JP2853566B2 - エンジンの触媒劣化診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの触媒劣化診
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】触媒（三元触媒）の上流側だけでなく下
流側にもＯ_２センサーを設け、上流側Ｏ_２センサーの出
力にもとづいて空燃比のフィードバック制御を実行する
とともに、両Ｏ_２センサーの出力を比較することで触媒
の劣化を診断する装置がある（たとえば特開昭６３−２
０５４４１号公報参照）。

【０００３】これについて説明すると、上流側Ｏ_２セン
サーの出力にもとづく空燃比のフィードバック制御中、
上流側Ｏ_２センサの出力が、図１５（ａ）に示すように
周期的にリッチ、リーンを繰り返すのに対し、触媒の下
流では、触媒のＯ_２ストレージ能力により残存酸素濃度
の変動が緩やかなものとなるので、下流側Ｏ_２センサー
の出力は、図１５（ｂ）のように上流側Ｏ_２センサーに
比べて周期が長くなり、変動幅のないほぼ一定の値をと
る。

【０００４】この場合に、触媒に劣化が生じてくると、
Ｏ_２ストレージ能力の低下で触媒の上流側と下流側とで
酸素濃度の変化がそれほど変わらなくなるため、下流側
Ｏ_２センサーの出力は、図１５（ｃ）に示すように、上
流側Ｏ_２センサーの出力に近似した周期で反転を繰り返
すようになる。触媒の劣化が下流側Ｏ_２センサー出力の
リッチ、リーンの反転周期に現れるわけである。

【０００５】したがって、上流側Ｏ_２センサー出力のリ
ッチ、リーンの反転周期Ｔ１と下流側Ｏ_２センサーのリ
ッチ、リーンの反転周期Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）を求
めると、この比（Ｔ１／Ｔ２）は、触媒の新品時はほぼ
０に近い値であったものが、触媒の劣化が進むほど１に
近づいていくので、この比（Ｔ１／Ｔ２）が判定基準値
（たとえば０．５）以上となったときに、触媒が劣化し
たと判断することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒の劣化
にも程度があり、小劣化、中劣化、大劣化と大きく３つ
に分けた場合、中劣化の程度では触媒に排気浄化の能力
がまだ残っているので、この場合は劣化と診断する必要
がなく、中劣化の程度で劣化と診断するのでは、資源が
無駄になる。

【０００７】しかしながら、上記装置において、理論空
燃比を中心にしての空燃比フィードバック制御中は下流
側Ｏ_２センサー出力が最も反転を繰り返しやすい状態に
なることから、中劣化と大劣化とで下流側Ｏ_２センサー
の出力がほぼ近似したものとなり、下流側Ｏ_２センサー
の出力バラツキもあって、触媒が中劣化と大劣化のいず
れにあるのか、分離することができない。

【０００８】そこで、空燃比を理論空燃比からリーン側
またはリッチ側にシフトさせた状態での両センサーの出
力にもとづいて触媒の劣化診断を行い、中劣化の程度で
触媒に排気浄化の能力がまだ残っているときは劣化と判
断しないことにより、触媒が大劣化と判断される直前ま
で無駄なく働かせることが考えられる。

【０００９】しかしながら、劣化診断のためとはいえ触
媒の新品時にも空燃比を理論空燃比がリーン側やリッチ
側にシフトされたのでは、排気性能の点で少し不利とな
るの で、触媒が中劣化以上に性能低下を引き起こすまで
は、空燃比をリーン側やリッチ側にシフトさせないこと
で、新品時に空燃比を理論空燃比からずらすことを避け
ることができる。

【００１０】その一方で、平均空燃比が理論空燃比近傍
に精度良く保たれていないのに、上記の大劣化の診断の
ためたとえば空燃比のリーンシフトを行うと、空燃比の
リーンシフト量が不安定となり、中劣化と大劣化の分離
精度が悪くなる。

【００１１】そこでこの発明は、小劣化と中劣化以上と
の判定を先に理論空燃比下で行うことにより、触媒の新
品時に空燃比が理論空燃比より外されることによる排気
性能の点での不利を防止し、中劣化以上と判定されたと
きは続いて中劣化と大劣化との判定を理論空燃比より外
れた空燃比下で行うことにより、触媒が大劣化と判断さ
れる直前まで無駄なく働かせ、さらに、学習が十分に進
行しているときにかぎって、中劣化と大劣化との判定を
行うことにより、理論空燃比から外す量を安定させて中
劣化と大劣化の分離精度を向上させることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明は、図１６に示
すように、エンジンの運転条件に応じて基本噴射量Ｔｐ
を算出する手段２１と、触媒上流側の排気中の酸素濃度
に応じた出力をするセンサー（たとえばＯ_２センサーや
空燃比センサー）２２と、この上流側センサー２２の出
力にもとづいてフィードバック定数（たとえば比例分や
積分分）を算出する手段２３と、このフィードバック定
数に対する学習値を記憶する手段４１と、この記憶手段
２４から読み出される学習値で前記フィードバック定数
を修正する手段４２と、この修正されたフィードバック
定数を用いて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段４３と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段２
５と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２６
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサー２７と、この下流側センサー２７の出力に
もとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに前記記
憶手段４１の学習値を更新する手段４３と、この更新手
段４３による更新回数が所定回数以上かどうかを判定す
る手段４４と、この判定結果より更新回数が所定回数以
上のとき、前記２つのセンサー出力を比較して触媒に小
劣化と中劣化以上のいずれが生じたかを判定する手段３
１と、この判定結果より触媒に中劣化以上が生じたと
き、前記更新手段４３による学習値の更新を禁止すると
ともに、空燃比を理論空燃比より外す向き（リーン、リ
ッチのいずれかの側）に前記記憶手段４１から読み出さ
れる学習値を診断用の学習値に変更する手段４５と、こ
の診断用の学習値により理論空燃比からずれた空燃比状
態で前記２つのセンサー出力を比較して触媒に大劣化と
中劣化のいずれが生じたかを判定する手段２９とを設け
た。

