JPH06317144A - エンジン用触媒劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上流酸素センサの劣化の有無に係わらず触媒
の劣化を精度よく検出できること。 【構成】 エンジンの触媒１５の上流に設けた酸素セン
サ１６によりエンジンの空燃比を理論空燃比に制御し、
触媒１５の下流に設けた酸素センサ１８によって触媒１
５の劣化を検出するものであって、下流酸素センサ１８
の出力信号の高周波振幅が所定値より大きく、かつ下流
酸素センサ１８の出力信号の低周波振幅が所定値以下の
とき、ＥＣＵ２０により触媒１５が劣化したと判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気系に配置
され、排ガスを浄化するための触媒の劣化を検出する触
媒劣化検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、触媒の上下流に酸素センサを
設けたシステムにおいて、触媒正常時は触媒のストレー
ジ効果によって下流酸素センサの出力信号の周期は上流
酸素センサのそれより長くなり、触媒劣化時はストレー
ジ効果の低下によって下流酸素センサの出力信号の周期
が短くなり、ほぼ上流酸素センサの出力信号周期と同じ
になるとともに、下流酸素センサの出力信号の振幅が触
媒正常時に比べて大きくなることが知られている。

【０００３】そのため、触媒の劣化検出装置としては上
下流酸素センサの出力信号の周期比（上流酸素センサ周
期／下流酸素センサ周期）を求め、この周期比が所定値
以下になった時あるいは下流酸素センサの出力信号振幅
が判定値を越えた時、触媒劣化と判別するものが特開昭
６１−２８６５５０号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
装置においては、上流酸素センサの出力特性が劣化し応
答性が遅くなるとその出力信号の周期は長くなるため下
流酸素センサも同じ周期でリッチ／リーンに振れてしま
うので前後酸素センサの周期比は小さくなり、触媒が良
くても劣化であると誤検出してしまうという問題があ
る。

【０００５】また、図７に示すように上流酸素センサ劣
化時には上流酸素センサ出力Ｖ１に基づいて定められる
空燃比補正係数ＦＡＦの振幅Ｗ２が、図６に示す上流酸
素センサ正常時（周期が短い時）の振幅Ｗ１より大きく
なるため、空燃比は大きく振られ、その結果、その空燃
比の変動幅の増大に応じて下流酸素センサの出力信号の
振幅も大きくなる。即ち、下流酸素センサの振幅は上流
酸素センサの周期が長くなるに従って大きくなる。その
ため、下流酸素センサの振幅が大きくなった時、触媒劣
化と判別する前述の装置だと上流酸素センサ劣化による
下流酸素センサの振幅増大を触媒劣化と誤判定してしま
うという問題もある。

【０００６】また、上下流酸素センサの出力信号から触
媒劣化を判断する以上、下流酸素センサの出力応答バラ
ツキの影響は避けられないという問題がある。そこで、
これらの問題を解決するため、下流酸素センサの出力に
応じて演算される副空燃比補正係数の所定時間内の変化
量を演算し、この変化量が所定値以下であるときに触媒
が劣化したと判断するものも考えられている（例えば、
特開平３−１３４２４１号公報）。

【０００７】ところが、このように副空燃比補正係数の
所定時間内の変化量により触媒の劣化を検出するもので
は、下流酸素センサの出力に応じて演算される副空燃比
補正係数の１回当たりの更新量によって、副空燃比補正
係数の所定時間内の変化量も大きく変化するので、副空
燃比補正係数の更新量や、副空燃比補正係数の種類、す
なわち、スキップ量、積分定数、遅延時間のうちいずれ
の空燃比フィードバック制御定数を副空燃比補正係数と
して用いているかにより、副空燃比補正係数の所定時間
内の変化量が大きく相違し、しかも、これらの副空燃比
補正係数は各種の内燃機関に適合させて各種の値に設定
されるため、各種の副空燃比補正係数に合わせて、触媒
劣化の判定をきめ細かく適合させる必要があるのみなら
ず、触媒の劣化検出に合わせて副空燃比補正係数の更新
量が決められていないので、触媒の劣化検出精度も劣る
という問題がある。

【０００８】本発明は、前述のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、上流及び
下流酸素センサの劣化の有無や出力応答のバラツキによ
る影響が少なく、しかも、各種の内燃機関に対して比較
的適合が容易で、かつ触媒の劣化を精度よく検出できる
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は図１に示すよう
に、エンジンの排気系に配設され、排ガスを浄化するた
めの触媒と、この触媒の上・下流にそれぞれ配設され、
空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかを検出す
る上流，下流酸素センサと、この上流酸素センサの出力
信号に応じて前記エンジンに供給される混合気の空燃比
を理論空燃比近傍になるように補正するための主空燃比
補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、前記主
空燃比補正係数を用いて前記混合気の空燃比を理論空燃
比になるように制御するエンジン制御手段と、前記下流
酸素センサの出力信号の低周波成分を検出する低周波成
分検出手段と、前記低周波成分検出手段により検出され
た前記下流酸素センサ信号の低周波成分に基づいて前記
触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段とを備えること
を特徴とするエンジン用触媒劣化検出装置を要旨として
いる。

【００１０】また、エンジンの排気系に配設され、排ガ
スを浄化するための触媒と、この触媒の上・下流にそれ
ぞれ配設され、空燃比が理論空燃比に対してリッチかリ
ーンかを検出する上流，下流酸素センサと、この上流酸
素センサの出力信号に応じて前記エンジンに供給される
混合気の空燃比を理論空燃比近傍になるように補正する
ための主空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出
手段と、前記主空燃比補正係数を用いて前記混合気の空
燃比を理論空燃比になるように制御するエンジン制御手
段と、前記下流酸素センサの出力信号の高周波振幅を検
出する高周波振幅検出手段と、前記下流酸素センサの出
力信号の低周波振幅を検出する低周波振幅検出手段と、
前記高周波振幅検出手段と低周波振幅検出手段との双方
の検出結果に応じて前記触媒の劣化を検出する触媒劣化
検出手段を備えることを特徴とするエンジン用触媒劣化
検出装置を要旨とすることもできる。

【００１１】

【作用】以上の構成により、空燃比補正係数算出手段で
エンジンの排気系に配設される排ガスを浄化するための
触媒の上流に配設された上流酸素センサの出力信号に応
じてエンジンに供給される混合気の空燃比を理論空燃比
近傍になるように補正するための主空燃比補正係数が算
出される。

【００１２】更に下流酸素センサの出力に応じて、副空
燃比補正係数が算出されて、主空燃比補正係数を微調整
する。そして、エンジ制御手段でこの主空燃比補正係数
を用いてエンジンに供給される混合気の空燃比が理論空
燃比近傍に制御される。

【００１３】ここで、副空燃比補正係数の時間的変化
は、酸素センサの応答バラツキを無視できる様に十分遅
く、従って、この時間的変化に対応する下流酸素センサ
出力は、低周波成分検出手段にて検出される。そして、
触媒劣化検出手段で、前記副空燃比補正係数の時間的変
化と下流酸素センサの低周波成分と時間差が所定値より
小さい時触媒劣化と判断される。

【００１４】さらに、高周波振幅検出手段で下流酸素セ
ンサ出力の高周波の振幅が検出され、低周波振幅検出手
段で下流酸素センサ出力の低周波の振幅が検出され、触
媒劣化検出手段で高周波振幅が所定値より大きく、かつ
低周波振幅が所定値より小さい時、触媒劣化と判断する
ようにすることもできる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を車両用エンジンに適応した実
施例について図面に基づいて説明する。

【００１６】〔第１実施例〕図２は本発明実施例の概略
構成図である。エンジン１の吸気通路２にはエアフロメ
ータ３が設けられている。エアフロメータ３はエアクリ
ーナ４を通って導かれる吸気量Ｑを直接計測するもので
ある。さらに吸気通路２には、運転者のアクセル５の操
作量に応じて開閉し、エンジン１へ供給する吸気量Ｑを
調節するスロットル弁６が設けられている。また、エン
ジン１の各気筒には各気筒毎に燃料供給系７から加圧燃
料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁８が設けら
れている。

【００１７】また、ディストリビュータ９には、７２０
クランク角度（℃Ａ）毎に基準位置検出用信号を発生す
る基準位置センサ１０および３０℃Ａ毎にクランク角検
出用信号を発生するクランク角センサ１１が設けられて
いる。

【００１８】さらに、エンジン１のシリンダブロックの
ウォータジャケット１２には、冷却水温Ｔｈｗを検出す
るための水温センサ１３が設けられている。一方、排気
系には排気マニホールド１４の下流に排ガス中の有害成
分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を同時に浄化する三元触媒１
５が設けられている。そして、三元触媒１５の上流側、
即ち排気マニホールド１４には、上流酸素センサ（Ｏ₂
センサ）１６が設けられ、また三元触媒１５の下流側の
排気管１７には下流Ｏ₂ センサ１８が設けられている。
周知の通り、これら上・下流Ｏ₂ センサ１６，１８は空
燃比が理論空燃比に比してリーンであるかリッチである
かに応じて異なる出力電圧を発生するものである。

【００１９】また、１９は後述する電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）２０で三元触媒１５が劣化したと判断された時、運
転者へ警告を発するためのアラームである。ＥＣＵ２０
は、例えばマイクロコンピュータとして構成され、周知
の通りＡ／Ｄ変換器１０１，Ｉ／Ｏポート１０２，ＣＰ
Ｕ１０３，ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５，バックアップ
ＲＡＭ１０６，クロック発生回路１０７等が設けられて
いる。

【００２０】ＥＣＵ２０は、エアフロメータ３で検出さ
れる吸気量Ｑ，水温センサ１３で検出される冷却水温Ｔ
ＨＷ，クランク角センサ１１から出力されるクランク角
検出用信号に基づいて算出される回転数ＮＥ等に応じて
基本燃料噴射量を設定する。そして、上，下流のＯ₂ セ
ンサ１６，１８の信号に応じて三元触媒１５の浄化率α
が最大となるように基本燃料噴射量が補正されて燃料噴
射量ＴＡＵが設定される。そして、Ｉ／Ｏポート１０２
より燃料噴射量ＴＡＵに応じた制御信号が燃料噴射弁８
へ出力される。

