図３５に示される。本処理は、fp_diag＝１のとき、実施する。

・Ｐow≧K1_Ｐowのとき、Cnt_Ｐow_NGの値を１ずつ増加する。それ以外は、前回値を維持する。
・本処理を実施する毎に、Cnt_Ｐowの値を、１ずつ増加する。
・Ｒａ＝Cnt_Ｐow_NG／Cnt_Ｐowとする。

K1_Ｐowは、定常性能で排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。

＜頻度Ｒｂ演算部（図３６）＞
本演算部では、低周波成分（Ｌow２）が所定値を超える頻度（Ｒｂ）を演算する。具体的には、図３６に示される。本処理は、fp_diag＝１のとき、実施する。

・Ｌow２≦K1_Low2のとき、Cnt_Low2_NGの値を１ずつ増加する。それ以外は、前回値を維持する。
・本処理を実施する毎に、Cnt_Low2の値を、１ずつ増加する。
・Ｒｂ＝Cnt_Low2_NG／Cnt_Low2とする。

K1_Low2は、定常性能で排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。本実施例では、Ｌow２がリーン側に外れたとき（ＮＯｘが悪化するとき）を検出する仕様としたが、リッチ側に外れる（ＣＯが悪化する）ことも懸念されるときは、Ｌow２にリッチ側のしきい値を設ければよい。

＜異常判定部（図３７）＞
本演算部では、異常フラグ（f_MIL）を演算する。具体的には、図３７に示される。fp_diag＝１のとき、f_MILは下記処理で演算を実施する。

Ｒａ≧K_RaかつＲｂ≧K_Rbのとき、f_MIL＝１とする。それ以外のときは、f_MIL＝０とする。fp_diag＝０のとき、f_MILは前回値を維持する。

K_RaおよびK_Rbは、過渡運転における排気悪化レベルを目安に決めるのが良い。例えば、実用環境における現実的な走行パターンを仮定して、その時の、排気悪化レベルを目安に決めるのも良い。

実施例１では、触媒上流センサ１２を空燃比センサとしたが、Ｏ₂センサとした場合も同様の処理で実施が可能である。図２７，図２８で示したように、空燃比センサ，Ｏ₂センサいずれの場合でも、気筒間空燃比ばらつき発生時に２回転成分が発生するからである。ただし、各パラメータは、Ｏ₂センサ用に設定し直す必要がある。

（実施例２）
実施例１では、触媒上流センサ信号の２回転成分を検出した。実施例２では、触媒上流センサ信号の低周波成分を検出する。

図２９は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので、同じく詳述しない。以下、図３０中のＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図３８は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。

・診断許可部（図３２）
・低周波成分１演算部（図３９）
・低周波成分２演算部（図３４）
・頻度Ｒｃ演算部（図４０）
・異常判定部（図４１）
「診断許可部」で、診断を許可するフラグ（fp_diag）を演算する。「低周波成分１演算部」で、触媒上流空燃比センサ信号の低周波成分（Ｌow１）を演算する。「低周波成分２演算部」で、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を演算する。「頻度Ｒｃ演算部」では、低周波成分１（Ｌow１）が所定範囲内にあり、かつ、低周波成分２（Ｌow２）が所定範囲を外れる頻度（Ｒｃ）を演算する。「異常判定部」では、頻度（Ｒｃ）が所定値を超えたとき、異常フラグ（f_MIL）を１とする。以下、各演算部の詳細を説明する。

＜診断許可部（図３２）＞
本演算部では、診断許可フラグ（fp_diag）を演算する。具体的には、図３２に示されるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。

＜低周波成分１演算部（図３９）＞
本演算部では、触媒上流空燃比センサ信号の低周波成分（Ｌow１）を演算する。具体的には、図３９に示される。触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）の低周波成分（Ｌow１）をＬＰＦ（ローパスフィルタ）を用いて演算する。本来は、触媒上流空燃比センサ信号の直流成分を求めるのが望ましいが、過渡運転における追従性も、ある程度、確保する必要があるので、ローパスフィルタの遮断周波数は、それを考慮して、十分に低い値とする。

