JP2920228B2 - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
に設けられ、排気ガスを浄化する触媒の劣化を判定する
触媒劣化判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の劣
化を判定する手法として、機関の排気通路に装着された
触媒の下流側に設けた酸素濃度センサの出力に応じて機
関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その時の酸素濃度センサ出力の反転周期を計測し、該計
測した反転周期を用いて触媒の劣化判定を行う手法（例
えば特開平５−１０６４９４号公報）が従来より知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の手法では、計測した反転周期をそのまま判定基準値と
比較して劣化判定を行っているため、計測時の機関運転
状態による計測の誤差が出るので判定精度の点で改善の
余地があった。

【０００４】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、触媒の劣化状態をより高精度判定することができ
る触媒劣化判定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、排気ガスの浄化を行う触媒手
段と、該触媒手段の下流側に設けられ、排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、該酸素濃度検出
手段の出力に応じて前記機関に供給する混合気の空燃比
をフィードバック制御する空燃比制御手段と、該空燃比
制御手段による空燃比制御時の前記酸素濃度検出手段の
出力に基づいて前記触媒手段の劣化を判定する触媒劣化
判定手段とを備えた内燃機関の触媒劣化判定装置におい
て、前記触媒劣化判定手段は、所定の診断領域において
診断期間の間前記酸素濃度検出手段の出力変化周期を代
表する周期パラメータを計測する計測手段と、該計測手
段により計測された周期パラメータを記憶する記憶手段
と、複数の診断期間において前記計測手段により計測さ
れ前記記憶手段により記憶された周期パラメータを平均
化することにより判定パラメータを算出する判定パラメ
ータ算出手段とを有し、該判定パラメータに基づいて前
記劣化判定を行うことを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の触媒劣化判定装置において、前記触媒劣化判定手段
は、前記判定パラメータを第１の判定基準値と比較する
ことにより前記劣化判定を行い、前記第１の判定基準値
を前記周期パラメータの計測回数に応じて変更すること
を特徴とする。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載の触媒劣化判定装置において、前記触媒劣化判定手
段は、前記計測回数が増加するほど前記第１の判定基準
値を劣化と判定し難い方向に変更することを特徴とす
る。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載の触媒劣化判定装置において、前記周
期パラメータに基づいて劣化判定を行う直接判定手段を
さらに備えることを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の触媒劣化判定装置において、前記直接判定手段は、前
記周期パラメータを第２の判定基準値と比較することに
より劣化判定を行い、前記第２の判定基準値を、前記第
１の判定基準値より劣化と判定し難い値とすることを特
徴とする。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１から５
のいずれかに記載の触媒劣化判定装置において、前記触
媒劣化判定手段は、前記触媒が劣化したとする判定結果
が得られる頻度が所定頻度以上となったとき、劣化判定
を確定することを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、所定の診断領域において
診断期間の間前記酸素濃度検出手段の出力変化周期を代
表する周期パラメータが計測され、該計測された周期パ
ラメータが記憶され、複数の診断期間において計測され
記憶された周期パラメータを平均化することにより判定
パラメータが算出され、該判定パラメータに基づいて触
媒の劣化判定が行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１３】（第１の実施形態）図１は、本発明の一実
施形態に係る内燃機関（以下「エンジン」という）及び
その制御装置の全体構成図であり、例えば４気筒のエン
ジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されて
いる。スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）
センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度
に応じた電気信号を出力してエンジン制御用電子コント
ロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給す
る。

【００１４】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１５】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１６】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及びＣＲＫセンサ１１はエンジン１の図示しな
いカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている。
エンジン回転数センサ１０はエンジン１のクランク軸の
１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス（以
下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＲＫセン
サ１１は所定のクランク角毎、例えば４５度のクランク
角度位置で信号パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」とい
う）を出力するものであり、これらの各信号パルスはＥ
ＣＵ５に供給される。

【００１７】排気管１２には排気ガスを浄化する三元触
媒（以下単に「触媒」という）１３が設けられ、触媒１
３は、フロント触媒１３ａとリア触媒１３ｂとから成
る。触媒１３の上流位置には、酸素濃度検出手段として
の上流側Ｏ2センサ１４が装着されているとともに、フ
ロント触媒１３ａとリア触媒１３ｂとの間には酸素濃度
検出手段としての下流側Ｏ2センサ１５が装着され、そ
れぞれ排気ガス中の酸素濃度を検出してその検出値に応
じた電気信号（ＰＶＯ２，ＳＶＯ２）がＥＣＵ５に供給
される。また触媒１３にはその温度を検出する触媒温度
（ＴＣＡＴ）センサ１６が装着され、検出された触媒温
度ＴＣＡＴに対応する電気信号がＥＣＵに供給される。

【００１８】なお、下流側Ｏ2センサ１５は、リア触媒
１３ｂの下流側に装着してもよい。

【００１９】ＥＣＵ５にはさらに、エンジン１が搭載さ
れた車両の速度を検出する車速センサ（ＶＨ）１７、大
気圧（ＰＡ）センサ１８が接続されており、これらのセ
ンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００２０】吸気管２には、通路１９を介して燃料タン
クで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ（図示せ
ず）が接続されており、通路１９の途中にパージ制御弁
２０が配設されている。パージ制御弁２０は、ＥＣＵ５
に接続されており、ＥＣＵ５によりその開閉が制御され
る。パージ制御弁２０は、エンジン１の所定運転状態に
おいて開弁され、キャニスタに貯蔵された蒸発燃料を吸
気管２に供給する。

【００２１】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波
形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナロ
グ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２２】ＣＰＵ５ｂは、上述の各種エンジンパラメ
ータ信号に基づいて、空燃比フィードバック制御領域や
空燃比フィードバック制御を行わない複数の特定運転領
域（以下「オープンループ制御領域」という）の種々の
エンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエ
ンジン運転状態に応じて、下記数式（１）に基づき、前
記ＴＤＣ信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料噴射
時間ＴＯＵＴを演算する。

【００２３】 ＴＯＵＴ＝ＴＩＭ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ …（１） ここに、ＴＩＭは基本燃料量、具体的には燃料噴射弁５
の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＴＩマップを検
索して決定される。ＴＩマップは、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する運転状態におい
て、エンジンに供給する混合気の空燃比がほぼ理論空燃
比になるように設定されている。すなわち、基本燃料量
ＴＩＭは、エンジンの吸入空気量（重量流量）にほぼ比
例する値を有する。

【００２４】ＫＯ２は空燃比補正係数（以下、単に「補
正係数」という）であり、空燃比フィードバック制御
時、Ｏ2センサ１４，１５により検出された排気ガス中
の酸素濃度に応じて求められ、さらにオープンループ制
御領域では各運転領域に応じた値に設定される。

【００２５】Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数
であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン
加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決
定される。

【００２６】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料
噴射時間ＴＯＵＴに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる
駆動信号を出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給す
るとともに、エンジン運転状態に応じたパージ制御弁２
０の開閉制御を行う。