【００２１】また、ＥＣＵ２０において、ダウンカウン
タ１０８，フリップフロップ１０９、および駆動回路１
１０は燃料噴射弁８を制御するためのものである。すな
わち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演
算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８
にプリセットされると共にフリップフロップ１０９もセ
ットされる。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁８
の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロ
ック信号（図示せず）を計数して最後にそのキャリアウ
ト端子が“１”レベルとなったときに、フリップフロッ
プ１０９がリセットされて駆動回路１１０は燃料噴射弁
８の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵ
だけ燃料噴射弁８は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡ
Ｕに応じた量の燃料がエンジン１の燃焼室に送り込まれ
る。

【００２２】次に、三元触媒１５の劣化検出について説
明する。図３に触媒浄化率と下流酸素センサ波形の関係
を示す。なお、図中下流酸素センサ出力信号（下流
Ｏ₂ ）に示された破線は副空燃比フィードバック（Ｆ／
Ｂ）により生じる低周波成分の動きである。図３の
（ａ）に示す通り、触媒が高浄化率（図では７５％）の
時、下流酸素センサの波形は高周波振幅が小さく、低周
波振幅が大きい。そして図３の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）
で示すごとく、触媒の劣化度合が進むにつれて（図では
触媒浄化率７５％→４０％→２０％）、高周波振幅が大
きくなり、逆に低周波振幅が小さくなっていく。 本発
明は、この特徴に着目し、下流酸素センサ出力の高周波
振幅と、低周波振幅とを検出し、これらの双方を用いて
正確に触媒の劣化を検出するものである。すなわち、下
流酸素センサ出力の高周波振幅が大きく、かつ、低周波
振幅が小さい時触媒が劣化していると判定する。

【００２３】図４に下流酸素センサ出力の判定領域を示
す。図４は横軸に低周波振幅、縦軸に高周波振幅を示し
ている。前述の触媒劣化判定基準は高周波振幅が大き
く、即ち所定値Ｂよりも大きい時、かつ低周波振幅が小
さい時、即ち所定値Ｃ未満の時、触媒劣化を判定し、そ
の劣化判定領域は本図では斜線領域で触媒劣化を判定す
る。

【００２４】ここで、振幅を検出する高周波，低周波の
各周波数は重要な意味を持つ。それでは、この各周波数
の設定について以下に説明する。高周波とは、主空燃比
フィードバック（Ｆ／Ｂ）の影響を受け、上流酸素セン
サ１６と同じ周波数で細かく変動する下流酸素センサ１
８出力の周波数成分を高周波成分と定義する。この振幅
は触媒の吸着作用により、触媒の正常時には小さく、劣
化するに従い大きくなる（上流酸素センサ１６の振幅に
近づく）。この下流酸素センサ１８の振幅を高周波振幅
と定義する。

【００２５】一方、副Ｆ／Ｂの影響を受け、高周波より
も十分に長い（４倍以上）周期で大きく変動する下流酸
素センサ１８出力の低周波成分を低周波成分と定義す
る。この振幅は、触媒の劣化に伴ない浄化しきれない成
分（リッチ出力時のＯ₂ ，リーン出力時のＨ₂ 等）が増
加すると、小さくなる。

【００２６】すなわち、触媒浄化率が高い時低周波成分
の振幅は大きく、触媒浄化率が低い時低周波成分の振幅
は小さくなる。この振幅を低周波振幅と定義する。そこ
で本発明では上記２つの振幅のＡＮＤをとることで高い
精度での触媒劣化検出を行なう。

【００２７】以下三元触媒１５の劣化検出について図５
に示すフローチャートに基づいて説明する。このルーチ
ンは通常の空燃比フィードバック中において所定時間
（例えば６４ｍｓｅｃ）毎に起動・実行されるものであ
る。ステップ１４０１で検出時間に対応する検出時間カ
ウンタＣＴＩＭＥをインクリメントしてステップ１４０
２へ進む。

【００２８】ステップ１４０２で下流酸素センサ出力値
がピークであるか否かの判定のため下流酸素センサ１８
の出力の信号方向がリッチ→リーン、あるいはリーン→
リッチに反転したか否かを判定し、反転した時ステップ
１４０３へ進む。

【００２９】ステップ１４０３で高周波振幅の演算のた
め、高周波成分が反転した時の下流酸素センサ出力値Ｏ
Ｘ₂ を高周波成分のピーク値ＨＫＣとし、このピーク値
ＨＫＣと前回のピーク値ＨＫＣＯとの差の絶対値を高周
波振幅ＨＣとすると共に、次回の演算のために今回のピ
ーク値ＨＫＣを前回のピーク値ＨＫＣＯとして置換した
後、ステップ１４０４ヘ進む。

【００３０】ステップ１４０４で高周波振幅の平均値を
求める演算に用いるため、高周波振幅ＨＣの積算ＧＨＣ
を行ない、また平均値演算の分母としての反転回数積算
カウンタＣＨを積算してステップ１４０６に進む。

【００３１】ステップ１４０６で下流酸素センサ出力Ｏ
Ｘ₂ を、あるなまし率ＴＩＭＣでなまして低周波成分代
用値のＯＸＳＭを演算し、ステップ１４０７へ進む。ス
テップ１４０７〜１４１０で低周波振幅の演算として用
いるＯＸＳＭの最大値ＬＨＩＧＨ，最小値ＬＬＯＷを求
め、ステップ１４１１へ進む。

【００３２】ステップ１４１１で検出時間カウンタＣＴ
ＩＭＥにより、検出時間が所定時間Ａ（例えば２９秒）
以上か否かを判定し、所定時間Ａ未満であるならばステ
ップ１４０１に戻り、所定時間以上であるならステップ
１４１２へ進む。

【００３３】ステップ１４１２で高周波振幅ＨＣの積算
値ＧＨＣを反転回数積算カウンタ値ＣＨで除算して、下
流酸素センサ１８出力の高周波振幅平均値ＡＨＣを算出
すると共に、ＯＸＳＭの最大値ＬＨＩＧＨからその最小
値ＬＬＯＷを減算して低周波振幅ＬＣを算出し、ステッ
プ１４１３へ進む。

【００３４】ステップ１４１３で高周波振幅ＡＨＣが所
定値Ｂより大きく、ステップ１４１４で低周波振幅ＬＣ
が所定値Ｃより小さければステップ１４１５で触媒劣化
と判定してアラーム１９を点灯する。また、ステップ１
４１３で高周波振幅ＡＨＣが所定値Ｂ以下か、ステップ
１４１４で低周波振幅ＬＣが所定値Ｃ以上であればステ
ップ１４１７で触媒正常と判定し、次のステップ１４１
６でカウンタＣＴＩＭＥおよびＣＨを０にリセットした
後、本ルーチンを終了する。

【００３５】以上の図５に示す三元触媒の劣化検出の結
果、ステップ１４１７で触媒正常と判定した場合には、
図８のフローチャートにより三元触媒１５の劣化検出を
ダブルチェックする。

【００３６】図８のルーチンは所定期間（例えば、本実
施例では６４ｍｓｅｃ）毎に起動・実行される。ステッ
プ４０１で劣化検出条件が成立しているか否か、即ち劣
化検出処理を実行するか否かを判断する。ここで、劣化
検出条件とは、図６のステップ１４１７で触媒正常と判
定した場合において、例えば後述する主・副空燃比フィ
ードバック制御中である、空燃比補正計数ＦＡＦ、第１
のリッチスキップ量ＲＳＲ１および第１のリーンスキッ
プ量ＲＳＬ２がガード値でない、エンジン１が定常状態
である等である。ステップ４０１で劣化検出条件が成立
していない場合は以後の処理を行わずに本ルーチンを終
了する。

【００３７】一方、ステップ４０１で触媒劣化検出条件
が成立した場合は、ステップ４０２以後の劣化検出処理
を実行する。まずステップ４０２及び４０３でカウンタ
ＣＲＬ，ＣＬＲをインクリメントする（ＣＲＬ→ＣＲＬ
＋１，ＣＬＲ←ＣＬＲ＋１）。

【００３８】ここでカウンタＣＲＬは空燃比補正係数Ｆ
ＡＦがリッチからリーンにスキップ状に変化した時点か
らの経過時間に相当し、カウンタＣＬＲは空燃比補正係
数ＦＡＦがリーンからリッチ側にスキップ状に変化した
時点からの経過時間に相当する。

【００３９】図９は、上流Ｏ₂ センサ１６，空燃比補正
係数ＦＡＦ，下流Ｏ₂ センサ１８の出力波形を表したも
ので、下流Ｏ₂ センサ１８の出力は空燃比補正係数ＦＡ
Ｆのスキップ状の変化（リッチからリーン及びリーンか
らリッチ）に対し、それぞれ所定の遅延時間Ｔ１，Ｔ２
経過後に比較電圧ＶＲ２をリーン側に、あるいはリッチ
側に横切っている。

【００４０】即ち、触媒１５が正常であればそのストレ
ージ効果によって、空燃比補正係数ＦＡＦの変化に伴う
空燃比の変動の下流Ｏ₂ センサ１８への伝搬が遅れる。
しかし触媒１５が劣化するとそのストレージ効果が低下
し、図９に示す様に空燃比補正係数ＦＡＦの変化に対す
る下流Ｏ₂ センサ１８の出力の変化の遅れ時間Ｔ１Ｘ，
Ｔ２Ｘはそれぞれ正常時の遅れ時間Ｔ１，Ｔ２に対して
短くなる。本発明実施例では空燃比補正係数ＦＡＦがリ
ッチからリーンへの変化時点から下流Ｏ₂ センサ１８の
出力電圧Ｖ２が比較電圧ＶＲ２以下になるまでの遅延時
間Ｔ１をカウンタＣＲＬでカウントし、空燃比補正係数
ＦＡＦがリーンからリッチへの変化時点から出力電圧Ｖ
２が比較電圧ＶＲ２以上になるまでの遅延時間Ｔ２をカ
ウンタＣＬＲでカウントする。そして所定回数α（例え
ば１０回）だけＴ１，Ｔ２を求め、Ｔ１，Ｔ２の平均を
算出し、その平均値より触媒１５の劣化を判別してい
る。

