排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法
                            
            
                            
            文檔序號：5239417閱讀：519來源：國知局
            
                            
                        
            
                        
            
                        
            
                            專利名稱：排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法
            
技術領域：
            本發明涉及判別裝設在汽車或混合型車上的催化劑裝置等排氣凈化用催化劑裝置的劣化狀態的方法。
            
背景技術：
            作為判別配備在內燃機的排氣通路上的催化劑裝置等凈化由燃料與空氣的混合氣的燃燒生成的排氣的催化劑裝置的劣化狀態的方法，例如日本的專利公報第2526640號或特開平7-19033號公報中看到的技術以往是公知的。
            
這些技術，在內燃機的空燃比(更確切地說是內燃機中燃燒的混合氣的空燃比)從燃料的稀側變化到濃側，或者從濃側變化到稀側時，利用分別設在催化劑裝置的上游側和下游側的氧氣濃度傳感器(O2傳感器)的輸出翻轉。更確切地說，在這些技術中，在內燃機的指定的運行條件下，主動地使空燃比從稀側變化到濃側，或者從濃側變化到稀側。進而，此時測量從上游側的氧氣濃度傳感器的輸出翻轉到下游側的氧氣濃度傳感器的輸出翻轉的時間，或者下游側的氧氣濃度傳感器的翻轉周期等。而且基于這些測量值來判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
再者，在這些技術中，在內燃機的通常的運行狀態(未進行催化劑裝置的劣化狀態的判別的運行狀態)下，根據前述氧氣濃度傳感器的輸出的翻轉來反饋控制空燃比，以便內燃機的空燃比保持在理論空燃比附近，借此來保持催化劑裝置的適當的凈化性能。
            
可是，在上述這種催化劑裝置的劣化狀態的判別方法中，產生以下這樣的問題。
            
也就是說，在前述技術中，為了判別催化劑裝置的劣化狀態，有必要主動地使內燃機的空燃比變化到稀側，或者濃側。因此，在反饋控制內燃機的空燃比以便確保催化劑裝置的適當的凈化性能的狀態下，無法判別催化劑裝置的劣化狀態。此外，在該判別之際，確保催化劑裝置的適當的凈化性能是困難的。
            
此外，在前述技術中，能進行催化劑裝置的劣化狀態的判別的內燃機的運行狀態，或者與之伴隨的排氣的生成狀態，限定于特別的狀態。具體地說，在前述專利公報第2526640號的技術中，僅在進行內燃機的輸出增量之際，而且在該輸出增量的開始時刻的下游側O2傳感器的輸出成為空燃比的稀側的輸出的場合，以及在進行內燃機的燃料切斷之際，而且在該燃料切斷的開始時刻的下游側O2傳感器的輸出成為空燃比的濃側的輸出的場合，才能進行催化劑裝置的劣化狀態的判別。此外，在前述特開平7-19033號公報的技術中，僅在滿足內燃機的負載(吸入空氣量、節氣門開度、燃油噴射量、吸氣壓力等)和轉速處于規定范圍內，吸入空氣溫度為設定值以上，內燃機的負載變化量為設定值以下等條件的場合，才能進行催化劑裝置的劣化狀態的判別。因此，配備在汽車的內燃機的排氣通路上的催化劑裝置等，在生成供給到催化劑裝置的排氣的內燃機的運行狀態，或者該排氣的生成狀態成為各種各樣者的場合，能夠進行催化劑裝置的劣化狀態的判別的機會往往很少，其判別結果容易缺乏可靠性。
            
再者，本申請的申請人以前提出了在催化劑裝置的上游側設置產生表示內燃機中燃燒的混合氣的空燃比的輸出的第1排氣傳感器，并且在催化劑裝置的下游側設置產生表示排氣中的指定成分的濃度，例如氧氣濃度的輸出的第2排氣傳感器，基于這些傳感器的輸出來反饋控制內燃機的空燃比以便得到催化劑裝置的最佳的凈化性能的系統(例如日本特開平9-324681號公報或者美國專利第5852930號、特開平11-93740號等)。
            
此一系統確定內燃機的目標空燃比以便前述第2排氣傳感器的輸出(氧氣濃度的檢測值)成為規定的一定值，反饋控制內燃機的空燃比以便第1排氣傳感器的輸出(空燃比的檢測值)收斂于其目標空燃比，借此來確保催化劑裝置的最佳凈化性能。
            
在這種系統中，因為通過上述這種空燃比控制能夠極其穩定地確保催化劑裝置的最佳的凈化性能，故最好是能夠既進行該空燃比控制又判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
本發明是有鑒于這種背景而做成的，其目的在于提供一種在靠催化劑裝置凈化的排氣的生成狀態，或者產生該排氣的內燃機的運行狀態等各種各樣的狀況下能夠適當地判別催化劑裝置的劣化狀態的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法。
            
而且特別是其目的在于提供一種能夠既確保配備在內燃機的排氣通路上的催化劑裝置的想要的凈化性能，又適當地判別該催化劑裝置的劣化狀態的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法。
            
發明的公開
            
本發明的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法為了實現這種目的，是判別凈化由燃料和空氣的混合氣的燃燒所生成的排氣的催化劑裝置的劣化狀態的方法，其特征在于包括在前述催化劑裝置的上游側和下游側分別配置產生與排氣的成分相對應的輸出的第1排氣傳感器和第2排氣傳感器而成的排氣通路中，從其上游側供給由前述混合氣的燃燒生成的排氣的排氣供給過程；在向前述排氣通路供給排氣時采集前述第1和第2排氣傳感器各自的輸出數據的檢測過程；以前述排氣通路中的前述第1排氣傳感器到第2排氣傳感器的包含前述催化劑裝置在內的排氣系為對象，針對作為表現該對象排氣系的行為者預先建立的該對象排氣系的模型，基于在前述檢測過程中采集的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據來識別該模型的應該設定的至少一個參數的值的識別過程；以及基于在該識別過程中求出的前述參數的識別值的數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態的劣化判別過程。
            
也就是說，如果用本申請發明人的各種研究，則在建立了表現前述第1排氣傳感器到第2排氣傳感器的包含前述催化劑裝置在內的前述對象排氣系的行為的模型之后，在基于一邊把排氣供給到前述排氣通路一邊采集的兩個排氣傳感器的輸出數據來識別該模型的應該設定的前述參數(在規定模型的行為方面應該設定成某個值的參數)的值時，該參數的識別值有在與催化劑裝置的劣化狀態之間產生某種特征性的相關關系的傾向(例如隨著催化劑裝置的劣化的進展，參數的識別值的大小增加或減少等)。而且，前述參數值的識別如果是兩個排氣傳感器的輸出產生某種程度的變動的情況也可以無障礙地基本上基于兩個排氣傳感器的輸出數據來進行。因此，可以在前述混合氣的燃燒引起的排氣的生成狀態，或進行該混合氣的燃燒的內燃機的運行狀態等各種各樣的狀況下進行前述參數值的識別。
            
因而，基于前述參數的識別值的數據來判別催化劑裝置的劣化狀態，借此在供給催化劑裝置的排氣的生成狀態，或者生成該排氣的內燃機的運行狀態等各種各樣的狀況下進行該識別成為可能。
            
在這種本發明中，最好是前述第1排氣傳感器是產生表示生成進入前述催化劑裝置的排氣的前述混合氣的空燃比的輸出的傳感器，前述第2排氣傳感器是產生前述表示通過前述催化劑裝置的排氣中的指定成分的含量的輸出的傳感器。
            
基于向前述排氣通路供給排氣時的該第1和第2排氣傳感器的輸出數據來識別把這些傳感器作為第1和第2排氣傳感器來采用的前述對象排氣系的模型的參數值時，在該識別值與催化劑裝置的劣化狀態之間容易顯示出比較顯著的相關關系。因此，基于該參數的識別值的數據的劣化狀態的判別變得容易了。
            
此外在本發明中，如前所述，由于在供給催化劑裝置的排氣的生成狀態，或者生成該排氣的內燃機的運行狀態等各種各樣的狀況下進行催化劑裝置的劣化狀態的判別成為可能，所以前述催化劑裝置最好是設在在內部燃燒前述混合氣的內燃機的排氣通路上的催化劑裝置。
            
在此一場合，特別是如前所述前述第1排氣傳感器是產生表示前述混合氣的空燃比的輸出的傳感器，前述第2排氣傳感器是產生表示通過前述催化劑裝置的排氣中的指定成分的含量的輸出的傳感器的場合，最好是在前述內燃機的運行引起的向前述排氣通路供給排氣時備有控制該內燃機的空燃比以便使前述第2排氣傳感器的輸出收斂于規定的目標值的空燃比控制過程，前述識別過程和劣化判別過程與該空燃比控制過程并行地進行。
            
也就是說，控制內燃機的空燃比(更確切地說是內燃機中所燃燒的混合氣的空燃比)以便使表示通過催化劑裝置的排氣中的指定成分的含量的前述第2排氣傳感器的輸出收斂于規定的目標值，借此確保催化劑裝置引起的內燃機的排氣的想要的凈化性能成為可能。而且，與這種空燃比的控制并行地進行前述識別過程和劣化判別過程，借此在內燃機運行時可以一邊確保催化劑裝置引起的想要的凈化性能，一邊判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
再者，在此一場合，在作為前述第2排氣傳感器采用例如氧氣濃度傳感器(O2傳感器)時，控制內燃機的空燃比以便把該傳感器的輸出維持成規定的一定值，借此可以得到催化劑裝置的最佳凈化性能。
            
上述空燃比控制過程最好是由計算前述內燃機的目標空燃比以便使前述第2排氣傳感器的輸出收斂于前述目標值的過程，和反饋控制該內燃機的空燃比以便使由前述第1排氣傳感器的輸出來表示的空燃比收斂于前述目標空燃比的過程來構成。
            
進行這種空燃比控制，借此可以通過確保催化劑裝置的想要的凈化性能把內燃機的空燃比穩定地控制成適當的空燃比，也就是前述目標空燃比。此外，通過使內燃機的空燃比的控制穩定，用來在前述識別過程中識別前述參數值的第1和第2排氣傳感器的輸出數據的行為也成為平滑的。結果在前述識別過程中求出的前述參數的識別值的可靠性提高，基于該識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別也可以更適當地進行。
            
前述目標空燃比雖然也可以用PID控制器等來計算，但是最好是由滑動模式控制器來計算。
            
也就是說，滑動模式控制器一般來說與PID控制器等相比具有不容易受外部干擾或控制對象的特性變化等的影響這樣的優良的性質。通過用這種滑動模式控制器來計算前述目標空燃比，內燃機的空燃比控制的穩定性更加提高。結果確保催化劑裝置的想要的凈化性能變得更加可靠，同時在前述識別過程中求出的前述參數的識別值的可靠性也提高，基于該識別值數據的催化劑裝置的劣化狀態的判別也可以更適當地進行。
            
此外，如上所述與催化劑裝置的劣化狀態的判別并行地進行內燃機的空燃比控制的本發明中，前述目標空燃比最好是用在前述識別過程中求出的前述參數的識別值數據通過預先確定的算法來計算。
            
也就是說，因為前述參數的識別值反映前述對象排氣系的實際的行為特性，故用此一識別值來計算用來使前述第2排氣傳感器的輸出收斂于前述目標值的前述目標空燃比，借此可以提高該目標空燃比的精度。結果確保催化劑裝置的想要的凈化性能變得更加可靠，同時在前述識別過程中求出的前述參數的識別值的穩定性也提高，基于該識別值的數據的催化劑裝置的劣化狀態的判別也可以更適當地進行。
            
進而前述內燃機的空燃比的反饋控制雖然也可以由PID控制器等來進行，但是本發明中該反饋控制最好是由漸變式形式的控制器來進行。
            
通過像這樣由漸變式形式的控制器(具體地說例如自適應控制器)來進行內燃機的空燃比的反饋控制，與用PID控制器等的場合相比，既可以抑制內燃機的特性變化等的影響，又可以精度更高地把內燃機的空燃比反饋控制成前述目標空燃比，進而確保催化劑裝置的想要的凈化性能變得更加可靠，同時在前述識別過程中求出的前述參數的識別值的可靠性也提高，基于該識別值的數據的催化劑裝置的劣化狀態的判別也可以更適當地進行。
            
再者，前述漸變式形式的控制器是確定用來使由前述第1排氣傳感器的輸出來表示的空燃比收斂于目標空燃比的內燃機的空燃比的操作量(更具體地說例如內燃機的燃料供給量的操作量)的包含現在以前的過去的時間序列數據在內的通過規定的漸變式而更新的操作量，由該操作量來控制內燃機的空燃比的。
            
在這種本發明中，前述模型更具體地說是根據前述第1排氣傳感器的輸出經由響應延遲要素和/或無用時間要素作為生成前述第2排氣傳感器的輸出的系統用離散時間系來表示前述對象排氣系的模型，作為前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第1排氣傳感器的輸出有關的系數和與前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數當中的至少一個。
            
像這樣建立包含前述催化劑裝置的排氣系的模型，以該模型中用的前述系數為參數，基于前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據來識別該系數的值，借此該模型的參數(系數)的識別值明確地反映前述排氣系中所包含的催化劑裝置的實際的行為特性，結果該識別值與催化劑裝置的劣化狀態的相關性提高。因此基于該參數(系數)的識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別可以更適當地進行。此外，通過用離散時間系給前述排氣系建模，實時地識別前述參數成為可能。
            
像這樣建立對象排氣系的模型的本發明中，前述識別過程由一邊逐次更新前述參數值以便使根據前述模型的前述第2排氣傳感器的輸出與該第2排氣傳感器的實際輸出之間的誤差減至最小一邊識別的算法來構成，在計算前述誤差之際對根據前述模型的第2排氣傳感器的輸出與該第2排氣傳感器的實際輸出實施同一頻通特性的濾波。
            
借此，在包含前述催化劑裝置在內的實際的對象排氣系和前述模型中調整各自的頻率特性(更確切地說，針對前述第1排氣傳感器的輸出(它相當于模型的輸入)的第2排氣傳感器的輸出(它相當于模型的輸出)的變化的頻率特性)來識別前述參數(系數)的值成為可能。因此該參數的識別值的可靠性提高，基于該識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別可以更適當地進行。
            
進而如上所述建立對象排氣系的模型的本發明中，前述識別過程最好是根據前述對象排氣系的指定的行為來進行識別前述參數值的處理。
            
也就是說，根據前述排氣系的行為狀態的不同，有時前述參數的識別值成為缺乏可靠性者。因而，前述識別過程根據前述對象排氣系的指定的行為(例如由排氣的氧氣濃度來把握的混合氣的空燃比從稀側變化到濃側的行為)來進行識別前述參數值的處理，借此可以在前述參數識別值中提高可靠性，進而可以提高基于該識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別的可靠性。
            
再者，在此一場合，基于由前述第2排氣傳感器的輸出的現在以前的規定數的時間序列數據而確定的規定的函數值，可以認知前述排氣系的指定的行為。
            
此外，在本發明中，前述識別過程最好是包括對前述參數的識別值實施極限處理的過程。
            
借此，避免基于前述參數的不自然的識別值，或可靠性低的識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別成為可能，其判別結果的可靠性提高。此外，特別是在進行用該參數的識別值的內燃機的空燃比控制的場合，可以進一步提高該空燃比控制的穩定性。
            
此外，在本發明中，前述識別過程最好是把前述第1排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差和前述第2排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差分別用作前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據并基于該數據來計算前述參數的識別值。
            