【００２７】次に、触媒１３の劣化判定（劣化モニタ）
について説明する。

【００２８】この触媒１３の劣化モニタを行う場合のフ
ィードバック制御は下流側Ｏ2センサ１５の出力ＳＶＯ
２のみに基づいて行われる。そして出力ＳＶＯ２が所定
の基準電圧ＳＶＲＥＦに対してリーン側からリッチ側へ
反転した時点から出力ＳＶＯ２が逆方向に反転した時点
までの時間ＴＬ、及び出力ＳＶＯ２が基準電圧ＲＶＲＥ
Ｆに対してリッチ側からリーン側へ反転した時点から出
力ＳＶＯ２が逆方向に反転した時点までの時間ＴＲが計
測され、これらの時間ＴＬ，ＴＲに基づいて触媒１３の
劣化が判定される（図６参照）。

【００２９】図２は、触媒劣化モニタ処理の全体構成を
示すフローチャートであり、本処理はＣＰＵ５ｂで所定
時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

【００３０】ステップＳ１では、劣化モニタを実行する
ための前提条件（以下「前条件」という）が成立してい
ることを「１」で示す前条件フラグＦＭＣＮＤが「１」
か否かを判別し、ＦＭＣＮＤ＝０であるときは直ちに本
処理を終了する。

【００３１】ここで図３を参照して、前条件判定処理
（前条件フラグＦＭＣＮＤの設定を行う処理）を説明す
る。

【００３２】先ず、ステップＳ２１では、モニタ許可フ
ラグＦＧＯ６７が「１」か否かを判別する。このモニタ
許可フラグＦＧＯ６７は、触媒劣化モニタ以外の例えば
Ｏ２センサ劣化モニタ、蒸発燃料排出抑止系故障モニ
タ、フュエル系異常モニタ等が実行中のとき「０」に設
定され、他のモニタが実行されていないとき「１」に設
定されるフラグである。モニタ許可フラグＦＧＯ６７が
「０」であって、他のモニタが実行中のときは、タイマ
ｔＣＡＴＭに所定時間ＴＣＡＴＭを設定してスタートさ
せ、前条件不成立（ＦＭＣＮＤ＝０）とする。

【００３３】モニタ許可フラグＦＧＯ６７が「１」であ
って触媒劣化モニタが許可されているときは、キャニス
タから吸気管２への蒸発燃料のパージをカットすべき運
転状態のとき「１」に設定されるパージカットフラグＦ
ＰＧＳＣＮＴが「１」か否かを判別し（ステップＳ２
２）、ＦＰＧＳＣＮＴ＝１であってパージカットすべき
運転状態のときは、前記ステップＳ３０、Ｓ３２に進
み、前条件不成立とする。ＦＰＧＳＣＮＴ＝０のとき
は、リミットフラグＦＫＯ２ＬＭＴが「１」か否かを判
別する。リミットフラグＦＫＯ２ＬＭＴは、補正係数Ｋ
Ｏ２が所定上限値又は下限値に所定時間以上貼り付いて
いる（ＫＯ２リミット貼り付き状態の）とき「１」に設
定されるフラグである。

【００３４】ＦＫＯ２ＬＭＴ＝１であってＫＯ２リミッ
ト貼り付き状態のときは、触媒劣化モニタの終了を
「１」で示す終了フラグＦＤＯＮＥを「１」に設定して
前記ステップＳ３０に進む。

【００３５】ＦＫＯ２ＬＭＴ＝０であってＫＯ２リミッ
ト貼り付き状態でないときは、さらに吸気温ＴＡが所定
上下限値ＴＡＣＡＴＣＨＫＨ（例えば１００℃）、ＴＡ
ＣＡＴＣＨＫＬ（例えば−０．２℃）の範囲内にあるか
否か、エンジン水温ＴＷが所定上下限値ＴＷＣＡＴＣＨ
ＫＨ（例えば１００℃）、ＴＷＣＡＴＣＨＫＬ（例えば
８０℃）の範囲内にあるか否か、エンジン回転数ＮＥが
所定上下限値ＮＥＣＡＴＣＨＫＨ（例えば３５００ｒｐ
ｍ）、ＮＥＣＡＴＣＨＫＬ（例えば１０００ｒｐｍ）の
範囲内にあるか否か、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定上下
限値ＰＢＣＡＴＣＨＫＨ（例えば５１０ｍｍＨｇ）、Ｐ
ＢＣＡＴＣＨＫＬ（例えば３００ｍｍＨｇ）の範囲内に
あるか否か、車速Ｖが所定上下限値ＶＣＡＴＣＨＫＨ
（例えば８０ｋｍ／ｈ）、ＶＣＡＴＣＨＫＬ（例えば３
２ｋｍ／ｈ）の範囲内にあるか否かを判別し（ステップ
Ｓ２５）、これらの運転パラメータのすべてが所定上下
限値の範囲内にあるときは、さらに触媒１３の温度ＴＣ
ＡＴが所定範囲（例えば３５０℃〜８００℃）内にある
か否かを判別する（ステップＳ２６）。この触媒温度Ｔ
ＣＡＴは、センサの検出値を用いるが、エンジン運転状
態に応じて推定した温度値を用いてもよい。

【００３６】触媒温度ＴＣＡＴが所定範囲内にあるとき
はさらに、当該車両がクルーズ状態にあるか否かを判別
する（ステップＳ２７）。この判別は、例えば車速Ｖの
変動が０．８ｋｍ／ｓｅｃ以下の状態が所定時間（例え
ば２秒）継続したか否か判別することにより行う。そし
て車両がクルーズ状態あるときは、吸気管内絶対圧ＰＢ
Ａの変動量ΔＰＢ４（例えば５ｍｓｅｃの間の変化量）
が所定値ＰＢＣＡＴ（例えば１６ｍｍＨｇ）以下か否か
を判別する（ステップＳ２８）。ここで変動量ΔＰＢ４
が所定値ＰＢＣＡＴ以下のときは、さらに上流側Ｏ２セ
ンサ出力ＰＶＯ２に基づくフィードバック制御の実行中
か否かを判別する（ステップＳ２９）。そして、ステッ
プＳ２５〜Ｓ２９のいずれかの答が否定（ＮＯ）のとき
は、前記ステップＳ３０に進む一方、すべての答が肯定
（ＹＥＳ）のとき、即ち運転状態が所定の状態となった
ときは、ステップＳ３０でスタートしたタイマｔＣＡＴ
Ｍのカウント値が「０」か否かを判別する。最初はｔＣ
ＡＴＭ＞０なので、前条件不成立となり（ステップＳ３
２）、運転状態が所定の状態となってから所定時間ＴＣ
ＡＴＭ（例えば５秒）経過したとき、前条件成立と判定
され、前条件フラグＦＭＣＮＤを「１」に設定して（ス
テップＳ３３）、本処理を終了する。

【００３７】図２に戻り、ＦＭＣＮＤ＝１であって前条
件が成立しているときは、終了フラグＦＤＯＮＥが
「１」か否かを判別し、ＦＤＯＮＥ＝１であるときは直
ちに本処理を終了する。ＦＤＯＮＥ＝０であるときは、
ＳＶＯ２周期計測処理を実行する（ステップＳ３）。