＜低周波成分２演算部（図３４）＞
本演算部では、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を演算する。具体的には、図３４に示されるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。

＜頻度Ｒｃ演算部（図４０）＞
本演算部では、低周波成分１（Ｌow１）が所定範囲内にあり、かつ、低周波成分２（Ｌow２）が所定範囲を外れる頻度（Ｒｃ）を演算する。具体的には、図４０に示される。本処理は、fp_diag＝１のとき、実施する。

・K1_Low1≦Ｌow１≦K2_Low1かつＬow２≦K1_Low2のとき、Cnt_Low1_2_NGの値を１ずつ増加。それ以外は、前回値を維持する。
・本処理を実施する毎に、Cnt_Low1_2の値を、１ずつ増加する。
・Ｒｃ＝Cnt_Low1_2_NG／Cnt_Low1_2とする。

K1_Low1およびK2_Low1は、触媒の高効率浄化範囲を目安に決めるのがよい。K1_Low2は、定常性能で排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。本実施例では、Ｌow２がリーン側に外れたとき（ＮＯｘが悪化するとき）を検出する仕様としたが、リッチ側に外れる（ＣＯが悪化する）ことも懸念されるときは、Ｌow２にリッチ側のしきい値を設ければよい。

＜異常判定部（図４１）＞
本演算部では、異常フラグ（f_MIL）を演算する。具体的には、図４１に示される。fp_diag＝１のとき、f_MILは下記処理で演算を実施する。

Ｒｃ≧K_Rcのとき、f_MIL＝１とする。それ以外のときは、f_MIL＝０とする。fp_diag＝０のとき、f_MILは前回値を維持する。

K_Rcは、過渡運転における排気悪化レベルを目安に決めるのが良い。例えば、実用環境における現実的な走行パターンを仮定して、その時の、排気悪化レベルを目安に決めるのも良い。

実施例２では、触媒上流センサ１２を空燃比センサとしたが、Ｏ₂センサとした場合も同様の処理で実施が可能である。ただし、各パラメータは、Ｏ₂センサ用に設定し直す必要がある。

（実施例３）
実施例３では、触媒上下流センサの所定周波数成分を用いて、触媒上流空燃比フィードバック制御のパラメータ（燃料噴射量）を補正する。

図２９は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので、同じく詳述しない。以下、図３０中のＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図４２は制御全体を表したブロック図であり、実施例１の構成（図３１）から以下の演算部から追加されている。

・基本燃料噴射量演算部（図４３）
・触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４４）
・触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４５）
・触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図４６）
「基本燃料噴射量演算部」で、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を演算する。「触媒上流空燃比フィードバック制御部」では、触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）が目標値となるように、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を補正する燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御部」では、気筒間空燃比ばらつきによる排気悪化を抑制するべく、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標値を補正する値（Tg_fbya_hos）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御許可部」では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分（Ｐow）に基づいて、前述の触媒下流空燃比フィードバック制御の実施を許可するフラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。

以下、各演算部の詳細を説明する。なお、図４２中には、上記以外に、下記、５つの演算部（許可部，判定部）があるが、前述したように、実施例１と同じであるので、説明は省略する。

・２回転成分演算部（図３３）
・低周波成分２演算部（図３４）
・頻度Ｒａ演算部（図３５）
・頻度Ｒｂ演算部（図３６）
・異常判定部（図３７）

＜基本燃料噴射量演算部（図４３）＞
本演算部では、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を演算する。具体的には、図４３に示される式で演算する。ここに、Ｃｙｌは気筒数を表す。Ｋ０は、インジェクタの仕様（燃料噴射パルス幅と燃料噴射量の関係）に基づき決める。

＜触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４４）＞
本演算部では、燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。具体的には、図４４に示される。

・目標等量比基本値（Tg_fbya0）に目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）を加えた値を、目標等量比（Tg_fbya）とする。
・基本空燃比（Sabyf）に触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）を割った値を、等量比（Rfbya）とする。
・目標等量比（Tg_fbya）と等量比（Rfbya）の差を、制御誤差（E_fbya）とする。
・制御誤差（E_fbya）に基づいてＰＩ制御により、燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。