像這樣計算前述參數的識別值之際，把前述第1排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差和前述第2排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差分別用作前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據，借此該識別值的計算用的算法的建立變得比較容易，并且還提高該識別值的精度成為可能。
            
再者，如前所述，在控制前述內燃機的空燃比以便使第1排氣傳感器的輸出收斂于規定的目標值的場合，關于該第1排氣傳感器的前述規定的基準值，最好是設定成上述目標值。
            
此外，關于前述模型的建立或前述識別過程的上述本發明的各技術，當然可以與前述關于第1和第2排氣傳感器的種類的技術，或關于內燃機的空燃比控制的各種技術并用。
            
在以上說明的本發明中，基于前述參數的識別值的催化劑裝置的劣化狀態的判別雖然可以把該識別值本身與適當的判別值加以比較等來進行，但是最好是前述劣化判別過程把對前述參數的識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據用作前述催化劑裝置的劣化狀態的判別用數據。
            
也就是說，前述參數的識別值本身在外部干擾等的影響下有時即使是催化劑裝置的劣化狀態相同也要產生分散誤差。因而把對該參數的識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據用作前述催化劑裝置的劣化狀態的判別用數據，借此可以提高催化劑裝置的劣化狀態的判別的可靠性。
            
再者，上述濾波處理雖然也可以是作為判別用數據求出前述參數的識別值的平均值或加權平均值這樣的處理，但是最好是求出前述參數的識別值數據的最小二乘中心值的處理。通過進行這種濾波處理，前述判別用數據成為與催化劑裝置的劣化狀態之間具有更顯著的相關性者，可以更適當地進行基于該判別用數據的催化劑裝置的劣化狀態的判別。
            
進而，如上所述用前述判別用數據的本發明中，最好是在前述識別過程中備有在識別前述參數值之際劃分成預先確定的多個區域來掌握供給到前述排氣通路的排氣流量的過程，前述劣化判別過程在該排氣流量的每個區域中單獨地對與各區域相對應的前述參數的識別值數據實施前述濾波處理而生成前述判別用數據，并且用對應于該排氣流量的至少一個區域而生成的前述判別用數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
也就是說，前述參數的識別值多少受通過催化劑裝置的排氣流量的影響(例如排氣流量越大，則參數的識別值的大小有所增加或者減少)。因而，把該排氣流量劃分成多個區域(例如大流量區域和小流量區域等)，并且在每個求出參數的識別值之際掌握的排氣流量區域中單獨地生成前述判別用數據，用其中的對應于至少一個區域而生成的前述判別用數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態，借此該判別結果的可靠性進一步提高，并且不依賴于排氣流量的判別成為可能。
            
此外，在上述的本發明中，更具體地說，前述劣化判別過程基于前述參數的識別值的數據值的大小和/或該數據值伴隨前述催化劑裝置的劣化的進展的變化特性來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
或者如前所述對前述參數的識別值數據實施規定的濾波處理，生成前述劣化判別用數據的場合，前述劣化判別過程基于前述識別用數據的值的大小和/或該識別用數據的值伴隨前述催化劑裝置的劣化的進展的變化特性來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
也就是說，前述參數的識別值數據，或者根據該數據生成的前述劣化判別用數據，其值的大小，或者其變化的形態對催化劑裝置的劣化狀態具有特征性的相關性，該相關性基本上由催化劑裝置的種類或進行識別的參數的種類來確定。因而，通過著眼于上述數據值的大小或其變化特性，可以適當地進行催化劑裝置的劣化狀態的判別。
            
更具體地說，例如如前所述，在作為根據前述第1排氣傳感器的輸出經由響應延遲要素和/或無用時間要素生成前述第2排氣傳感器的輸出的系統給前述對象排氣系建立用離散時間系來表示的模型的場合，在前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第1排氣傳感器的輸出有關的系數的場合，該系數的識別值數據或者對其實施前述濾波處理而生成的數據值的大小，直到催化劑裝置的劣化進展某種程度之前隨著該劣化的進展呈現出增加或者減少的傾向，然后此一傾向逆轉，隨著催化劑裝置的劣化的進展呈現出減少或者增加的傾向。也就是說，在催化劑裝置的劣化進展到某種程度的階段，上述數據的值取極值(極大值或極小值)。因而在此一場合，前述劣化判別過程可以基于與該第1排氣傳感器的輸出有關的系數的識別值數據或者對該識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據的值的大小，和與隨著前述催化劑裝置的劣化的進展而產生該數據的值的極值(極大值或極小值)有關的信息(例如是否產生了該極值)來判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
此外，例如與上述同樣在建立前述對象排氣系的模型的場合，在前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數的場合，該系數的識別值數據或者對其實施前述濾波處理而生成的數據的值的大小隨著催化劑裝置的劣化的進展呈現出單調增加或減少傾向。因而在此一場合，前述劣化判別過程可以基于與該前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數的識別值數據或者對該識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據的值的大小來判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
此外，在上述本發明中，在前述識別過程中識別的前述模型的參數有多個的場合，前述劣化判別過程基于該多個參數的識別值數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
這樣一來，可以比基于單一參數的識別值數據來判別催化劑裝置的劣化狀態的場合提高判別結果的可靠性。
            
在此一場合，更具體地說，前述劣化判別過程基于前述多個參數各自的識別值數據單獨地暫定判別前述催化劑裝置的劣化狀態之后，綜合該各參數每個的判別結果來確定該催化劑裝置的劣化狀態的判別結果。借此可以以高的可靠性容易地進行基于多個參數的各自的識別值數據的催化劑裝置的劣化狀態的判別。
            
進而，在本發明中，前述劣化判別過程最好是劃分成多個劣化程度來判別前述催化劑裝置的劣化狀態，借此可以分級地掌握催化劑裝置的劣化程度。
            
此外，在以上說明的本發明中，前述劣化判別過程最好是備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據和第2排氣傳感器的輸出數據當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
或者，在前述催化劑裝置設在前述內燃機的排氣通路上的場合，前述劣化判別過程最好是備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據、第2排氣傳感器的輸出數據和前述內燃機的吸氣量狀態當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
進而或者，在前述內燃機為作為其推進源裝設在車輛上的內燃機的場合，前述劣化判別過程最好是備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據、第2排氣傳感器的輸出數據、前述內燃機的吸氣量狀態和前述車輛的車速狀態當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
也就是說，例如在前述第1排氣傳感器的輸出或第2排氣傳感器的輸出穩態性地大體上一定，這些輸出的變動極小的狀況下，難以根據這些輸出數據高精度地求出前述參數的識別值，容易產生該識別值的誤差。此外，這些排氣傳感器的輸出成為大體上一定的狀況，在前述對象排氣系設在排氣通路上的內燃機的吸氣量(更準確地說是一個燃燒循環中的吸氣量)穩態性地幾乎一定的內燃機的運行進行的狀況下，或作為推進源裝設了該內燃機的車輛的車速穩態性地幾乎一定的狀況下容易產生。
            
因此，在本發明中，基于第1排氣傳感器的輸出數據、第2排氣傳感器的輸出數據、或者內燃機的吸氣量狀態、或者車輛的車速狀態當中的至少一個(最好是多個)來判斷前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。借此可以提高該參數的識別值的可靠性，進而進一步提高催化劑裝置的劣化狀態的判別結果的可靠性。
            
在此一場合，前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的判斷，可以根據采集用來求出該識別值的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據之際的該第1排氣傳感器的輸出、第2排氣傳感器的輸出、或者在排氣通路上配備該催化劑裝置的內燃機的吸氣量、或者裝設該內燃機的車輛的車速當中的至少一個是否大體上維持一定來進行。也就是說，在采集用來求出該識別值的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據之際的第1排氣傳感器的輸出等大體上維持一定的狀況下可以判斷為前述參數的識別值是不適合的，在不是這樣的狀況下，最好是在第1排氣傳感器的輸出等當中的多個產生某種程度的變動的狀況下，可以判斷為該識別值是適合的。
            
再者，關于前述劣化判別過程的根據上述本發明的各種技術，當然可以與前述關于第1和第2排氣傳感器的種類的技術，或關于內燃機的空燃比控制的各種技術，關于前述模型的建立，或者前述識別過程的處理的技術并用。
            
此外，在以上說明的本發明中，最好是備有進行與前述劣化判別過程得出的前述催化劑裝置的劣化狀態的判別結果相對應的報告的過程，借此可以進行促使催化劑裝置的更換等的報告。
            
附圖的簡要說明
            

            

            
圖1是運用本發明的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法的第1實施例的系統的總體構成圖，
            
圖2是圖1的系統中使用的O2傳感器的輸出特性圖，
            
圖3是表示圖1的系統的主要部分的基本構成的方框圖，
            
圖4是用來說明圖1的系統中用的滑動模式控制的說明圖，
            
圖5和圖6是用來說明圖1的系統中用的催化劑裝置的劣化判別方法的曲線圖，
            
圖7是用來說明圖1的系統中用的自適應控制器的方框圖，
            
圖8是用來說明圖1的系統的與發動機的燃料控制有關的處理的程序框圖，
            
圖9是用來說明圖1的系統的排氣側主運算處理部的總體處理的程序框圖，
            
圖10～圖12是用來說明圖9的程序框圖的子程序處理的程序框圖，
            
圖13～圖15是用來說明圖12的程序框圖的部分處理的說明圖，
            
圖16是用來說明圖12的程序框圖的子程序處理的說明圖，
            
圖17～圖19是用來說明圖9的程序框圖的子程序處理的程序框圖，
            
圖20和圖21是用來說明本發明的劣化判別方法的第2實施例的程序框圖，
            
圖22是用來說明本發明的劣化判別方法的第3實施例的程序框圖。
            
實施發明的最佳形態
            
參照圖1至圖19來說明本發明的第1實施例。
            
圖1是表示運用本實施例的劣化判別方法的系統的總體構成的方框圖，圖中1是例如四缸發動機(內燃機)。此一發動機1每個氣缸中通過燃料和空氣的混合氣的燃燒生成的排氣匯合于發動機1附近的共同的排氣管2(排氣通路)，經由該排氣管2向大氣中排放。而且，在排氣管2上為了凈化排氣從該排氣管2的上游側依次插裝用三元催化劑構成的兩個催化劑裝置3、4。再者，由本實施例來判別劣化狀態的催化劑裝置是上游側的催化劑裝置3。此外，下游側的催化劑裝置4也可以將其省略。
            
本實施例的系統為了進行發動機1的空燃比(在發動機1中所燃燒的燃料和空氣的混合氣的空燃比)的控制和催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理，具備在催化劑裝置3的上游側(更確切地說是發動機1的每個氣缸的排氣的匯合處)設在排氣管2上的作為第1排氣傳感器的寬范圍空燃比傳感器5，在催化劑裝置3的下游側(催化劑裝置4的上游側)設在排氣管2上的作為第2排氣傳感器的O2傳感器(氧氣濃度傳感器)6，以及基于這些傳感器5、6的輸出來進行下文述及的控制處理的控制單元7。再者，除了前述寬范圍空燃比傳感器5或O2傳感器6的輸出之外，用來檢測發動機1的運行狀態的未畫出的轉速傳感器或吸氣壓力傳感器、冷卻水溫傳感器等各種傳感器的輸出送到控制單元7。
            
寬范圍空燃比傳感器5用O2傳感器來構成，生成與發動機1中燃燒的混合氣的空燃比(這由進入催化劑裝置3的排氣中的氧氣濃度來掌握)相對應的值的輸出。在此一場合，寬范圍空燃比傳感器5(以下稱為LAF傳感器5)根據構成該傳感器5的O2傳感器的輸出由未畫出的線性化器等檢測電路，在發動機1的空燃比的整個寬范圍中生成與它成比例的值的輸出KACT，也就是表示該空燃比的檢測值的輸出KACT。這種LAF傳感器5由于本申請的申請人在日本特開平4-369471號公報或美國專利第5391282號中詳細地公開了，所以這里省略進一步的說明。
            
此外，催化劑裝置3的下游側的O2傳感器6與普通的O2傳感器同樣地生成與通過催化劑裝置3的排氣中的氧氣濃度相對應的值的輸出VO2/OUT，也就是表示該排氣中的氧氣濃度的檢測值的輸出VO2/OUT。此一O2傳感器6的輸出VO2/OUT如圖2中所示，由通過催化劑裝置3的排氣的氧氣濃度來掌握的空燃比在存在于理論空燃比附近的范圍Δ內這樣的狀態下產生與該排氣的氧氣濃度幾乎成比例的高靈敏度的變化。
            
控制單元7用微計算機來構成，大致分為擔當用來計算發動機1的目標空燃比KCMD的運算處理以及用來判別催化劑裝置3的劣化狀態的運算處理的控制單元7a(以下稱為排氣側控制單元7a)，和擔當基于上述目標空燃比KCMD來控制發動機1的空燃比的處理的控制單元7b(以下稱為發動機側控制單元7b)。
            
發動機側控制單元7b作為其功能的構成具備求出向發動機1的基本燃料噴射量Tim的基本燃料噴射量計算部8，和分別求出用來修正基本燃料噴射量Tim的第1修正系數KTOTAL和第2修正系數KCMDM的第1修正系數計算部9和第2修正系數計算部10。
            
前述基本燃料噴射量計算部8根據發動機1的轉速NE和吸入壓力PB用預先設定的圖像來求出由這些規定的發動機1的基準燃料噴射量(燃料供給量)，根據發動機1的未畫出的節氣門的有效開口面積來修正該基準燃料噴射量，借此來計算基準燃料噴射量Tim。
            
此外，第1修正系數計算部9求出的第1修正系數KTOTAL考慮發動機1的排氣回流率(發動機1的吸入空氣中所含的排氣的比率)，或發動機1的未畫出的罐體排污時供給到發動機1的燃料的排污量，發動機1的冷卻水溫，吸氣溫度等來修正前述基本燃料噴射量Tim。
            
此外，第2修正系數計算部10求出的第2修正系數KCMDM對應于排氣側控制單元7a如下文所述確定的目標空燃比KCMD考慮流入發動機1的燃料的冷卻效應引起的吸入空氣的充填效率來修正基本燃料噴射量Tim。
            
根據這些第1修正系數KTOTAL和第2修正系數KCMDM的基本燃料噴射量Tim的修正，通過把第1修正系數KTOTAL和第2修正系數KCMDM乘以基本燃料噴射量Tim來進行，通過此一修正得到發動機1的要求燃料噴射量Tcyl。
            
再者，由前述基本燃料噴射量Tim，或第1修正系數KTOTAL，第2修正系數KCMDM具體的計算手法由于本申請的申請人在日本特開平5-79374號公報或美國專利第5253630號等中公開了，所以這里省略詳細的說明。
            
發動機側控制單元7b除了上述功能的構成之外，還備有調整發動機1的燃料噴射量以便使LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)與排氣側控制單元7a(細節下文述及)逐次計算的目標空燃比KCMD一致(收斂于)，借此來反饋控制發動機1的空燃比的反饋控制部14。
            
此一反饋控制部14在本實施例中分為反饋控制發動機1的各氣缸的總體的空燃比的大局反饋控制部15和反饋控制發動機1的每個氣缸的空燃比的局部反饋控制部16。
            
前述大局反饋控制部15逐次求出修正前述要求燃料噴射量Tcyl(乘以前述要求燃料噴射量Tcyl)以便LAF傳感器5的輸出KACT收斂于前述目標空燃比KCMD的反饋修正系數KFB。
            