【００３８】図５は、この周期計測処理のフローチャー
トであるが、ＦＭＣＮＤ＝１かつＦＤＯＮＥ＝０である
ときは、下流側Ｏ2センサ１５の出力ＳＶＯ２に応じて
空燃比補正係数ＫＯ２を算出し、空燃比フィードバック
制御を実行するので、先ず図４を算出して、ＫＯ２算出
処理を説明する。

【００３９】図４のステップＳ４１では、出力ＳＶＯ２
と基準電圧ＳＶＲＥＦとの大小関係が反転したか否かを
判別し、反転したときは、出力ＳＶＯ２が基準電圧ＳＶ
ＲＥＦより低いか否かを判別する（ステップＳ４２）。
そして、ＳＶＯ２＜ＳＶＲＥＦであるときは、補正係数
ＫＯ２の直前値にリッチ側スペシャルＰ項ＰＲＳＰを加
算する一方、ＳＶＯ２＞ＳＶＲＥＦであるときは、補正
係数ＫＯ２の直前値からリーン側スペシャルＰ項を減算
する比例制御を行う（ステップＳ４３、Ｓ４４）。

【００４０】ステップＳ４１の答が否定（ＮＯ）のとき
は、出力ＳＶＯ２が基準電圧ＳＶＲＥＦより低いか否か
を判別し（ステップＳ４５）、ＳＶＯ２＜ＳＶＲＥＦで
あるときは、補正係数ＫＯ２の直前値にスペシャルＩ項
ＩＲＳＰを加算する一方、ＳＶＯ２＞ＳＶＲＥＦである
ときは、補正係数ＫＯ２の直前値からスペシャルＩ項Ｉ
ＬＳＰを減算する積分制御を行う（ステップＳ４６、Ｓ
４７）。

【００４１】図４の処理により、下流側Ｏ2センサ出力
ＳＶＯ２及び補正係数ＫＯ２は図６に示すように周期的
に変化する。以下センサ出力ＳＶＯ２の変化周期を「Ｓ
ＶＯ２周期」という。

【００４２】次に図５を参照して、ＳＶＯ２周期計測処
理を説明する。

【００４３】ステップＳ５１では、本処理の最初の実行
時であることを「０」で示す初期化フラグＦＣＡＴＭＳ
Ｔが「０」か否かを判別する。最初はＦＣＡＴＭＳＴ＝
０であるので、ステップＳ５２に進み、このフラグＦＣ
ＡＴＭＳＴを「１」に設定し、次いで各種パラメータの
初期化を行う（ステップＳ５３）。すなわち、周期の計
測回数をカウントするカウンタｎＴ、周期計測を開始し
たことを「１」で示す計測開始フラグＦＣＡＴＭＯＮ、
時間ＴＬの積算値ＴＬＳＵＭ及び時間ＴＲの積算値ＴＲ
ＳＵＭをいずれも「０」に設定する。続くステップＳ５
４では、周期計測用アップカウントタイマｔｍＳＴＲＧ
をクリア（「０」に設定）し、ステップＳ５５に進む。

【００４４】本処理の次回以降の実行時は、ＦＣＡＴＭ
ＳＴ＝１であるので、ステップＳ５１から直ちにステッ
プＳ５５に進む。

【００４５】ステップＳ５５では、下流側Ｏ2センサ出
力ＳＶＯ２と基準電圧ＳＶＲＥＦとの大小関係が反転し
たか否かを判別し、反転していないときは直ちに本処理
を終了する。また反転したときは、計測開始フラグＦＣ
ＡＴＭＯＮが「１」か否かを判別し（ステップＳ５
６）、最初はＦＣＡＴＭＯＮ＝０であるので、このフラ
グＦＣＡＴＭＯＮを「１」に設定するとともに、計測管
理フラグＦＣＡＴＭＥＡＳを「０」に設定して、ステッ
プＳ６４に進む。計測管理フラグＦＣＡＴＭＥＡＳは、
時間ＴＬまたはＴＲのどちらから計測を開始しても、偶
数回の計測を実行する（すなわち、積算値ＴＲＳＵＭと
ＴＬＳＵＭの演算を同じ回数行う）のために設けたフラ
グである。ステップＳ６４では、タイマｔｍＳＴＲＧを
クリアして本処理を終了する。

【００４６】ステップＳ５６でＦＣＡＴＭＯＮ＝１であ
るときは、出力ＳＶＯ２が基準電圧ＳＶＲＥＦより高い
か否かを判別し（ステップＳ５８）、ＳＶＯ２＞ＳＶＲ
ＥＦであるときは、積算値ＴＲＳＵＭの直前値にタイマ
ｔｍＳＴＲＧの値を加算することにより積算値ＴＲＳＵ
Ｍを算出し（ステップＳ５９）、ＳＶＯ２＜ＳＶＲＥＦ
であるときは、積算値ＴＬＳＵＭの直前値にタイマｔｍ
ＳＴＲＧの値を加算することにより積算値ＴＬＳＵＭを
算出して（ステップＳ６０）、ステップＳ６１に進む。
出力ＳＶＯ２の反転直後のタイマｔｍＳＴＲＧの値は、
図６に示すように、時間ＴＬ又はＴＲに相当するので、
（ＴＲＳＵＭ＋ＴＬＳＵＭ）がＳＶＯ２周期（センサ出
力の反転周期）の積算値となる。

【００４７】ステップＳ６１では、計測管理フラグＦＣ
ＡＴＭＥＡＳが「１」か否かを判別する。最初はＦＣＡ
ＴＭＥＡＳ＝０であるので、このフラグＦＣＡＴＭＥＡ
Ｓを「１」に設定して（ステップＳ６３）、前記ステッ
プＳ６４に進む。また、ＦＣＡＴＭＥＡＳ＝１であっ
て、今回の計測が偶数回目のときは、カウンタｎＴを
「１」だけインクリメントし、フラグＦＣＡＴＭＥＡＳ
を「０」に戻して（ステップＳ６２）、前記ステップＳ
６４に進む。

【００４８】図２に戻り、ステップＳ４ではカウンタｎ
Ｔの値、すなわち周期の計測回数が所定値ＮＴＬＭＴ
（例えば３）以上か否かを判別し、ｎＴ＜ＮＴＬＭＴで
ある間は直ちに本処理を終了する。このようにして、Ｓ
ＶＯ２周期計測処理が繰り返し実行され、ｎＴ＝ＮＴＬ
ＭＴとなるとステップＳ５に進む。

【００４９】ステップＳ５では下記数式（２）により、
ＮＴＬＭＴ回計測したＳＶＯ２周期の平均値として判定
時間ＴＣＨＫを算出する。なお、所定値ＮＴＬＭＴは
「１」としてもよく、その場合には判定時間ＴＣＨＫは
計測値そのものである。

