JPH10131793A - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の劣化度合をより高精度に判定すること
ができる触媒劣化判定装置を提供する。 【解決手段】 エンジン１の排気管１２に設けられた排
気ガス浄化装置１３は、触媒が格納された上流側格納部
１３ａと下流側格納部１３ｂとを１つの容器に収容して
構成されている。上流側格納部１３ａと下流側格納部１
３ｂとの間にＯ２センサ１５が設けられている。Ｏ２セ
ンサ１５の出力に応じた空燃比フィードバック制御を行
い、Ｏ２センサ出力の反転周期に対応する判定時間ＴＣ
ＨＫに基づいて排気ガス浄化装置１３内の触媒全体とし
ての劣化度合の判定を行う。上流側格納部１３ａの容量
は、全体の容量の３０％から６０％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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の応じて機
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、触媒の劣化度合を高い精度で判定すること
が困難であるため、より厳しい排気ガス規制に適合させ
る上で改善の余地が残されていた。

【０００４】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、触媒の劣化度合をより高精度に判定することがで
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、内燃機関の排気系に設けら
れ、触媒により排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化手段
と、該排気ガス浄化手段を通過した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の劣化度合を判定する劣化判定手段
とを備えた内燃機関の触媒劣化判定装置において、前記
排気ガス浄化手段は、前記触媒が格納された上流側格納
部及び下流側格納部を有し、前記酸素濃度検出手段は、
前記上流側格納部と下流側格納部の間に装着され、前記
触媒劣化判定手段は、前記上流側格納部の触媒の劣化度
合に基づいて前記排気ガス浄化手段の触媒全体としての
劣化度合を判定することを特徴とする。

【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、前記上流側格納部の容量
は、前記上流側及び下流側格納部の全体の容量の３０％
から６０％と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
に記載の触媒劣化判定装置において、前記排気ガス浄化
手段は、前記上流側格納部及び下流側格納部を１つの容
器に収容して構成されていることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、上流側格納部の触媒の劣
化度合に基づいて排気ガス浄化手段の触媒全体としての
劣化度合が判定される。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】排気管１２には排気ガスを浄化する排気ガ
ス浄化装置１３が設けられ、この排気ガス浄化装置１３
は、それぞれ排気ガス浄化用の触媒が格納された上流側
格納部１３ａ及び下流側格納部１３ｂを１つの容器（コ
ンテナ）に格納して構成されている。排気ガス浄化装置
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、上流側格納
部１３ａと下流側格納部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。また上流側格納部１３ａと下流側格納部１３ｂとの
間には排気ガス浄化装置１３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。

【００１５】このように下流側Ｏ２センサ１５を、上流
側格納部１３ａと下流側格納部１３ｂとの間に装着する
ことにより、以下の利点が得られる。下流側格納部１３
ｂ内の触媒は、上流側格納部１３ａがあるため、異常燃
焼や被毒によって異常劣化することはなく、通常の経時
劣化のみを想定すればよいので、上流側格納部１３ａ内
の触媒の劣化をモニタすることで、排気ガス浄化装置１
３内の触媒全体としての劣化度合を判定することが可能
である。しかも上流側格納部１３ａ内の触媒は、下流側
格納部１３ｂ内の触媒に比べて劣化の進行が速いので、
例えば全体として２％の浄化性能の低下は、上流側格納
部１３ａ内の触媒の２０％程度の性能低下を判定するこ
とにより検出することができ、排気ガス浄化装置１３内
の触媒全体としての劣化度合をより高精度に判定するこ
とが可能となる。また排気ガス浄化装置１３を上流側格
納部１３ａ及び下流側格納部１３ｂを１つの容器に収容
して構成することにより、両格納部１３ａ，１３ｂの温
度条件等が近似し、触媒全体としての劣化度合の判定精
度をより向上させることができる。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】 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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】次に、排気ガス浄化装置１３内の触媒の劣
化判定（劣化モニタ）について説明する。

【００２５】この排気ガス浄化装置１３内の触媒の劣化
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ＳＶＯ２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ＳＶＯ
２が基準電圧ＲＶＲＥＦ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
に基づいて排気ガス浄化装置１３の触媒の劣化が判定さ
れる（図６参照）。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。ＦＰＧＣＮＴ＝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ＫＯ２
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。

【００３１】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。

【００３２】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、さらに排気ガス浄化装置１
３の温度ＴＣＡＴ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ＴＣＡＴ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。

【００３３】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ΔＰＢＡ（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ΔＰＢＡ
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。