此一大局反饋控制部15分別獨立地具備根據LAF傳感器5的輸出KACT與目標空燃比KCMD的偏差用公知的PID控制來生成作為前述反饋修正系數KFB的反饋操作量KLAF的PID控制器17，和根據LAF傳感器5的輸出KACT和目標空燃比KCMD來考慮發動機1的運行狀態變化或特性變化等而自適應地求出規定前述反饋修正系數KFB的反饋操作量KSTR的自適應控制器18(圖中稱為STR)。
            
這里，在本實施例中，前述PID控制器17生成的反饋操作量KLAF在LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)與目標空燃比KCMD一致的狀態下為“1”，可以把該操作量KLAF原封不動地作為前述反饋修正系數KFB來使用。另一方面，在自適應控制器18生成的反饋操作量KSTR和LAF傳感器5與目標空燃比KCMD一致的狀態下成為“目標空燃比KCMD”。因此，除法處理部19把該反饋操作量KSTR除以目標空燃比KCMD而成的反饋操作量kstr(=KSTR/KCMD)可以作為前述反饋修正系數KFB來使用。
            
而且，大局反饋控制部15靠切換部20適當而擇一地選擇由PID控制器17生成的反饋操作量KLAF，和把自適應控制器18生成的反饋操作量KSTR除以目標空燃比KCMD而成的反饋操作量kstr，把某一方的反饋操作量KSTR或kstr作為前述反饋修正系數KFB來使用，把該修正系數KFB乘以前述要求燃料噴射量Tcyl，借此來修正該要求燃料噴射量Tcyl。再者關于這種大局反饋控制部15(特別是自適應控制器18)在下文更確切地說明。
            
前述局部反饋控制部16具備根據LAF傳感器5的輸出KACT來推斷每個氣缸的實際空燃比#nA/F(n=1,2,3,4)的觀測器21，和為了根據由此一觀測器21所推斷的每個氣缸的實際空燃比#nA/F來消除每個氣缸的空燃比的分散誤差，用PID控制分別求出每個氣缸的燃料噴射量的反饋修正系數#nKLAF的多個(氣缸數個)PID控制器22。
            
這里如果簡單地說明之則觀測器21如下進行每個氣缸的實際空燃比#nA/F的推斷。也就是說，把從發動機1到LAF傳感器5的部位(每個氣缸的排氣的匯合處)的系統看成根據發動機1的每個氣缸的實際空燃比#nA/F生成由LFA傳感器5來檢測的空燃比的系統，考慮LAF傳感器5的檢測響應滯后(例如一階滯后)或發動機1的每個氣缸的空燃比對由LAF傳感器5來檢測的空燃比的時間貢獻度而給這些建立模型。而且基于該模型根據LAF傳感器5的輸出KACT倒算地推斷每個氣缸的實際空燃比#nA/F。
            
再者，這種觀測器21由于本申請的申請人在例如日本特開平7-83094號公報或美國專利第5531208號中詳細地公開了，所以這里省略進一步的說明。
            
此外，局部反饋控制部16的各PID控制器22把LAF傳感器5的輸出KACT除以前次控制循環中由各PID控制器22求出的反饋修正系數#nKLAF的關于所有氣缸的平均值而成的值作為各氣缸的空燃比的目標值，為了消除該目標值與由觀測器21求出的每個氣缸的實際空燃比#nA/F的推斷值的偏差，求出此次控制循環中的每個氣缸的反饋修正系數#nKLAF。
            
而且，局部反饋控制部16把前述要求燃料噴射量Tcyl乘以大局反饋控制部15的反饋修正系數KFB而成的值乘以每個氣缸的反饋修正系數#nKLAF，借此來求出各氣缸的輸出燃料噴射量#nTout(n=1,2,3,4)。
            
這樣一來所求出的各氣缸的輸出燃料噴射量#nTout由發動機側控制單元7b中配備的每個氣缸的附著修正部23對每個氣缸完成了考慮吸氣管的壁面附著的修正之后，送到發動機1的未畫出的燃料噴射裝置，按完成了該附著修正的輸出燃料噴射量#nTout來進行向發動機1的各氣缸的燃料噴射。
            
再者，關于上述附著修正由于本申請的申請人在例如日本特開平8-21273號公報或美國專利第5568799號中詳細地公開了，所以這里省略進一步的說明。此外，在圖1中帶有標號24的傳感器輸出選擇處理部根據發動機1的運行狀態來選擇適合于前述觀測器21的每個氣缸的實際空燃比#nA/F的推斷的LAF傳感器5的輸出KACT，關于這些由于本申請的申請人在日本特開平7-259588號公報或美國專利第5540209號中詳細地公開了，所以這里省略進一步的說明。
            
另一方面，前述排氣側控制單元7a備有求出LAF傳感器5的輸出KACT與規定的基準值FLAF/BASE的偏差kact(=KACT-FLAF/BASE)的減法處理部11，和求出O2傳感器6的輸出VO2/OUT與其目標值VO2/TARGET(關于O2傳感器6的輸出VO2/OUT的基準值)的偏差VO2(=VO2/OUT-VO2/TARGET)的減法處理部12。在此一場合，在本實施例中前述基準值FLAF/BASE在空燃比換算中設定成約“1”(一定值)。此外，O2傳感器6的輸出VO2/OUT的目標值VO2/TARGET在本實施例中取為得到催化劑裝置3的最佳凈化性能的規定的一定值。
            
再者，在以下的說明中，把前述減法處理部11、12分別求出的偏差kact、VO2分別稱為LAF傳感器5的偏差輸出kact和O2傳感器6的偏差輸出VO2。
            
排氣側控制單元7a還備有分別作為FAF傳感器5的輸出和O2傳感器6的輸出的數據給出上述偏差輸出kact、VO2的數據的排氣側主運算處理部13。
            
此一排氣側主運算處理部13具有基于前述偏差輸出kact、VO2的數據逐次計算發動機1的目標空燃比KCMD(由LAF傳感器5檢測的發動機1的空燃比的目標值)的功能(以下稱為目標空燃比計算功能)，和逐次判別催化劑裝置3的劣化狀態的功能(以下稱為劣化判別功能)。
            
更確切地說，排氣側主運算處理部13的目標空燃比計算功能以從排氣管2的LAF傳感器5的部位到O2傳感器6的部位的包括催化劑裝置3在內的排氣系(圖1中帶有標號E的部分)為控制對象。而且，一邊考慮此一對象排氣系E具有的無用時間或前述發動機1和發動機側控制單元7b具有的無用時間，對象排氣系E的行為變化等一邊用自適應滑動模式控制逐次計算發動機1的目標空燃比KCMD，以便使O2傳感器6的輸出VO2/OUT收斂于其目標值VO2/TARGET(使O2傳感器6的偏差輸出VO2收斂于“0”)。
            
此外，排氣側主運算處理部13的劣化判別功能在計算目標空燃比KCMD的過程中基于逐次得到的下文述及的模型的參數的識別值數據逐次判別催化劑裝置3的劣化狀態，并且根據其判別結果來控制本實施例的系統中配備的劣化報告器29的動作。再者，劣化報告器29通過燈泡的點亮或閃亮，或者蜂鳴器的鳴響等向外部報告催化劑裝置3的劣化狀態。
            
為了進行這些目標空燃比計算功能和劣化判別功能的運算處理，在本實施例中，把前述對象排氣系E看成根據前述LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)經由無用時間要素和響應滯后要素來生成O2傳感器6的輸出VO2/OUT(通過催化劑裝置3的排氣中的氧氣濃度)的系統，預先以離散時間系給其行為建模。此外特別是為了目標空燃比計算功能，把由前述發動機1和發動機側控制單元7b組成的系統(以下把此一系統稱為空燃比操作系)看成根據目標空燃比KCMD經由無用時間要素來生成LAF傳感器5的輸出KACT的系統，預先以離散時間系給其行為建模。
            
在此一場合，在本實施例中，以離散時間系來表現對象排氣系E的行為的模型(以下稱為排氣系模型)用LAF傳感器5的前述偏差輸出kact(=KACT-FLAF/BASE)和O2傳感器6的偏差輸出VO2(=VO2/OUT-VO2/TARGET)來代替LAF傳感器5的輸出KACT和O2傳感器6的輸出VO2/OUT，由下面式(1)來表達。
            
VO2(k+1)=a1·VO2(k)+a2·VO2(k-1)+b1·kact(k-d1)(1)
            
對象排氣系E看成是根據LAF傳感器5的偏差輸出kact經由無用時間要素和響應滯后要素來生成O2傳感器6的偏差輸出VO2的系統，此一式(1)以離散時間系(更確切地說是具有無用時間的自回歸模型)來表達該對象排氣系E的行為。
            
這里，在上式(1)中，“k”表示離散時間的控制循環的序號數，“d1”是用控制循環數表示對象排氣系E中存在的無用時間的。在此一場合，在令排氣系主運算處理部13的控制循環的周期(這在本實施例中是一定的)為30～100ms時，一般來說，對象排氣系E的無用時間(直到LAF傳感器5檢測的各時刻的空燃比反映在O2傳感器6的輸出VO2/OUT中所需的時間)為3-10控制循環的時間(d1=3～10)。而且，在本實施例中，作為由式(1)表達的排氣系模型中的無用時間d1的值，用等于對象排氣系E的實際無用時間，或者比它長一些的預先設定的規定的一定值(在本實施例中例如d1=7)。
            
此外，式(1)右邊第1項和第2項分別對應于對象排氣系E的響應滯后要素，第1項是第1次自回歸項，第2項是第2次自回歸項。而且，“a1”、“a2”分別是第1次自回歸項的增益系數，第2次自回歸項的增益系數。這些增益系數a1、a2換句話說是與O2傳感器6的輸出VO2/OUT有關的系數。
            
進而，式(1)右邊的第3項包含對象排氣系E的無用時間d1地表達作為對象排氣系E和排氣系模型的輸入的LAF傳感器5的輸出，“b1”是與該輸入(=LAF傳感器5的輸出)有關的增益系數。這些增益系數a1、a2、b1是規定排氣系模型的行為的參數，在本實施例中由下文述及的識別器來逐次識別。
            
另一方面，前述空燃比操作系(由發動機1和發動機側控制單元7b組成的系統)的離散時間系的模型(以下稱為空燃比操作系模型)，在本實施例中，與排氣系模型的場合同樣用LAF傳感器5的前述偏差輸出kact(=KACT-FLAF/BASE)來代替LAF傳感器5的輸出KACT，并且與此相對應地用該目標空燃比KCMD對前述基準值FLAF/BASE的偏差kcmd(=KCMD-FLAF/BASE。這相當于LAF傳感器5的偏差輸出kact的目標值。以下把它稱為目標偏差空燃比kcmd)來代替目標空燃比KCMD，由下面式(2)來表達。
            
  kact(k)=kcmd(k-d2)(2)
            
此一式(2)是空燃比操作系看成根據目標偏差空燃比kcmd經由無用時間要素來生成LAF傳感器5的偏差輸出kact的系統(各控制循環中的偏差輸出kact與無用時間前的目標偏差空燃比kcmd一致的系統)，以離散時間系的模型來表達該空燃比操作系。
            
這里，在式(2)中，“d2”以排氣側主運算處理部13的控制循環數來表示空燃比操作系的無用時間。在此一場合，空燃比操作系的無用時間(直到各時刻的目標空燃比KCMD反映在LAF傳感器5的輸出KACT中所需的時間)隨著發動機1的轉速NE而變化，發動機1的轉速越低則越長。而且，在本實施例中，作為由式(2)表達的空燃比操作系模型中的無用時間d2的值，如上所述考慮空燃比操作系的無用時間的特性，用等于例如發動機1的作為低速旋轉范圍的轉速的怠速轉速下實際的空燃比操作系具有的無用時間(它是發動機1的任意轉速下空燃比操作系能夠采用的最大側的無用時間)，或者比它長一些的預先設定的規定的一定值(在本實施例中例如d2=3)。
            
再者，雖然在空燃比操作系中，實際上除了無用時間要素之外還包含發動機1的響應滯后要素，但是因為LAF傳感器5的輸出KACT對目標空燃比KCMD的響應滯后基本上由反饋控制部14(特別是自適應控制器18)來補償，故在從排氣側主運算處理部13來看的空燃比操作系中也可以不考慮發動機1的響應滯后要素。
            
本實施例中的前述排氣側主運算處理部13按規定(一定)的控制循環來進行基于分別由式(1)和式(2)表達的排氣系模型和空燃比操作系模型的前述目標空燃比計算功能的處理，和基于由式(1)表達的排氣系模型的前述劣化判別功能的處理。而且，為了實現這些功能，具備圖3中所示的功能的構成。
            
也就是說，排氣側主運算處理部13具備根據LAF傳感器5的偏差輸出kact和O2傳感器6的偏差輸出VO2的數據在每個控制循環中逐次識別作為前述排氣系模型(式(1))的應該設定的參數的前述增益系數a1、a2、b1的值的識別器25，根據LAF傳感器5的偏差輸出kact、O2傳感器6的偏差輸出VO2以及以下所述的滑動模式控制器27在過去求出的目標空燃比KCMD(更準確地說是目標偏差空燃比kcmd)的數據，用由前述識別器25來計算的前述增益系數a1、a2、b1的識別值 
            
(以下稱為識別增益系數  
            
)在每個控制循環中逐次求出把對象排氣系E的無用時間d1和空燃比操作系的無用時間d2相加的合計無用時間d(=d1+d2)后的O2傳感器6的偏差輸出VO2的推斷值VO2(以下稱為推斷偏差輸出VO2)的推斷器26，根據由該推斷器26求出的O2傳感器6的推斷偏差輸出VO2的數據，用前述識別增益系數 
            
在每個控制循環中由自適應滑動模式控制來逐次計算前述目標空燃比KCMD的滑動模式控制器27，以及基于前述識別增益系數 
            
的數據來判別催化劑裝置3的劣化狀態的催化劑劣化判別處理器28。
            
這些構成當中，由識別器25、推斷器26和滑動模式控制器27進行的運算處理的算法像以下這樣建立。
            
首先，前述識別器25實時地逐次識別前述增益系數a1、a2、b1的值以便極力減小由前述式(1)表達的排氣系模型對實際的對象排氣系E的建模誤差，該識別處理如下進行。
            
也就是說，識別器25在每個規定的控制循環中，首先用當前所設定的排氣系模型的識別增益系數 
            
也就是前次控制循環中確定的識別增益系數 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)的值，以及LAF傳感器5的偏差輸出kact和O2傳感器6的偏差輸出VO2的在過去得到的數據，由下面式(3)來求出排氣系模型上的O2傳感器6的偏差輸出VO2(排氣系模型的輸出)的值V2(k)(以下稱為識別偏差輸出V2(k))。此一式(3)是把前述式(1)向過去側移動一個控制循環量，并用識別增益系數 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)來置換增益系數a1、a2、b1者。此外，式(3)的第3項中所用的對象排氣系E的無用時間d1的值用如前所述設定的一定值(在本實施例中d1=7)。
            
這里，如果引入由下面式(4)、(5)所定義的向量Θ和ξ(式(4)、(5)中的加字“T”意味著轉置，下同)， 
            
ξT(k)=[VO2(k-1)VO2(k-2)kact(k-d1-1)](5)則前述式(3)可由下面式(6)來表示。
            
進而識別器25作為表示排氣系模型對實際的對象排氣系E的建模誤差者由下面式(7)來求出由前述式(3)或式(6)所求出的O2傳感器6的識別偏差輸出V2與當前的O2傳感器6的偏差輸出VO2的偏差id/e(下文把偏差id/e稱為識別誤差id/e)。
            