【００５０】本実施の形態においては、酸素濃度検出手
段の出力変化周期を代表するパラメータとして判定時間
ＴＣＨＫが用いられる。

【００５１】 ＴＣＨＫ＝（ＴＬＳＵＭ＋ＴＲＳＵＭ）／ｎＴ …（２） 続くステップＳ６では、下記数式（３）により触媒１３
の酸素蓄積能力を表す第１の判定パラメータＯＳＣＩＮ
ＤＥＸを算出し、バッテリでバックアップされた（イグ
ニッションスイッチをオフしても記憶内容が消えない）
リングバッファに格納する。

【００５２】 ＯＳＣＩＮＤＥＸ＝ＴＣＨＫ×ＧＡＩＲＳＵＭ …（３） ここで、ＧＡＩＲＳＵＭは、排気ガス流量を代表するパ
ラメータの、ＳＶＯ２周期計測期間中の積算値（以下
「流量積算値」という）であり、図７の処理により算出
される。図７の処理はＴＤＣ信号パルスの発生毎に実行
される。

【００５３】同図のステップＳ７１では、終了フラグＦ
ＤＯＮＥが「１」か否かを判別し、ＦＤＯＮＥ＝０であ
るときは、計測開始フラグＦＣＡＴＭＯＮが「１」か否
かを判別する（ステップＳ７２）。そして、ＦＤＯＮＥ
＝１であって触媒劣化モニタが終了しているとき又はＦ
ＣＡＴＭＯＮ＝０であってＳＶＯ２周期の計測を開始し
ていないときは、流量積算値ＧＡＩＲＳＵＭを「０」に
設定して（ステップＳ７３）、本処理を終了する。

【００５４】一方ＦＤＯＮＥ＝０かつＦＣＡＴＭＯＮ＝
１であるときは、下記数式（４）により、流量積算値Ｇ
ＡＩＲＳＵＭを算出する（ステップＳ７４）。

【００５５】 ＧＡＩＲＳＵＭ＝ＧＡＩＲＳＵＭ＋ＴＩＭ …（４） ここで、右辺のＧＡＩＲＳＵＭは前回算出値、ＴＩＭは
前記数式（１）の基本燃料量である。基本燃料量ＴＩＭ
は前述したように吸入空気量に比例する値を有し、吸入
空気量は排気ガス流量とほぼ等しいので、排気ガス流量
を代表するパラメータとして用いている。これにより、
吸入空気量センサ又は排気ガス流量センサを設けること
なく、排気ガス流量の積算値に相当するパラメータを得
ることができる。

【００５６】このようにして算出した流量積算値ＧＡＩ
ＲＳＵＭを判定時間ＴＣＨＫに乗算することにより判定
パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸを算出し、これを用いて触
媒の劣化判定を行うことより、エンジン運転状態の影響
を受け難くなり、エンジン運転状態の広い範囲に亘って
正確な劣化判定を行うことが可能となる。すなわち、触
媒の酸素蓄積能力が同一でも、排気ガス流量が大きいほ
ど、上記判定時間ＴＣＨＫは短くなる傾向があり、従来
の手法では判定時間ＴＣＨＫを所定基準値と比較して、
触媒の劣化を判定してしていたため、劣化判定を行うエ
ンジン運転状態を比較的狭い範囲に限定する必要があっ
たが、本実施形態によれば、排気ガス流量の変化を加味
して判定されるので、上記効果を得ることができる。

【００５７】ここで、判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸ
により触媒１３の酸素蓄積能力、すなわち最大酸素蓄積
量を正確に把握することができる理由を以下に説明す
る。

【００５８】図６においてセンサ出力ＳＶＯ２が基準電
圧ＳＶＲＥＦより高い期間（ＴＬ）は、触媒に酸素が蓄
積される期間であるが、このとき補正係数ＫＯ２は時間
経過に対して直線的に減少するように制御されるので、
排気ガス中の空気過剰率λは、時間に対してほぼ直線的
に増加すると考えられる。したがって、排気ガス流量の
積算値に対応する流量積算値ＧＡＩＲＳＵＭに判定時間
ＴＣＨＫを乗算することにより算出される判定パラメー
タＯＳＣＩＮＤＥＸは、判定時間ＴＣＨＫの期間中に触
媒１３に蓄積される酸素量に比例するパラメータとな
る。なお、厳密には判定時間ＴＣＨＫの約１／２が酸素
を蓄積する期間であり、残りの約１／２が酸素を放出す
る期間であるが、判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸが、
触媒１３の酸素蓄積能力にほぼ比例するということにか
わりはない。

【００５９】図２に戻り、ステップＳ７では、判定パラ
メータＯＳＣＩＮＤＥＸの算出回数をカウントするカウ
ンタｎｄｅｔｅｃｔを「１」だけインクリメントする。
このカウント値ｎｄｅｔｅｃｔは、判定パラメータＯＳ
ＣＩＮＤＥＸと同様に、バッテリでバックアップされた
メモリに格納される。

【００６０】続くステップＳ９では、ステップＳ６で算
出した第１の判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸが第１の
判定基準値ＬＭＴＤＣ以上か否かを判別し、ＯＳＣＩＮ
ＤＥＸ≧ＬＭＴＤＣであるときは、直ちにステップＳ１
１に進む。またＯＳＣＩＮＤＥＸ＜ＬＭＴＤＣであると
きは、触媒１３が劣化していると判定し、第１の判定
（ステップＳ９）で劣化と判定したことを示すべく、第
１のＯＫフラグＦＯＫＤＣを「０」に設定するとともに
第１の劣化フラグＦＮＧＤＣを「１」に設定して（ステ
ップＳ１０）、ステップＳ１１に進む。

【００６１】ステップＳ１１では、カウント値ｎｄｅｔ
ｅｃｔが所定値ｎＤＣ（例えば６）以上か否かを判別
し、ｎｄｅｔｅｃｔ＜ｎＤＣであるときは直ちに、また
ｎｄｅｔｅｃｔ≧ｎＤＣであるときはｎｄｅｔｅｃｔ＝
ｎＤＣとして（ステップＳ１２）、ステップＳ１３に進
む。

【００６２】ステップＳ１３では、下記数式（５）によ
り、第１の判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸの移動平均
値ＯＳＣＭＡを算出し、この移動平均値ＯＳＣＭＡを第
２の判定パラメータとする。

【００６３】 ＯＳＣＭＡ＝｛ＯＳＣＩＮＤＥＸ（ｎ）＋ＯＳＣＩＮＤＥＸ（ｎ−１） ＋…＋ＯＳＣＩＮＤＥＸ（ｎ−ｎｄｅｔｅｃｔ＋１）｝／ｎｄｅｔｅｃｔ …（５） ここで、（ｎ）は今回値を示し、（ｎ−１）は前回値、
（ｎ−ｎｄｅｔｅｃｔ＋１）は、（ｎｄｅｔｅｃｔ−
１）回前の算出値を示す。なお、第１の判定パラメータ
ＯＳＣＩＮＤＥＸは、前述したようにバッテリでバック
アップされたリングバッファに順次格納されている。ま
た、ＯＳＣＩＮＤＥＸのリングバッファは、当初は
「０」に初期化されており、算出値が格納されるとバッ
テリが取り外される等の事態が発生しない限り、過去の
算出値が保持される。