【００４１】図８に戻って、ステップ４０２，４０３で
カウンタＣＲＬ，ＣＬＲをインクリメントするとステッ
プ４０４で空燃比補正係数ＦＡＦがリッチ側からリーン
側にスキップ状に変化したか即ち、ＦＡＦの値が１．０
以上から１．０以下に下降したかの判別を行なう。リッ
チからリーンに変化した場合はステップ４０５でカウン
タＣＲＬをリセット（ＣＲＬ←０）する。

【００４２】そしてステップ４０８で下流Ｏ₂ センサ１
８がリッチからリーンに変化したか即ち出力電圧Ｖ２が
比較電圧ＶＲ２を下回ったか否かの判別を行ない、下回
った場合はステップ４０９で遅延時間Ｔ１の演算値に相
当し、第１の積算手段をなす積算カウンタＴＣＲＬに現
在のカウント値ＣＲＬ（Ｔ１に相当する値）を加算す
る。

【００４３】

【数１】ＴＣＲＬ→ＴＣＲＬ＋ＣＲＬ そしてステップ４１０でカウンタ値ＣＲＬを積算した回
数を示す第１のカウント手段をなす積算回数カウンタＣ
ＣＲＬをインクリメントする（ＣＣＲＬ→ＣＣＲＬ＋
１）。次にステップ４１４でステップ４０９，４１２で
遅延時間Ｔ１，Ｔ２の積算回数に相当する実行積算カウ
ンタＴＴをインクリメントする（ＴＴ←ＴＴ＋１）。そ
してステップ４１５で積算カウンタＴＴが所定回数αに
達したか否かの（所定期間積算したか否か）判別を行な
い、達した場合は以下ステップ４１６〜４２１の処理を
実行し、達していない場合は本ルーチンを抜ける。

【００４４】またステップ４０４でＮＯ判定のときはス
テップ４０６で空燃比補正係数ＦＡＦがリーンからリッ
チにスキップ状に変化したか即ちＦＡＦの値が１．０以
下から１．０以上に上昇したかの判別を行ない、リーン
からリッチに変化した場合はステップ４０７でカウンタ
ＣＬＲをリセットする（ＣＬＲ←０）。

【００４５】またステップ４０８での判定がＮＯであっ
た場合はステップ４１１で下流Ｏ₂センサ１８がリーン
からリッチに変化したか即ち出力電圧Ｖ２が比較電圧Ｖ
Ｒ２を上回ったか否かの判別を行ない、上回った場合は
ステップ４１２で遅延時間Ｔ２を積算する第２の生産手
段をなすカウンタＴＣＬＲに現在のカウント値ＣＲＬ
（Ｔ２に相当する値）を加算する。

【００４６】

【数２】ＴＣＬＲ←ＴＣＬＲ＋ＣＬＲ そしてステップ４１３でカウンタ値ＣＬＲを積算した回
数を示し、第２のカウント手段をなす積算回路カウンタ
ＣＣＬＲをインクリメント（ＣＣＬＲ←ＣＣＬＲ＋１）
し、ステップ４１４に進む。

【００４７】またステップ４０６でＮＯ判定である都合
即ち、空燃比補正係数ＦＡＦがリッチ→リーンまたはリ
ーン→リッチの変化時でないときはカウンタＣＲＬ，Ｃ
ＬＲはリセットされずステップ４０８に進む。そして、
ステップ４０８，４１１共にＮＯ判定の場合は以下の処
理は行なわない。即ち、本ルーチンにおいて、ＦＡＦが
リッチからリーンへの変化時でなく、また下流Ｏ₂ セン
サ１８がリッチからリーンへの変化時でないときはカウ
ンタＣＲＬ，ＣＬＲの更新のみを行なう。

【００４８】ステップ４１５で積算カウンタＴＴが所定
回数αに達した場合はステップ４１６に進んで遅延時間
Ｔ１とＴ２の平均値Ｔを算出する。

【００４９】

【数３】 Ｔ＝（ＴＣＲＬ／ＣＣＲＬ＋ＴＣＬＲ／ＣＣＬＲ）／２ 上式においてＴＣＲＬ／ＣＣＲＬは積算結果ＴＣＲＬを
積算回数ＣＣＲＬで除算して得られる除算結果であり、
遅延時間Ｔ１のＣＣＲＬ回数分の平均値に相当し、また
ＴＣＬＲ／ＣＣＬＲは積算結果ＴＣＲＬを積算回数ＣＣ
ＲＬで除算して得られる除算結果であり、遅延時間Ｔ２
のＣＣＬＲ回数分の平均に相当するため、両者の和を２
で除算して求まるＴはＴ１とＴ２とを含めた遅延時間の
平均値となる。

【００５０】ステップ４１７で劣化判定レベルβを読み
込む。ここで劣化判定レベルβは図１０に示すように吸
入気量Ｑに対応して定められており吸気量Ｑが大きくな
るに従って劣化判定レベルβは小さくなる特性を有して
いる。ステップ４１７で劣化判定レベルβが定まるとス
テップ４１８で平均値Ｔと劣化判定レベルβとを比較
し、平均値Ｔの方が小さいときはステップ４１９で触媒
１５が劣化を判別してステップ４２０でアラーム１９を
点灯してステップ４２２に進む。

【００５１】逆に平均値Ｔの方が劣化判定レベルβより
大きいときはステップ４２１で触媒１５は正常と判別し
てステップ４２２に進む。ステップ４２２では、カウン
タＣＲＬ，ＣＬＲ，積算カウンタＴＣＲＬ，ＴＣＬＲ，
積算回数カウンタＣＣＲＬ，ＣＣＬＲ，実行積算カウン
タＴＴをリセットして本ルーチンを終了する。

【００５２】ここで、図８の実施例では遅延時間Ｔ１，
Ｔ２を所定回求めてそれらの平均値Ｔを用いて触媒の劣
化検出を行ったが、遅延時間Ｔ１の平均値（ＴＣＲＬ／
ＣＣＲＬ）のみあるいは遅延時間Ｔ２の平均値（ＴＣＬ
Ｒ／ＣＣＬＲ）のみを劣化判別レベルβと比較すること
により触媒の劣化を判別してもよい。

【００５３】さちに遅延時間Ｔ１，Ｔ２を積算して積算
結果を積算回数で除算した除算結果即ち平均値を用いず
に、１回のみの遅延時間Ｔ１あるいはＴ２を劣化判定レ
ベルβと比較することにより触媒の劣化を判別する様に
してもよい。

【００５４】また、遅延時間Ｔ１，Ｔ２の積算回数が所
定αを越えた後にステップ４１６以降の劣化判別処理を
実行する替わりに、所定時間（例えば６４０ｍｓｅｃ）
毎にステップ４１６以降の劣化判別処理を実行する様に
してもよい。

【００５５】また、劣化判定レベルβを吸気量Ｑに対応
して設定する替わりに、一定値例えば１ｓｅｃに設定し
てもよい。図１１は前述の各種センサからの検出信号に
応じて燃料噴射量ＴＡＵを演算する燃料噴射量演算ルー
チンを示すフローチャートである。このルーチンは所定
期間（例えば、本実施例では３６０℃Ａ）毎に起動・実
行されるものである。

【００５６】ステップ１０１で吸気量Ｑ，回転数ＮＥ等
の検出信号を読み込んでステップ１０２で基本燃料噴射
量Ｔｐを次式により演算する。

【００５７】

【数４】Ｔｐ←Ｋ・Ｑ／ＮＥ ここで、Ｋは定数である。つづくステップ１０３で基本
燃料噴射量Ｔｐを後述する空燃比フィードバック制御等
の各種の補正を行い燃料噴射量ＴＡＵを次式を用いて演
算する。

【００５８】

【数５】ＴＡＵ←Ｔｐ・ＦＡＦ・Ｆ ここで、ＦＡＦは空燃比フィードバック制御による空燃
比補正係数、Ｆは各種補正係数である。そして、ステッ
プ１０４で前述のステップ１０３により演算された燃料
噴射量ＴＡＵに対応した制御信号を燃料噴射弁８へ出力
する。

【００５９】図１２は上流Ｏ₂ センサ１６の検出信号
（上流出力値）Ｖ１に基づいて行われる主空燃比フィー
ドバック制御、即ち空燃比補正係数ＦＡＦを設定する空
燃比フィードバック制御ルーチンである。このルーチン
は所定時間（例えば、本実施例では４ｍｓｅｃ）毎に起
動・実行されるものである。

【００６０】ステップ２０１で主空燃比フィードバック
制御の条件（第１の実行条件）が成立しているか否かを
判断する。ここで、第１の実行条件としては、例えば、
本実施例ではエンジン始動後でかつ上流Ｏ₂ センサ１６
が活性状態であること等である。ステップ２０１で第１
の実行条件が成立していないと判断された場合は、ステ
ップ２０２へ進む。ステップ２０２で空燃比補正係数Ｆ
ＡＦを１．０に設定（ＦＡＦ←１．０）し、本ルーチン
を終了する。

【００６１】一方、ステップ２０１で第１の実行条件が
成立していると判断された場合はステップ２０３以降の
上流出力値Ｖ１によるフィードバック処理を実行する。
ステップ２０３で上流出力値Ｖ１を読み込む。つづくス
テップ２０４で上流出力値Ｖ１が第１の比較電圧ＶＲ１
（例えば、本実施例では０．４５Ｖ）以下か否か、即ち
空燃比がリッチかリーンかを判定する。ここで、上流出
力値Ｖ１が第１の比較電圧ＶＲ１以下、即ち空燃比がリ
ーンである場合はステップ２０５へ進む。ステップ２０
５で第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１が正の値、即ち
今回の制御タイミングで上流出力値Ｖ１がリッチからリ
ーンへ反転したか否かを判定する。ここで、第１のディ
レイカウンタＣＤＬＹ１は上流出力値Ｖ１が第１の比較
電圧ＶＲ１を横切ってからの経過時間を計測するための
カウンタであり、リッチ状態の経過時間は正の値、リー
ン状態の経過時間は負の値で定義される。