而且，識別器25求出新的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)，換句話說求出以這些識別增益系數為要素的新的前述向量Θ(k)(以下把此一向量稱為識別增益系數向量Θ)以便把上述識別誤差id/e減至最小，由下面式(8)來進行該計算。也就是說，識別器25通過使前次控制循環中確定的識別增益系數 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)按與識別誤差id/e成比例的量變化來求出新的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)。Θ(k)=Θ(k-1)+Kθ(K)·id/e(k) (8)這里，式(8)中的“Kθ”是由下面式(9)來確定的三次的向量(規定與各識別增益系數 
            
的識別誤差id/e相對應的變化程度的增益系數向量)。
            
此外，上式(9)中的“P”是由下面式(10)的漸變式來確定的三次的正方矩陣。(式中I單位矩陣)
            
再者，式(10)中的“λ1”、“λ2”設定成滿足0＜λ1≤1和0≤λ2＜2的條件，此外“P”的初始值P(0)是其各對角分量取為正數的對角矩陣。
            
在此一場合，根據式(10)中的“λ1”、“λ2”的設定方式的不同，構成固定增益法、遞減增益法、加權最小二乘法、最小二乘法、固定跟蹤法等各種具體的算法，在本實施例中，采用例如最小二乘法(在此一場合，λ1=λ2=1)。
            
本實施例中的識別器25基本上按照前述這種算法(運算處理)在每個控制循環中逐次求出識別增益系數 
            
以便把前述識別誤差id/e減至最小，通過這種處理，逐次得到適合于實際的對象排氣系E的識別增益系數 
            
以上說明的運算處理是識別器25進行的基本的處理內容。再者，雖然在本實施例中識別器25在求出識別增益系數 
            
之際還進行這些值的限制處理等附加的處理，但是關于這些下文述及。
            
接著，前述推斷器26為了補償下文中詳細說明的滑動模式控制器27進行的空燃比KCMD的計算處理之際的對象排氣系E的無用時間d1和前述空燃比操作系的無用時間d2的影響，在每個控制循環中逐次求出作為前述合計無用時間d(=d1+d2)后的O2傳感器6的偏差輸出VO2的推斷值的前述推斷偏差輸出VO2，該推斷處理的算法如下建立。再者，此一推斷器26不構成本發明的本質，此外，由于其細節本申請的申請人在日本特愿平10-130864號中說明了，所以這里說明其概略。
            
首先，如果在表示排氣系模型的前述式(1)中，運用表示空燃比操作系模型的式(2)，則式(1)能夠改寫成下面式(11)。VO2(k+1)=a1·VO2(k)+a2·VO2(k-1)+b1·kcmd(k-d1-d2)
            
=a1·VO2(k)+a2·VO2(k-1)+b1·kcmd(k-d)  (11)
            
此一式(11)把對象排氣系E和空燃比操作系組合的系統看成根據目標偏差空燃比kcmd經由對象排氣系E和空燃比操作系兩者的無用時間要素和對象排氣系E的響應滯后要素來生成O2傳感器6的偏差輸出VO2的系統，以離散時間系的模型來表達該系統。
            
而且，通過用此一式(11)，作為各控制循環中的前述合計無用時間d后的O2傳感器6的偏差輸出VO2(k+d)的推斷值的前述推斷偏差輸出VO2(k+d)，用O2傳感器6的偏差輸出VO2的時間序列數據VO2(k)和VO2(k-1)，以及相當于滑動模式控制器27求出的目標空燃比KCMD(具體的求法下文述及)的目標偏差空燃比kcmd(=KCMD-FLAF/BASE)的過去的時間序列數據kcmd(k-1)(j=1,2,…,d)由下面式(12)來表示。式中， 
            
這里，在式(12)中，α1、α2分別是該式(12)的注釋中定義的矩陣A的乘方Ad(d合計無用時間)的第1行第1列分量，第1行第2列分量。此外，βj(j=1,2,…,d)分別是矩陣A的乘方Aj-1(j=1,2,…,d)與該式(12)的注釋中定義的向量B之積Aj-1·B的第1行分量。
            
進而，式(12)中的目標偏差空燃比kcmd的過去值的時間序列數據kcmd(k-j)(j=1,2,…,d)當中從現在起空燃比操作系的無用時間d2以前的目標偏差空燃比kcmd的過去值的時間序列數據kcmd(k-d2)、kcmd(k-d2-1)、…、kcmd(k-d)根據前述式(2)可以分別置換成LAF傳感器5的偏差輸出kcat的現在以前所得到的數據kact(k)、kact(k-1)、…、kcat(k-d+d2)。而且，通過進行此一置換，得到下面式(13)。
            
此一式(13)在本實施例中是推斷器26用來計算前述推斷偏差輸出VO2(k+d)的基本公式。也就是說，在本實施例中，推斷器26在每個控制循環中，通過用O2傳感器6的偏差輸出VO2的時間序列數據VO2(k)和VO2(k-1)，滑動模式控制器27在過去求出的表示目標空燃比KCMD的目標偏差空燃比kcmd的過去值kcmd(k-j)(j=1,2,…,d2-1)，以及LAF傳感器5的偏差輸出kact的時間序列數據kact(k-j)(j=1,2,…,d1)來進行式(13)的運算來求出O2傳感器6的推斷偏差輸出VO2(k+d)。
            
在此一場合，在本實施例中，為了由式(13)來計算推斷偏差輸出VO2(k+d)而需要的系數α1、α2和βj(j=1,2,…,d)的值基本上用作為前述增益系數a1、a2、b1(這些是式(12)的注釋中定義的矩陣A和向量B的分量)的識別值的前述識別增益系數 
            
來計算。此外，式(13)的運算所需的無用時間d1、d2用如前所述設定的值。
            
再者，推斷偏差輸出VO2(k+d)雖然也可以不使用LAF傳感器5的偏差輸出kact的數據而由式(12)的運算求出，但是在提高推斷偏差輸出VO2(k+d)的可靠性方面，最好是由用反映發動機1等的實際行為的LAF傳感器5的偏差輸出kact的數據的式(13)的運算來求出推斷偏差輸出VO2(k+d)。此外，在可以把空燃比操作系的無用時間d2設定成“1”的場合，可以把式(12)中的目標偏差空燃比kcmd的過去值的時間序列數據kcmd(k-j)(j=1,2,…,d)全都分別置換成LAF傳感器5的偏差輸出kact的現在以前所得到的時間序列數據kact(k)、kact(k-1)、…、kact(k-d+d2)。因此，在此一場合，推斷偏差輸出VO2(k+d)可以由不包含目標偏差空燃比kcmd的數據的下面式(14)來求出。
            
下面說明前述滑動模式控制器27。再者，由于本申請的申請人在日本特愿平10-130864中說明了此一滑動模式控制器27的細節，所以這里說明其概略。
            
本實施例的滑動模式控制器27通過在通常的滑動模式控制中加進用來極力排除外部干擾的影響的自適應規則的自適應滑動模式控制來確定應該送到作為控制對象的前述對象排氣系E的輸入(詳細地說，是LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)與前述基準值FLAF/BASE的偏差的目標值，等于前述目標偏差空燃比kcmd。以下把此一輸入稱為SLD操作輸入us1)，以便把O2傳感器6的輸出VO2/OUT調整成其目標值VO2/TARGET(使O2傳感器6的偏差輸出VO2收斂于“0”)，根據該確定的SLD操作輸入us1來確定前述目標空燃比KCMD。而且，該處理用的算法如下建立。
            
首先，就滑動模式控制器27的自適應滑動模式控制所需的超平面(這也稱為滑動平面)的建立進行說明。
            
作為本實施例中的滑動模式控制的基本的考慮方法，作為應該控制的狀態量用例如在各控制循環中所得到的O2傳感器6的偏差輸出VO2(k)，和在其1控制循環前所得到的偏差輸出VO2(k-1)，由下面式(15)來定義規定滑動模式控制用的超平面的線性函數σ(這也稱為切換函數)。再者，以下把作為以前述偏差輸出VO2(k)、VO2(k-1)為分量的向量在式(15)中定義的向量X稱為狀態量X。
            
σ(k)=s1·VO2(k)+s2·VO2(k-1)
            
   (15)
            
=S·X(式中S=[s1,s2]，
            
在此一場合，線性函數σ的系數s1、s2設定成滿足下面式(16)的條件。(s1=1時-1＜s2＜1)
            
再者，在本實施例中，為了簡化取為s=1(在此一場合，s2/s1=s2)，把系數s2的值設定成滿足-1＜s2＜1的條件。
            
這樣來定義線性函數σ時，滑動模式控制用的超平面由σ=0來表達。在此一場合，由于狀態量X是二維系所以超平面σ=0成為圖4中所示的直線，此時，該超平面也稱為切換線。
            
再者，在本實施例中，作為線性函數的變量的狀態量，雖然實際上用由前述推斷器26所求出的前述推斷偏差輸出VO2的時間序列數據，但是關于這些在下文述及。
            
在本實施例中用的自適應滑動模式控制，根據作為使狀態量X=(VO2(k),VO2(k-1))收斂于如上所述設定的超平面σ=0用的控制規則的到達規則，和向該超平面σ=0收斂之際補償外部干擾等的影響用的控制規則的自適應規則使該狀態量X收斂于超平面σ=0(圖4的模式1)。而且，一邊由所謂等效控制輸入使該狀態量X收斂于超平面σ=0，一邊使該狀態量X收斂于作為超平面σ=0上的平衡點的VO2(k)=VO2(k-1)=0的點，也就是O2傳感器6的輸出VO2/OUT的時間序列數據VO2/OUT(k)、VO2/OUT(k-1)與目標值VO2/TARGET一致的點(圖4的模式2)。
            
為了如上所述使狀態量X收斂于超平面σ=0的平衡點，本實施例的滑動模式控制器27生成的前述SLD操作輸入usl(=目標偏差空燃比kcmd)由按照用來把狀態量X約束于超平面σ=0上的控制規則而應送到對象排氣系E的等效控制輸入ueq，按照前述到達規則而應送到對象排氣系E的輸入urch(以下稱為到達規則輸入urch)，以及按照前述自適應規則而應送到對象排氣系E的輸入uadp(以下稱為自適應規則輸入uadp)的總和來表達(下面式(17))。
            
Usl=Ueq+Urch+Uadp(17)
            
而且，這些等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp，在本實施例中，基于由前述式(11)所表示的離散時間系的模型(以用合計無用時間d的目標偏差空燃比kcmd(k-d)來置換式(1)中的LAF傳感器5的偏差輸出kact(k-d1)的模型)如下確定。
            
首先，作為為了把狀態量X約束于超平面σ=0而應送到對象排氣系E的輸入的前述等效控制輸入ueq是滿足σ(k-1)=σ(k)=0條件的目標偏差空燃比kcmd。而且，滿足這種條件的等效控制輸入ueq用式(11)和式(15)由下面式(18)給出。
            
此一式(18)在本實施例中是用來在每個控制循環中求出等效控制輸入ueq的基本公式。
            
接著，前述到達規則輸入urch在本實施例中基本上由下面式(19)來確定。
            
也就是說，到達規則輸入urch考慮前述合計無用時間d，與合計無用時間d后的線性函數σ的值σ(k+d)成比例地確定。
            
在此一場合，式(19)中的系數F(它規定到達規則的增益)設定成滿足下面式(20)的條件。
            
0＜F＜2(20)
            
再者，關于線性函數σ的值的行為，存在著該線性函數σ的值產生對超平面σ=0振蕩性的變化(所謂振蕩)的危險，為了抑制此一振蕩，與到達規則輸入urch有關的系數F最好是進而設定成滿足下面式(21)的條件。
            
0＜F＜1(21)
            
接著，前述自適應規則輸入uadp在本實施例中基本上由下面式(22)來確定(式(22)中的ΔT是排氣側主運算處理部13的控制循環的周期)。
            
也就是說，自適應規則輸入uadp考慮前述合計無用時間d，與直到該合計無用時間d后的線性函數σ的值的每個控制循環的累計值(它相當于線性函數σ的值的積分值)成比例地確定。
            
在此一場合，式(22)中的系數G(它規定自適應規則的增益)設定成滿足下面式(23)的條件。(式中，0＜J＜2)
            
再者，關于前述式(16)、(20)、(21)、(23)的設定條件的更具體的推導方法，由于本申請的申請人已經在特愿平9-251142號等中確切地說明，所以這里省略詳細的說明。
            
本實施例中的滑動模式控制器27雖然基本上是將由前述式(18)、(19)、(22)所確定的等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp的總和(ueq+urch+uadp)作為應該送到對象排氣系E的SLD操作輸入us1來確定的，但是由于在前述(18)、(19)、(22)中使用的O2傳感器6的偏差輸出VO2(k+d)、VO2(k+d-1)，或線性函數σ的值σ(k+d)等是未來值所以無法直接地得到。
            
因此，在本實施例中，滑動模式控制器27實際上用在前述推斷器26中所求出的推斷偏差輸出VO2(k+d)、VO2(k+d-1)來代替用來由前述式(18)來確定前述等效控制輸入ueq的O2傳感器6的偏差輸出VO2(k+d)、VO2(k+d-1)，由下面式(24)來計算每個控制循環的等效控制輸入ueq。
            
此外，在本實施例中，實際上使由推斷器26如前所述逐次求出的推斷偏差輸出VO2的時間序列數據為應該控制的狀態量，代替由前述式(15)所設定的線性函數σ，由下面式(25)來定義線性函數σ(此一線性函數σ相當于用推斷偏差輸出VO2的時間序列數據來置換前述式(15)的偏差輸出VO2的時間序列數據者)。
            
σ(k)=s1·VO2(k)+s2·VO2(k-1)(25)
            
而且，滑動模式控制器27代替用來由前述式(19)來確定前述到達規則輸入urch的線性函數σ的值，用由前述式(25)來表示的線性函數σ的值由下面式(26)來計算每個控制循環的到達規則輸入urch。
            
同樣，滑動模式控制器27代替用來由前述式(22)來確定前述自適應規則輸入uadp的線性函數σ的值，用由前述式(25)來表示的線性函數σ的值由下面式(27)來計算每個控制循環的自適應規則輸入uadp。
            
再者，作為在由前述式(24)、(26)、(27)來計算等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp之際所需的前述增益系數a1、a2、b1，在本實施例中基本上用由前述識別器25所求出的最新的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)。
            
而且，滑動模式控制器27作為應該送到對象排氣系E的前述SLD操作輸入usl來求出等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp的總和(參照前述式(17))。再者，在此一場合，前述式(24)、(26)、(27)中所用的前述系數s1、s2、F、G的設定條件按前述。
            
這些，在本實施例中，是由滑動模式控制器27用來在每個控制循環中確定應該送到對象排氣系E的SLD操作輸入usl(=目標偏差空燃比kcmd)的基本的運算處理(算法)。通過這樣來確定SLD操作輸入usl，該SLD操作輸入usl被確定成使O2傳感器6的推斷偏差輸出VO2收斂于“0”(結果使O2傳感器6的輸出VO2收斂于目標值VO2/TARGET)。
            