【００６４】続くステップＳ１４では、カウント値ｎｄ
ｅｔｅｃｔに応じて図８に示すＬＭＴＭＡテーブルを検
索し、第２の判定基準値ＬＭＴＭＡを得る。ＬＭＴＭＡ
テーブルは、ｎｄｅｔｅｃｔ値が増加するほど、減少す
るように（劣化と判定しにくくなる方向に）設定されて
いる。なお、前記第１の判定基準値ＬＭＴＤＣは、ｎｄ
ｅｔｅｃｔ＝１のときの第２の判定基準値ＬＭＴＭＡ
（すなわち、第２の判定基準値ＬＭＴＭＡの中で最も劣
化と判定し易い基準値）より小さな値（劣化と判定しに
くい値）に設定されている。

【００６５】次いでステップＳ１３で算出した第２の判
定パラメータＯＳＣＭＡが第２の判定基準値ＬＭＴＭＡ
以上か否かを判別し（ステップＳ１５）、ＯＳＣＭＡ≧
ＬＭＴＭＡであるときは、正常と判定して、第２のＯＫ
フラグＦＯＫＭＡを「１」に設定して（ステップＳ１
６）、ステップＳ１８に進む。またＯＳＣＭＡ＜ＬＭＴ
ＭＡであるときは、触媒１３が劣化していると判定し、
第２のＯＫフラグＦＯＫＭＡを「０」に設定するととも
に第２の劣化フラグＦＮＧＭＡを「１」に設定して（ス
テップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１
８では、劣化モニタの終了を示すべく終了フラグＦＤＯ
ＮＥ＝１に設定して、本処理を終了する。

【００６６】図２の処理は、イグニッションスイッチが
オンされると所定時間毎に実行されるが、エンジンが始
動されてステップＳ５からＳ１８の処理が１回実行され
ると、以後はステップＳ５からＳ１８の処理は実行され
なくなる。その後エンジンが停止され、再度始動される
と、またステップＳ５からＳ１８の判定処理が１回実行
される。すなわち、イグニッションスイッチがオンされ
から、エンジンが始動され、停止するまでの期間を１運
転期間とすると、１運転期間に１回劣化判定が実行され
る。そして、本実施形態では、図示しない処理により、
第１の劣化フラグＦＮＧＤＣが２回連続して「１」とな
ったとき、または第２の劣化フラグＦＮＧＭＡが２回連
続して「１」となったとき、劣化判定を確定し、運転者
に触媒の劣化を警告するランプを点灯させるようにして
いる。これ以外の場合は、警告ランプを点灯させない。

【００６７】以上のように、本実施形態では、１運転期
間に１回、第１の判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸを算
出し、その算出値の移動平均値ＯＳＣＭＡを第２の判定
パラメータとして第２の判定基準値ＬＭＴＭＡと比較
し、劣化判定を行うようにしたので、劣化判定の精度を
向上させることができる。なお、移動平均をとるサンプ
ル数が多いほど、判定精度が向上することは一般的な統
計理論で証明されている。

【００６８】また、第１の判定パラメータＯＳＣＩＮＤ
ＥＸの算出回数（ＴＣＨＫの計測回数）が少ないとき
は、その算出回数ｎｄｅｔｅｃｔに応じて第２の判定基
準値ＬＭＴＭＡを設定するようにしたので、平均化する
データが少ないときでも、確実に劣化を判定することが
できる。

【００６９】また、ステップＳ９で、第１の判定パラメ
ータＯＳＣＩＮＤＥＸの今回算出値による劣化判定を行
うことにより、第２の判定パラメータＯＳＣＭＡによる
判定ではすぐに検出されないおそれのある突然の劣化
（例えば失火に起因する異常燃焼による劣化、質の悪い
燃料に起因する被毒による劣化など）をも早急に検出す
ることが可能となる。すなわち、第２の判定パラメータ
ＯＳＣＭＡは、移動平均値であるので、第１の判定パラ
メータＯＳＣＩＮＤＥＸの過去値が正常で、今回のみ劣
化を示すような値に低下したときは、ＯＳＣＭＡ値はそ
れほど低下しないため、サンプルの回数が増えないとそ
の突然の劣化を検出できない可能性があるが、ステップ
Ｓ９の判定により、そのような劣化も早急に検出するこ
とができる。

【００７０】（第２の実施形態）第１の実施形態では、
図４の処理により下流側Ｏ2センサ１５の出力ＳＶＯ２
に応じた補正係数ＫＯ２の算出を行い、酸素濃度検出手
段の出力変化周期を代表する周期パラメータとして判定
時間ＴＣＨＫを算出する為に図５の処理でＳＶＯ２周期
の計測、すなわち積算値ＴＲＳＵＭ及びＴＬＳＵＭの算
出を行ったが、本実施形態では、これらの処理に代え
て、図９及び図１０の処理により、補正係数ＫＯ２の算
出並びに積算値ＴＲＳＵＭ及びＴＬＳＵＭの算出を行
う。これ以外は第１の実施形態と同一である。なお、本
実施形態では、触媒劣化モニタ中は図９の処理により算
出されるＣＡＴＫＯ２を前記数式（１）のＫＯ２として
用いて、フィードバック制御を行う。

【００７１】図９は、ＣＡＴＫＯ２算出処理のフローチ
ャートである。また、図１１は下流側Ｏ２センサ出力Ｓ
ＶＯ２、各種フラグ等の推移を示す図であり、この図も
併せて参照する。

【００７２】先ずステップＳ１４１では、下流側Ｏ２セ
ンサ出力ＳＶＯ２が基準値ＳＶＲＥＦより低いか否かを
判別し、ＳＶＯ２＜ＳＶＲＥＦであるときは、第１リッ
チフラグＦＡＦＲ１を「０」に、またＳＶＯ２≧ＳＶＲ
ＥＦであるときは、同フラグＦＡＦＲ１を「１」に設定
する（ステップＳ１４２、Ｓ１４３）。続くステップＳ
１４４では、第１リッチフラグＦＡＦＲ１が反転したか
否かを判別し、反転していなければ直ちにステップＳ１
４８に進む一方、反転したときは、第１リッチフラグＦ
ＡＦＲ１が「０」か否かを判別する（ステップＳ１４
５）。そして、ＦＡＦＲ１＝０であって下流側Ｏ２セン
サ出力ＳＶＯ２がリッチ側からリーン側へ反転したとき
は（図１１、時刻ｔ１，ｔ５，ｔ９）、ダウンカウント
ディレイタイマＴＤＬＹＲにリーン側所定時間ＴＬＤを
セットしてスタートさせ（ステップＳ１４６）、逆にＦ
ＡＦＲ１＝１であってリーン側からリッチ側へ反転した
ときは（図１１、ｔ３，ｔ７，ｔ１１）、リッチ側所定
時間ＴＲＤをセットしてスタートさせ（ステップＳ１４
７）、ステップＳ１４８に進む。