【００６２】ステップ２０５で第１のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ１が負の値である場合はステップ２０７へ進
む。また、ステップ２０５で第１のディレイカウンタＣ
ＤＬＹ１が正の値である場合はステップ２０６へ進む。
ステップ２０６で第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１を
リセット（ＣＤＬＹ１←０）し、ステップ２０７へ進
む。

【００６３】ステップ２０７で第１のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ１の値をデクリメントする（ＣＤＬＹ１←ＣＤ
ＬＹ１−１）。次にステップ５０１で図８に示す触媒劣
化検出ルーチン実行中か否かの判別を図８のステップ４
０１の触媒劣化検出条件が成立しているか否かで行う。
ステップ５０１がＮＯ判定のときはステップ５０３で第
１のリーン遅延時間ＴＤＬ１を所定値ＴＲ１に設定し、
ＹＥＳ判定のときはステップ５０２で所定値ＴＲ１より
小さい所定値ＴＳ１に設定する。続くステップ２０８で
第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１が第１のリーン遅延
時間ＴＤＬ１未満か否かを判定する。ここで、第１のリ
ーン遅延時間ＴＤＬ１は、上流Ｏ₂ センサ１６の出力信
号がリッチからリーンへの変化があってもリッチである
との判断を保持する遅延処理における遅延時間に対応す
るカウント値であり、負の値で定義される。このため第
１のリーン遅延時間ＴＤＬ１を所定値ＴＲ１より小さい
所定値ＴＳ１に設定すると遅延処理における遅延時間は
例えば１２ｍｓｅｃから２４０ｍｓｅｃへ変化して長く
なり空燃比補正係数ＦＡＦの周期が長くなって前述した
図８のステップ４０８，４１１で確実に下流酸素センサ
１８のリッチ⇔リーン反転を検出することができる。

【００６４】ステップ２０８で第１のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ１が第１のリーン遅延時間ＴＤＬ１以上の場合
はステップ２１７へ進む。一方、ステップ２０８で第１
のディレイカウンタＣＤＬＹ１が第１のリーン遅延時間
ＴＤＬ１未満、即ち上流Ｏ₂ センサ１６の出力信号がリ
ッチからリーンへ変化してから前述の遅延時間以上経過
した場合はステップ２０９へ進む。ステップ２０９で第
１のディレイカウンタＣＤＬＹ１を第１のリーン遅延時
間ＴＤＬ１に設定（ＣＤＬＹ１←ＴＤＬ１）し、ステッ
プ２０１へ進む。ステップ２１０で遅延処理後の空燃比
の状態を示すフラグＦ１をリセット（Ｆ１←０）し、ス
テップ２１７へ進む。即ちフラグＦ１がリセット状態
（Ｆ１＝０）の場合は遅延処理後の空燃比がリーンであ
ることを示す。

【００６５】また、ステップ２０４で上流出力値Ｖ１が
第１の比較電圧ＶＲ１より大きい、即ち空燃比がリッチ
である場合はステップ２１１へ進む。ステップ２１１で
第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１が負の値、即ち今回
の制御タイミングで上流出力値Ｖ１がリーンからリッチ
へ反転したか否かを判定する。ここで、第１のディレイ
カウンタＣＤＬＹ１が正の値である場合はステップ２１
３へ進む。

【００６６】一方、ステップ２１１で第１のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ１が負の値である場合はステップ２１２
へ進む。ステップ２１２で第１のディレイカウンタＣＤ
ＬＹ１をリセット（ＣＤＬＹ１←０）し、ステップ２１
３へ進む。

【００６７】ステップ２１３で第１のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ１の値をインクリメントする（ＣＤＬＹ１←Ｃ
ＤＬＹ１＋１）。次にステップ５０４でステップ５０１
と同様に図８に示す触媒劣化検出ルーチン実行中か否か
の判別を行う。ステップ５０４がＮＯ判定のときはステ
ップ５０６で第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１を所定値Ｔ
Ｒに設定し、ＹＥＳ判定のときはステップ５０５で所定
値ＴＲより大きい所定値ＴＳに設定する。続くステップ
２１４で第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１が第１のリ
ッチ遅延時間ＴＤＲ１以上か否かを判定する。ここで、
第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１は、上流Ｏ₂ センサ１６
の出力信号がリーンからリッチへの変化があってもリー
ンであるとの判断を保持する遅延処理に対応する遅延時
間に対応するカウント値であり、正の値で定義される。
このため第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１を所定値ＴＲよ
り大きい所定値ＴＳに設定すると遅延処理における遅延
時間は例えば６４ｍｓｅｃから２４０ｍｓｅｃへ変化し
て長くなり空燃比補正係数ＦＡＦの周期が長くなって前
述した図８のステップ４０８，４１１で確実に下流酸素
センサ１８のリッチ⇔リーン反転を検出することができ
る。ステップ２１４で第１のディレイカウンタＣＤＬＹ
１が第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１以下の場合はステッ
プ２１７へ進む。

【００６８】一方、ステップ２１４で第１のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ１が第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１より
大きい場合、即ち上流Ｏ₂ センサ１６の出力信号がリー
ンからリッチへ変化してから前述の遅延時間以上経過し
た場合はステップ２１５へ進む。ステップ２１５で第１
のディレイカウンタＣＤＬＹ１を第１のリッチ遅延時間
ＴＤＲ１に設定（ＣＤＬＹ１←ＴＤＲ１）し、ステップ
２１６へ進む。ステップ２１６で遅延処理後の空燃比の
状態を示すフラグＦ１をセット（Ｆ１←１）し、ステッ
プ２１７へ進む。即ちフラグＦ１がセット状態（Ｆ１＝
１）の場合は遅延処理後の空燃比かリッチであることを
示す。

【００６９】ステップ２１７でフラグＦ１が反転したか
否か、即ち遅延処理後の空燃比の状態が反転したか否か
を判別する。ここで、遅延処理後の空燃比の状態が反転
した場合は、ステップ２１８〜ステップ２２０のスキッ
プ処理を行う。まず、ステップ２１８でフラグＦ１がリ
セット状態か否かを判定する。ここで、フラグＦ１がリ
セット状態である、即ちリッチからリーンへの反転であ
る場合はステップ２１９へ進む。ステップ２１９で空燃
比補正係数ＦＡＦを第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１だ
け増大させ、

【００７０】

【数６】ＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＲＳＲ１ ステップ２２４へ進む。また、ステップ２１８でフラグ
Ｆ１がセット状態である、即ちリーンからリッチへの反
転である場合はステップ２２０へ進む。ステップ２２０
で空燃比補正係数ＦＡＦを第１のリーンスキップ量ＲＳ
Ｌ１だけ減少させ、

【００７１】

【数７】ＦＡＦ←ＦＡＦ−ＲＳＬ１ ステップ２２４へ進む。一方、ステップ２１７で遅延処
理後の空燃比の状態が反転していない場合はステップ２
２１〜ステップ２２３の積分処理を行う。まず、ステッ
プ２２１でフラグＦ１がリセット状態である、即ちリー
ンであるか否かを判別する。ここで、リーンである場合
はステップ２２２へ進む。ステップ２２２で空燃比補正
係数ＦＡＦを第１のリッチ積分定数ＫＩＲ１だけ増加さ
せ、

【００７２】

【数８】ＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩＲ１ ステップ２２４へ進む。また、ステップ２２１でリッチ
である場合はステップ２２３へ進む。ステップ２２３で
空燃比補正係数ＦＡＦを第１のリーン積分定数ＫＩＬ１
だけ減少させ、

【００７３】

【数９】ＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬ１ ステップ２２４へ進む。ステップ２２４で前述のように
して設定された空燃比係数ＦＡＦが所定範囲（例えば、
本実施例では０．８〜１．２）となるようにガード処理
を行い本ルーチンを終了する。

【００７４】図１３は下流Ｏ₂ センサ１８の出力値（下
流出力値）Ｖ２に基づいて主空燃比フィードバック制御
における第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１，第１のリー
ンスキップ量ＲＳＬ１を補正する副空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチ
ンは所定時間（例えば、本実施例では１ｓｅｃ）毎に起
動，実行されるものである。

【００７５】まず、ステップ３０１で空燃比フィードバ
ック条件（第２の実行条件）が成立しているか否か、即
ち副空燃比フィードバック制御を実行するか否かを判断
する。ここで、第２の実行条件とは、例えば本実施例で
は、第１の実行条件が成立している、即ち主空燃比フィ
ードバック制御中である。下流Ｏ₂ センサ１８が活性状
態である等である。

【００７６】ステップ３０１で第２の実行条件が成立し
ていない場合はステップ３０２へ進む。ステップ３０２
で第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１を所定のリッチスキ
ップ量ＲＳＲ０に設定する。つづくステップ３０３で第
１のリーンスキップ量ＲＳＬ１を所定のリーンスキップ
量ＲＳＬ０に設定し、本ルーチンを終了する。

【００７７】また、ステップ３０１で第２の実行条件が
成立している場合はステップ３０４以降の下流出力値Ｖ
２に基づく副空燃比フィードバック処理を実行する。ま
ず、ステップ３０４で下流出力値Ｖ２を読み込む。ステ
ップ３０５で下流出力値Ｖ２が第２の比較電圧ＶＲ２
（例えば、本実施例では第１の比較電圧ＶＲ１と同じ
０．４５Ｖと設定）以下か否か、即ち空燃比がリッチか
リーンかを判定する。ここで、下流出力値Ｖ２が第２の
比較電圧ＶＲ２以下、即ち空燃比がリーンである場合は
ステップ３０６へ進む。

【００７８】ステップ３０６で第２のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ２が正の値、即ち今回の制御タイミングで下流
出力値Ｖ２がリッチからリーンへ反転したか否かを判定
する。ここで、第２のディレイカウンタＣＤＬＹ２は前
述の第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１と同様に下流出
力値Ｖ２が第２の比較電圧ＶＲ２を横切ってからの経過
時間を計測するためのカウンタであり、リッチ状態の経
過時間は正の値、リーン状態の経過時間は負の値で定義
される。