可是，本實施例中的滑動模式控制器27雖然最終在每個控制循環中逐次求出前述目標空燃比KCMD，但是如前所述所求出的SLD操作輸入usl是由LAF傳感器5所檢測的排氣的空燃比與前述基準值FLAF/BASE的偏差的目標值，也就是前述目標偏差空燃比kcmd。因此，滑動模式控制器27最終如下面式(28)中所示，在每個控制循環中把前述基準值FLAF/BASE加到如前所述求出的SLD操作輸入usl上，借此來確定目標空燃比KCMD。
            
KCMD(k)=Usl(k)+FLAF/BASE
            
   =Ueq(k)+Urch(k)+Uadp(k)+FLAF/BASE(28)
            
以上是本實施例中由滑動模式控制器27來確定目標空燃比KCDM用的基本的算法。
            
再者，在本實施例中，判別由滑動模式控制器27進行的自適應滑動模式控制的處理的穩定性，限制前述SLD操作輸入usl的值，但是關于這些下文述及。
            
下面說明前述催化劑劣化判別處理器28。再者，關于該催化劑劣化判別處理器28的詳細的處理內容下文述及，這里說明由催化劑劣化判別處理器28進行的催化劑裝置3的劣化狀態的判別的基本概要。
            
根據本申請的申請人等的各種研究，由前述識別器25計算的前述識別增益系數 
            
的值分別與催化劑裝置3的劣化狀態之間有特征性的相關關系。
            
例如識別增益系數 
            
的值，如圖5(a)的點繪部分所示，基本上有隨著催化劑裝置3的劣化的進展單調地增加的傾向。此外，識別增益系數 
            
的值，如圖5(b)的點繪部分所示，基本上有隨著催化劑裝置3的劣化的進展單調地減少的傾向。此外，識別增益系數 
            
的值，如圖5(c)的點繪部分所示，基本上有在直到催化劑裝置3的劣化進展到某種程度之前，隨著該劣化的進展增加，然后隨著劣化的進展，識別增益系數 
            
的值減少的傾向。
            
再者，在使對應于表示前述排氣系模型的前述式(1)右邊的識別增益系數 
            
的各項的極性(正負)與本實施例相反而建立排氣系模型的場合，識別增益系數 
            
的值隨著催化劑裝置3的劣化的進展的增減傾向與上述相反。
            
這樣由于各識別增益系數 
            
的值與催化劑裝置3的劣化狀態之間有特征性的相關性，所以基于這些識別增益系數  
            
的值的數據可以判別催化劑裝置3的劣化狀態。這些在本實施例中是用來判別催化劑裝置3的劣化狀態的基本的考慮方法。可是，隨著催化劑裝置3的劣化的進展的各識別增益系數  
            
的值的變化的上述這種傾向是基本的傾向，由前述識別器25逐次計算的實際的各識別增益系數 
            
的值一般來說即使催化劑裝置3的劣化狀態相同也在外部干擾等的影響下產生某種程度的分散誤差。
            
此外，實際的各識別增益系數 
            
的值還多少受計算它們時的發動機1的排氣流量(流過催化劑裝置3的排氣流量)的影響。
            
也就是說，在催化劑裝置3的某種劣化狀態下，一邊使發動機1的排氣流量變化，一邊由識別器25來逐次計算各識別增益系數  
            
時，例如識別增益系數 
            
的值的數據具有圖6的帶有點繪的范圍所示的分布，其值的大小在排氣的各流量中具有分散誤差，并且有也隨排氣流量變化的傾向。這一點對于另外的識別增益系數 
            
也是同樣的。
            
再者，識別增益系數 
            
的值有排氣流量越大則變得越大的傾向，此外，識別增益系數 
            
的值有排氣流量越大則變得越小的傾向。此外識別增益系數 
            
的值有排氣流量越大則變得越大的傾向。
            
考慮到這種情況，在本實施例中，前述催化劑劣化判別處理器28對于由識別器26逐次計算的各識別增益系數 
            
的值的數據，在每個識別增益系數 
            
中單獨地逐次實施基于最小二乘法的濾波處理(統計處理)，借此求出各識別增益系數  
            
的數據的最小二乘中心值。而且，在求出此一最小二乘中心值之際，把由于發動機1的運行而流過催化劑裝置3的排氣流量例如如圖6中所示劃分成例如大流量區(排氣流量比較大的區域)和中流量區(排氣流量中等的區域)，在該排氣的每個流量區中單獨地求出各識別增益系數 
            
的數據的最小二乘中心值。
            
換句話說，在本實施例中，在流過催化劑裝置3的排氣流量為大流量區的流量的狀態下針對由識別器25逐次計算的各識別增益系數 
            
的值的數據在每個各識別增益系數 
            
中單獨地求出該數據的最小二乘中心值，并且在流過催化劑裝置3的排氣流量為中流量區的流量的狀態下針對由識別器25逐次計算的各識別增益系數 
            
的值的數據也與上述同樣地在每個各識別增益系數 
            
中單獨地求出最小二乘中心值。
            
而且，在本實施例中，前述催化劑劣化判別處理器28在每個識別增益系數 
            
中，把對應于各流量區求出的上述最小二乘中心值用作劣化判別用數據，實際地判別催化劑裝置3的劣化狀態。在以下的說明中，關于識別增益系數 
            
對在排氣的大流量區和中流量區中求出的劣化判別用數據(最小二乘中心值)分別賦予標號A1/H、A1/M，關于 
            
對在排氣的大流量區和中流量區中求出的劣化判別用數據(最小二乘中心值)分別賦予標號A2/H、A2/M。此外，關于 
            
對在排氣的大流量區和中流量區中求出的劣化判別用數據(最小二乘中心值)分別賦予標號B1/H、B1/M。
            
這些劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M的具體的計算手法下文述及，但是該劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M對于催化劑裝置3的劣化狀態具有更顯著的相關性。
            
也就是說，關于識別增益系數 
            
的劣化判別用數據A1/H或者A1/M的值與催化劑裝置3的劣化程度(劣化狀態)之間具有圖5(a)的曲線所示的相關性，顯著地表現出關于識別增益系數 
            
的值的前述傾向(參照圖5(a)的點繪部分)。
            
再者，雖然在圖5(a)中，為了方便起見由共同的曲線來表現劣化判別用數據A1/H、A1/M對催化劑裝置3的劣化程度的變化特性，但是由于識別增益系數 
            
的值如前所述有排氣流量越大則變得越大的傾向，所以對應于大流量區的劣化判別用數據A1/H的值實際上在催化劑裝置3的各劣化程度中，比對應于中流量區的劣化判別用數據A1/M的值有所增大。
            
同樣地，關于識別增益系數 
            
的劣化判別用數據A2/H或者A2/M的值與催化劑裝置3的劣化程度之間具有圖5(b)的曲線所示的相關性，顯著地表現出關于識別增益系數 
            
的值的前述傾向(參照圖5(b)的點繪部分)。
            
再者，與圖5(a)的場合同樣，雖然在圖5(b)中也是，為了方便起見由共同的曲線來表現劣化判別用數據A2/H、A2/M的變化特性，但是由于識別增益系數 
            
的值如前所述有排氣流量越大則變得越小的傾向，所以對應于大流量區的劣化判別用數據A2/H的值實際上在催化劑裝置3的各劣化程度中，比對應于中流量區的劣化判別用數據A2/M的值有所減小。
            
進而，關于識別增益系數 
            
的劣化判別用數據B1/H或者B1/M的值與催化劑裝置3的劣化程度之間具有圖5(c)的曲線所示的相關性，顯著地表現出關于識別增益系數 
            
的值的前述傾向(參照圖5(c)的點繪部分)。
            
再者，在圖5(c)中也是，為了方便起見由共同的曲線來表現劣化判別用數據b1/H、b1/M的變化特性，但是由于識別增益系數 
            
的值如前所述有排氣流量越大則變得越大的傾向，所以對應于大流量區的劣化判別用數據b1/H的值實際上比對應于中流量區的劣化判別用數據b1/M的值有所增大。
            
如上所述，劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M對于催化劑裝置3的劣化狀態(劣化程度)顯著地具有特征性的相關性。
            
前述催化劑劣化判別處理器28用這種劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
這些就是催化劑劣化判別處理器28進行的催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理的概要。
            
再者，雖然具體的判別手法下文述及，但是在本實施例中，如圖5中所示把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成等級0～3的劣化程度進行判別。在此一場合，劣化程度的等級(以下稱為劣化等級)，其值越大則意味著劣化進展了。
            
下面進一步說明前述發動機側控制單元7b的大局反饋控制部15，特別是前述自適應控制器18。
            
參照前述圖1，大局反饋控制部15雖然如前所述進行反饋控制以便使LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)收斂于目標空燃比KCMD，但是此時如果僅靠公知的PID控制來進行這種反饋控制，則對于發動機1的運行狀態的變化或時效特性變化等動態行為變化，確保穩定的控制是困難的。
            
前述自適應控制器18是使補償上述這種發動機1的動態行為變化的反饋控制成為可能的漸變式形式的控制器，用由I.D.朗道等所提倡的參數調整規則，如圖7中所示，由設定多個自適應參數的參數調整部30，和用所設定的自適應參數來計算前述反饋操作量KSTR的操作量計算部31來構成。
            
這里，就參數調整部30進行說明，按朗道等的調整規則，一般像下述式(29)、(30)那樣設置離散系統的控制對象的傳遞函數B(Z-1)/A(Z-1)的分母分子的多項式時，參數調整部30設定的自適應參數 
            
(j)(j表示控制循環的序號數)可以像式(31)那樣用向量(轉置向量)來表示。此外，向參數調整部30的輸入ζ(j)像式(32)那樣來表示。在此一場合，在本實施例中，作為大局反饋控制部15的控制對象的發動機1考慮一次系統中具有3個控制循環量的無用時間dP(發動機1的燃燒循環的3個循環量的時間)的設備，在式(29)～式(32)中取為m=n=1,dp=3，設定的自適應參數取為s0、r1、r2、r3、b0等5個(參照圖7)。再者，式(32)的上段式和中段式中的us、ys雖然一般分別表示向控制對象的輸入(操作量)和控制對象的輸出(控制量)，但是在本實施例中，把上述輸入取為反饋操作量KSTR，把控制對象(發動機1)的輸出取為前述LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)，由式(32)的下段式來表示向參數調整部30的輸入ζ(j)(參照圖7)。A(Z-1)=1+a1Z-1+-------------+anZ-n  (29)B(Z-1)=b0+b1Z-1+------------+bmZ-m  (30)ζT(j)=[us(j)----us(j-m-dp+1),ys(j),----ys(j-n+1)]
            
  =[us(j),us(j-1),us(j-2),us(j-3),ys(j)]
            
  =[KSTR(j),KSTR(j-1)),KSTR(j-2),KSTR(j-3),KACT(j)]
            
(32)這里，前述式(31)中所示的自適應參數 
            
由確定自適應控制器18的增益的標量要素 
            
(Z-1,j)、用操作量來表示的控制要素 
            
(Z-1,j)、以及用控制量來表示的控制要素 
            
(Z-1,j)來組成，分別由下面式(33)～(35)來表達(參照圖7的操作量計算部31的方框圖)。
            
參數調整部30設定這些標量要素或控制要素的各系數，把它們作為式(31)中所示的自適應參數 
            
送到操作量計算部31，用從現在過渡到過去的反饋操作量KSTR的時間序列數據和LAF傳感器5的輸出KACT，來計算自適應參數 
            
以便該輸出KACT與前述目標空燃比KCMD一致。
            
在此一場合，具體地說，自適應參數 
            
由下面式(36)來計算。
            
在該式(36)中，Γ(j)是確定自適應參數 
            
的設定速度的增益矩陣(此一矩陣的階數為m+n+dP),e*(j)表示自適應參數 
            
的推斷誤差，分別由式(37)、(38)那樣的漸變式來表示。式中，0＜λ1(j)≤1,0≤λ2(j)＜2,Γ(0)＞0
            
這里，式(38)中的“D(Z-1)”是用來調整收斂性的漸近穩定的多項式，在本實施例中取為D(Z-1)=1。
            
再者，根據式(37)的λ1(j)、λ2(j)的選擇方法，得到遞減增益算法、可變增益算法、固定跟蹤算法、固定增益算法等各種具體的算法。在發動機1的燃料噴射或空燃比等時變設備中，遞減增益算法、可變增益算法、固定增益算法和固定跟蹤算法中的任何一種都是適合的。用如前所述由參數調整部30所設定的自適應參數 
            
(s0、r1、r2、r3、b0)，和由前述排氣側主運算處理部13所確定的目標空燃比KCMD，操作量計算部31由下面式(39)的漸變式來求出反饋操作量KSTR。圖7的操作量計算部31以方框圖來表示該式(39)的運算。
            
再者，由式(39)所求出的反饋操作量KSTR在LAF傳感器5的輸出KACT與目標空燃比KCMD一致的狀態下，成為“目標空燃比KCMD”。因此，如前所述，由除法處理部19把反饋操作量KSTR除以目標空燃比KCMD，借此來求出可以作為前述反饋修正系數KFB來使用的反饋操作量kstr。
            
這樣建立的自適應控制器18，從前述可以看出，是考慮到作為控制對象的發動機1的動態行為變化的漸變式形式的控制器，換句話說，是為了補償發動機1的動態行為變化，而以漸變式形式來描述的控制器。而且，更確切地說，可以定義成備有漸變式形式的自適應參數調整機構的控制器。
            
再者，這種漸變式形式的控制器，雖然有時用所謂最佳調節器來建立，但是在此一場合一般不配備參數調整機構，而在補償發動機1的動態行為變化方面，如前所述構成的自適應控制器18是適宜的。
            
以上是本實施例中采用的自適應控制器18的細節。
            
再者，與自適應控制器18一起在大局反饋控制部15中具備的PID控制器17與一般的PID控制同樣，根據LAF傳感器5的輸出KACT與其目標空燃比KCMD的偏差來計算比例項(P項)、積分項(I項)和微分項(D項)，作為反饋操作量KLAF計算這些各項的總和。在此一場合，在本實施例中，把積分項(I項)的初始值取為“1”，借此在LAF傳感器5的輸出KACT與目標空燃比KCMD一致的狀態下，反饋操作量KLAF成為“1”，可以把該反饋操作量KLAF原封不動地作為用來修正燃料噴射量的前述反饋修正系數KFB來使用。此外，比例項、積分項和微分項的增益根據發動機1的轉速和吸氣壓力用預先確定的圖像來確定。
            
此外，大局反饋控制部15的前述切換部20，在發動機1的冷卻水溫為低溫時、或高速旋轉運行時、吸氣壓力為低壓時等發動機1的燃燒容易成為不穩定的場合，或者，在目標空燃比KCMD的變化大時，或空燃比的反饋控制剛開始后等，與之相對應的LAF傳感器5的輸出KACT由于該LAF傳感器5的響應滯后而缺乏可靠性的場合，或者，像發動機1怠速運行時那樣發動機1的運行狀態極其穩定，不需要自適應控制器18進行的高增益控制的場合，把由PID控制器17所求出的反饋操作量KLAF作為用來修正燃料噴射量的反饋修正系數KFB輸出。而且，在上述這樣的場合以外的狀態下，把由自適應控制器18所求出的反饋操作量KSTR除以目標空燃比KCMD而成的反饋操作量kstr作為用來修正燃料噴射量的反饋修正系數KFB輸出。這些是由于因為自適應控制器18以高增益控制使LAF傳感器5的輸出KACT迅速地收斂于目標空燃比KCMD地發揮功能，故如上所述在發動機1的燃燒變得不穩定，LAF傳感器5的輸出KACT缺乏可靠性等場合，如果用自適應控制器18的反饋操作量KSTR，則存在著空燃比的控制反而變得不穩定的危險的緣故。
            