【００１３】第２発明は、図１７に示すように、エンジ
ンの運転条件に応じて基本噴射量Ｔｐを算出する手段２
１と、触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をす
るセンサー（たとえばＯ_２センサーや空燃比センサー）
２２と、この上流側センサー２２の出力にもとづいてフ
ィードバック定数（たとえば比例分や積分分）を算出す
る手段２３と、少なくともエンジン回転数と負荷とをパ
ラメーターとして複数のエリアに分割された各学習エリ
アごとに独立に前記フィードバック定数に対する学習値
を記憶する手段５１と、そのときのエンジン回転数と負
荷とが属する学習エリアの学習値を読み出す手段５２
と、この読み出される学習値で前記フィードバック定数
を修正する手段４２と、この修正されたフィードバック
定数を用いて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段２４と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段２
５と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２６
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサー２７と、そのときのエンジン回転数と負荷
とが同じ学習エリアに所定期間とどまっているときにそ
の同じ学習エリアの学習値を前記下流側センサー２７の
出力にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに
更新する手段５３と、前記更新手段５３による診断領域
と重なる学習エリアでの更新回数が所定回数以上かどう
かを判定する手段５４と、この判定結果より更新回数が
所定回数以上のとき、前記２つのセンサー出力を比較し
て診断領域と重なる学習エリアで触媒に小劣化と中劣化
以上のいずれが生じたかを判定する手段３１と、この判
定結果より診断領域と重なる学習エリアで触媒に中劣化
以上が生じたとき、前記更新手段５３による診断領域と
重なる学習エリアでの学習値の更新を禁止するととも
に、空燃比を理論空燃比より外す向き（リーン、リッチ
のいずれかの側）に前記記憶手段５１により診断領域と
重なる学習エリアから読み出される学習値を診断用の学
習値に変更する手段５５と、この診断用の学習値により
理論空燃比より外れた空燃比状態で前記２つのセンサー
出力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じた
かを判定する手段２９とを設けた。

【００１４】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、図１８に示すように、前記大劣化と中劣化のいず
れが生じたかの判定手段２９が、前記各センサー出力か
ら反転回数または反転周期を演算する手段６１，６２
と、この反転回数または反転周期の比または差を算出す
る手段６３と、この比または差の加重平均値を算出する
手段６４と、この加重平均値と判定基準値を比較する手
段６５とからなる。

【００１５】

【作用】空燃比フィードバック制御により平均の空燃比
が理論空燃比の近傍にあるときは、触媒が大劣化まで進
んでいるときと中劣化の程度までしか進んでいないとき
とで上流側と下流側の２つのセンサーがほぼ同様の出力
（Ｏ_２センサーのときは大劣化と中劣化とでいずれもリ
ッチ、リーンの反転周期がほぼ同じ）となるため、中劣
化と大劣化とを分離するのが難しいのであるが、第１の
発明において診断用のフィードバック定数により理論空
燃比より外れた空燃比状態になると、中劣化のときと大
劣化のときとで下流側センサーの出力が異なってくる
（理論空燃比を略中心として出力が反転することになる
Ｏ_２センサーのときは、大劣化のとき下流側のＯ_２セン
サーの出力のリッチ、リーンの反転周期に変化がないの
に、中劣化で下流側のＯ_２センサーの出力のリッチ、リ
ーンの反転周期が長くなる）。つまり、触媒の劣化診断
時に、空燃比を強制的に理論空燃比より外してやること
で、下流側のセンサー出力に違いが出ることから、中劣
化と大劣化の分離が可能となるわけである。

【００１６】このようにして、中劣化と大劣化とを分離
できるとなると、大劣化にまで進行したときだけ劣化と
診断し、まだ浄化能力が残っている中劣化の程度では劣
化と診断させないようにすることができ、これによって
触媒が大劣化に進む直前まで最大限に働かせることがで
きる。

【００１７】また、中劣化程度以上に触媒の性能低下が
進行している場合には、診断のため空燃比をリーンシフ
トしても排気性能が極端に低下することはない。

【００１８】第１の発明で、空燃比を理論空燃比より外
しての劣化診断を行う前に、２つのセンサー出力の比較
より触媒に小劣化と中劣化以上のいずれが生じたかが判
定され、触媒に中劣化以上が生じたときだけ空燃比を理
論空燃比より外しての劣化診断が行われると、触媒の新
品時には空燃比が理論空燃比より外されることがなく、
これによって排気性能の点でも不利となることがない。

【００１９】第１の発明で、触媒下流側のセンサー出力
にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに記憶
手段４１の学習値が更新され、この更新回数が所定回数
以上になったとき、空燃比を理論空燃比より外しての劣
化診断が行われると、更新回数が所定回数以上になった
タイミングでは、上流側センサーの出力バラツキや触媒
上流側での非平衡ガスに伴う空燃比のバラツキがあって
も、これらに関係なく、空燃比が理論空燃比を中心とし
て周期変化するようになっているので、劣化診断に際し
て理論空燃比から外す量が安定し、これによって中劣化
と大劣化の分離精度がよくなる。

【００２０】第２の発明で、少なくともエンジン回転数
と負荷とをパラメーターとして複数のエリアに分割され
た各学習エリアごとに独立にフィードバック定数に対す
る学習値が記憶され、そのときのエンジン回転数と負荷
とが同じ学習エリアに所定期間とどまっているときにそ
の同じ学習エリアの学習値が下流側センサー２７の出力
にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに更新
される一方で、診断領域と重なる学習エリアでの更新回
数が所定回数以上のときに、空燃比を理論空燃比より外
しての劣化診断が行われると、第１の発明よりも学習値
の精度が良くなる分さらに中劣化と大劣化の分離精度が
向上する。学習エリアが細分できれば理論空燃比への制
御精度が向上することより、診断領域での空燃比も、よ
り理論空燃比に近づいているわけであるから、劣化診断
精度（つまり中劣化と大劣化の分離精度）も向上するの
である。

【００２１】第３の発明で、第１または第２の発明にお
いて、前記大劣化と中劣化のいずれが生じたかの判定に
加重平均値が用いられると、さらに中劣化と大劣化の分
離精度が向上する。

【００２２】

【実施例】図１において、１はエンジン本体、２は吸気
通路、３は排気通路、４はスロットル弁、５は燃料イン
ジェクター、６は触媒である。燃料インジェクター５に
は、図示しない燃料供給系統を介して一定圧となるよう
に調圧された燃料が供給されており、コントロールユニ
ット１５からの駆動パルスで開かれ、その開弁パルス幅
に比例した量の燃料が噴射供給される。