【００７３】ステップＳ１４８では、計測開始フラグＦ
ＣＡＴＭＯＮが「１」か否かを判別する。モニタ実行開
始当初はＦＣＡＴＭＯＮ＝０であるので、ステップＳ１
４９に進んで各種タイマ、カウンタ、フラグ等の初期設
定を行う。すなわち、ディレイタイマＴＤＬＹＲ、遅れ
時間ＴＬ，ＴＲ計測用のアップカウントタイマＴＳＴＲ
Ｇ、遅れ時間ＴＬ，ＴＲの計測回数をカウントするカウ
ンタＮＴＬ，ＮＴＲ、及び遅れ時間の積算値ＴＬＳＵ
Ｍ，ＴＲＳＵＭをすべて「０」に設定し、第２リッチフ
ラグＦＡＦＲ２を第１リッチフラグＦＡＦＲ１と同一と
し、劣化モニタ時用空燃比補正係数ＣＡＴＫＯ２を空燃
比補正係数ＫＯ２（劣化モニタ開始直前のＫＯ２値）に
設定し、計測開始フラグＦＣＡＴＭＯＮを「１」に設定
する。

【００７４】続くステップＳ１５８では、第２リッチフ
ラグＦＡＦＲ２が「１」か否かを判別し、ＦＡＦＲ２＝
０であるときは（図１１、ｔ２〜ｔ４，ｔ６〜ｔ８）、
補正係数ＣＡＴＫＯ２の直前値にスペシャルＩ項ＩＬＳ
Ｐを加算する積分制御を行い（ステップＳ１５９）、Ｆ
ＡＦＲ２＝１であるときは（図１１、ｔ４〜ｔ６，ｔ８
〜ｔ１０）、補正係数ＣＡＴＫＯ２の直前値からスペシ
ャルＩ項ＩＬＳＰを減算する積分制御を行い（ステップ
Ｓ１６０）、本処理を終了する。

【００７５】本処理の次回実行時にステップＳ１４８に
至ると、前回ステップＳ１４９でＦＣＡＴＭＯＮ＝１と
されているので、ステップＳ１５０に進み、第１リッチ
フラグＦＡＦＲ１と第２リッチフラグＦＡＦＲ２とが等
しいか否かを判別する。そして、ＦＡＦＲ１＝ＦＡＦＲ
２であるときは（図１１、ｔ２〜ｔ３，ｔ４〜ｔ５，ｔ
６〜ｔ７，ｔ８〜ｔ９，ｔ１０〜ｔ１１）、前記ステッ
プＳ１５８に進み、ＦＡＦＲ１≠ＦＡＦＲ２であるとき
は（図１１、ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６，ｔ
７〜ｔ８，ｔ９〜ｔ１０）、第１リッチフラグＦＡＦＲ
１が「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１５
１）。

【００７６】ステップＳ１５１でＦＡＦＲ１＝０である
ときは（図１１、ｔ１〜ｔ２，ｔ５〜ｔ６，ｔ９〜ｔ１
０）、ディレイタイマＴＤＬＹＲの値が「０」か否かを
判別し（ステップＳ１５２）、ＴＤＬＹＲ＞０であると
きは前記ステップＳ１５８に進む。そして、ＴＤＬＹＲ
＝０となると（図１１、ｔ２，ｔ６，ｔ１０）、第２リ
ッチフラグＦＡＦＲ２を第１リッチフラグＦＡＦＲ１と
等しくし（ステップＳ１５４）、補正係数ＣＡＴＫＯ２
の直前値にスペシャルＰ項ＰＲＳＰを加算して（ステッ
プＳ１５５）、本処理を終了する。

【００７７】ステップＳ１５１でＦＡＦＲ１＝１である
ときは（図１１、ｔ３〜ｔ４，ｔ７〜ｔ８）、ディレイ
タイマＴＤＬＹＲの値が「０」か否かを判別し（ステッ
プＳ１５３）、ＴＤＬＹＲ＞０であるときは前記ステッ
プＳ１５８に進む。そして、ＴＤＬＹＲ＝０となると
（図１１、ｔ４，ｔ８）、第２リッチフラグＦＡＦＲ２
を第１リッチフラグＦＡＦＲ１と等しくし（ステップＳ
１５６）、補正係数ＣＡＴＫＯ２の直前値からスペシャ
ルＰ項ＰＲＳＰを減算して（ステップＳ１５７）、本処
理を終了する。

【００７８】以上のように図９の処理によれば、下流側
Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２の反転時点（ｔ１，ｔ３，ｔ
５，ｔ７，ｔ９）から所定時間（ＴＲＤ又はＴＬＤ）遅
延して比例制御が実行され（ｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８，
ｔ１０）、第２リッチフラグＦＡＦＲ２＝０の期間中は
ＣＡＴＫＯ２値の増加方向の積分制御が実行され、ＦＡ
ＦＲ２＝１の期間中はＣＡＴＫＯ２値の減少方向の積分
制御が実行される。

【００７９】図１０は、ＴＬ，ＴＲ算出処理のフローチ
ャートである。なお、図１１も併せて参照する。

【００８０】図１０において先ずステップＳ１７１で
は、第１リッチフラグＦＡＦＲ１（図１１（ｂ））が反
転したか否かを判別し、反転したときは、遅れ時間計測
期間であることを「１」で示す反転タイマフラグＦＴＳ
ＴＲＧ（図１１（ｅ））が「１」か否かを判別する（ス
テップＳ１７２）。そしてステップＳ１７１又はＳ１７
２の答が否定（ＮＯ）のとき、すなわち第１リッチフラ
グＦＡＦＲ１が反転していないとき又は反転タイマフラ
グＦＴＳＴＲＧが「０」であるときは、ステップＳ１８
６に進み、ディレイタイマＴＤＬＹＲ（図１１（ｃ））
の値が０か否かを判別し、ＴＤＬＹＲ＞０であるとき
は、遅れ時間計測用アップカウントタイマＴＳＴＲＧ
（図１１（ｆ））を「０」にセットし（ステップＳ１８
７）、下流側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２の変化が所定以上
であることを「１」で示す出力範囲フラグＦＳＶＯ２Ｃ
ＡＴを「０」に設定して（ステップＳ１８８）、ステッ
プＳ１９２に進む。