這種切換部20的動作，由于本申請的申請人在例如日本特開平8-105345號公報中詳細地公開了，所以這里省略進一步的說明。
            
下面說明本實施例的裝置的動作的細節。
            
這里，首先就控制單元7進行處理的控制循環進行說明。前述發動機1的空燃比的控制有必要與該發動機1的轉速同步，因此在本實施例中發動機側控制單元7b進行的處理在與發動機1的曲軸角周期(所謂TDC)同步的控制循環中進行。此外，在此一場合，LAF傳感器5或O2傳感器6等各種傳感器的輸出數據的讀入也在與曲軸角周期(所謂TDC)同步的控制循環中進行。
            
另一方面，前述排氣側控制單元7a中的目標空燃比KCMD的計算處理和催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理如果考慮催化劑裝置3中存在的無用時間或運算負載等則最好是在一定周期的控制循環中進行。因此，在本實施例中，排氣側控制單元7a中的處理在一定周期(例如30～100ms)的控制循環中進行。
            
再者，該一定周期可以根據作為控制對象的催化劑裝置3的種類或反應速度、體積等來確定。此外，在本實施例中，上述一定周期的時間間隔在一般的運行狀態(發動機的轉速)下設定成大于前述曲軸角周期(TDC)的時間間隔。
            
以以上情況為前提，首先參照圖8的程序框圖就前述發動機側控制單元7b進行的用來控制發動機1的空燃比的發動機1的每個氣缸的輸出燃料噴射量#nTout(n=1,2,3,4)的計算處理進行說明。發動機側控制單元7b在與發動機1的曲軸角周期同步的控制循環中如下進行每個氣缸的輸出燃料噴射量#nTout的計算處理。
            
發動機側控制單元7b首先讀入包括LAF傳感器5和O2傳感器6在內的各種傳感器的輸出(步驟a)。在此一場合，LAF傳感器5的輸出KACT和O2傳感器6的輸出VO2/OUT分別包含在過去得到的并按時間序列儲存保持在未畫出的存儲器中。
            
接著，由基本燃料噴射量計算部8如前所述求出根據節氣門的有效開口面積來修正與發動機1的轉速NE和吸氣壓力PB相對應的燃料噴射量而成的基本燃料噴射量Tim(步驟b)，進而由第1修正系數計算部9來計算與發動機1的冷卻水溫或罐體的排污量等相對應的第1修正系數KTOTAL(步驟c)。
            
接著，發動機側控制單元7b進行是否使用由排氣側主運算處理部13所生成的目標空燃比KCMD(這里是指排氣側主運算處理部13的‘通/斷’)的判別處理，設定規定排氣側主運算處理部13的‘通/斷’的標志f/prism/on的值(步驟d)。再者，標志f/prism/on的值在其為“0”時意味著不使用由排氣側主運算處理部13所生成的目標空燃比KCMD(‘斷’)，為“1”時意味著使用由排氣側主運算處理部13所生成的目標空燃比KCMD(‘通’)。
            
在上述判別處理中，判斷O2傳感器6和LAF傳感器5處于活性狀態，或發動機1的運行狀態等，在這些滿足所需條件的場合，為了在發動機1的燃料供給的控制中使用由排氣側主運算處理部13所生成的目標空燃比KCMD，標志f/prism/on的值被設定成“1”。此外，在不滿足上述所需條件的場合(例如O2傳感器6或LAF傳感器5處于未充分激活的狀態，或發動機1正在燃料切斷中等)，標志f/prism/on的值被設定成“0”。在此一場合，基本上在發動機1的正常運行中，標志f/prism/on的值被設定成“1”。
            
如上所述設定了標志f/prism/on的值之后，發動機側控制單元7b判斷標志f/prism/on的值(步驟e)，在f/prism/on=1的場合，讀入由排氣側主運算處理部13所生成的最新的目標空燃比KCMD(步驟f)。此外，在f/prism/on=0的場合，把目標空燃比KCMD設定成規定值(步驟g)。在此一場合，作為目標空燃比KCMD設定的規定值根據例如發動機1的轉速NE或吸氣壓力PB用預先確定的圖像等來確定。
            
接著，發動機側控制單元7b在前述局部反饋控制部16中基于如前所述由觀測器21根據LAF傳感器5的輸出KACT來推斷的每個氣缸的實際空燃比#nA/F，由PID控制器22來計算反饋修正系數#nKLAF以便消除每個氣缸的分散誤差(步驟h)，進而，由大局反饋控制部15來計算反饋修正系數KFB(步驟i)。
            
在此一場合，大局反饋控制部15如前所述，由切換部20根據發動機1的運行狀態等從由PID控制器17所求出的反饋操作量KLAF和把由自適應控制器18所求出的反饋操作量KSTR除以目標空燃比KCMD而成的反饋操作量kstr中選擇某一個反饋操作量KLAF或kstr(通常選擇自適應控制器18側的反饋操作量kstr)，把它作為用來修正燃料噴射量的反饋修正系數KFB輸出。
            
再者，在把反饋修正系數KFB從PID控制器17側的反饋操作量KLAF切換到自適應控制器18側的反饋操作量kstr之際，為了避免該修正系數KFB的急劇變化，自適應控制器18限于該切換之際的控制循環把修正系數KFB保持于前次的修正系數KFB(=KLAF)地求出反饋操作量KSTR。同樣，在把修正系數KFB從自適應控制器18側的反饋操作量kstr切換到PID控制器17側的反饋操作量KLAF之際，PID控制器17把本身在前次控制循環中所求出的反饋操作量KLAF作為前次的修正系數KFB(=kstr)來計算此次的修正系數KLAF。
            
如上所述計算了反饋修正系數KFB之后，進而由第2修正系數計算部10來計算與前述步驟f或步驟g中所確定的目標空燃比KCMD相對應的第2修正系數KCMDM(步驟j)。
            
接著，發動機側控制單元7b把如前所述求出的基本燃料噴射量Tim乘以第1修正系數KTOTAL、第2修正系數KCMDM、反饋修正系數KFB以及每個氣缸的反饋修正系數#nKLAF，借此來求出每個氣缸的燃料噴射量#nTout(步驟k)。而且，此一每個氣缸的燃料噴射量#nTout在由附著修正部23實施了考慮發動機1的吸氣管的壁面附著的修正之后(步驟m)，輸出到發動機1的未畫出的燃料噴射裝置(步驟n)。
            
而且，在發動機1中按照每個氣缸的輸出燃料噴射量#nTout來進行向各氣缸的燃料噴射。
            
以上這種每個氣缸的輸出燃料噴射量#nTout的計算和與之相對應的向發動機1的燃料噴射在與發動機1的曲軸角周期同步的循環時間內逐次進行，借此來控制發動機1的空燃比，以便使LAF傳感器5的輸出KACT(空燃比的檢測值)收斂于目標空燃比KCMD。在此一場合，特別是作為反饋修正系數KFB在使用自適應控制器18側的反饋操作量kstr的狀態下，針對發動機1的運行狀態的變化或特性變化等行為變化，具有高穩定性，LAF傳感器5的輸出KACT迅速地收斂控制于目標空燃比KCMD。此外，發動機1具有的響應滯后的影響也得到適當的補償。
            
另一方面，與前述這種發動機1的控制并行地，前述排氣側主運算處理部13在一定周期的控制循環中進行圖9的程序框圖中所示的主程序處理。
            
也就是說，參照圖9的程序框圖，排氣側主運算處理部13首先進行是否實行本身的運算處理(前述識別器25、推斷器26、滑動模式控制器27和催化劑劣化判別處理器28的運算處理)的判別處理，設定規定其實行的可否的標志f/prism/cal的值(步驟1)。再者標志f/prism/cal的值在其為“0”時意味著不進行排氣側主運算處理部13中的運算處理，在為“1”時意味著進行排氣側主運算處理部13中的運算處理。
            
上述判別處理如圖10的程序框圖中所示地進行。
            
也就是說，進行O2傳感器6和LAF傳感器5是否被激活的判別(步驟1-1、1-2)，在某一個未被激活的場合，因為無法高精度地得到在排氣側主運算處理部13的運算處理中使用的O2傳感器6和LAF傳感器5的檢測數據，故把標志f/prism/cal的值設定成“0”(步驟1-6)。進而在此時，為了進行識別器25的下文述及的初始化，把規定是否進行該初始化的標志f/id/reset的值設定成“1”(步驟1-7)。這里，標志f/id/reset的值在其為“1”時意味著進行初始化，在為“0”時意味著不進行初始化。
            
此外，進行發動機1是否正在稀運行中(稀薄燃燒運行)的判別(步驟1-3)，以及是否為了實現發動機1起動后立即早期激活催化劑裝置3而把發動機1的點火時間控制于滯后角側的判別(步驟1-4)。在這些條件的某一個成立的場合，即使計算把O2傳感器6的輸出VO2/OUT調整成目標值VO2/TARGET的目標空燃比KCMD，也由于沒有在發動機1的燃料控制中使用這些，所以把標志f/prism/cal的值設定成“0”(步驟1-6)，進而為了進行識別器25的初始化，把標志f/id/reset的值設定成“1”(步驟1-7)。
            
返回到圖9，在進行了上述這種判別處理之后，排氣側主運算處理部13進而進行是否進行基于識別器25的前述增益系數a1、a2、b1的識別(更新)處理的判別，設定規定其實行的可否的標志f/id/cal的值(步驟2)。再者，標志f/id/cal的值在其為“0”時意味著不進行識別器25進行的前述增益系數a1、a2、b1的識別(更新)處理，在為“1”時意味著進行識別(更新)處理。
            
此一步驟2的判別處理如圖11的程序框圖中所示地進行。
            
也就是說，進行發動機1的節氣門是否全開的判別(步驟2-1)，和是否正在停止對發動機1的燃料供給的判別(步驟2-2)。在這些條件的某一個成立的場合，因為適當地識別前述增益系數a1、a2、b1是困難的，故把標志f/id/cal的值設定成“0”(步驟2-4)。而且在步驟2-1、2-2的任何一個條件都不成立的場合，為了實行由識別器25進行的前述增益系數a1、a2、b1的識別(更新)處理把標志f/id/cal的值設定成“1”(步驟2-3)。
            
返回到圖9，排氣側主運算處理部13接著從前述減法處理部11、12分別取得最新的前述偏差輸出kact(k)(=KACT-FLAF/BASE)和VO2(k)(=VO2/OUT-VO2/TARGET)(步驟3)。在此一場合，減法處理部11、12從在前述圖8的步驟a里收到并儲存在未畫出的存儲器中的LAF傳感器5的輸出KACT和O2傳感器6的輸出VO2/OUT的時間序列數據中選擇最新的數據并計算前述偏差輸出kcat(k)和VO2(k)，把它們送到排氣側主運算處理部13。而且，送到該排氣側主運算處理部13的偏差輸出kcat(k)和VO2(k)在該排氣側主運算處理部13內包含在過去送到的按時間序列儲存保持在未畫出的存儲器中。
            
接著，排氣側主運算處理部13判斷在前述步驟1里所設定的標志f/prism/cal的值(步驟4)，在f/prism/cal=0的場合，也就是在不進行排氣側主運算處理部13的運算處理的場合，把應該由滑動模式控制器27求出的對前述對象排氣系E的SLD操作輸入usl(目標偏差空燃比kcmd)強制地設定成規定值(步驟13)。在此一場合，該規定值取為例如預先確定的固定值(例如“0”)或者在前次的控制循環中確定的SLD操作輸入usl的值。再者，在像這樣把SLD操作輸入usl取為規定值的場合，排氣側主運算處理部13把前述基準值FLAF/BASE加到該規定值的SLD操作輸入usl上，借此來確定此次控制循環中的目標空燃比KCMD(步驟14)，結束此次控制循環的處理。
            
另一方面，在步驟4的判斷中，在f/prism/cal=1的場合，也就是說，在進行排氣側主運算處理部13的運算處理的場合，排氣側主運算處理部13首先進行前述識別器25進行的運算處理(步驟5)。
            
此一識別器25進行的運算處理如圖12的程序框圖所示地進行。
            
也就是說，識別器25首先判斷前述步驟2里所設定的標志f/id/cal的值(步驟5-1)。此時如果f/id/cal=0，則由于如前所述不進行識別器25進行的增益系數a1、a2、b1的識別處理，所以直接返回到圖9的主程序。
            
另一方面，如果f/id/cal=1，則識別器25進一步判斷與該識別器25的初始化有關的前述標志f/id/reset的值(這在前述步驟1里該值被設定)(步驟5-2)，在f/id/reset=1的場合進行識別器5的初始化(步驟5-3)。在此一初始化中，前述識別增益系數  
            
的各值設定成預先確定的初始值(式(4)的識別增益系數向量Θ的初始化)，此外前述式(9)的矩陣P(對角矩陣)的各分量設定成預先確定的初始值。進而，標志f/id/reset的值設定成“0”。
            
接著，識別器25用在前述步驟3里在每個控制循環中得到的偏差輸出VO2和kact的過去的數據VO2(k-1)、VO2(k-2)、kact(k-d-1)，和上述識別增益系數 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)的值由前述式(3)或者與之等效的前述式(6)來計算作為用當前的識別增益系數 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)來表示的排氣系模型(參照前述式(3))的輸出的前述識別偏差輸出V2(k)(步驟5-4)。
            
進而識別器25在由式(9)來計算在確定新的識別增益系數  
            
之際使用的前述向量Kθ(k)之后(步驟5-5)，進行以下說明的識別器25的管理處理(步驟5-6)。
            
也就是說，在逐次識別前述排氣系模型的增益系數a1、a2、b1的場合，最好是在對象排氣系E的指定的行為狀態下來進行其識別處理。例如，比起由O2傳感器6的輸出VO2/OUT(氧氣濃度檢測值)來掌握的空燃比從濃側變化到稀側這種對象排氣系E的行為狀態下對增益系數a1、a2、b1進行識別處理的場合來，上述空燃比從稀側變化到濃側這種對象排氣系E的行為狀態下對增益系數a1、a2、b1進行識別處理，在進行目標空燃比KCMD的計算或催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理方面，容易得到適當的識別增益系數  
            
因此，在本實施例中，在上述空燃比從稀側變化到濃側這種對象排氣系E的行為狀態下來進行增益系數a1、a2、b1的識別處理(更確切地說是識別增益系數 
            
的值的更新處理)，前述管理處理是用來指定這種對象排氣系E的行為狀態的處理。
            
這里，參照圖13，根據用自適應滑動模式控制的本實施例的控制，O2傳感器6的偏差輸出VO2的前述狀態量X(VO2(k)、VO2(k-1))，在該狀態量X的原始狀態取為例如圖中的點Q時，該狀態量X對前述超平面σ=0(參照圖4)如軌跡線W所示地變化。而且在此一場合，在該圖中，基本上狀態量X在超平面σ=0的上側變化的狀態(此時由狀態量X所規定的線性函數σ的值為正)是空燃比從稀側向濃側的變化狀態，狀態量X在超平面σ=0的下側變化的狀態(此時由狀態量X所規定的線性函數σ的值為負)是空燃比從濃側向稀側的變化狀態。
            