【００７９】ステップ３０６で第２のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ２が負の値である場合はステップ３０８へ進
む。また、ステップ３０６で第２のディレイカウンタＣ
ＤＬＹ２が正の値である場合はステップ３０７へ進む。
ステップ３０７で第２のディレイカウンタＣＤＬＹ２を
リセット（ＣＤＬＹ２←０）し、ステップ３０８へ進
む。

【００８０】ステップ３０８で第２のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ２の値をデクリメントする（ＣＤＬＹ２←ＣＤ
ＬＹ２−１）。続くステップ３０９で第２のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ２が第２のリーン遅延時間ＴＤＬ２未満
か否かを判定する。ここで、第２のリーン遅延時間ＴＤ
Ｌ２は、下流Ｏ₂ センサ１８の出力信号がリッチからリ
ーンへの変化があってもリッチであるとの判断を保持す
る遅延処理における遅延時間に対応するカウント値であ
り、負の値で定義される。ステップ３０９で第２のディ
レイカウンタＣＤＬＹ２が第２のリーン遅延時間ＴＤＬ
２以上の場合はステップ３１８へ進む。

【００８１】一方、ステップ３０９で第２のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ２が第２のリーン遅延時間ＴＤＬ２未
満、即ち下流Ｏ₂ センサ１８の出力信号がリッチからリ
ーンへ変化してから前述の遅延時間以上経過した場合は
ステップ３１０へ進む。ステップ３１０で第２のディレ
イカウンタＣＤＬＹ２を第２のリーン遅延時間ＴＤＬ２
に設定（ＣＤＬＹ２←ＴＤＬ２）し、ステップ３１１へ
進む。ステップ３１１で遅延処理後の空燃比の状態を示
すフラグＦ２をリセット（Ｆ２←０）し、ステップ３１
８へ進む。即ちフラグＦ２がリセット状態（Ｆ２＝０）
の場合は遅延処理後の空燃比がリーンであることを示
す。

【００８２】また、ステップ３０５で下流出力値Ｖ２が
第２の比較電圧ＶＲ２より大きい、即ち空燃比がリッチ
である場合はステップ３１２へ進む。ステップ３１２で
第２のディレイカウンタＣＤＬＹ２が負の値、即ち今回
の制御タイミングで下流出力値Ｖ２がリーンからリッチ
へ反転したか否かを判定する。ここで、第２のディレイ
カウンタＣＤＬＹ２が正の値である場合はステップ３１
４へ進む。

【００８３】一方、ステップ３１２で第２のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ２が負の値である場合はステップ３１３
へ進む。ステップ３１３で第２のディレイカウンタＣＤ
ＬＹ２をリセット（ＣＤＬＹ２←０）し、ステップ３１
４へ進む。

【００８４】ステップ３１４で第２のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ２の値をインクリメントする（ＣＤＬＹ２←Ｃ
ＤＬＹ２＋１）。続くステップ３１５で第２のディレイ
カウンタＣＤＬＹ２が第２のリッチ遅延時間ＴＤＲ２未
満か否かを判定する。ここで、第２のリッチ遅延時間Ｔ
ＤＲ２は、下流Ｏ₂ センサ１８の出力信号がリーンから
リッチへの変化があってもリーンであるとの判断を保持
する遅延処理に対応する遅延時間に対応するカウント値
であり、正の値で定義される。ステップ３１５で第２の
ディレイカウンタＣＤＬＹ２が第２のリッチ遅延時間Ｔ
ＤＲ２以上の場合はステップ３１８へ進む。

【００８５】一方、ステップ３１５で第２のディレイカ
ウンタＣＤＬＹ２が第２のリッチ遅延時間ＴＤＲ２より
大きい、即ち下流Ｏ₂ センサ１８の出力信号がリーンか
らリッチへ変化してから前述の遅延時間以上経過した場
合はステップ３１６へ進む。ステップ３１６で第２のデ
ィレイカウンタＣＤＬＹ２を第２のリッチ遅延時間ＴＤ
Ｒ２に設定（ＣＤＬＹ２←ＴＤＲ２）し、ステップ３１
７へ進む。ステップ３１７で遅延処理後の空燃比の状態
を示すフラグＦ２をセット（Ｆ２←１）し、ステップ３
１８へ進む。即ちフラグＦ２がセット状態（Ｆ２＝１）
の場合は遅延処理後の空燃比がリッチであることを示
す。

【００８６】ステップ３１８でフラグＦ２がリセット状
態か否か、即ち遅延処理後の空燃比がリーンであるかリ
ッチであるかを検出する。ここで、フラグＦ２がリセッ
ト状態、即ち遅延処理後の空燃比がリーンである場合は
ステップ３１９へ進む。ステップ３１９で第１のリッチ
スキップ量ＲＳＲ１を所定値ＲＳだけ増加させ、

【００８７】

【数１０】ＲＳＲ１←ＲＳＲ１＋ＲＳ ステップ３２０へ進む。ステップ３２０で第１のリーン
スキップ量ＲＳＬ１を所定値ＲＳだけ減少させ、

【００８８】

【数１１】ＲＳＬ１←ＲＳＬ１−ＲＳ ステップ３２３へ進む。一方、ステップ３１８でフラグ
Ｆ２がセット状態、即ち遅延処理後の空燃比がリッチで
ある場合はステップ３２１へ進む。ステップ３２１で第
１のリッチスキップ量ＲＳＲ１を所定値ＲＳだけ減少さ
せ、

【００８９】

【数１２】ＲＳＲ１←ＲＳＲ１−ＲＳ ステップ３２２へ進む。ステップ３２２で第１のリーン
スキップ量ＲＳＬ１を所定値ＲＳだけ増加させ、

【００９０】

【数１３】ＲＳＬ１←ＲＳＬ１＋ＲＳ ステップ３２３へ進む。ステップ３２３で前述のように
して設定された第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１，第１
のリーンスキップ量ＲＳＬ１が所定範囲内となるように
ガード処理し、本ルーチンを終了する。

【００９１】〔第２実施例〕この実施例は第１実施例に
対し、図５の触媒劣化検出ルーチンを図１４に置換した
ものであり、他の構成は第１実施例と同じである。

【００９２】このルーチンは通常の空燃比フィードバッ
ク中において所定時間（例えば６４ｍｓｅｃ）毎に起動
・実行されるものであり、図１４中、図５と同一符号の
ステップはそれと同じ処理を実行する。ステップ１４０
１で検出時間に対応する検出時間カウンタＣＴＩＭＥを
インクリメントしてステップ１４０５Ａへ進む。

【００９３】ステップ１４０５Ａで主空燃比フィードバ
ック周期の判定のため、空燃比補正係数ＦＡＦのリッチ
→リーンもしくはリーン→リッチのスキップを判定し、
ＦＡＦスキップが実行されていればステップ１４１２Ｂ
へ、実行されていなければステップ１４０５Ｂへ進む。

【００９４】ステップ１４０５Ｂ〜１４０５Ｅで高周波
振幅演算のため、主空燃比フィードバック一周期間の下
流酸素センサ１８出力信号の最大値ＫＭＡＸと最小値Ｋ
ＭＩＮを求め、ステップ１４１１へ進む。

【００９５】ステップ１４１２Ｂで低周波振幅演算のた
め、ＫＭＡＸとＫＭＩＮの平均値ＴＥＩを求め（この平
均値が下流酸素センサ１８の低周波成分に相当する）、
高周波振幅ＫＯＵをＫＭＡＸとＫＭＩＮの差より求め
る。そして、高周波振幅平均値を求めるため、ＫＯＵを
積算して高周波振幅積算値ＧＫＯＵを求め、さらに、高
周波振幅の平均値演算の分母としての主フィードバック
周期カウンタＧＨを積算してステップ１４１２Ｃに進
む。ステップ１４１２ＣではＫＭＡＸ，ＫＭＩＮとし
て、その時の下流酸素センサ１８の出力信号ＯＸ２を設
定して、次回の主フィードバック周期でのＫＭＡＸ，Ｋ
ＭＩＮの演算に備える。

【００９６】次のステップ１４１２Ｄ〜１４１２Ｇで低
周波振幅演算のため、ＴＥＩの最大値ＴＭＡＸ，最小値
ＴＭＩＮを求め、ステップ１４１１に進む。ステップ１
４１１で検出時間カウンタＣＴＩＭＥにより、検出時間
が所定時間Ａ（例えば２０秒）以上か否かを判定し、所
定時間Ａ以上であるならステップ１４１２Ａへ進む。

【００９７】ステップ１４１２Ａで下流酸素センサ１８
出力の高周波振幅平均値ＡＨＣと低周波振幅ＬＣとを算
出し、ステップ１４１３へ進む。ステップ１４１３で高
周波振幅ＡＨＣが所定値Ｂより大きく、ステップ１４１
４で低周波振幅ＬＣが所定値Ｃより小さければステップ
１４１５で触媒劣化と判定してアラーム１９を点灯し、
ステップ１４１３で高周波振幅ＡＨＣが所定値Ｂ以下
か、ステップ１４１４で低周波振幅ＬＣが所定値Ｃ以上
であればステップ１４１７で触媒正常と判定し、次のス
テップ１４１６でカウンタＣＴＩＭＥおよびＣＨを０に
リセットし、さらに、次のステップ１４１８でＴＭＡ
Ｘ，ＴＭＩＮとして、その時の下流酸素センサ１８の出
力信号ＯＸ２を設定して、次回の所定時間ＡでのＴＭＡ
Ｘ，ＴＭＩＮの演算に備える。

【００９８】これにより、図１５に示すごとく、主空燃
比フィードバック一周期毎に、下流酸素センサ１８の出
力信号ＯＸ２の最大値ＫＭＡＸ及び最小値ＫＭＩＮとこ
れらの平均値ＴＥＩと高周波振幅ＫＯＵとを求めること
ができると共に、所定時間Ａ毎に、下流酸素センサ１８
の高周波振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣと低周波成分の最大
値ＴＭＡＸ及び最小値ＴＭＩＮと低周波振幅ＬＣとを求
めることができる。 〔第３実施例〕この第３実施例は第１実施例及び第２実
施例に対し、図５の代わりに図１６に示す触媒劣化検出
ルーチンを用いると共に、図８の遅延時間による触媒劣
化検出ルーチンを省略し、さらに、図１２の主空燃比フ
ィードバック処理中、ステップ５０１〜５０６のみを省
略したものであって、他の構成は第１実施例及び第２実
施例と同じである。