【００２３】１１は空気流量を検出する熱線式のエアフ
ローメーター、１２はクランク角度の基準位置ごと（４
気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごと）の信
号（Ｒｅｆ信号）と単位クランク角度ごとの信号とを出
力するクランク角度センサー、１３と１４は排気中の残
存酸素濃度に応じ、理論空燃比を境に出力が急変するＯ
_２センサー、１５はエンジンの冷却水温を検出する水温
センサーであり、これらからの信号が入力されるコント
ロールユニット１５で、平均空燃比が理論空燃比となる
ように空燃比制御が実行される。

【００２４】マイクロコンピューターからなるコントロ
ールユニット１５での空燃比制御は次の通りである。

【００２５】燃料インジェクター５はＲｅｆ信号に同期
して駆動される。たとえば同時噴射方式ではエンジン１
回転ごとに１回、全気筒同時に Ｔｉ＝Ｔｅ＋Ｔｓ …（１） ただし、Ｔｅ：有効パルス幅 Ｔｓ：バッテリー電圧に応じた無効パルス幅 の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター５
が作動され、またシーケンシャル噴射方式になると、エ
ンジン２回転ごとに１回、各気筒ごとに Ｔｉ＝２×Ｔｅ＋Ｔｓ …（２） の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター５
が作動される。

【００２６】図２は上記のＴｉを算出するための流れ図
で、一定周期（たとえば１０ｍｓｅｃ）で実行する。

【００２７】ステップ１ではエアフローメーター１１で
検出した空気流量Ｑとクランク角度センサーで検出した
エンジン回転数Ｎから基本パルス幅Ｔｐを、 Ｔｐ＝（Ｑ／Ｎ）×Ｋ …（３） ただし、Ｋ：定数 の式で計算する。このＴｐで決まる空燃比がベース空燃
比といわれている。

【００２８】ステップ２で基本パルス幅Ｔｐを用いて上
記（１）や（２）式の有効パルス幅Ｔｅを、 Ｔｅ＝Ｔｐ×α×αｍｘＣｏ …（４） ただし、α：空燃比フィードバック補正係数 αｍ：基本空燃比学習値 Ｃｏ：各種補正係数 の式で計算し、ステップ３で全気筒同時かシーケンシャ
ル噴射かに応じて異なる値のＴｉを計算する。

【００２９】（４）式の各種補正係数Ｃｏはいろいろな
条件下で円滑な運転を確保するための値である。たとえ
ば始動時、暖機時、高負荷時などで水温センサーなどの
各センサーからの信号にもとづいて基本パルス幅Ｔｐを
補正する。このとき、後述する空燃比フィードバック補
正係数αの値は１００％にクランプされている（第３図
のステップ１１，１２）。

【００３０】（４）式の空燃比フィードバック補正係数
αは触媒６の上流側Ｏ_２センサー１３の出力にもとづく
比例積分制御（フィードバック制御の一種）によってＲ
ｅｆ信号に同期して求められる値で、αの値が１００％
を越えると（３）式より空燃比がリッチ側へ、１００％
を下回ると空燃比がリーン側へと戻される。

【００３１】図３は空燃比フィードック補正係数αを算
出するための流れ図で、Ｒｅｆ信号に同期して実行す
る。

【００３２】上流側Ｏ_２センサー出力は、理論空燃比よ
りリッチ側で高レベル（ＩＶ程度）、リーン側で低レベ
ル（ほぼ０Ｖ）となるので、ほぼ０．５Ｖ当たりに設け
たスライスレベルを越えていると、実際の空燃比がリッ
チ側に、またスライスレベルより小さいときリーン側に
あることになる。そこで、上流側Ｏ_２センサー出力（図
では簡単に「前Ｏ_２」で表示）がたとえば、 リッチ側からリーン側に反転したときは、前回のフィ
ードバック補正係数αに比例分Ｐ_Ｌを加算した値を今回
のαとして更新し（図３のステップ１３，１５，２２，
２５）、次回からはＯ_２センサー出力がリッチ側に反転
する直前まで積分分Ｉ_Ｌを加算すると（図３のステップ
１３，１５，２６，２７）、αによる燃料増量により噴
射量（噴射パルス幅Ｔｉ）が多くなって実際の空燃比が
徐々に濃くなっていく。

【００３３】この結果、Ｏ_２センサー出力がリッチ側
に反転したときは、前回のαから比例分Ｐ_Ｒを減算した
値を今回のαとして更新し（図３のステップ１３，１
４，１６，１９）、次回からはＯ_２センサー出力がふた
たびリーン側に反転する直前まで積分分Ｉ_Ｒを減算する
（図３のステップ１３，１４，２０，２１）。

【００３４】Ｏ_２センサー出力がリーン側に反転した
ときは上記の、を繰り返す。

【００３５】このような繰り返しによって、実際の空燃
比が所定の周期で変化することになり、平均の空燃比が
ウインドウ（理論空燃比を中心とする所定の空燃比範
囲）内に維持されるわけである。

【００３６】なお、説明しなかったステップ２５，１９
の学習値ＬＰについては（そのほかステップ１７，１
８，２３，２４についても）次に述べる。

【００３７】触媒６の下流側では排気中の未燃焼成分が
触媒６によって反応完了しているので、触媒６の上流側
と相違して、Ｏ_２センサーにとっては安定した平衡ガス
の測定となり、理想的な出力が得られる。上流側Ｏ_２セ
ンサー１３にもとづいて空燃比フィードバック制御を実
行したとき、触媒上流側での非平衡ガスの影響で空燃比
がリッチ傾向にあれば下流側Ｏ_２センサー出力がリッチ
側でほぼ一定の値を、また空燃比が逆にリーン傾向のと
きは下流側Ｏ_２センサー出力がリーン側でほぼ一定の値
を示すわけである。

【００３８】こうした下流側Ｏ_２センサー出力を利用し
て、下流側Ｏ_２センサー出力がリッチ傾向を示すとき
は、空燃比をリーン側に戻してやり、また下流側Ｏ_２セ
ンサーがリーン傾向を示すときは、空燃比をリッチ側に
戻してやれば、平均の空燃比をより正確に理論空燃比へ
と制御することができる。