【００３４】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）。

【００３５】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。

【００３６】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）。

【００３７】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）。

【００３８】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。

【００３９】次に図５を参照して、ＳＶＯ２周期計測処
理を説明する。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】 ＴＣＨＫ＝（ＴＬＳＵＭ＋ＴＲＳＵＭ）／ｎＴ …（２） 続くステップＳ６では、下記数式（３）により触媒（上
流側格納部１３ａ内の）の酸素蓄積能力を表す第１の判
定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸ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。

【００４９】 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。

【００５０】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。

【００５１】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）。

【００５２】 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。

【００５３】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。

【００５４】ここで、判定パラメータＯＳＣＩＮＤＥＸ
により触媒の酸素蓄積能力、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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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、排気ガス処理装置１３内の触媒が劣化していると
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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】 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。

【００６１】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。

【００６２】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、排気ガス処理装置１３内の触媒が劣
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Ｓ１
８に進む。ステップＳ１８では、劣化モニタの終了を示
すべく終了フラグＦＤＯＮＥ＝１に設定して、本処理を
終了する。

【００６３】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、終了フラグＦＤＯＮＥ＝１となるので、以後はス
テップＳ３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てから、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、モニタ実施条件が成立すれば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１４に
示す処理により、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Ｆ
ＮＧＭＡ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警告灯を点灯
させるようにしている。これ以外の場合は、警告灯を点
灯させない。

【００６４】図１４の処理は、イグニッションスイッチ
がオンされると、バックグラウンド（他の優先度の高い
処理が実行されていない状態）においてＣＰＵ５ｂで実
行されるものである。なお、終了フラグＦＤＯＮＥ、第
１及び第２の劣化フラグＦＮＧＭＡ，ＦＮＧＤＣは、い
ずれもイグニッションスイッチオン直後は「０」に初期
化されている。

【００６５】同図のステップＳ１０１では、終了フラグ
ＦＤＯＮＥが「１」か否かを判別し、ＦＤＯＮＥ＝０で
ある間は直ちに本処理を終了する。ＦＤＯＮＥ＝１とな
ると、第２の劣化フラグＦＮＧＭＡが「１」か否かを判
別し（ステップＳ１０２）、ＦＮＧＭＡ＝０であるとき
は、第２のバックアップフラグＦＮＧＭＡＢを「０」に
設定して（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０６に進
む。バックアップフラグＦＮＧＭＡＢは、バッテリでバ
ックアップされたメモリに格納する。

【００６６】ステップＳ１０２でＦＮＧＭＡ＝１であっ
て触媒が劣化していると判定されたときは、第２のバッ
クアップフラグＦＮＧＭＡＢが「１」か否かを判別する
（ステップＳ１０４）。最初はＦＮＧＭＡＢ＝０である
ので、第２のバックアップフラグＦＮＧＭＡＢを「１」
に設定して（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に
進む。

【００６７】ステップＳ１０６では第１の劣化フラグＦ
ＮＧＤＣが「１」か否かを判別し、ＦＮＧＤＣ＝０であ
るときは、第１のバックアップフラグＦＮＧＤＣＢを
「０」に設定して（ステップＳ１１０）、本処理を終了
する。第１のバックアップフラグＦＮＧＤＣＢも、バッ
テリでバックアップされたメモリに格納する。

【００６８】ステップＳ１０６でＦＮＧＤＣ＝１であっ
て触媒が劣化していると判定されたときは、第１のバッ
クアップフラグＦＮＧＤＣＢが「１」か否かを判別する
（ステップＳ１０７）。最初はＦＮＧＤＣＢ＝０である
ので、第１のバックアップフラグＦＮＧＤＣＢを「１」
に設定して（ステップＳ１０９）、本処理を終了する。

【００６９】ステップＳ１０４で第２のバックアップフ
ラグＦＮＧＭＡＢがすでに「１」に設定されているとき
は、２回連続してＦＮＧＭＡ＝１となったことを示すの
で、劣化判定を確定し、警告灯を点灯させる（ステップ
Ｓ１０８）。同様に、ステップＳ１０７で第１のバック
アップフラグＦＮＧＤＣＢがすでに「１」に設定されて
いるときは、２回連続してＦＮＧＤＣ＝１となったこと
を示すので、劣化判定を確定し、警告灯を点灯させる
（ステップＳ１０８）。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】次に排気ガス浄化装置１３の上流側格納部
１３ａと下流側格納部１３ｂの容量比をどのように設定
すればよいかを、図９から図１３を参照して説明する。
ここでは、上流側格納部１３ａの容量と下流側格納部１
３ｂの容量の合計の容量ＣＡＴＶＯＬＴに対する、下流
側格納部１３ｂの容量ＲＣＡＴＶＯＬの割合を容量比Ｒ
ＶＲ（＝ＲＣＡＴＶＯＬ／ＣＡＴＶＯＬＴ）と定義す
る。なお、図９から図１２に示す特性は、いずれも実験
により得られたものである。