【００９９】以下、劣化検出について図１６に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。このルーチンは所定時
間（例えば６４ｍｓｅｃ）毎に実行される。ステップ１
３０１で高周波振幅ＫＯＵを測定する第１検出条件のチ
ェックを行なう。この第１検出条件は急激な過渡運転時
及び燃料カット（Ｆ／Ｃ）時等を除く通常運転条件であ
る。ステップ１３０２で第１検出条件を満足した場合は
ステップ１３０２へ進み、満足してない場合はステップ
１３０４へ進む。ステップ１３０２では下流Ｏ₂ センサ
１８の高周波振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣを測定し、ステ
ップ１３０３へ進む。

【０１００】ステップ１３０３ではステップ１３０２で
検出された高周波振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣを所定値Ｂ
と比較し、所定値Ｂより小さければ、触媒を正常と判定
し本ルーチンを終了する。一方、高周波振幅ＫＯＵが所
定値Ｂより小さければ、ステップ１３０４へ進む。

【０１０１】ステップ１３０４では、下流Ｏ₂ センサ１
８の高周波振幅ＫＯＵ及び低周波振幅ＬＣを測定するた
めの第２検出条件のチェックを行なう。この第２検出条
件はエンジン運転がほぼ定常状態である。第２検出条件
を満足しない場合は本ルーチンを終了する。満足した場
合はステップ１３０５へ進み、副空燃比補正係数を変更
した後、ステップ１３０６へ進む。

【０１０２】ステップ１３０６では下流Ｏ₂ センサ１８
の高周波振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣを測定した後、ステ
ップ１３０７へ進む。ステップ１３０７では下流Ｏ₂ セ
ンサ１８の低周波振幅ＬＣを測定し、その後、ステップ
１３０８で副空燃比補正係数を通常にもどす。ステップ
１３０９ではステップ１３０６で測定される高周波振幅
の平均値ＡＨＣとステップ１３０８で測定された低周波
振幅ＬＣとをそれぞれ所定値Ｂ，Ｃと比較する。

【０１０３】ステップ１３０９にて、ステップ１３０６
で測定された高周波振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣが所定値
Ｂより大きく、かつステップ１３０７で測定された低周
波振幅ＬＣが所定値Ｃより小さいと判断された場合は、
ステップ１３１０へ進み、そうでない場合はステップ１
３１１へ進む。ステップ１３１０では触媒が劣化したと
判定してアラーム１９を点灯させる。ステップ１３１１
では触媒が正常と判定し本ルーチンを終了する。

【０１０４】ここで、ステップ１３０９において高周波
振幅ＫＯＵの平均値ＡＨＣ及び低周波振幅ＬＣと比較す
る所定値Ｂ，Ｃは各運転状態で各々一定値でもよいが、
図１７に示す様に上流酸素センサ１６の反転周期（主フ
ィードバック周期）で切り換えるとさらに検出精度が向
上する。

【０１０５】このような制御をする場合の図１６のステ
ップ１３０９のルーチンを図１８により詳細に説明す
る。まず、ステップ１３０９Ａで主空燃比フィードバッ
ク周期の判定のため、空燃比補正係数ＦＡＦのリッチ→
リーンのスキップを図１２に示すフラグＦ１の状態によ
り判定し、ＦＡＦがスキップしたらステップ１３０９Ｂ
へ進み、スキップしていなければステップ１３０９Ｆへ
進む。ステップ１３０９Ｂ〜１３０９Ｄでは空燃比補正
係数ＦＡＦがリッチ→リーンへスキップする主空燃比フ
ィードバック一周期の時間ＴＢを求める。

【０１０６】次のステップ１３０９Ｅで、この主空燃比
フィードバック一周期の時間ＴＢに応じて、図１７に示
すように各所定値Ｂ，Ｃを補間演算して求める。次のス
テップ１３０９Ｆで高周波振幅の平均値ＡＨＣと所定値
Ｂとを比較し、さらに次のステップ１３０９Ｇで低周波
振幅幅ＬＣと所定値Ｃとを比較して触媒１５の劣化の有
無を判断する。

【０１０７】図１６に示す検出法によると、まず、通常
運転領域（ほぼ定常）で、ステップ１３０２により高周
波振幅を測定することにより、次のステップ１３０３で
の高周波振幅が大でないという簡単な処理で明らかに正
常な触媒を検出することができる。そして、正常と判定
されなかった触媒については、ステップ１３０４以降の
処理を行なうことで、正確に触媒の劣化または正常の判
定を行なうことができるというリメットがある。

【０１０８】それでは、ステップ１３０５にて行なう副
空燃比補正係数の変更について図１９のタイムチャート
を用い説明する。まず、図１６のステップ１３０４で第
２の検出条件が満足された場合、副空燃比補正係数は図
１９の（ｅ）の下流Ｏ₂ センサ１８のディレイ処理後フ
ラグＸＲＯ２Ｄにより、図１９の（ｆ）で示すごとく積
分処理、スキップ処理を行なう。この下流酸素（Ｏ₂ ）
センサディレイ処理後フラグＸＲＯ２Ｄは図１９の
（ｄ）の下流Ｏ₂ センサ信号リッチ・リーン波形を基に
以下の様に作成する。

【０１０９】下流Ｏ₂ センサ信号リッチ・リーン波形が
反転後（例えばリーン→リッチ）所定時間Ｔ１ｍｓｅｃ
のディレイを持ち、ディレイ処理後フラグＸＲＯ２Ｄを
反転する（リーン→リッチ）。この場合、所定時間Ｔ１
ｍｓｅｃ以内に再び下流Ｏ₂センサ信号リッチ・リーン
波形が反転（リッチ→リーン）した場合は、ディレイ処
理後フラグＸＲＯ２Ｄの反転を無効とする。つまり、下
流Ｏ₂ センサディレイ処理後フラグＸＲＯ２Ｄは、下流
Ｏ₂ センサ信号リッチ・リーン波形に対し、所定時間Ｔ
１ｍｓｅｃのディレイを持ち、かつ同一状態がＴ１ｍｓ
ｅｃ以上続いた時に反転するフラグである。

【０１１０】ステップ１３０５では、副空燃比補正係数
の演算を、この下流Ｏ₂ センサディレイ処理後フラグＸ
ＲＯ２Ｄを基に行ない、かつ、副空燃比補正係数の積分
定数とスキップ定数とを所定の値に設定する。

【０１１１】この副空燃比補正係数の変更（積分定数の
変更、所定時間Ｔ１のディレイの追加、スキップの追
加）により、高浄化率触媒使用時の下流Ｏ₂ センサ１８
信号の低周波振幅値が顕著に現れ、触媒劣化検出能力が
段格に向上する。

【０１１２】次に、図１６のステップ１３０５の副空燃
比補正係数の変更について図２０，図２１により説明す
る。図２０は図１６のステップ１３０５により副空燃比
補正係数変更と決定されると４ｍｓｅ程度毎に実行され
るスキップ処理ルーチンである。まず、ステップ１７０
１〜１７０９より図１９の（ｃ）で示す下流Ｏ₂ センサ
１８信号に所定時間ディレイ処理したフラグＸＲＯ２Ｄ
を作る（図１９の（ｅ）参照）。ステップ１７１０〜１
７１３ではフラグＸＲＯ２Ｄの反転により、副空燃比補
正係数をリーンスキップ、リッチスキップさせる（図１
６の（ｆ）参照）。

【０１１３】図２１は図１６のステップ１３０５により
副空燃比補正係数変更と決定されると５００ｍｓｅ程度
毎に実行される積分処理ルーチンであり、フラグＸＲＯ
２Ｄの状態により、ステップ１８０１〜１８０３によっ
て副空燃比補正係数のリーン側積分、リッチ側積分を５
００ｍｓｅ毎に行なう。

【０１１４】つまり、図１６のステップ１３０５では、
副空燃比補正係数を下流Ｏ₂ センサ１８出力のディレイ
処理後のフラグＸＲＯ２Ｄに基づき、スキップ積分制御
を行ない、また、このスキップ量、積分量を通常の副空
燃比補正係数に対し、大きな値に変更する。

【０１１５】ここで、図１６のステップ１３０５での副
空燃比補正係数の変更としては、上記以外に、副空燃比
補正係数制御を規則的にオープン制御にするようにして
もよい。

【０１１６】ここで、副空燃比補正係数としては、主空
燃比フィードバックにおける第１のリッチスキップ量Ｒ
ＳＲ１、第２のリーンスキップ量ＲＳＬ１、積分定数Ｋ
ＩＲＩ，ＫＩＬＩ及び遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ１のう
ちいずれか１つを変化させるようにすればよい。

【０１１７】以上の第３実施例におけるステップ１３０
２，１３０６の高周波振幅の測定及びステップ１３０７
の低周波振幅の測定は、第１実施例で説明した図５の方
法と、第２実施例で説明した図１４の方法とのいずれを
用いても可能なことは勿論であるが、第２実施例で説明
した図１４の方法を用いた方が検出精度が向上するた
め、好ましい。 〔第４実施例〕第４実施例の三元触媒１５の劣化検出に
ついて説明する。図２２に触媒浄化率と下流酸素センサ
１８波形の関係を示す。なお、図中下流酸素センサ１８
出力信号（下流Ｏ₂ ）に示された破線は副空燃補正係数
の時間的変化に対応する低周波成分である。

【０１１８】図２２に示す如く、副空燃比係数の時間的
変化に対する下流酸素センサ１８の低周波成分の時間差
Ｔは、触媒の浄化率が高い時、（図では９０％）時間差
Ｔが大となり、触媒の劣化度合が進むにつれて（図では
触媒浄化率９０％→７０％→２０％）、前記時間差は小
さくなっていく。

【０１１９】本発明はこの特徴に着目し、前記時間差が
所定値よりも小さい時、触媒が劣化していると判定す
る。図２３に、触媒浄化率と前記時間差Ｔとの関係を示
す。今、触媒浄化率５０％以下を劣化として判定する時
は、前記時間差の判定値をＴ１に設定すれば良い。