【００３９】たとえば図３に示したように、比例分に対
する学習値ＬＰによりリーン側への反転時に比例分Ｐ_Ｌ
を、 Ｐ_Ｌ＝Ｐ_Ｌ＋ＬＰ …（５） の式で（図３のステップ２５）、この逆にリッチ側への
反転時には比例分Ｐ_Ｒを Ｐ_Ｒ＝Ｐ_Ｒ−ＬＰ …（６） の式で修正する（図３のステップ１９）。

【００４０】（５），（６）式の学習値ＬＰは、図５に
示した学習エリアごとに読み出す。図４（図３のステッ
プ１８，２４のサブルーチン）において、ステップ３１
でそのときのエンジン回転数Ｎと基本パルス幅（エンジ
ン負荷相当量）Ｔｐの属する学習エリアを判定し、その
エリアに格納されている学習値ＬＰをステップ３２で読
み出すわけである。なお、図４のステップ３３と３４は
後述する。

【００４１】一方、学習値ＬＰは、エンジンの運転条件
が同じ学習エリアに一定期間とどまっていたときに更新
する。

【００４２】図６（図３のステップ１７，２３のサブル
ーチン）は学習値ＬＰの更新を示す流れ図で、上流側Ｏ
_２センサー出力（または空燃比フィードバック補正係数
α）の反転時ごとに実行する。

【００４３】図６において、ステップ４１からステップ
４５までは更新条件であるかどうかをみる部分で、次の
条件 〈１〉下流側Ｏ_２センサーについてのフィードバック制
御域であること（ステップ４１）、 〈２〉回転数Ｎと基本パルス幅Ｔｐが同じ学習エリアに
あること（ステップ４２，４３）、 〈３〉同じ学習エリアにあってカウンター値ｊ_Ｒが所定
値ｎ_Ｒ以上となったこと（ステップ４４，４５）、 のすべてを満たした場合に、更新条件が成立したと判断
してステップ４７に進む。ステップ４６は後述する。

【００４４】ステップ４７で下流側Ｏ_２センサー出力が
リッチ側にあれば、 ＬＰ＝ＬＰ−ＤＬＰＲ …（７） ただし、ＤＬＰＲ：一定値 の式で更新条件の成立している学習エリアの学習値ＬＰ
を小さくなる側に書き換えて同じ学習エリアに再ストア
し（ステップ４８，４９）、反対に下流側Ｏ_２センサー
出力がリーン側にあるときは、 ＬＰ＝ＬＰ＋ＤＬＰＬ …（８） ただし、ＤＬＰＬ：一定値 の式で学習値ＬＰを大きくなる側に書き換える（ステッ
プ５０，４９）。

【００４５】学習値ＬＰは、学習エリアごとに独立に格
納し、その値がエンジン停止後も消失しないように車載
バッテリーによりバックアップしておく。

【００４６】このように、下流側Ｏ_２センサー出力をも
空燃比制御中に利用することで、上流側Ｏ_２センサーの
出力バラツキや触媒上流側での非平衡ガスに伴う空燃比
のバラツキがあっても、これらに関係なく、空燃比が理
論空燃比を中心として周期変化するようになる。

【００４７】なお、上記（５），（６）式は比例分
Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｒに対する学習値を導入した例であるが、これ
に代えてあるいはこれに加えて積分定数Ｉ_Ｌ、Ｉ_Ｒに対
する学習値を導入することもできる。

【００４８】さて、触媒が劣化してくると、触媒のＯ_２
ストレージ能力の低下で下流側Ｏ_２センサー出力のリッ
チ、リーンの反転周期（あるいは反転回数）が短くな
り、上流側Ｏ_２センサー出力のリッチ、リーンの反転周
期に近づいていくので、２つのＯ_２センサ出力のリッ
チ、リーンの反転周期の比（あるいは差）にもとづけば
触媒が劣化したかどうかを診断できるのであるが、理論
空燃比を中心にしての空燃比フィードバック制御中は下
流側Ｏ_２センサー出力が最も反転を繰り返しやすい状態
になることから、中劣化と大劣化とで下流側Ｏ_２センサ
ーの出力がほぼ近似したものとなり、下流側Ｏ_２センサ
ーの出力バラツキもあって、触媒が中劣化と大劣化のい
ずれにあるのか、分離することができない。

【００４９】これに対処するため、コントロールユニッ
ト１５では、劣化診断に際して、空燃比を理論空燃比か
ら強制的にリーン側（あるいはリッチ側）にシフトさ
せ、そのシフトさせた空燃比状態での両センサーの出力
にもとづいて触媒が大劣化と中劣化のいずれにあるのか
を判定し、中劣化の程度で触媒に排気浄化の能力がまだ
残っているときは運転パネルなどに設けた警告灯１６を
点灯することなく劣化診断を終了し、大劣化になったと
きだけ警告灯１６を点灯させる。

【００５０】まず、空燃比を理論空燃比から強制的にリ
ーン側にシフトさせ、そのシフトさせた状態での両セン
サーの出力にもとづいて触媒の劣化診断を行うのは、次
の理由からである。

【００５１】図７に示したように、中劣化の触媒では、
Ｏ_２ストレージ能力がまだ残っているため、理論空燃比
を境にリッチ側では酸素濃度がステップ的に減少し（０
に近づく）、リーン側ではＣＯ濃度がステップ的に減少
する（０に近づく）のに対し、劣化がさらに進行して大
劣化の状態になると、Ｏ_２ストレージ能力がほとんどな
くなることから、触媒下流側での酸素濃度、ＣＯ濃度の
変化が触媒上流側とほとんど変わらなくなってくる。こ
のような両者のＯ_２ストレージ能力の違いは、空燃比を
理論空燃比よりリーン側に少しシフトさせたときに現
れ、図８で示したように、中劣化のときだけ下流側Ｏ_２
センサー出力が反転しにくくなっている。

【００５２】そこで、空燃比を理論空燃比からリーン側
にシフトさせていったときに中劣化と大劣化とで反転回
数比ＨＺＲＡＴＥがどうなるかを実験したところ、図９
に示す特性が得られた。図９より、理論空燃比の近傍で
は、大劣化と中劣化とで反転回数比ＨＺＲＡＴＥの値が
近いため、両者を分離するのが難しかったのが、リーン
側の空燃比になるほど、両者を分離しやすくなってい
る。つまり、触媒の劣化診断時に、空燃比を強制的にリ
ーン側にシフトさせることで、中劣化と大劣化の分離が
可能となるのである。