なお、基本空燃比（Sabyf）は、理論空燃比相当の値をするのが良い。

また、本制御実施中は、診断許可フラグ（fp_diag）を１とする。

＜触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４５）＞
本演算部では、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）を演算する。具体的には、図４５に示される。

・制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）が１のとき、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）の前回値に対して、テーブルTbl_Tg_fbya_hosを参照した値を加えた値を、今回の目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）とする。テーブルTbl_Tg_fbya_hosは、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を引き数とする。
・制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）が０のとき、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）は前回値を維持する。

テーブルTbl_Tg_fbya_hosは、Ｌow２が所定値以下のときは、正の値（目標等量比→大）とし、Ｌow２が所定値以上のときは、０もしくは負の値（目標等量比→小）と設定する。

＜触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図４６）＞
本演算部では、制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。具体的には、図４６に示される。

・Ｐow≦K2_Ｐowかつfp_diag＝１のとき、fp_Tg_fbya_hos＝１とする。
・それ以外のときは、fp_Tg_fbya_hos＝０とする。

K2_Ｐowは、排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。

（実施例４）
実施例３では、触媒上流排気センサ１２を空燃比センサとしたが、実施例４では、触媒上流排気センサ１２をＯ₂センサとした場合の実施例を示す。

図２９は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。なお、触媒上流排気センサ１２は、本実施例では、Ｏ₂センサである。図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので、同じく詳述しない。以下、図３０中のＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図４７は制御全体を表したブロック図であり、実施例３と、下記の３つの演算部が異なる。

・触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４８）
・触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４９）
・触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５０）
「触媒上流空燃比フィードバック制御部」では、触媒上流Ｏ₂センサ信号（VO2_F）に基づいて、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を補正する燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御部」では、気筒間空燃比ばらつきによる排気悪化を抑制するべく、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）から、触媒上流空燃比フィードバック制御のスライスレベルを補正する値（SL_hos）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御許可部」では、前述の触媒下流空燃比フィードバック制御の実施を許可するフラグ（fp_SL_hos）を演算する。

以下、各演算部の詳細を説明する。なお、図４７中には、上記以外に、下記Ａ〜Ｆの演算部（許可部，判定部）があるが、前述したように、Ａ〜Ｅは、実施例１と同じであり、Ｆは、実施例３と同じであるので、説明は省略する。

Ａ．２回転成分演算部（図３３）
Ｂ．低周波成分２演算部（図３４）
Ｃ．頻度Ｒａ演算部（図３５）
Ｄ．頻度Ｒｂ演算部（図３６）
Ｅ．異常判定部（図３７）
Ｆ．基本燃料噴射量演算部（図４３）

＜触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４８）＞
本演算部では、燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。具体的には、図４８に示される。

・触媒上流Ｏ₂センサ信号（VO2_F）に基づいて非線形ＰＩ制御により、燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。Ｏ₂センサ信号を用いた非線形ＰＩ制御については、公知技術化しているので、ここでは、詳述しない。
・スライスレベル補正値（SL_hos）により、非線形ＰＩ制御のスライスレベルは、補正する。

本制御実施中は、診断許可フラグ（fp_diag）を１とする。

＜触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４９）＞
本演算部では、スライスレベル補正値（SL_hos）を演算する。具体的には、図４９に示される。

・制御許可フラグ（fp_SL_hos）が１のとき、スライスレベル補正値（SL_hos）の前回値に対して、テーブルTbl_SL_hosを参照した値を加えた値を、今回のスライスレベル補正値（SL_hos）とする。テーブルTbl_SL_hosは、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）を引き数とする。
・制御許可フラグ（fp_SL_hos）が０のとき、スライスレベル補正値（ＳＬ＿ｈｏｓ）は前回値を維持する。

テーブルTbl_SL_hosは、Ｌow２が所定値以下のときは、正の値（スライスレベル→大）とし、Ｌow２が所定値以上のときは、０もしくは負の値（スライスレベル→小）と設定する。