【０１２０】以下ＥＣＵ２０において実行される三元触
媒１５の劣化検出について図２４に示すフローチャート
に基づいて説明する。このルーチンは通常の空燃比フィ
ードバック中において所定時間（例えば６４ｍｓｅｃ）
毎に起動・実行されるものである。ステップ１４２１で
検出時間に対応する検出時間カウンタＣＴＩＭＥをイン
クリメントしてステップ１４２２へ進む。

【０１２１】ステップ１４２２で副空燃比補正係数の変
化方向がリーン側（減少）→リッチ側（増加）へ反転し
たか否かを判定し（ステップ１４２２の詳細は後述す
る）、その方向へ反転した時はステップ１４２３へ進
み、判定しなかった場合はステップ１４２４へ進む。ス
テップ１４２３では反転した時刻をＴＩＭＥ１にセット
してステップ１４２４に進む。

【０１２２】ステップ１４２４では下流酸素センサ１８
出力ＯＸ₂ より低周波成分を演算してステップ１４２５
へ進む（ステップ１４２４の詳細は後述する）。ステッ
プ１４２５では低周波成分が極小値（リーンピーク値）
か否かを判定し（ステップ１４２５の詳細は後述す
る）、極小値と判定しなかった場合にはステップ１４２
７へ進み、極小値と判定した場合はステップ１４２６へ
進んで極小値と判定した時刻をＴＩＭＥ２にセットし、
ステップ１４２８への進む。

【０１２３】ステップ１４２７では検出時間カウンタＣ
ＴＩＭＥにより、検出時間が所定時間以上か否かを判定
し、所定時間未満であるならステップ１４２１へ戻り、
所定時間以上であるならばステップ１４２８へ進む。

【０１２４】ステップ１４２８では副空燃比補正係数が
リッチ側へ反転してから下流酸素センサ１８の低周波成
分のリーンピーク値が表れるまでの時間差Ｔを算出す
る。次のステップ１４２９でこの時間差Ｔが所定値Ｔ２
以上かを判定し、この時間差Ｔが所定値Ｔ２より大きけ
れば、ステップ１４３０で触媒は正常と判定され、Ｔ２
以下ならばステップ１４３１で触媒劣化と判定されてア
ラーム１９を点灯させる。

【０１２５】そして、次のステップ１４３２でカウンタ
ＣＴＩＭＥおよび時間差Ｔを０にリセットした後本ルー
チンを終了する。前述の各種センサからの検出信号に応
じてＥＣＵ２０において実行される燃料噴射量ＴＡＵを
演算する燃料噴射量演算ルーチンは第１実施例の図６と
同じであるため説明を省略する。

【０１２６】図２５は上流Ｏ₂ センサ１６の検出信号
（上流出力値）Ｖ１に基づいてＥＣＵ２０で実行される
主空燃比フィードバック制御、即ち空燃比補正係数ＦＡ
Ｆを設定する空燃比フィードバック制御ルーチンであ
る。このルーチンは第１実施例の図１２に対し、ステッ
プ５０１〜５０６を省略したのみのものであるため、詳
細な説明は省略する。

【０１２７】次に、図２４のステップ１４２２のより詳
細なフローチャートを図２６の（ａ）により説明する。
まず、ステップ１４２２Ａにより、副空燃比補正係数と
しての第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１の反転を、フラ
グＦ２が反転したかにより判断し、反転しているときに
はステップ１４２２Ｂにより、フラグＦ２が０かを判断
する。これにより、フラグＦ２が反転した時にフラグＦ
２が０であると判断すると、副空燃比補正係数としての
第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１が減少→増加へ反転し
たことを判断することになる。

【０１２８】また、図２４のステップ１４２４、１４２
５のより詳細なフローチャートを図２６の（ｂ）により
説明する。まず、ステップ１４２４Ａで主空燃比フィー
ドバック周期の判定のため、空燃比補正係数ＦＡＦのリ
ッチ→リーンもしくはリーン→リッチのスキップを、フ
ラグＦ１の状態により図２６の（ａ）と同様にして判定
し、ＦＡＦのスキップが実行されていればステップ１４
２４Ｆへ、また実行されていなければステップ１４２４
Ｂへ進む。

【０１２９】そして、ステップ１４２４Ｂで下流酸素セ
ンサ１８の出力信号０Ｘ２と主空燃比フィードバック一
周期での最大値ＫＭＡＸとを比較し、最大値ＫＭＡＸよ
り下流酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２の方が大きい時
にはステップ１４２４Ｃへ進んで、最大値ＫＭＡＸとし
てその時の下流酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２を設定
した後ステップ１４２４Ｄへ進み、最大値ＫＭＡＸより
下流酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２の方が大きくない
時にはステップ１４２４Ｃをバイパスしてステップ１４
２４Ｄへ進む。

【０１３０】ステップ１４２４Ｄでは下流酸素センサ１
８の出力信号０Ｘ２とフィードバック一周期での最小値
ＫＭＩＮとを比較し、最小値ＫＭＩＮより下流酸素セン
サ１８の出力信号０Ｘ２の方が小さい時にはステップ１
４２４Ｅへ進んで、最小値ＫＭＩＮとしてその時の下流
酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２を設定した後次のステ
ップ１４２７へ進み、最小値ＫＭＩＮより下流酸素セン
サ１８の出力信号０Ｘ２の方が小さくない時にはステッ
プ１４２４Ｅをバイパスしてステップ１４２７へ進む。
これにより、図１５に示すごとく、主空燃比フィードバ
ック一周期毎に下流酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２の
最大値ＫＭＡＸと最小値ＫＭＩＮとを求めることができ
る。また、ステップ１４２４Ｆでは最大値ＫＭＡＸと最
小値ＫＭＩＮとの平均値ＴＥＩを演算することにより図
１５の破線で示すごとく、空燃比補正係数ＦＡＦのリッ
チ→リーンもしくはリーン→リッチのスキップ毎に下流
酸素センサ１８の出力信号０Ｘ２の低周波成分が求めら
れる。

【０１３１】次のステップ１４２５Ａでは平均値ＴＥＩ
がその前回の平均値ＴＥＩｂより小さいか判断し、小さ
い時にはステップ１４２５Ｂへ進んでフラグＦ３を０と
した後ステップ１４２７へ進み、大きい時にはステップ
１４２５Ｃへ進んでフラグＦ３が０かを判断し、フラグ
Ｆ３が０のときにはステップ１４２５Ｄへ進み、０でな
いときにはステップ１４２７へ進む。ステップ１４２５
ＤではフラグＦ３を１とした後ステップ１４２５Ｅへ進
んで、次回の演算のために今回の平均値ＴＥＩを前回の
平均値ＴＥＩｂとして置き換える。これにより、下流酸
素センサ１８の出力信号０Ｘ２の低周波成分である平均
値が減少から増加に反転した時点を低周波成分が極小値
になった時点であると判断することができる。

【０１３２】なお、上述した第４実施例においては、副
空燃比補正係数の時間変化に対する下流酸素センサ１８
の低周波成分の時間差を、前者の極小値発生時刻と後者
の極小値発生時刻との差で算出しているが、特に極小値
に限るものではなく、図２７の（ａ）で示すごとく、ス
テップ１４２２ＢでフラグＦ２が１かを判断するように
し、かつ図２７の（ｂ）で示すごとく、ステップ１４２
５Ａで平均値ＴＥＩがその前回の平均値ＴＥＩｂより大
きいかを判断するようにすることにより、極大値を用い
て算出するようにしてもよい。

【０１３３】また、上述した各実施例においては、副空
燃比補正係数として第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１を
用いたが、第１のリーンスキップ量ＲＳＬ１を用いるよ
うにしてもよい。また、副空燃比フィードバック制御に
よって制御される副空燃比補正係数として、図１３に示
すステップ３１９〜３２２、３０２、３０３において、
主空燃比フィードバック制御のスキップ量ＲＳＲ１、Ｒ
ＳＬ１の代わりに、図２７の（ｃ）で示すごとく積分定
数ＫＩＲＩ、ＫＩＬＩを変化させたり、図２７の（ｄ）
で示すごとく遅延時間ＴＤＲ１、ＴＤＬ１を変化させる
ものにおいても、これらの積分定数ＫＩＲＩ、ＫＩＬＩ
や遅延時間ＴＤＲ１、ＴＤＬ１を副空燃比補正係数とし
て用いることにより、本発明を適用することができる。

【０１３４】〔第５実施例〕図２８は本発明第５実施例
におけるＥＣＵ２０で実行される触媒劣化検出ルーチン
を示すもので、上述した各実施例より精度は劣るもの
の、下流酸素センサ１８の低周波成分の周期のみにより
触媒１５の劣化を判別するようにしたものである。この
第５実施例によれば、第４実施例の図２４のフローチャ
ートに対し、ステップ１４２１、１４２２、１４２３、
１４２７、１４３２を省略し、ステップ１４２５と１４
２６との間に、今まで記憶されている低周波成分が極小
値となった時刻ＴＩＭＥ２を前回の低周波成分が極小値
となった時刻ＴＩＭＥ２_-1として記憶するステップ１４
２５Ａを追加し、ステップ１４２６の後に、ステップ１
４２８の代わりに、ステップ１４２８Ａによって、今回
の低周波成分が極小値となった時刻ＴＩＭＥ２から前回
の低周波成分が極小値となった時刻ＴＩＭＥ２_-1を減算
して下流酸素センサ１８の低周波成分の周期ＴＡを検出
するようにする。

【０１３５】そして、次のステップ１４２９Ａで周期Ｔ
Ａが所定時間Ｔ３より長いか否かを判断し、周期ＴＡが
所定時間Ｔ３より長いとき触媒正常と判断し、周期ＴＡ
が所定時間Ｔ３より長くないとき触媒異常と判別するよ
うにしたものである。

【０１３６】また、触媒の劣化検出はこれらの実施例の
他に、下流酸素センサ１８の低周波成分の振幅のみを検
出し、この振幅が所定値以下のとき触媒劣化と判別する
ようにしてもよい。