【００５３】一方、劣化診断に際して空燃比を強制的に
リーン側にシフトさせるには、診断領域と重なる学習エ
リアでの更新回数が所定回数以上となったとき、上記学
習値ＬＰの更新を禁止するとともに、空燃比が理論空燃
比からシフトするようにバッテリーバックアップＲＡＭ
から読み出される学習値を診断用の学習値に変更する。
こうした空燃比の強制シフトとの関連で、図４に示した
学習値読み出しのためのサブルーチンにおいてステップ
３３，３４が、図６に示した学習値更新のためのサブル
ーチンにおいて、ステップ４６があらたに追加されてい
る。

【００５４】また、診断のためとはいえ触媒の新品時に
も空燃比がリーン側にシフトされてしまったのでは、排
気性能の点で少し不利となるので、コントロールユニッ
ト１５では、大劣化と中劣化のいずれにあるのかの判定
に先だって、小劣化と中劣化以上との判定を理論空燃比
下で行う。

【００５５】図１０と図１１は触媒の劣化診断を示すた
めの流れ図で、一回の運転（エンジンの始動からエンジ
ンの停止までのこと）につき一回だけ、上流側Ｏ_２セン
サー出力（または空燃比フィードバック補正係数α）の
反転ごと、一定クランク角度ごと、あるいは一定時間ご
とに実行する。

【００５６】まず、ステップ６１、６２、６３は診断条
件かどうかをみる部分で、従来と同様である。次の条件 〈１〉診断許可条件が成立すること（ステップ６１）、 〈２〉診断領域であること（ステップ６２）、 〈３〉診断領域と重なる学習エリアでの更新回数カウン
ター値ＬＣＮＴが所定値ＬＣＮＴ０を越えること（ステ
ップ６３） を満たすかどうかみて、いずれかの条件でも満たさない
ときは、ステップ６４に進み、別のカウンター値ｊ２を
初期値の０にし、３つの条件をすべて満たすときは、診
断条件が成立したと判断してステップ１０１，１０２に
進む。

【００５７】ここで、〈１〉の診断許可条件は、エン
ジン始動時の水温が所定値以上であること、エンジン
暖機完了から所定時間が経過していること、下流側Ｏ
_２センサーが活性していること（これは下流側Ｏ_２セン
サー出力レベルから判定される）のすべてを満たす場合
である。

【００５８】上記〈２〉の診断領域は、上流側Ｏ_２セ
ンサー出力にもとづく空燃比フィードバック制御域であ
ること、運転条件が定常状態であること、の両方を満
たす場合で、さらには 〈ア〉車速ＶＳＰが所定範囲内にあること、 〈イ〉エンジン回転数Ｎが所定範囲内にあること、 〈ウ〉基本パルス幅Ｔｐが所定範囲内にあること の全てを満たす場合である。

【００５９】上記〈３〉の更新回数カウンター値ＬＣＮ
Ｔは、図５に示した学習エリアごとの学習値ＬＰの書き
換えのたびに１ずつインクリメントされる値である。診
断領域と重なる学習エリアにおいて学習が十分に進行し
ていない状態で、かつ上流側Ｏ_２センサーの出力バラツ
キなどにより平均の空燃比がリッチ側もしくはリーン側
に偏っているときは、下流側Ｏ_２センサー出力の反転周
期が影響を受け、後述する反転回数比ＨＺＲＡＴＥに誤
差が生じるので、ＬＣＮＴ≦ＬＣＮＴ０のときは、ステ
ップ１０１以降に進ませないことで、劣化診断の精度低
下を防止するわけである。したがって、結果的には、全
学習領域のうち、学習が十分に進行している学習エリア
が診断領域となる。

【００６０】ステップ１０１，１０２は、空燃比をリー
ン側やリッチ側にシフトさせての劣化診断を行う前に、
予備診断を行う部分である。診断条件が成立したタイミ
ングでは、空燃比をリーンシフトすることなく、すぐに
反転回数比ＨＺＲＡＴＥを演算して、これを所定の判定
基準値ＣＮＧＨＺ１と比較し（ステップ１０１，１０
２）、ＨＺＲＡＴＥ＜ＣＮＧＨＺ１であれば、触媒が中
劣化までには進んでいないとして診断を終了し、ＨＺＲ
ＡＴＥ≧ＣＮＧＨＺ１のとき、中劣化以上に性能低下が
生じていると判断し、空燃比をリーンシフトさせての診
断（つまりステップ６５以降）に進むわけである。

【００６１】ステップ６５では、診断条件が成立したの
が初めてかどうかみて、初めてであれば、ステップ６６
に進んで、学習値ＬＰの更新を禁止するフラグを“１”
に、ステップ６７では診断用学習値への変更フラグを
“１”にそれぞれセットし、一定周期後にはステップ６
１に戻る。なお、２つのフラグとも、“０”の状態に初
期セットされている。

【００６２】更新禁止フラグの“１”へのセットで、図
６の学習値更新のサブルーチンにおいて、ステップ４７
以降に進むことができなくなり、学習値ＬＰの更新が禁
止されるわけである。

【００６３】また、診断用学習値への変更フラグが
“１”にセットされると、図４の学習値読出しのサブル
ーチンにおいて、ステップ３３からステップ３４に進
み、学習値が ＬＰ＝ＬＰ−ＬＰＣＮＧ …（９） ただし、ＬＰＣＮＧ：正の所定値 の式で一定値だけ小さな値に変更される。（９）式右辺
の学習値ＬＰは十分学習が進行した後の値であるから、
（９）式右辺の学習値ＬＰによる制御空燃比（平均空燃
比）は理論空燃比の近くにきているはずである。したが
って、（９）式右辺の学習値ＬＰからＬＰＣＮＧを差し
引いた値を診断用学習値（つまり（９）式左辺の学習値
ＬＰ）とすることで、制御空燃比は理論空燃比からＬＰ
ＣＮＧで定まる所定値だけリーン側の空燃比へとシフト
されることになる。