【００７４】図９は、排気ガス浄化装置１３の使用期間
ＴＡＧＥ及び容量比ＲＶＲの変化に対して、上流側格納
部１３ａの浄化効率ＦηＨＣ（同図（ａ））、及び排気
ガス浄化装置１３を通過した排気ガス中に含まれるＮＭ
ＯＧ（Non-Methane OrganicGas：メタンを除くハイドロ
カーボンで、アルデヒド・ケトン類、アルコール・エー
テル類を含む）の量（以下「ＮＭＯＧ排出量」という）
ＮＭＯＧＥＭ（同図（ｂ））がどのように変化するかを
示す図である。この図において、実線Ｌ１、破線Ｌ２、
一点鎖線Ｌ３及び二点鎖線Ｌ４は、それぞれ使用期間Ｔ
ＡＧＥ＝０，ＴＡＧＥ１，ＴＡＧＥ２，ＴＡＧＥ３に対
応し、０＜ＴＡＧＥ１＜ＴＡＧＥ２＜ＴＡＧＥ３であ
る。また、ＮＭＯＧ排出量ＮＭＯＧＥＭの単位は、グラ
ム／マイルである。

【００７５】図９（ａ）によれば、使用期間ＴＡＧＥが
長くなるほど上流側格納部１３ａの浄化効率ＦηＨＣは
低下し、また容量比ＲＶＲが減少するほど、浄化効率Ｆ
ηＨＣが増加することがわかる。また、同図（ｂ）によ
れば、使用期間ＴＡＧＥが長くなるほどＮＭＯＧ排出量
ＮＭＯＧＥＭが増加し、また最適な（ＮＭＯＧＥＭ値が
最小となる）容量比ＲＶＲは、使用期間ＴＡＧＥによっ
て異なるが、０．４１から０．７１の範囲内にあること
がわかる。

【００７６】図１０は、図９と同様に排気ガス浄化装置
１３の使用期間ＴＡＧＥ及び容量比ＲＶＲの変化に対し
て、前記判定時間ＴＣＨＫがどのように変化するかを示
す図である。この図において、実線Ｌ５は、二点鎖線Ｌ
４の場合より更に使用期間ＴＡＧＥが長く、劣化が進行
したものの特性を示す。

【００７７】図１０によれば、使用期間ＴＡＧＥが長く
なるほど判定時間ＴＣＨＫが減少し、容量比ＲＶＲが減
少するほど、異なる使用期間（すなわち触媒の劣化度
合）に対応する各線Ｌ１〜Ｌ５の間隔が広がることがわ
かる。すなわち、容量比ＲＶＲを小さくした方が、判定
時間ＴＣＨＫに基づいて触媒の劣化度合を判定する場合
において劣化の判定値を適切に設定できるので、正常な
ものを異常と誤判定することがなくなり、判定の精度が
向上する。

【００７８】図１１は、容量比ＲＶＲおよび判定時間Ｔ
ＣＨＫの変化に対して上流側格納部１３ａの浄化効率Ｆ
ηＨＣがどのように変化するかを示す図である。この図
において、実線Ｌ１１〜Ｌ１５は、それぞれ容量比ＲＶ
Ｒを０．１８，０．４１，０．５９，０．７１，０．８
２とした場合に対応する。

【００７９】図１１によれば、浄化効率ＦηＨＣが急激
に減少する領域（ＴＣＨＫ＜２ｓｅｃ）における、浄化
効率ＦηＨＣの変化率（ΔＦηＨＣ／ΔＴＣＨＫ）は、
容量比ＲＶＲが増加するほど小さくなる（傾きが緩やか
となる）。したがって、容量比ＲＶＲを大きくした方
が、判定時間ＴＣＨＫに基づいて浄化効率ＦηＨＣを判
定する場合において判定時間ＴＣＨＫと浄化効率ＦηＨ
Ｃの相関が明確になるので、判定の精度が向上する。