＜触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５０）＞
本演算部では、制御許可フラグ（fp_SL_hos）を演算する。具体的には、図５０に示される。

・Ｐow≦K3_Ｐowかつfp_diag＝１のとき、fp_SL_hos＝１とする。
・それ以外のときは、fp_SL_hos＝０とする。

K3_Ｐowは、排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。

なお、本実施例では、スライスレベルを補正したが、非線形ＰＩ制御におけるＰ分を非平衡にするのもよい。

（実施例５）
実施例３では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分と触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標等量比を補正した。実施例５では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分が所定値を超える頻度Ｒａと触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分が所定範囲を外れる頻度Ｒｂとから、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標等量比を補正する。

図２９は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。なお、触媒上流排気センサ１２は、本実施例では、Ｏ₂センサである。図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので、同じく詳述しない。以下、図３０中のＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図５１は制御全体を表したブロック図であり、実施例３と、下記の２つの演算部が異なる。

・触媒下流空燃比フィードバック制御部（図５２）
・触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５３）
「基本燃料噴射量演算部」で、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を演算する。「触媒上流空燃比フィードバック制御部」では、触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）が目標値となるように、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を補正する燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御部」では、気筒間空燃比ばらつきによる排気悪化を抑制するべく、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分が所定範囲を外れる頻度（Ｒｂ）から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標値を補正する値（Tg_fbya_hos）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御許可部」では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分が所定を超える頻度（Ｒａ）に基づいて、前述の触媒下流空燃比フィードバック制御の実施を許可するフラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。以下、各演算部の詳細を説明する。なお、図５１中には、上記以外に、下記Ａ〜Ｇの演算部（許可部，判定部）があるが、前述したように、Ａ〜Ｅは、実施例１と同じであり、Ｆ，Ｇは、実施例３と同じであるので、説明は省略する。

Ａ．２回転成分演算部（図３３）
Ｂ．低周波成分２演算部（図３４）
Ｃ．頻度Ｒａ演算部（図３５）
Ｄ．頻度Ｒｂ演算部（図３６）
Ｅ．異常判定部（図３７）
Ｆ．基本燃料噴射量演算部（図４３）
Ｇ．触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４４）

＜触媒下流空燃比フィードバック制御部（図５２）＞
本演算部では、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）を演算する。具体的には、図５２に示される。

・制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）が１のとき、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）の前回値に対して、テーブルTbl2_Tg_fbya_hosを参照した値を加えた値を、今回の目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）とする。テーブルTbl2_Tg_fbya_hosは、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分が所定範囲を外れた頻度（Ｒｂ）を引き数とする。
・制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）が０のとき、目標等量比補正値（Tg_fbya_hos）は前回値を維持する。

テーブルTbl2_Tg_fbya_hosは、Ｒｂが所定値以上のときは、正の値（目標等量比→大）とし、Ｒｂが所定値以下のときは、０もしくは負の値（目標等量比→小）と設定する。

＜触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５３）＞
本演算部では、制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。具体的には、図５３に示される。

・Ｒａ≧K2_RaかつＲｂ≧K2_Rbかつfp_diag＝１のとき、fp_Tg_fbya_hos＝１とする。
・それ以外のときは、fp_Tg_fbya_hos＝０とする。

K2_RaおよびK2_Rbは、排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。

実施例５では、触媒上流センサ１２を空燃比センサとしたが、Ｏ₂センサとした場合も同様の処理で実施が可能である。ただし、各パラメータは、Ｏ₂センサ用に設定し直す必要があり、また、補正するパラメータは、実施例４で示したように、スライスレベルとする、もしくは、非線形ＰＩ制御におけるＰ分を非平衡にするのもよい。

（実施例６）
実施例３では、触媒上流空燃比センサ信号の２回転成分と触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標等量比を補正した。実施例６では、触媒上流空燃比センサ信号の低周波成分と触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標等量比を補正する。

図２９は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図３０はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので、同じく詳述しない。以下、図３０中のＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図５４は制御全体を表したブロック図であり、実施例２の構成（図３８）から以下の演算部から追加されている。