【００８１】ステップＳ１８６で、ＴＤＬＹＲ＝０とな
るとステップＳ１８９に進み、下流側Ｏ２センサ出力Ｓ
ＶＯ２が所定上側レベルＳＶＯ２ＣＡＴＨ（例えば０．
５８６Ｖ）より低いか否かを判別し、ＳＶＯ２＜ＳＶＯ
２ＣＡＴＨであるときは、さらにＳＶＯ２値が所定下側
レベルＳＶＯ２ＣＡＴＬ（例えば０．４３０Ｖ）より高
いか否かを判別する（ステップＳ１９０）。その結果、
ＳＶＯ２ＣＡＴＬ＜ＳＶＯ２＜ＳＶＯ２ＣＡＴＨである
ときは直ちに、またＳＶＯ２≧ＳＶＯ２ＣＡＴＨ又はＳ
ＶＯ２≦ＳＶＯ２ＣＡＴＬであるときは、出力範囲フラ
グＦＳＶＯ２ＣＡＴを「１」に設定して（ステップＳ１
９１）、ステップＳ１９２に進む。すなわち、出力範囲
フラグＦＳＶＯ２ＣＡＴは、第１リッチフラグＦＡＦＲ
１（下流側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２）の反転から所定時
間（ＴＬＤ又はＴＲＤ）経過後における、ＳＶＯ２値が
基準値ＳＶＲＥＦ近傍にあるとき「０」に維持され、下
流側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２の変化が小さいことを示
す。

【００８２】ステップＳ１９２では、第２リッチフラグ
ＦＡＦＲ２（図１１（ｄ））が反転したか否かを判別
し、反転していなければ直ちに、また反転したときは反
転タイマフラグＦＴＳＴＲＧを「１」に設定して（ステ
ップＳ１９３）、本処理を終了する。

【００８３】一方ステップＳ１７１、Ｓ１７２の答が共
に肯定（ＹＥＳ）、すなわち第１リッチフラグＦＡＦＲ
１が反転し且つ反転タイマフラグＦＴＳＴＲＧが「１」
であるときは、ステップＳ１７３に進み、反転タイマフ
ラグＦＴＳＴＲＧを「０」に戻し、出力範囲フラグＦＳ
ＶＯ２ＣＡＴが「１」か否かを判別する（ステップＳ１
７４）。そして、ＦＳＶＯ２ＣＡＴ＝０であって下流側
Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２の変化が小さいときは、ホール
ドフラグＦＳＶＯ２ＨＬＤを「１」に設定し（ステップ
Ｓ１７５）、またＦＳＶＯ２ＣＡＴ＝１であるときは、
該フラグＦＳＶＯ２ＣＡＴを「０」に戻して（ステップ
Ｓ１７６）、ステップＳ１７７に進む。

【００８４】ステップＳ１７７では、第１リッチフラグ
ＦＡＦＲ１が「１」か否かを判別し、ＦＡＦＲ１＝０で
あって下流側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２が基準値ＳＶＲＥ
Ｆに対してリーン側にあるときは（図１１、ｔ１，ｔ
５，ｔ９）、下記式によりリーン側積算値ＴＬＳＵＭを
算出する（ステップＳ１７８）。ここで加算されるタイ
マＴＳＴＲＧの値が、図１１の遅れ時間ＴＬに相当す
る。

【００８５】ＴＬＳＵＭ＝ＴＬＳＵＭ＋ＴＳＴＲＧ 次いでリーン側カウンタＮＴＬを「１」だけインクリメ
ントし（ステップＳ１７９）、アップカウントタイマＴ
ＳＴＲＧの値を「０」に戻して（ステップＳ１８０）、
前記ステップＳ１９２に進む。

【００８６】ステップＳ１７７でＦＡＦＲ１＝１であっ
て下流側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２が基準値ＳＶＲＥＦに
対してリッチ側にあるときは（図１１、ｔ３，ｔ７，ｔ
１１）、下記式によりリッチ側積算値ＴＲＳＵＭ（図１
１（ｇ））を算出する（ステップＳ１８１）。ここで加
算されるタイマＴＳＴＲＧの値が、図１１の遅れ時間Ｔ
Ｒに相当する。

【００８７】ＴＲＳＵＭ＝ＴＲＳＵＭ＋ＴＳＴＲＧ 次いでリッチ側カウンタＮＴＲ（図１１（ｈ））を
「１」だけインクリメントし（ステップＳ１８２）、ア
ップカウントタイマＴＳＴＲＧの値を「０」に戻して
（ステップＳ１８３）、リーン側カウンタＮＴＬの値が
「０」か否かを判別する（ステップＳ１８４）。そし
て、ＮＴＬ＞０であるときは直ちに、またＮＴＬ＝０で
あって劣化モニタ開始直後であるときはリッチ側積算値
ＴＲＳＵＭ及びリッチ側カウンタＮＴＲを「０」に戻し
て（ステップＳ１８５）、前記ステップＳ１９２に進
む。

【００８８】ステップＳ１８４、Ｓ１８５は、遅れ時間
の計測はＴＬの方から開始するために、最初にＴＲの計
測を行ったときは、リッチ側積算値ＴＲＳＵＭ及びカウ
ンタＮＴＲを「０」に戻すために設けたものである。

【００８９】以上のように図１０の処理によれば、下流
側Ｏ２センサ出力ＳＶＯ２が反転する毎に遅れ時間ＴＬ
又はＴＲが積算され、積算値ＴＬＳＵＭ，ＴＲＳＵＭが
算出される。なお、図１１ではリーン側積算値ＴＬＳＵ
Ｍ及びリーン側カウンタＮＴＬの推移は図示していない
が、時刻ｔ１，ｔ５，ｔ９においてリッチ側積算値ＴＲ
ＳＵＭ及びリッチ側カウンタＮＴＲと同様にインクリメ
ントされる。

【００９０】以上のようにして算出した積算値ＴＲＳＵ
Ｍ及びＴＬＳＵＭを前記数式（２）に適用するととも
に、リッチ側カウンタＮＴＲのカウント値を前記数式
（２）のｎＴに適用して、判定時間ＴＣＨＫを算出す
る。

【００９１】このように判定時間ＴＣＨＫは、下流側Ｏ
２センサ出力ＳＶＯ２の変化周期に限らず、その変化周
期に相関するパラメータを用いてもよい。

【００９２】（その他の実施形態）本発明は上述した第
１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、さら
に種々の変形が可能である。

【００９３】上述した実施形態では、第１の判定パラメ
ータＯＳＣＩＮＤＥＸを数式（３）により算出し、その
移動平均値を第２の判定パラメータＯＳＣＭＡとして、
図２のステップＳ１５の判定を行うようにしたが、判定
時間ＴＣＨＫ及び流量積算値ＧＡＩＲＳＵＭのそれぞれ
の移動平均値ＴＣＨＫＡＶＥ及びＧＡＩＲＳＵＭＡＶＥ
を下記数式（６）、（７）により算出し、ＴＣＨＫＡＶ
Ｅ×ＧＡＩＲＳＵＭＡＶＥ＝ＯＳＣＭＡとして、図２の
ステップＳ１５の判定を行うようにしてもよい。