【００６４】図１０において、診断条件が成立したのが
初めてでなければ、ステップ６８に進み、カウンター値
ｊ２をインクリメントし、ステップ６９でこのカウンタ
ー値ｊ２と所定値ｎ２を比較し、ｊ２＜ｎ２であれば、
次の周期に備える。

【００６５】診断条件が成立したままの状態が保たれて
いれば、やがてステップ６９においてｊ２≧ｎ２となっ
て図１１のステップ７０に進む。ｊ２≧ｎ２となるまで
ステップ７０に進ませないようにしているのは、空燃比
の強制的なリーンシフトで、制御空燃比が理論空燃比を
外れたリーン側の値に落ち着くのを待つためである。な
お、図１０は上流側Ｏ_２センサー出力（または空燃比フ
ィードバック補正係数α）の反転ごと、一定クランク角
度ごと、あるいは一定時間ごとに実行されるので、ｊ２
≧ｎ２を満たす場合とは、上流側Ｏ_２センサー出力（ま
たは空燃比フィードバック補正係数α）が所定回反転し
たとき、所定クランク角度が経過したときあるいは所定
時間が経過したときである。

【００６６】図１１においてステップ７０では、上流側
Ｏ_２センサーと下流側Ｏ_２センサーの反転回数比ＨＺＲ
ＡＴＥを ＨＺＲＡＴＥ＝ｆ２／ｆ１ …（１０） ただし、ｆ２：下流側Ｏ_２センサーのリッチ、リーン反転周波数 ｆ１：上流側Ｏ_２センサーのリッチ、リーン反転周波数 の式で計算する。なお、各Ｏ_２センサーの反転周期を計
測し、これらから反転回数比ＨＺＲＡＴＥを求めること
ももちろん可能である。

【００６７】ステップ７１では（１０）式の反転回数比
ＨＺＲＡＴＥと所定の判定基準値（たとえば０．４）Ｃ
ＮＧＨＺを比較し、ＨＺＲＡＴＥ＜ＣＮＧＨＺであれ
ば、触媒が中劣化の程度にあると判断し、警告灯をつけ
ることなくステップ７２でカウンター値ＣＣＡＴＮＧを
初期値の０に、続いてステップ７３で更新禁止フラグと
診断用学習値への変更フラグをともに“０”にそれぞれ
リセットして診断を終了する。

【００６８】一方、ステップ７１でＨＺＲＡＴＥ≧ＣＮ
ＧＨＺになると、ステップ７４に進んでカウンター値Ｃ
ＣＡＴＮＧをインクリメントし、これをステップ７５で
所定値（たとえば３）ＣＣＡＴＪと比較する。ステップ
７５でＨＺＲＡＴＥ≧ＣＮＧＨＺになると、触媒が大劣
化の程度まで進んだと判断し、ステップ７６で警告灯を
点灯させて診断を終了する。

【００６９】このように、上流側Ｏ_２センサーと下流側
Ｏ_２センサーの反転回数比ＨＺＲＡＴＥを用いて触媒劣
化を診断するに際して、制御空燃比を理論空燃比からリ
ーン側にシフトすることで、理論空燃比の近傍において
大劣化と分離しきれない中劣化の程度についても精度良
く分離することができ、これによって、触媒が大劣化に
進む直前まで最大限に働かせることができるのである。

【００７０】また、中劣化程度以上に触媒の性能低下が
進行している場合には、診断のため空燃比をリーンシフ
トしても排気性能が極端に低下することはない。

【００７１】また、診断領域と重なる学習エリアで学習
が十分に進行しているとき（つまり平均空燃比が理論空
燃比近傍に精度良く保たれているとき）にかぎって、診
断のための空燃比のリーンシフトを行うと、空燃比のリ
ーンシフト量が安定するので、中劣化と大劣化の分離精
度がよくなる。

【００７２】たとえば、Ｏ_２センサーの出力バラツキな
どにより平均の空燃比がもともとリッチ側にはずれてい
る場合に、診断領域と重なる学習エリアにおいて学習が
十分に進んでいないときは、このＯ_２センサーの出力バ
ラツキなどによる空燃比のリッチ分だけ、診断に際して
のリーンシフト量が不足することになるので、このＯ_２
センサーの出力のバラツキなどによる空燃比のリッチ分
がなければ、ＨＺＲＡＴＥの値が判定基準値ＣＮＧＨＺ
より小さかった（つまり中劣化と診断される）のに、こ
のリッチ分によるリーンシフト量の不足でＨＺＲＡＴＥ
の値がＣＮＧＨＺより小さくならない（つまり大劣化と
診断される）ことが考えられる。これに対して、診断領
域と重なる学習エリアで学習が十分に進行した後であれ
ば、学習値ＬＰによりＯ_２センサーの出力バラツキなど
による空燃比のリッチ分がなくなるので、診断のための
リーンシフト量が不足することがなく、したがって、触
媒の劣化は中程度であるのに大劣化にまで進んでいると
の誤診断を避けることができるのである。

【００７３】また、劣化診断のためとはいえ触媒の新品
時にも空燃比がリーン側やリッチ側にシフトされてしま
ったのでは、排気性能の点で少し不利となるのである
が、この実施例によれば触媒が中劣化以上に性能低下を
引き起こすまでは、空燃比をリ ーン側やリッチ側にシフ
トさせないことで、新品時に空燃比を理論空燃比からず
らすことを避けることができる。

【００７４】図１２は第２実施例で、第１実施例の図１
１に対応する。

【００７５】この例では、ＨＺＲＡＴＥ≧ＣＮＧＨＺで
ステップ１２１に進み、反転回数比ＨＺＲＡＴＥの加重
平均値ＨＺＲＴＡＶを、 ＨＺＲＴＡＶ＝ＨＺＲＴＡＶ_−１×（１−Ｋ２）＋ＨＺＲＡＴＥ×Ｋ２ …（１３） ただし、Ｋ２：加重平均係数（０≦Ｋ２＜１） ＨＺＲＴＡＶ_−１：前回の加重平均値 の式で計算し、この加重平均値ＨＺＲＴＡＶをステップ
１２２で判定基準値ＣＮＧＳＴと比較し、ＨＺＲＴＡＶ
＜ＣＮＧＳＴであれば、加重平均を繰り返し、ＨＺＲＴ
ＡＶ≧ＣＮＧＳＴのとき、ステップ７６に進んで警告灯
をつける。