因而，由O2傳感器6的輸出VO2/OUT(氧氣濃度檢測值)來掌握的空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態的區別，基本上可以由線性函數σ的值是否為正來判斷。但是，如果像這樣根據線性函數σ的值是否為正來判斷空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態，則在狀態量X稍微從超平面σ=0變化一點時空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態的判斷結果就變了，在根據該判斷結果穩定地進行前述增益系數a1、a2、b1的識別處理(識別增益系數  
            
的值的更新處理)方面是不好的。
            
因此在本實施例中，引入由下面式(40)用偏差輸出VO2的時間序列數據來定義的管理函數γ，γ(k)=m1·VO2(k)+m2·VO2(k-1)+m3(40)
            
設定此一管理函數γ的系數m1、m2、m3，以便由γ=0來表示的管理用超平面(在此一場合是直線)如圖13中所示離開滑動模式控制用的超平面σ=0一些而存在于上側(σ＞0的區域)。再者在本實施例中，與把線性函數σ的系數s1設定成“1”相適合，把管理函數γ的系數m1設定成“1”。
            
如果引入這種管理函數γ，則在γ≥0的狀態下確實地成為空燃比從稀側變化到濃側的行為狀態，是否是此一行為狀態的判斷可以根據管理函數γ的值是否為正(包含“0”)穩定地進行。
            
前述步驟5-6的管理處理，是用如上所述定義的管理函數γ來進行由O2傳感器6的輸出VO2/OUT(氧氣濃度檢測值)來掌握的空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態，也就是說，是否是適合于由識別器25進行的前述增益系數a1、a2、b1的識別的行為狀態的判斷的，該處理具體地說如下進行。
            
也就是說，識別器25用前述步驟3(參照圖9)里所取得的最新的偏差輸出VO2(k)與前次的控制循環中的偏差輸出VO2(k-1)由式(40)來計算管理函數γ的值。而且，此一求出的管理函數γ的值在γ≥0的場合把表示空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態的標志f/id/mng的值設定成“1”，在γ＜0的場合把標志f/id/mng的值設定成“0”。
            
借此，空燃比是否是從稀側變化到濃側的行為狀態，也就是說，是否是適合于由識別器25進行的前述增益系數a1、a2、b1的識別處理(識別增益系數 
            
的值的更新處理)的行為狀態，由f/id/mng的值來表示。
            
返回到圖12的說明，識別器25如前所述進行了管理處理之后，判斷在該處理中設定的標志f/id/mng的值(步驟5-7)，在f/id/mng=1的場合，也就是空燃比是從稀側變化到濃側的行為狀態的場合，計算前述識別誤差id/e(前述識別偏差輸出V2與實際偏差輸出VO2的偏差。參照式(7))(步驟5-8)，在f/id/mng=0的場合，把前述識別誤差id/e的值強制地取為“0”(步驟5-9)。
            
而且，識別器25用在步驟5-8或步驟5-9里所得到的識別誤差id/e，和在前述步驟5-5里所計算的Kθ由前述式(8)來計算新的識別增益系數向量Θ(k)，也就是新的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)(步驟5-10)。
            
這里，前述步驟5-8中的識別誤差id/e雖然基本上可以按前述式(7)來計算，但是在本實施例中，例如如圖14的方框圖中所示對根據在前述步驟3(參照圖9)里在每個控制循環中取得的偏差輸出VO2和在前述步驟5-4里在每個控制循環中計算的識別偏差輸出V2由式(7)的運算得到的值(=VO2-V2)進一步實施低通特性的濾波，借此求出識別誤差id/e。
            
這是因為包含催化劑裝置3在內的對象排氣系E的行為一般具有低通特性，故在適當地識別前述排氣系模型的增益系數a1、a2、b1方面最好是重視對象排氣系E的低頻側的行為的緣故。
            
再者，這種濾波只要是結果對偏差輸出VO2和識別偏差輸出V2兩者實施相同的低通特性的濾波即可，也可以例如對偏差輸出VO2和識別偏差輸出V2分別單獨地實施濾波之后進行式(7)的運算而求出識別誤差id/e。
            
但是，通過像本實施例這樣進行式(7)的運算之后，實施濾波而求出識別誤差id/e，產生如下的優點。也就是說，在例如接收到排氣側主運算處理部13中的LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2的分辨率低于排氣側主運算處理部13的運算處理上的分辨率的場合，成為式(7)產生的運算結果的值呈現出比較顯著的階梯的變化，但是通過對其實施濾波，可以使識別誤差id/e的變化平滑。
            
此外，前述濾波可以通過例如作為數字濾波器的一種手法的移動平均處理來進行。
            
在如前所述計算了新的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)之后，識別器25如以下說明的，進行把識別增益系數 
            
(識別增益系數向量Θ的元素)的值限制成滿足規定的條件的限制處理(步驟5-11)。
            
在此一場合，用來限制識別增益系數 
            
的值的前述規定的條件有用來把識別增益系數 
            
的值的組合限制成規定的組合的條件(以下稱為第1限制條件)，和用來限制識別增益系數 
            
的值的限制條件(以下稱為第2限制條件)。
            
這里，在說明這些第1和第2限制條件以及步驟5-11的具體的處理內容之前，說明限制識別增益系數 
            
的值的理由。
            
根據本申請的發明人等的知識，得知在本實施例的裝置中，在未特別地限制識別增益系數 
            
的值的場合，在O2傳感器6的輸出VO2/OUT被穩定地控制于其目標值VO2/TARGET的狀態下，由滑動模式控制器27所求出的目標空燃比KCMD呈現出平滑的時間變化的狀況，和呈現出高頻振蕩的時間變化的狀況兩種狀況。在此一場合，在任何一種狀況下，雖然在把O2傳感器6的輸出VO2/OUT控制于其目標值VO2/TARGET方面沒有問題，但是目標空燃比KCMD呈現出高頻振蕩的時間變化的狀況在進行基于該目標空燃比KCMD所控制的發動機1的平穩的運行方面不太好。此外，在這種狀況下，發動機1的空燃比也頻繁地變動，因此識別器25逐次計算的識別增益系數 
            
的值也容易成為不穩定的，進而，也存在著基于該識別增益系數 
            
的催化劑裝置3的劣化狀態的判別變得困難的危險。
            
而且，本申請的發明人就上述現象進行研究時，判明滑動模式控制器27所求出的目標空燃比KCMD成為平滑的還是成為高頻振蕩的，受到由識別器25識別的增益系數a1、a2的值的組合，或識別增益系數b1的值的影響。
            
因此，在本實施例中，適當地設定前述第1限制條件和第2限制條件，根據這些條件適當地限制識別增益系數 
            
的值的組合，或識別增益系數 
            
的值，借此來排除目標空燃比KCMD成為高頻振蕩的狀況，此外防止在這種狀況下識別增益系數 
            
的計算成為不穩定。
            
在此一場合，在本實施例中前述第1限制條件和第2限制條件如下設定。
            
首先，關于用來限制識別增益系數 
            
的值的組合的第1限制條件，根據本申請的發明人等的研究，為了得到平滑而穩定的目標空燃比KCMD，由增益系數a1、a2的值確定的前述式(12)～(14)的系數值α1、α2，也就是前述推斷器26為了求出前述推斷偏差輸出VO2(k+d)而使用的前述系數值α1、α2(這些系數值α1、α2是前述式(12)中定義的矩陣A的乘方Ad的第1行第1列和第1行第2列分量)的組合密切相關。
            
具體地說，如圖15中所示在分別以系數值α1、α2為分量來設定坐標平面時，由系數值α1、α2的組合確定的該坐標平面上的點存在于圖14的帶有斜線的區域(由三角形Q1Q2Q3圍成的區域(包含邊界)。以下把此一區域稱為推斷系數穩定區域)時，目標空燃比KCMD容易成為平滑而穩定的。
            
因而，增益系數a1、a2的值，也就是識別增益系數 
            
的值的組合，最好是由識別器25限制成使與由這些值確定的系數值α1、α2的組合對應的圖15的坐標平面上的點存在于上述推斷系數穩定區域內。
            
再者，在圖15中，包含上述推斷系數穩定區域地表示在坐標平面上的三角形區域Q1Q4Q3是由下面式(41)定義的系統，也就是分別由V2(k)和V2(k-1)(這些V2(k)和V2(k-1)分別意味著由推斷器26在每個控制循環中所求出的推斷偏差輸出和在它的一個控制循環前所求出的推斷偏差輸出)來置換前述式(12)的右邊的VO2(k)和VO2(k-1)而成的公式來定義的系統，理論上是規定成為穩定的系數值α1、α2的組合的區域。
            
也就是說，由式(41)來表達的系統成為穩定的條件是該系統的極點(它們由下面式(42)給出)存在于復平面上的單位圓內。式41的系統的極點=
            
而且，圖15的三角形區域Q1Q4Q3是規定滿足上述條件的系數值α1、α2的組合的區域。因而，前述推斷系數穩定區域是由前述式(41)來表達的系統成為穩定的系數值α1、α2的組合當中使得成為α1≥0的組合的區域。
            
另一方面，由于系數值α1、α2由增益系數a1、a2的值的組合來確定，所以反過來算也可以根據系數值α1、α2的組合來確定增益系數a1、a2的值的組合。因而，規定系數值α1、α2的最佳組合的圖15的推斷系數穩定區域可以變換到以增益系數a1、a2為坐標分量的圖16的坐標平面上。如果進行此一變換，則該推斷系數穩定區域在圖16的坐標平面上變換成例如圖16的假想線圍成的區域(下部有凹凸的大體上三角形的區域。以下稱為識別系數穩定區域)。也就是說，由增益系數a1、a2的值的組合來確定的圖16的坐標平面上的點存在于該圖的假想線圍成的識別系數穩定區域內時，與由它們的增益系數a1、a2的值來確定的系數值α1、α2的組合相對應的圖15的坐標平面上的點存在于前述推斷系數穩定區域內。
            
因而，用來限制由識別器25求出的識別增益系數 
            
的值的前述第1限制條件最好是設定成基本上使由它們的值確定的圖16的坐標平面上的點存在于前述識別系數穩定區域內。
            
但是，因為圖16中假想線所示的識別系數穩定區域的邊界的一部分(圖的下部)呈現出有凹凸的復雜形狀，故實用上用來把由識別增益系數 
            
的值來確定的圖16的坐標平面上的點限制在識別系數穩定區域內的處理容易變得繁雜。
            
因此，在本實施例中，由例如圖16的實線圍成的四邊形Q5Q6Q7Q8的區域(直線形地形成邊界的區域。以下稱為識別系數限制區域)來大體上近似識別系數穩定區域。在此一場合，此一識別系數限制區域如圖所示，是由|a1|+a2=1的函數式來表示的折線(包含線段Q5Q6和線段Q5Q8的線)，由a1=A1L(A1L常數)的定值函數式來表示的直線(包含線段Q6Q7的直線)，以及由a2=A2L(A2L常數)的定值函數式來表示的直線(包含線段Q7Q8的直線)圍成的區域。而且，用來限制識別增益系數 
            
的值的前述第1限制條件設定成使由它們的值確定的圖16的坐標平面上的點存在于上述識別系數限制區域內。在此一場合，雖然識別系數限制區域的下邊部的一部分脫離前述識別系數穩定區域，但是通過實驗確認現實中由識別器25求出的由識別增益系數 
            
的值確定的點并不進入上述脫離區域。因而，即使存在著上述脫離區域，實用上也沒有問題。
            
再者，由于這種識別系數限制區域的設定方式是舉例表示的，所以該識別系數限制區域只要基本上設定成等于前述識別系數穩定區域，或者大體上近似該識別系數穩定區域，或者識別系數限制區域的大部分或全部屬于識別系數穩定區域，則也可以設定成任何形狀。也就是說，識別系數限制區域考慮識別增益系數 
            
的值的限制處理的容易性、實際上的控制性等，種種的設定都是可能的。例如雖然在本實施例中由|a1|+a2=1的函數式來規定識別系數限制區域的上半部的邊界，但是滿足此一函數式的增益系數a1、a2的值的組合是由前述式(42)給出的系統的極點存在于復平面上的單位圓圓周上之類理論上的穩定界限的組合。因而，也可以由例如|a1|+a2=r(式中，r是比與上述穩定界限相對應的“1”小一些的值，例如0.99)的函數式來規定識別系數限制區域的上半部的邊界，進一步提高控制的穩定性。
            
此外，成為前述識別系數限制區域的基礎的圖16的識別系數穩定區域也是舉例說明的，與圖15的推斷系數穩定區域相對應的識別系數穩定區域，從系數值α1、a2的定義可以看出(參照式(12))也受前述合計無用時間d(更準確地說是其設定值)的影響，識別系數穩定區域的形狀隨著該合計無用時間d的值而變化。在此一場合，無論識別系數穩定區域為何種形狀，前述識別系數限制區域如前所述按識別系數穩定區域的形狀來設定就可以了。
            
接著，用來限制識別器25識別的前述增益系數b1的值，也就是識別增益系數 
            
的值的前述第2限制條件在本實施例中如下設定。
            
也就是說，根據本申請的發明人等的知識，前述目標空燃比KCMD的時間變化成為高頻振蕩的狀況在識別增益系數 
            
的值成為過大或過小的場合容易發生。因此在本實施例中通過實驗或仿真預先確定識別增益系數 
            
的值的上限值B1H和下限值B1L(B1H＞B1L＞0)。而且，設定成把前述第2限制條件取為成為識別增益系數 
            
的值的上限值B1H以下和下限值B1L以上的值(滿足BIL≤ 
            
≤B1H的不等式)。
            
用來由如以上說明設定的第1限制條件和第2限制條件限制識別增益系數 
            
的值的前述步驟5-11的處理，具體地說如下進行。
            
也就是說，參照圖17的程序框圖，識別器25在前述圖12的步驟5-10里關于如前所述求出的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)，首先在步驟5-11-1～5-11-8里進行用來由前述第1限制條件來限制識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)的值的處理。
            
具體地說，識別器25首先判斷在步驟5-10里求出的識別增益系數 
            
(k)的值是否是前述識別系數限制區域內的增益系數a2的下限值A2L(參照圖16)以上的值(步驟5-11-1)。
            
此時，如果 
            
(k)＜A2L，則由于由識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值的組合確定的圖16的坐標平面上的點(以下用( 
            
(k), 
            
(k))來表示此一點)從識別系數限制區域脫離，所以把 
            
(k)的值強制地變更為上述下限值A2L(步驟5-11-2)。通過此一處理，圖16的坐標平面上的點( 
            
(k), 
            
(k))至少被限制成由a2=A2L來表達的直線(包括線段Q7Q8的直線)的上側(包含該直線上)的點。
            
接著，識別器25依次判斷在步驟5-10里求出的識別增益系數 
            
(k)的值是否是前述識別系數限制區域內的增益系數a1的下限值A1L(參照圖16)以上的值，以及是否是識別系數限制區域內的增益系數a1的上限值A1H(參照圖16)以下的值(步驟5-11-3,5-11-5)。再者，由于從圖16可以看出識別系數限制區域中的增益系數a1的上限值A1H是折線|a1|+a2=1(式中a1＞0)與直線a2=A2L的交點Q8的a1坐標分量，所以A1H=1-A2L。
            