【００９４】 ＴＣＨＫＡＶＥ＝｛ＴＣＨＫ（ｎ）＋ＴＣＨＫ（ｎ−１） ＋…＋ＴＣＨＫ（ｎ−ｎｄｅｔｅｃｔ＋１）｝／ｎｄｅｔｅｃｔ…（６） ＧＡＩＲＳＵＭＡＶＥ＝｛ＧＡＩＲＳＵＭ（ｎ）＋ＧＡＩＲＳＵＭ（ｎ−１） ＋…＋ＧＡＩＲＳＵＭ（ｎ−ｎｄｅｔｅｃｔ＋１）｝／ｎｄｅｔｅｃｔ …（７） また、図２のステップＳ１５の判定に代えて、次によう
にしてもよい。すなわち、移動平均値ＴＣＨＫＡＶＥ及
びＧＡＩＲＳＵＭＡＶＥに応じて予め図１２に示すよう
な判定マップを設定しておき、算出したＴＣＨＫＡＶＥ
値及びＧＡＩＲＳＵＭＡＶＥ値がこのマップ上の劣化領
域にあるか、正常領域にあるかを判定するようにしても
よい。

【００９５】また、上述した実施形態では第１の判定パ
ラメータＯＳＣＩＮＤＥＸを平均化して第２の判定パラ
メータＯＳＣＭＡを算出するようにしたが、判定時間Ｔ
ＣＨＫを平均化したものを第２の判定パラメータＯＳＣ
ＭＡとしてもよい。

【００９６】また、上述した実施形態では移動平均値を
算出するようにしたが、下記数式（８）のようないわゆ
るなまし式を用いて平均化を行うようにしてもよい。本
明細書中における「平均化」は、このような演算処理も
含むものとする。

【００９７】 ＯＳＣＭＡ（ｎ）＝Ｃ×ＯＳＣＩＮＤＥＸ（ｎ） ＋（１−Ｃ）×ＯＳＣＭＡ（ｎ−１） …（８） ここでＣは、１より小さい正の定数である。

【００９８】また上述した実施形態では、基本燃料量Ｔ
ＩＭを積算することにより、流量積算値ＧＡＩＲＳＵＭ
を算出したが、実際にセンサによって吸入空気量又は排
気ガス流量を検出してもよく、さらにエンジン回転数Ｎ
Ｅ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて予め排気ガス流量
を設定したマップを設けておき、検出したＮＥ値及びＰ
ＢＡ値に応じてそのマップを検索して、排気ガス流量を
求めて、それを積算することにより流量積算値ＧＡＩＲ
ＳＵＭを算出してもよい。

【００９９】また上述した実施形態では、診断期間とし
て１運転期間に１回の劣化モニタを行うようにしたが、
２回以上行ってもよい。

【０１００】また上述した実施形態では、２回連続して
劣化と判定された場合に、警告ランプを点灯するように
したが、例えば３回の劣化モニタを行い、その内２回劣
化と判定された場合に点灯するようにしてもよい。すな
わち、劣化した判定する頻度が所定頻度以上のとき、劣
化判定を確定し警告ランプを点灯することが望ましい。

【０１０１】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の劣
化判定装置によれば、所定の診断領域において診断期間
の間前記酸素濃度検出手段の出力変化周期を代表する周
期パラメータが計測され、該計測された周期パラメータ
が記憶され、複数の診断期間において計測され記憶され
た周期パラメータを平均化することにより判定パラメー
タが算出され、該判定パラメータに基づいて触媒の劣化
判定が行われるので、触媒の劣化状態をより高精度判定
することができる。

【０１０２】請求項２に記載の劣化判定装置によれば、
判定パラメータを第１の判定基準値と比較することによ
り劣化判定が行われ、前記第１の判定基準値が周期パラ
メータの計測回数に応じて変更されるので、計測回数の
少ないときでも正確な劣化判定を行うことができる。

【０１０３】請求項４に記載の触媒劣化判定装置によれ
ば、判定パラメータによる劣化判定とともに、周期パラ
メータそのものに基づく劣化判定もおこなわれるので、
異常燃焼や被毒等による突然の劣化も検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその
制御装置の構成を示す図である。

【図２】触媒の劣化判定を行う処理のフローチャートで
ある。

【図３】触媒の劣化判定を行うための前提条件を判定す
る処理のフローチャートである。

【図４】触媒の劣化判定処理中において空燃比補正係数
（ＫＯ２）を算出する処理のフローチャートである。

【図５】触媒下流側にＯ２センサの出力の変化周期を計
測する処理のフローチャートである。

【図６】空燃比補正係数及びＯ２センサ出力の推移を示
す図である。

【図７】排気ガス流量を代表するパラメータの積算値
（ＧＡＩＲＳＵＭ）を算出する処理のフローチャートで
ある。

【図８】図２の処理で使用するテーブルを示す図であ
る。

【図９】触媒の劣化判定処理中において空燃比補正係数
（ＣＡＴＫＯ２）を算出する処理のフローチャートであ
る。

【図１０】触媒下流側にＯ２センサの出力の変化周期を
代表するパラメータを算出する処理のフローチャートで
ある。

【図１１】図９及び１０の処理を説明するための図であ
る。

【図１２】触媒劣化判定用のマップを示す図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） ６ 燃料噴射弁 １２ 排気管 １３ 三元触媒 １５ 下流側酸素濃度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 幸人 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平８−144744（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−98949（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−179935（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01N 3/20 F02D 41/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
   の浄化を行う触媒手段と、該触媒手段の下流側に設けら
   れ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段
   と、該酸素濃度検出手段の出力に応じて前記機関に供給
   する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制
   御手段と、該空燃比制御手段による空燃比制御時の前記
   酸素濃度検出手段の出力に基づいて前記触媒手段の劣化
   を判定する触媒劣化判定手段とを備えた内燃機関の触媒
   劣化判定装置において、 前記触媒劣化判定手段は、所定の診断領域において診断
   期間の間前記酸素濃度検出手段の出力変化周期を代表す
   る周期パラメータを計測する計測手段と、該計測手段に
   より計測された周期パラメータを記憶する記憶手段と、
   複数の診断期間において前記計測手段により計測され前
   記記憶手段により記憶された周期パラメータを平均化す
   ることにより判定パラメータを算出する判定パラメータ
   算出手段とを有し、該判定パラメータに基づいて前記劣
   化判定を行うことを特徴とする内燃機関の触媒劣化判定
   装置。
2. 【請求項２】 前記触媒劣化判定手段は、前記判定パラ
   メータを第１の判定基準値と比較することにより前記劣
   化判定を行い、前記第１の判定基準値を前記周期パラメ
   ータの計測回数に応じて変更することを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
3. 【請求項３】 前記触媒劣化判定手段は、前記計測回数
   が増加するほど前記第１の判定基準値を劣化と判定し難
   い方向に変更することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
4. 【請求項４】 前記周期パラメータに基づいて劣化判定
   を行う直接判定手段をさらに備えることを特徴とする請
   求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の触媒劣化判
   定装置。
5. 【請求項５】 前記直接判定手段は、前記周期パラメー
   タを第２の判定基準値と比較することにより劣化判定を
   行い、前記第２の判定基準値を、前記第１の判定基準値
   より劣化と判定し難い値に設定することを特徴とする請
   求項４記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
6. 【請求項６】 前記触媒劣化判定手段は、前記触媒が劣
   化したとする判定結果が得られる頻度が所定頻度以上と
   なったとき、劣化判定を確定することを特徴とする請求
   項１から５のいずれかに記載の内燃機関の触媒劣化判定
   装置。