【００８０】以上の点より、触媒の劣化を検出するため
には容量比ＲＶＲが大きくもなく小さくもない中間の値
が適していることがわかる。

【００８１】図１２は、触媒の容量ＣＡＴＶＯＬ（Ｌ：
リットル）とＮＭＯＧ排出量ＮＭＯＧＥＭとの関係を示
す図である。同図において実線Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２
３は、それぞれパラジューム系触媒、プラチナ・パラジ
ューム系触媒及びプラチナ・パラジューム・ロジューム
系触媒の１００キロマイル走行後の特性を示す。また、
ＴＬＥＶＳＴＤ、ＬＥＶＳＴＤ及びＵＬＥＶＳＴＤは、
それぞれＮＭＯＧ排出量の規制値を示し、また例えばＵ
ＬＥＶＳＴＤ×０．７、ＵＬＥＶＳＴＤ×１．５は、規
制値ＵＬＥＶＳＴＤの０．７倍、１．５倍の値を示す。

【００８２】ここで例えばパラジューム系触媒（実線Ｌ
２１）を使用して、規制値ＵＬＥＶＳＴＤをクリアする
場合を例にとって、排気ガス浄化装置１３内の触媒全体
の容量ＣＡＴＶＯＬＴと、下流側格納部１３ｂの容量Ｒ
ＣＡＴＶＯＬをどのように決定するのが望ましいかを検
討する。

【００８３】先ず、規制値ＵＬＥＶＳＴＤをクリアする
ためには設計上の目標としては、ＮＭＯＧ排出量ＮＭＯ
ＧＥＭが、ＵＬＥＶＳＴＤ×０．７からＵＬＥＶＳＴＤ
×０．７５の範囲内に入るようにする必要があるので、
排気ガス浄化装置１３の触媒全体の容量ＣＡＴＶＯＬＴ
の最大値ＣＡＴＶＯＬＴＭＡＸは、図１２の実線Ｌ２１
と、ＵＬＥＶＳＴＤ×０．７の破線との交点Ａから、Ｃ
ＡＴＶＯＬＴＭＡＸ＝１．８５（Ｌ）となり、最小値Ｃ
ＡＴＶＯＬＴＭＩＮは、実線Ｌ２１と、ＵＬＥＶＳＴＤ
×０．７５の破線との交点Ｂから、ＣＡＴＶＯＬＴＭＩ
Ｎ＝１．６９（Ｌ）となる。

【００８４】また下流側格納部１３ｂの容量ＲＣＡＴＶ
ＯＬは、以下のように決定することが望ましい。すなわ
ち、実際のＮＭＯＧ排出量ＮＭＯＧＥＭが規制値ＵＬＥ
ＶＳＴＤの１倍から１．５倍の範囲に入ったとき、触媒
が劣化したことを運転者に知らせる警告灯を点灯させる
必要があること、及び本実施形態では、上流側格納部１
３ａの触媒の劣化度合に基づいて下流側格納部１３ｂの
触媒も含めた触媒全体としての劣化度合の判定を行うこ
とから、下流側格納部１３ｂの触媒のみで、ＮＭＯＧ排
出量ＮＭＯＧＥＭを規制値ＵＬＥＶＳＴＤの１倍から
１．５倍の範囲内に入るようにすることが望ましい。し
たがって、下流側格納部１３ｂの容量ＲＣＡＴＶＯＬの
最大値ＲＣＡＴＶＯＬＭＡＸは、実線Ｌ２１と、ＵＬＥ
ＶＳＴＤを示す破線との交点Ｃから、ＲＣＡＴＶＯＬＭ
ＡＸ＝１．１７（Ｌ）となり、最小値ＲＣＡＴＶＯＬＭ
ＩＮは、実線Ｌ２１と、ＵＬＥＶＳＴＤ×１．５を示す
実線との交点Ｄから、ＲＣＡＴＶＯＬＭＩＮ＝０．７０
（Ｌ）となる。

【００８５】以上のように全体容量ＣＡＴＶＯＬＴ及び
下流側格納部容量ＲＣＡＴＶＯＬを決定すると、容量比
ＲＶＲの最大値ＲＶＲＭＡＸ＝ＲＣＡＴＶＯＬＭＡＸ／
ＣＡＴＶＯＬＴＭＩＮ＝０．６９となり、最小値ＲＶＲ
ＭＩＮ＝ＲＣＡＴＶＯＬＭＩＮ／ＣＡＴＶＯＬＴＭＡＸ
＝０．３８となる。

【００８６】図１３の欄１は、以上の算出結果を示して
いる。また同様にして、プラチナ・パラジューム・ロジ
ューム系触媒を使用して規制値ＴＬＥＶＳＴＤをクリア
する場合、プラチナ・パラジューム・ロジューム系触媒
を使用して規制値ＬＥＶＳＴＤをクリアする場合、プラ
チナ・パラジューム系触媒を使用して規制値ＬＥＶＳＴ
Ｄをクリアする場合、及びパラジューム系触媒を使用し
て規制値ＬＥＶＳＴＤをクリアする場合について、容量
比ＲＶＲの最大値ＲＶＲＭＡＸ及び最小値ＲＶＲＭＩＮ
を求めると、図１３の欄２から欄５に示す結果が得られ
る。