・基本燃料噴射量演算部（図４３）
・触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４４）
・触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４５）
・触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５５）
「基本燃料噴射量演算部」で、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を演算する。「触媒上流空燃比フィードバック制御部」では、触媒上流空燃比センサ信号（Rabyf）が目標値となるように、基本燃料噴射量（Ｔｐ０）を補正する燃料噴射量補正値（Alpha）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御部」では、気筒間空燃比ばらつきによる排気悪化を抑制するべく、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）から、触媒上流空燃比フィードバック制御の目標値を補正する値（Tg_fbya_hos）を演算する。「触媒下流空燃比フィードバック制御許可部」では、触媒上流空燃比センサ信号の低周波成分（Ｌow１）と触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分（Ｌow２）に基づいて、前述の触媒下流空燃比フィードバック制御の実施を許可するフラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。以下、各演算部の詳細を説明する。なお、図５４中には、上記以外に、下記Ａ〜Ｇの演算部（許可部，判定部）があるが、前述したように、Ａ〜Ｄは、実施例２と同じであり、Ｅ〜Ｇは、実施例３と同じであるので、説明は省略する。

Ａ．低周波成分１演算部（図３９）
Ｂ．低周波成分２演算部（図３４）
Ｃ．頻度Ｒｃ演算部（図４０）
Ｄ．異常判定部（図４１）
Ｅ．基本燃料噴射量演算部（図４３）
Ｆ．触媒上流空燃比フィードバック制御部（図４４）
Ｇ．触媒下流空燃比フィードバック制御部（図４５）

＜触媒下流空燃比フィードバック制御許可部（図５５）＞
本演算部では、制御許可フラグ（fp_Tg_fbya_hos）を演算する。具体的には、図５５に示される。

・K3_Low1≦Ｌow１≦K4_Low1かつＬow２≦K2_Low2のとき、fp_Tg_fbya_hos＝１とする。
・それ以外のときは、fp_Tg_fbya_hos＝０とする。

K3_Low1およびK4_Low1は、触媒の高効率浄化範囲を目安に決めるのがよい。K2_Low2は、排気が悪化するレベルを目安に決めるのがよい。

実施例６では、触媒上流センサ１２を空燃比センサとしたが、Ｏ₂センサとした場合も同様の処理で実施が可能である。ただし、各パラメータは、Ｏ₂センサ用に設定し直す必要があり、また、補正するパラメータは、実施例４で示したように、スライスレベルとする、もしくは、非線形ＰＩ制御におけるＰ分を非平衡にするのもよい。

また、「触媒上流空燃比センサ（Ｏ₂センサ）信号の低周波成分１（Ｌow１）が所定範囲内にあり、かつ、触媒下流Ｏ₂センサ信号の低周波成分２（Ｌow２）が所定範囲を外れる頻度（Ｒｃ）」に基づいて、フィードバック制御のパラメータを補正するのもよい。

１ エアクリーナ
２ エアフロセンサ
３ 電子スロットル
４ 吸気管
５ コレクタ
６ アクセル
７ 燃料噴射弁
８ 点火プラグ
９ エンジン
１０ 排気管
１１ 三元触媒
１２ Ａ／Ｆセンサ
１３ アクセル開度センサ
１４ 水温センサ
１５ クランク角センサ
１６ コントロールユニット
１７ スロットル開度センサ
１８ 排気還流管
１９ 排気還流量調節バルブ
２０ 触媒下流Ｏ₂センサ
２１ コントロールユニット内に実装されるＣＰＵ
２２ コントロールユニット内に実装されるＲＯＭ
２３ コントロールユニット内に実装されるＲＡＭ
２４ コントロールユニット内に実装される各種センサの入力回路
２５ 各種センサ信号の入力、アクチュエータ動作信号を出力するポート
２６ 点火プラグに適切なタイミングで駆動信号を出力する点火出力回路
２７ 燃料噴射弁に適切なパルスを出力する燃料噴射弁駆動回路
２８ 電子スロットル駆動回路
２９ 吸気温センサ

Claims (26)