【０１３７】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明では下流酸
素センサ出力の低周波成分を用い、またこの低周波成分
の周期は酸素センサの応答性バラツキに対し十分に（４
倍以上）長いため、低周波振幅は下流酸素センサの応答
性に対するバラツキにあまり影響を受けない。これによ
り、上流及び下流酸素センサの劣化の有無や出力応答の
バラツキによる影響が少なく、しかも、下流酸素センサ
の低周波成分は、副空燃比補正係数の時間的変化に対応
してはいるが、副空燃比補正係数そのものではないた
め、触媒劣化検出に際して、各種の内燃機関に対する適
合が比較的容易で、かつ触媒の劣化を精度よく検出でき
るという優れた効果がある。

【０１３８】また本発明では下流酸素センサ低周波振幅
の検出に加え、高周波振幅も検出することにより、すな
わち低周波振幅・高周波振幅の２つのＡＮＤを取るよう
にすることにより、それぞれを単独で取ることに比べ、
触媒劣化検出精度が高くなるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明を適応した第１実施例の概略構成図であ
る。

【図３】触媒劣化に伴う上・下流酸素センサの出力波形
を示したタイムチャートである。

【図４】触媒劣化判定領域で示す図である。

【図５】振幅による触媒劣化検出ルーチンを示したフロ
ーチャートである。

【図６】上流酸素センサ正常時の上・下流酸素センサの
出力波形を示したタイムチャートである。

【図７】上流酸素センサ劣化時の上・下流酸素センサの
出力波形を示したタイムチャートである。

【図８】遅延時間による触媒劣化検出ルーチンを示した
フローチャートである。

【図９】三元触媒１５の劣化状態に応じた上・下流酸素
センサの出力波形を示したタイムチャートである。

【図１０】劣化判定レベルβと吸気量Ｑとの関係を示し
たマップである。

【図１１】燃料噴射量算出ルーチンを示したフローチャ
ートである。

【図１２】主空燃比フィードバック処理を示したフロー
チャートである。

【図１３】副空燃比フィードバック処理を示したフロー
チャートである。

【図１４】本発明の第２実施例における触媒劣化検出ル
ーチンを示したフローチャートである。

【図１５】主空燃比補正係数及び下流酸素センサの出力
波形を示したタイムチャートである。

【図１６】本発明の第３実施例における触媒劣化検出ル
ーチンを示したフローチャートである。

【図１７】主空燃比フィードバック周期に対する高周波
振幅判定値及び低周波振幅判定値を示す図である。

【図１８】高周波振幅大、低周波振幅小判定処理を示す
フローチャートである。

【図１９】第３実施例の作動説明に供する各部波形のタ
イムチャートである。

【図２０】スキップ処理ルーチンを示すフローチャート
である。

【図２１】積分処理ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図２２】触媒劣化に伴う副空燃比補正係数と下流酸素
センサの出力波形を示すタイムチャートである。

【図２３】触媒浄化率と時間差との関係を示す図であ
る。

【図２４】本発明の第４実施例の時間差による触媒劣化
検出ルーチンを示したフローチャートである。

【図２５】第４実施例の主空燃比フィードバック処理を
示したフローチャートである。

【図２６】（ａ）は図２４のルーチンにおけるステップ
１４２２をより詳細に示すフローチャートであり、
（ｂ）は図２４のルーチンにおけるステップ１４２４，
１４２５をより詳細に示すフローチャートである。

【図２７】（ａ）は図２６（ａ）の他の実施例を示すフ
ローチャートであり、（ｂ）は図２６の（ｂ）の他の実
施例の要部のフローチャートでり、（ｃ），（ｄ）は図
１３の他の実施例の要部をそれぞれ示すフローチャート
である。

【図２８】本発明の第５実施例における触媒劣化検出ル
ーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ８ 燃料噴射弁 １５ 三元触媒 １６ 上流酸素センサ １８ 下流酸素センサ １９ アラーム ２０ ＥＣＵ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気系に配設され、排ガスを
   浄化するための触媒と、 この触媒の上・下流にそれぞれ配設され、空燃比が理論
   空燃比に対してリッチかリーンかを検出する上流，下流
   酸素センサと、 この上流酸素センサの出力信号に応じて、前記エンジン
   に供給される混合気の空燃比を理論空燃比近傍になるよ
   うに補正するための主空燃比補正係数を算出する空燃比
   補正係数算出手段と、 前記主空燃比補正係数を用いて前記混合気の空燃比が理
   論空燃比になるように制御するエンジン制御手段と、 前記下流酸素センサの出力信号の低周波成分を検出する
   低周波成分検出手段と、 この低周波成分検出手段により検出された低周波成分に
   基づいて前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段と
   を備えるエンジン用触媒劣化検出装置。
2. 【請求項２】 前記下流酸素センサの出力信号に応じて
   副空燃比補正係数が算出されて前記主空燃比補正係数を
   微調整する副空燃比補正係数算出手段をさらに備え、 前記触媒劣化検出手段は前記下流酸素センサの出力信号
   に応じた前記副空燃比補正係数の時間的変化と前記低周
   波成分検出手段により検出された前記下流酸素センサ信
   号の低周波成分との時間差で前記触媒の劣化を検出する
   手段を含む請求項１記載のエンジン用触媒劣化検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記触媒劣化検出手段は、前記時間差が
   所定値より小さい時に前記触媒が劣化したと判断する手
   段を含む請求項２記載のエンジン用触媒劣化検出装置。
4. 【請求項４】 エンジンの排気系に配設され、排ガスを
   浄化するための触媒と、 この触媒の上・下流にそれぞれ配設され、空燃比が理論
   空燃比に対してリッチかリーンかを検出する上流，下流
   酸素センサと、 この上流酸素センサの出力信号に応じて、前記エンジン
   に供給される混合気の空燃比が理論空燃比近傍になるよ
   うに補正するための主空燃比補正係数を算出する空燃比
   補正係数算出手段と、 前記主空燃比補正係数を用いて前記混合気の空燃比を理
   論空燃比になるように制御するエンジン制御手段と、 前記下流酸素センサの出力信号の高周波振幅を検出する
   高周波振幅検出手段と、 前記下流酸素センサの出力信号の低周波振幅を検出する
   低周波振幅検出手段と、 前記高周波振幅検出手段と前記低周波振幅検出手段との
   双方の検出結果に応じて前記触媒の劣化を検出する触媒
   劣化検出手段とを備えることを特徴とするエンジン用触
   媒劣化検出装置。
5. 【請求項５】 前記触媒劣化検出手段は、前記高周波振
   幅検出手段の検出結果が所定値より大きく、かつ前記低
   周波振幅検出手段の検出結果が所定値より小さい時、前
   記触媒が劣化したと判断する手段を含むことを特徴とす
   る請求項４記載のエンジン用触媒劣化検出装置。
6. 【請求項６】 前記空燃比補正係数の所定変化後、この
   所定変化に対応した前記下流酸素センサ出力信号変化が
   生じるまでの遅延時間を検出する遅延時間検出手段と、 前記遅延時間が所定時間未満の場合、前記振幅による触
   媒劣化検出手段の結果にかかわらず、前記触媒が劣化し
   たと判断する第２の触媒劣化検出手段とをさらに備える
   請求項４または５記載のエンジン用触媒劣化検出装置。
7. 【請求項７】 前記高周波振幅検出手段は、前記主空燃
   比補正係数の一周期間毎の前記下流酸素センサの出力信
   号の最大値と最小値との差により前記高周波振幅を算出
   する手段を含む請求項４〜６のうちいずれかに記載のエ
   ンジン用触媒劣化検出装置。
8. 【請求項８】 前記低周波振幅検出手段は、前記主空燃
   比補正係数の一周期毎に前記下流酸素センサの出力信号
   の最大値と最小値との平均値を演算する平均手段と、こ
   の平均値の所定期間における複数個の値のうち最大値と
   最小値との差を演算して前記低周波振幅を算出する手段
   を含む請求項４〜７のうちいずれかに記載のエンジン用
   触媒劣化検出装置。
9. 【請求項９】 前記下流酸素センサの出力信号に応じて
   前記副空燃比補正係数が算出されて前記主空燃比補正係
   数を微調整する副空燃比補正係数算出手段と、 前記触媒劣化検出手段による触媒劣化検出条件を満足す
   るか否かを判別し、この触媒劣化検出条件が満足された
   時に前記触媒劣化検出手段の触媒劣化検出処理の実行を
   許可する条件判別手段と、 前記条件判別手段により触媒劣化検出条件が満足された
   時に前記副空燃比補正係数を所定の値に変更する変更手
   段とをさらに備える請求項４〜８のうちいずれかに記載
   のエンジン用触媒劣化検出装置。
10. 【請求項１０】 前記高周波振幅検出手段は、前記変更
    手段により前記副空燃比補正係数が変更される前と後と
    の双方において前記高周波振幅を検出するものであり、 前記変更手段により前記副空燃比補正係数が変更される
    前に、前記高周波振幅検出手段により検出された高周波
    振幅が所定値より大きいと判断され、かつ前記条件判別
    手段により触媒劣化検出条件が満足されると前記変更手
    段による前記副空燃比補正係数の変更を許可する許可手
    段とをさらに備える請求項９記載のエンジン用触媒劣化
    検出装置。
11. 【請求項１１】 前記触媒劣化検出手段は、前記高周波
    検出手段及び低周波検出手段の検出結果と比較される前
    記各所定値を、前記空燃比補正係数の周期に応じて設定
    する設定手段を含む請求項５記載のエンジン用触媒劣化
    検出装置。
12. 【請求項１２】 前記低周波振幅検出手段は、前記主空
    燃比補正係数の一周期毎に前記下流酸素センサの出力信
    号の最大値と最小値との平均値を演算して前記低周波成
    分を検出する平均手段を含む請求項１〜６、９〜１１の
    うちいずれかに記載のエンジン用触媒劣化検出装置。
13. 【請求項１３】 前記低周波振幅検出手段は、前記下流
    酸素センサの出力信号を所定のなまし率でなまして前記
    前記低周波成分を検出するなまし手段を含む請求項１〜
    ６、９〜１１のうちいずれかに記載のエンジン用触媒劣
    化検出装置。