【００８７】図１３によれば、触媒の種類、規制値がい
ずれであるかに拘わらず、容量比ＲＶＲは、０．４から
０．７の範囲に設定すればよいことがわかる。

【００８８】以上のように図９から図１３に示したデー
タを総合的に勘案すると、容量比ＲＶＲは、０．４から
０．７の範囲に設定すべきであるとの結論が得られる。
すなわち、容量比ＲＶＲを０．４より小さな値とする
と、特に図９（ｂ）の二点鎖線Ｌ４（長期間使用後の特
性）において顕著なように、ＮＭＯＧ排出量ＮＭＯＧＥ
Ｍが急激に増加する、触媒劣化の警告灯点灯時にＮＭＯ
Ｇ排出量ＮＭＯＧＥＭが、規制値の１．５倍を越えるお
それが大きくなるといった問題が発生する一方、容量比
ＲＶＲを０．７より大きな値とすると、長期使用後のＮ
ＭＯＧ排出量ＮＭＯＧＥＭが増加する（図９（ｂ））、
判定時間ＴＣＨＫによる劣化度合の判定精度の低下が無
視できなくなる（図１０）といった問題が発生する。

【００８９】したがって、容量比ＲＶＲを０．４から
０．７の範囲に設定することにより、長期使用時のＮＭ
ＯＧ排出量、劣化度合の判定精度、規制値との適合性の
すべての観点から、バランスのよい性能を長期間に亘っ
て得ることができる。

【００９０】なお、容量比ＲＶＲを、全容量に対する上
流側格納部１３ａの容量の比率ＦＶＲに換算すれば、
０．３から０．６の範囲とすればよいことになる。

【００９１】

【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、上流側格納部の触媒の劣化度合に
基づいて排気ガス浄化手段の触媒全体としての劣化度合
が判定されるので、触媒全体としてのわずかな劣化でも
精度よく検出することができる。

【００９２】請求項２に記載の劣化判定装置によれば、
上流側格納部の容量は、上流側及び下流側格納部の全体
の容量の３０％から６０％とされるので、長期使用時の
ＮＭＯＧ排出量、劣化度合の判定精度、ＮＭＯＧ排出量
規制値との適合性のすべての観点から、バランスのよい
性能を長期間に亘って得ることができる。

【００９３】請求項３に記載の劣化判定装置によれば、
排気ガス浄化手段が上流側格納部及び下流側格納部を１
つの容器に収容して構成されるので、上流側格納部と下
流側格納部の温度条件等が近似し、触媒全体としての劣
化度合の判定精度をより向上させることができる。

【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】排気ガス浄化装置全体の容量に対する下流側格
納部の容量の比（ＲＶＲ）と浄化性能の関係を示す図で
ある。

【図１０】容量比（ＲＶＲ）と劣化判定パラメータ（Ｔ
ＣＨＫ）との関係を示す図である。

【図１１】劣化判定パラメータ（ＴＣＨＫ）と上流側格
納部の触媒による浄化効率（ＦηＨＣ）との関係を示す
図である。

【図１２】触媒の容量とＮＭＯＧ排出量との関係を示す
図である。

【図１３】容量比（ＲＶＲ）の最大値及び最小値の算出
結果を示す図である。

【図１４】バックグラウンド処理のフローチャートであ
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 排気ガス浄化装置 １３ａ 上流側格納部 １３ｂ 下流側格納部 １５ 下流側酸素濃度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｍ 15/00 ＺＡＢ Ｇ０１Ｍ 15/00 ＺＡＢＺ (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

Claims (3)

【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、触媒によ
   り排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化手段と、該排気ガ
   ス浄化手段を通過した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
   記触媒の劣化度合を判定する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、 前記排気ガス浄化手段は、前記触媒が格納された上流側
   格納部及び下流側格納部を有し、前記酸素濃度検出手段
   は、前記上流側格納部と下流側格納部の間に装着され、
   前記劣化判定手段は、前記上流側格納部の触媒の劣化度
   合に基づいて前記排気ガス浄化手段の触媒全体としての
   劣化度合を判定する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】 前記上流側格納部の容量は、前記上流側
   及び下流側格納部の全体の容量の３０％から６０％とす
   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】 前記排気ガス浄化手段は、前記上流側格
   納部及び下流側格納部を１つの容器に収容して構成され
   てい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。