1. 触媒上流センサ信号の所定周波数成分Ａを演算する手段と、
   触媒下流センサ信号の所定周波数成分Ｂを演算する手段と、
   前記周波数成分Ａと前記周波数成分Ｂに基づいて、エンジンの気筒間の空燃比のばらつきにより排気が悪化していることを検出する手段
   とを備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１において、
   前記触媒上流センサは、空燃比センサもしくはＯ₂センサであり、
   前記触媒下流センサは、空燃比センサもしくはＯ₂センサであることを
   特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１において、
   前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、
   エンジンが２回転する周期に相当する周波数成分（以下、２回転成分）Ａを演算する手段であることを
   特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３において、
   前記２回転成分Ａを演算する手段は、
   バンドパスフィルタもしくはフーリエ変換であることを
   特徴とするエンジンの制御装置。
5. 請求項１において、
   前記所定周波数成分Ｂを演算する手段は、少なくとも、エンジンが２回転する周期に相当する周波数より低い周波数成分Ｂを演算する手段であることを
   特徴とするエンジンの制御装置。
6. 請求項５において、
   前記所定周波数成分Ｂを演算する手段は、ローパスフィルタであることを
   特徴とするエンジンの制御装置。
7. 請求項３において、
   前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、気筒間空燃比にばらつきが発生したと判断する手段を
   備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
8. 請求項３において、
   前記２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａを演算する手段を
   備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
9. 請求項５において、
   前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる頻度Ｒｂを演算する手段を
   備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
10. 請求項８および請求項９において、
    「前記２回転成分Ａが所定値を超える頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、
    気筒間空燃比ばらつきにより触媒下流の排気が悪化したと判断する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
11. 請求項１において、
    前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、少なくとも、エンジンが２回転する周期に相当する周波数より低い周波数成分Ａを演算する手段であることを
    特徴とするエンジンの制御装置。
12. 請求項１１において、
    前記所定周波数成分Ａを演算する手段は、ローパスフィルタであることを
    特徴とするエンジンの制御装置。
13. 請求項５および請求項１１において、
    「前記低周波成分Ａが所定範囲内にあり、かつ、
    前記低周波成分Ｂが所定範囲を外れる」頻度Ｒｃを演算する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
14. 請求項１３において、
    前記頻度Ｒｃが所定値を超えたとき、気筒間空燃比ばらつきにより触媒下流の排気が悪化したと判断する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
15. 触媒上流センサ出力が所定範囲となるように、エンジンの運転状態を制御するフィードバック制御を実施しているときに、請求項１〜１４に記載の手段を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
16. 「触媒上流センサ出力」もしくは「触媒上流センサ出力の所定期間における平均値」が、所定範囲にあるとき、請求項１〜１４に記載の手段を実施することを
    特徴とするエンジンの制御装置。
17. 請求項３において、
    前記２回転成分Ａの大きさに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
18. 請求項３において、
    前記２回転成分Ａの大きさに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ
    触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
19. 請求項８において、
    前記頻度Ｒａに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
20. 請求項８において、
    前記頻度Ｒａに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ
    触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
21. 請求項３および請求項５において、
    前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、
    前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
22. 請求項３および請求項５において、
    前記２回転成分Ａが所定値を超えたとき、
    前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ
    触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
23. 請求項８および請求項９において、
    「前記頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、
    前記頻度Ｒｂに基づいて、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
24. 請求項８および請求項９において、
    「前記頻度Ｒａが所定値を超え、かつ前記頻度Ｒｂが所定値を超えたとき」、
    前記頻度Ｒｂに基づいて、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ
    触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
25. 請求項５および請求項１１において、
    前記低周波成分Ａが所定範囲内にあるとき、
    前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、燃料噴射量もしくは吸入空気量を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
26. 請求項５および請求項１１において、
    前記低周波成分Ａが所定範囲内にあるとき、
    前記低周波成分Ｂが所定範囲に入るように、触媒上流センサ信号に基づくフィードバック制御の補正値もしくは／かつ
    触媒下流センサ信号に基づくフィードバック補正値を補正する手段を
    備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。

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