【００７６】図１３は上記の判定基準値ＣＮＧＳＴを求
めるためのサブルーチンで、反転回数比ＨＺＲＡＴＥを
演算するごとに実行する。ステップ１３１で加重平均を
行った回数をカウントアップし、ステップ１３２でこの
加重平均回数から図１４を内容とするテーブルを参照し
て判定基準値ＣＮＧＳＴを求める。

【００７７】判定基準値ＣＮＧＳＴは、加重平均回数が
大きくなると徐々に小さくしている。これは、加重平均
回数が増すほど、反転回数比の加重平均値ＨＺＲＴＡＶ
の信頼性が増すので、大劣化と判定するための基準値
（つまりＣＮＧＳＴ）を小さくすることができるからで
ある。

【００７８】この例では、劣化診断に反転回数比の加重
平均値を用いるので、第１実施例より診断の精度が向上
する。

【００７９】実施例では、２つの比例分Ｐ_ＬとＰ_Ｒの変
更により空燃比をリーン側あるいはリッチ側にシフトさ
せているが、片方だけ比例分Ｐ_ＬまたはＰ_Ｒの変更によ
り、また積分分Ｉ_ＬとＩ_Ｒの両方または片方だけの変更
により空燃比をリーン側あるいはリッチ側にシフトさせ
てもかまわない。

【００８０】さらに、燃料量や空気量を直接に減量した
り増量するなど、他の手段により空燃比をリーン側やリ
ッチ側にシフトさせることもできる。たとえば、スロッ
トル弁をバイパスする通路に設けた補助空気弁を所定開
度で開くことにより、空燃比をリーン側に所定量だけシ
フトさせることができる。

【００８１】

【発明の効果】第１の発明は、エンジンの運転条件に応
じて基本噴射量を算出する手段と、触媒上流側の排気中
の酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、この上流側
センサーの出力にもとづいてフィードバック定数を算出
する手段と、このフィードバック定数に対する学習値を
記憶する手段と、この記憶手段から読み出される学習値
で前記フィードバック定数を修正する手段と、この修正
されたフィードバック定数を用いて空燃比フィードバッ
ク補正量を算出する手段と、この空燃比フィードバック
補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を算出す
る手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段
と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力を
するセンサーと、この下流側センサーの出力にもとづい
て空燃比を理論空燃比の側に戻す向きに前記記憶手段の
学習値を更新する手段と、この更新手段による更新回数
が所定回数以上かどうかを判定する手段と、この判定結
果より更新回数が所定回数以上のとき、前記２つのセン
サー出力を比較して触媒に小劣化と中劣化以上のいずれ
が生じたかを判定する手段と、この判定結果より触媒に
中劣化以上が生じたとき、前記更新手段による学習値の
更新を禁止するとともに、空燃比を理論空燃比より外す
向きに前記記憶手段から読み出される学習値を診断用の
学習値に変更する手段と、この診断用の学習値により理
論空燃比からずれた空燃比状態で前記２つのセンサー出
力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じたか
を判定する手段とを設けたので、触媒が大劣化に進む直
前まで最大限に働かせることが可能となるとともに、中
劣化程度以上に触媒の性能低下が進 行している場合に空
燃比を理論空燃比よりも外しても排気性能が極端に低下
することがなく、かつ更新回数が所定回数以上になった
タイミングでは、上流側センサーの出力バラツキや触媒
上流側での非平衡ガスに伴う空燃比のバラツキがあって
も、これらに関係なく、空燃比が理論空燃比を中心とし
て周期変化するようになっていることから、劣化診断に
際して理論空燃比から外す量が安定し、これによって中
劣化と大劣化の分離精度がよくなり、さらに触媒の新品
時には空燃比が理論空燃比より外されることがないこと
から、排気性能の点で不利となることがない。

【００８２】第２の発明は、エンジンの運転条件に応じ
て基本噴射量を算出する手段と、触媒上流側の排気中の
酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、この上流側セ
ンサーの出力にもとづいてフィードバック定数を算出す
る手段と、少なくともエンジン回転数と負荷とをパラメ
ーターとして複数のエリアに分割された各学習エリアご
とに独立に前記フィードバック定数に対する学習値を記
憶する手段と、そのときのエンジン回転数と負荷とが属
する学習エリアの学習値を読み出す手段と、この読み出
される学習値で前記フィードバック定数を修正する手段
と、この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比
フィードバック補正量を算出する手段と、この空燃比フ
ィードバック補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴
射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供
給する手段と、前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応
じた出力をするセンサーと、そのときのエンジン回転数
と負荷とが同じ学習エリアに所定期間とどまっていると
きにその同じ学習エリアの学習値を前記下流側センサー
の出力にもとづいて空燃比を理論空燃比の側に戻す向き
に更新する手段と、前記更新手段による診断領域と重な
る学習エリアでの更新回数が所定回数以上かどうかを判
定する手段と、この判定結果より更新回数が所定回数以
上のとき、前記２つのセンサー出力を比較して診断領域
と重なる学習エリアで触媒に小劣化と中劣化以上のいず
れが生じたかを判定する手段と、この判定結果より診断
領域と重なる学習エリアで触媒に中劣化以上が生じたと
き、前記更新手段による診断領域と重なる学習エリアで
の学習値の更新を禁止するとともに、空燃比を理論空燃
比より外す向きに前記記憶手段により診断領域と重なる
学習エリアから読み出される学習値を診断用の学習値に
変更する手段と、この診断用の学習値により理論空燃比
より外れた空燃比状態で前記２つのセンサー出力を比較
して触媒に大劣化と中劣化のいずれが生じたかを判定す
る手段とを設けたので、第１の発明の効果に加えて、第
１の発明よりも学習値の精度が良くなる分さらに中劣化
と大劣化の分離精度が向上する。

【００８３】第３発明は、第１または第２の発明におい
て、前記大劣化と中劣化のいずれが生じたかの判定手段
が、前記各センサー出力から反転回数または反転周期を
演算する手段と、この反転回数または反転周期の比また
は差を算出する手段と、この比または差の加重平均値を
算出する手段と、この加重平均値と判定基準値を比較す
る手段とからなるので、第１または第２の発明の効果に
加えて、さらに中劣化と大劣化の分離精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のシステム図である。

【図２】燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出を説明するための
流れ図である。

【図３】空燃比フィードバック補正係数αの算出を説明
するための流れ図である。

【図４】学習値ＬＰの読み出しを説明するための流れ図
である。

【図５】学習エリアを説明するための図である。

【図６】学習値ＬＰの更新を説明するための流れ図であ
る。

【図７】中劣化の場合と大劣化の場合とを対照させて示
す、触媒下流での酸素濃度、ＣＯ濃度とＯ_２センサー出
力の各特性図である。

【図８】中劣化の場合と大劣化の場合とを対照させて示
す、空燃比をリーンシフトしたときの波形図である。

【図９】空燃比に対する反転回数比ＨＺＲＡＴＥの特性
図である。

【図１０】劣化診断を説明するための流れ図である。

【図１１】劣化診断を説明するための流れ図である。

【図１２】第２実施例の劣化診断を説明するための流れ
図である。

【図１３】第２施例の判定基準値ＣＮＧＳＴの算出を説
明するための流れ図である。

【図１４】判定基準値ＣＮＧＳＴのテーブル内容を示す
特性図である。

【図１５】従来例のＯ_２センサーの波形図である。

【図１６】第１の発明のクレーム対応図である。

【図１７】第２の発明のクレーム対応図である。

【図１８】第３の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１１ エアーフローメーター １２ クランク角度センサー １３ Ｏ_２センサー（上流側センサー） １４ Ｏ_２センサー（下流側センサー） １５ コントロールユニット ２１ 基本噴射量算出手段 ２２ 上流側センサー ２３ フィードバック定数算出手段 ２４ 空燃比フィードバック補正量算出手段 ２５ 燃料噴射量算出手段 ２６ 燃料供給手段 ２７ 下流側センサー ２９ 大・中劣化判定手段 ３１ 中劣化以上判定手段 ４１ 学習値記憶手段 ４２ フィードバック定数修正手段 ４３ 学習値更新手段 ４４ 更新回数判定手段 ４５ 更新禁止・学習値変更手段 ５１ 学習値記憶手段 ５２ 学習値読出手段 ５３ 学習値更新手段 ５４ 更新回数判定手段 ５５ 更新禁止・学習値変更手段 ６１，６２ 反転回数／周期算出手段 ６３ 反転回数／周期比／差算出手段 ６４ 加重平均値算出手段 ６５ 比較手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４０Ｆ Ｇ０５Ｂ 23/02 ３０２ Ｇ０５Ｂ 23/02 ３０２Ｖ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの運転条件に応じて基本噴射量を
   算出する手段と、 触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をするセン
   サーと、 この上流側センサーの出力にもとづいてフィードバック
   定数を算出する手段と、 このフィードバック定数に対する学習値を記憶する手段
   と、 この記憶手段から読み出される学習値で前記フィードバ
   ック定数を修正する手段と、 この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比フィ
   ードバック補正量を算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をする
   センサーと、 この下流側センサーの出力にもとづいて空燃比を理論空
   燃比の側に戻す向きに前記記憶手段の学習値を更新する
   手段と、 この更新手段による更新回数が所定回数以上かどうかを
   判定する手段と、 この判定結果より更新回数が所定回数以上のとき、前記
   ２つのセンサー出力を比較して触媒に小劣化と中劣化以
   上のいずれが生じたかを判定する手段と、 この判定結果より触媒に中劣化以上が生じたとき、前記
   更新手段による学習値の更新を禁止するとともに、空燃
   比を理論空燃比より外す向きに前記記憶手段から読み出
   される学習値を診断用の学習値に変更する手段と、 この診断用の学習値により理論空燃比からずれた空燃比
   状態で前記２つのセンサー出力を比較して触媒に大劣化
   と中劣化のいずれが生じたかを判定する手段とを設けた
   ことを特徴とするエンジンの触媒劣化診断装置。
2. 【請求項２】エンジンの運転条件に応じて基本噴射量を
   算出する手段と、 触媒上流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をするセン
   サーと、 この上流側センサーの出力にもとづいてフィードバック
   定数を算出する手段と、 少なくともエンジン回転数と負荷とをパラメーターとし
   て複数のエリアに分割された各学習エリアごとに独立に
   前記フィードバック定数に対する学習値を記憶する手段
   と、 そのときのエンジン回転数と負荷とが属する学習エリア
   の学習値を読み出す手段と、 この読み出される学習値で前記フィードバック定数を修
   正する手段と、 この修正されたフィードバック定数を用いて空燃比フィ
   ードバック補正量を算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 前記触媒下流側の排気中の酸素濃度に応じた出力をする
   センサーと、 そのときのエンジン回転数と負荷とが同じ学習エリアに
   所定期間とどまっているときにその同じ学習エリアの学
   習値を前記下流側センサーの出力にもとづいて空燃比を
   理論空燃比の側に戻す向きに更新する手段と、 この更新手段による診断領域と重なる学習エリアでの更
   新回数が所定回数以上かどうかを判定する手段と、 この判定結果より更新回数が所定回数以上のとき、前記
   ２つのセンサー出力を比較して診断領域と重なる学習エ
   リアで触媒に小劣化と中劣化以上のいずれが生じたかを
   判定する手段と、 この判定結果より診断領域と重なる学習エリアで触媒に
   中劣化以上が生じたとき、前記更新手段による診断領域
   と重なる学習エリアでの学習値の更新を禁止するととも
   に、空燃比を理論空燃比より外す向きに前記記憶手段に
   より診断領域と重なる学習エリアから読み出される学習
   値を診断用の学習値に変更する手段と、この診断用の学
   習値により理論空燃比より外れた空燃比状態で前記２つ
   のセンサー出力を比較して触媒に大劣化と中劣化のいず
   れが生じたかを判定する手段とを設けたことを特徴とす
   るエンジンの触媒劣化診断装置。
3. 【請求項３】前記大劣化と中劣化のいずれが生じたかの
   判定手段は、前記各センサー出力から反転回数または反
   転周期を演算する手段と、この反転回数または反転周期
   の比または差を算出する手段と、この比または差の加重
   平均値を算出する手段と、この加重平均値と判定基準値
   を比較する手段とからなることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のエンジンの触媒劣化診断装置。