此時，在 
            
(k)＜A1L的場合，或者在 
            
(k)＞A1H的場合，由于圖16的坐標平面上的點(( 
            
(k), 
            
(k)))從識別系數限制區域脫離，所以把 
            
(k)的值根據各自的場合強制地變更為上述下限值A1L或者上限值A1H(步驟5-11-4,5-11-6)。
            
通過此一處理，圖16的坐標平面上的點( 
            
(k), 
            
(k))被限制成由a1=A1L來表達的直線(包括線段Q6Q7的直線)與由a1=A1H來表達的直線(通過Q8點并平行于a1軸的直線)之間的區域(包含兩條直線上)。
            
再者，步驟5-11-3和5-11-4的處理，和步驟5-11-5和5-11-6的處理也可以改變順序。此外，前述步驟5-11-1和5-11-2的處理也可以在步驟5-11-3～5-11-6的處理之后來進行。
            
接著，識別器25判斷經過前述步驟5-11-1～5-11-6的處理的當前的 
            
(k)、 
            
(k)的值是否滿足|a1|+a2≤1的不等式，也就是點( 
            
(k), 
            
(k))處于由|a1|+a2=1的函數式表達的折線(包含線段Q5Q6和線段Q5Q8的線)的下側(包含折線上)還是處于上側(步驟5-11-7)。
            
此時，如果|a1|+a2≤1的不等式成立，則由經過前述步驟5-11-1～5-11-6的處理的 
            
(k)、 
            
(k)的值確定的點( 
            
(k)， 
            
(k))存在于識別系數限制區域(包含其邊界)。
            
另一方面，在|a1|+a2＞1的場合，點( 
            
(k), 
            
(k))從識別系數限制區域向其上方側脫離，在此一場合，把 
            
(k)的值強制地變更為與 
            
(k)的值相對應的值( 
            
)(步驟5-11-8)。換句話說，使 
            
(k)的值保持現狀，使點( 
            
(k), 
            
(k))在由|a1|+a2=1的函數式表達的折線上(包含作為識別系數限制區域的邊界的線段Q5Q6上，或者線段Q5Q8上)移動。
            
通過以上這種步驟5-11-1～5-11-8的處理，識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值被限制成由它們的值確定的點( 
            
(k), 
            
(k))存在于識別系數限制區域內。再者，在前述步驟5-10中所求出的與識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值相對應的點( 
            
(k), 
            
(k))存在于識別系數限制區域內的場合，保持它們的值。
            
在此一場合，通過前述的處理，關于與前述對象排氣系E的離散系統模型的第1次自回歸項有關的識別增益系數 
            
(k)，只要其值成為識別系數限制區域中的下限值AIL與上限值A1H之間的值，其值就不被強制地變更。此外，在 
            
(k)＜A1L的場合，或者在 
            
(k)＞A1H的場合，由于識別增益系數 
            
(k)的值分別強制地變更為作為識別系數限制區域中增益系數a1能夠采取的最小值的下限值A1L，和作為識別系數限制區域中增益系數a1能夠采取的最大值的上限值A1H，所以這些場合中的識別增益系數 
            
(k)的值的變更量成為最小的。也就是說，在與步驟5-7里所求出的識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值相對應的點( 
            
(k), 
            
(k))脫離識別系數限制區域的場合，識別增益系數 
            
(k)的值的強制的變更保留于最低限度。
            
這樣一來，在限制了識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值之后，識別器25在步驟5-11-9～5-11-12里進行按照前述第2限制條件來限制識別增益系數 
            
(k)的值的處理。
            
也就是說，識別器25判斷在前述步驟5-10里所求出的識別增益系數 
            
(k)的值是否為前述下限值B1L以上(步驟5-11-9)，在B1L＞ 
            
(k)的場合，把 
            
(k)的值強制地變更為上述下限值B1L(步驟5-11-10)。
            
進而，識別器25判別識別增益系數 
            
(k)的值是否為前述上限值B1H以上(步驟5-11-11)，在B1H＜ 
            
(k)的場合把 
            
(k)的值強制地變更為上述上限值B1H(步驟5-11-12)。
            
通過這種步驟5-11-9～5-11-12的處理，識別增益系數 
            
(k)的值被限制成下限值B1L與上限值B1H之間的范圍的值。
            
這樣一來，在限制了識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)的值的組合和識別增益系數 
            
(k)的值之后，識別器25的處理返回到圖12的程序框圖的處理。
            
再者，在圖12的步驟5-10里為了求出識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)而使用的識別增益系數的前次值 
            
(k-1)、 
            
(k-1)、 
            
(k-1)是在前次的控制循環中的步驟5-11的處理中如前所述的由第1和第2限制條件進行了限制的識別增益系數的值。
            
返回到圖12的說明，如前所述進行了識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)的限制處理之后，識別器25判斷在前述管理處理(步驟5-6)中設定的標志f/id/mng的值(步驟5-12)，在f/id/mng=1的場合，為了下次的控制循環的處理由前述式(10)來更新前述矩陣P(k)(步驟5-13)，返回到圖9的主程序的處理。此外在f/id/mng=0的場合，由于在步驟5-10里未更新識別增益系數 
            
(k)、 
            
(k)、 
            
(k)的值，所以把矩陣P(k)維持成當前的矩陣P(k-1)(步驟5-14)，返回到圖9的主程序的處理。
            
以上是圖9的步驟5中的識別器25的運算處理。
            
返回到圖9，如上所述進行了識別器25的運算處理之后，排氣側主運算處理部13進行由前述催化劑劣化判別處理器27的處理(步驟6)。
            
此一處理，按圖18的程序框圖中所示來進行。
            
也就是說，催化劑劣化判別處理器27首先用發動機1當前的轉速NE和吸氣壓力PB由下面式(43)來計算發動機1生成的當前的排氣流量(在本實施例中以發動機1的轉速為1500rpm的狀態的排氣流量為基準)的推斷值(以下稱為推斷排氣流量ab/SV)(步驟6-1)。
            
這里，式(43)中的系數X/SV是根據發動機1的排氣量等預先確定的規定值。
            
再者，在計算推斷排氣流量ab/SV之際，也可考慮大氣壓。此外，發動機1的排氣流量(流過催化劑裝置3的排氣流量)除了由上述這種運算來推斷之外，也可以基于發動機1的燃料供給量或者吸氣量來掌握，或者也可以用流量傳感器等直接地檢測。
            
接著，催化劑劣化判別處理器27判斷在步驟6-1里所求出的推斷排氣流量ab/SV是否為前述大流量區(參照圖6)的流量(步驟6-2)，在是大流量區的流量的場合，在進行了分別計算與該大流量區相對應的前述劣化判別用數據A1/H、A2/H、B1/H的處理(求出在排氣的大流量區中所求出的各識別增益系數 
            
的數據的最小二乘中心值的濾波處理)之后(步驟6-3)，進到步驟6-6。
            
此外，在推斷排氣流量ab/SV不是大流量區的流量的場合，進而判斷該推斷排氣流量ab/SV是否為前述中流量區(參照圖6)的流量(步驟6-4)，在是中流量區的流量的場合，在進行了分別計算與該中流量區相對應的前述劣化判別用數據A1/M、A2/M、B1/M的處理(求出在排氣的中流量區中所求出的各識別增益系數  
            
的數據的最小二乘中心值的濾波處理)之后(步驟6-5)，進到步驟6-6。
            
再者，在推斷排氣流量ab/SV不屬于大流量區和中流量區的任何一個的場合，直接進到步驟6-6。
            
上述步驟6-3中的劣化判別用數據A1/H、A2/H、B1/H的計算處理和步驟6-5中的劣化判別用數據A1/M、A2/M、B1/M的計算處理如下進行。
            
再者，由于劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M的計算處理對于任何數據都是相同的，所以在以下所述的此一計算處理的說明中，以各劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M當中的一個為代表由標號CX來表示，此外由 
            
來表達與此一劣化判別用數據CX相對應的識別增益系數(例如取為CX=A1/H時，為 
            
)。
            
在前述步驟6-3或6-5中，催化劑劣化判別處理器27每當通過前述步驟5的識別器25的運算處理來計算與之相對應的排氣的流量區中的各識別增益系數 
            
的數據，就通過下面式(44)的漸變式運算逐次更新求出作為各識別增益系數 
            
的數據的最小二乘中心值的劣化判別用數據CX。
            
這里，式(44)中的qX(k)是每當通過此一式(44)的運算來更新劣化判別用數據CX的值就通過下面式(45)的漸變式運算來更新的參數，針對每個劣化判別用數據CX單獨地設定。
            
在此一場合，在排氣流量不是與劣化判別用數據CX相對應的流量區的流量的狀態下，不進行上述式(44)、(45)的運算，劣化判別用數據CX和與之相對應的參數qX的值保持于當前的值。例如，在排氣流量為大流量區的流量的狀態下(在步驟6-2里‘是’)，劣化判別用數據A1/M、A2/M、B1/M和與之相對應的參數qX的值不更新。
            
再者，參數qX的初始值對于任何劣化判別用數據CX都是“1”。此外，如果反復式(45)的運算則此一參數qX的值最終收斂于“0”，此時即使進行式(44)的運算劣化判別用數據CX的值也不更新。因此，在本實施例中，每當就各劣化判別用數據CX進行式(44)、(45)的運算的次數達到規定的次數，就把該參數qX的值復位成“1”。此外，各劣化判別用數據CX和與之相對應的參數qX的最新值儲存保持在未畫出的非易失存儲器(例如EEPROM)中，以便即使在停止了發動機1的運行的場合也不丟失，把它用作下次的發動機1運行時的初始值。
            
此外，在本實施例中，因為以各識別增益系數 
            
的數據的最小二乘中心值為劣化判別用數據CX，故雖然通過式(45)的運算逐次更新地求出參數qX的值，但是也可以通過下面式(46)的運算來求出參數qX的值。在這樣做的場合，根據該式(46)中的η1、η2的值的設定方式的不同，除了最小二乘法以外，可以進行按固定增益法、遞減增益法、加權最小二乘法、固定跟蹤法的各劣化判別用數據CX的計算。在本實施例中采用的最小二乘法，把式(46)中的η1、η2的值全都設定成“1”。(46)式中，0＜η1≤1，0≤η2＜2
            
此外，雖然在本實施例中周期性地把前述參數qX的值復位成“1”，但是有時產生在進行了該復位之后立即根據該參數qX由前述式(44)來更新的劣化判別用數據CX的變動，各劣化判別用數據CX的精度降低。為了避免這種事態，最好是由例如加權最小二乘法來求出劣化判別用數據CX。在此一場合，也可以由分別把前述式(46)中的η1、η2的值設定成0＜η1＜1,η2=1而成的該式(46)來更新前述參數qX，用此一參數qX由式(44)來求出各劣化判別用數據CX。這樣一來，在用加權最小二乘法的場合，沒有必要周期性地復位前述下述qX，可以穩定而精度高地求出劣化判別用數據CX。
            
返回到圖18，在如上所述求出各劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M之后，在前述步驟6-6里，催化劑劣化判別處理器27基于與識別增益系數 
            
相對應的劣化判別用數據A1/H、A1/M的值如下求出暫定地掌握的催化劑裝置3的劣化程度的等級LV/A1(以下稱為暫定劣化等級)。
            
也就是說，在本實施例中，對于劣化判別用數據A1/H如前述圖5(a)中所示預先設定閾值X/A1H1、X/A1H2(X/A1H1＜X/A1H2)，同樣，對于劣化判別用數據A1/M也如前述圖5(a)中所示預先設定閾值X/A1M1、X/A1M2(X/A1M1＜X/A1M2)。再者，雖然在圖5(a)中為了方便起見成為X/A1H1=X/A1M1,X/A1H2=X/A1M2,但是如前所述，因為與排氣的大流量區相對應的劣化判別用數據A1/H比與中流量區相對應的劣化判別用數據A1/M大一些，故實際上為X/A1H1＞X/A1M1,X/A1H2＞X/A1M2。
            
在步驟6-6里，催化劑劣化判別處理器27首先把與大流量區相對應的最新的劣化判別用數據A1/H的值的大小和與之相對應的閾值X/A1H1、X/A1H2進行比較，根據其比較結果按下面表1(參照表1的最上段和中段的不帶括弧的項目)求出預備性的暫定劣化等級LV/A1H(0～2的三階段的等級)。進而與此同樣地，把與中流量區相對應的最新的劣化判別用數據A1/M的值的大小和與之相對應的閾值X/A1M1、X/A1M2進行比較，根據其比較結果按下面表1(參照表1的最上段和中段的帶括弧的項目)求出預備性的暫定劣化等級LV/A1M(0～2的三階段的等級)。表1
            
再者，在此一場合，根據各劣化判別用數據A1/H、A1/M的值分別求出暫定劣化等級LV/A1H、LV/A1M的處理，在與各劣化判別用數據A1/H、A1/M相對應的前述參數qX(參照式(44),(45))收斂于規定值以下的足夠小的值的階段(此時各劣化判別用數據A1/H、A1/M的值也幾乎收斂)中進行。而且，在該參數qX未收斂的狀態下，與之相對應的暫定劣化等級LV/A1H、LV/A1M的值保持成當前的值(在以前參數qX收斂時求出的值)。
            
在這樣求出劣化判別用數據A1/H、A1/M的與之相對應的暫定劣化等級LV/A1H、LV/A1M之后，催化劑劣化判別處理器27進一步作為與識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/A1求出該暫定劣化等級LV/A1H、LV/A1M當中較大的某一方，也就是max(LV/A1H,LV/A1M)(參照表1的最下段)。這些是步驟6-6的處理內容。
            
接著，催化劑劣化判別處理器27，與步驟6-6的場合同樣，基于與識別增益系數 
            
相對應的劣化判別用數據A2/H、A2/M的值來求出針對該識別增益系數 
            
掌握的催化劑裝置3的暫定劣化等級LV/A2(步驟6-7)。
            
在此一場合，如圖5(b)中所示，對劣化判別用數據A2/H預先設定閾值X/A2H1、X/A2H2(X/A2H1＞X/A2H2)，并且對劣化判別用數據A2/M也預先設定閾值X/A2M1、X/A2M2(X/A2M1＞X/A2M2)。再者，如前所述，因為與排氣的大流量區相對應的劣化判別用數據A2/H比與中流量區相對應的劣化判別用數據A2/M小一些，故為X/A2H1＜X/A2M1,X/A2H2＜X/A2M2。
            
而且，催化劑劣化判別處理器27按下面表2求出分別與各劣化判別用數據A2/H、A2/M相對應的預備性的暫定劣化等級LV/A2H、LV/A2M(0～2的三階段的等級)，作為與識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/A2求出它們當中較大的某一方(max(LV/A2H,LV/A2M))。
            
再者，表2的最上段和中段的不帶括弧的項目與劣化判別用數據A2/H有關，帶括弧的項目與劣化判別用數據A2/M有關。表2
            
在此一場合，求出暫定劣化等級LV/A2H、LV/A2M的處理，在與之對應的前述參數qX(參照式(44),(45))收斂于規定值以下的足夠小的值的階段中進行，這是與步驟6-6的場合相同的。
            
進而，催化劑劣化判別處理器27，與步驟6-6、6-7的場合同樣，基于與識別增益系數 
            
相對應的劣化判別用數據B1/H、B1/M的值來求出對該識別增益系數 
            
掌握的催化劑裝置3的暫定劣化等級LV/B1(步驟6-8)。
            
在此一場合，如圖5(c)中所示，對劣化判別用數據B1/H預先設定閾值X/B1H1、X/B1H2(X/B1H1＜X/B1H2)，并且對劣化判別用數據B1/M也預先設定閾值X/B1M1、X/B1M2(X/B1M1＜X/B1M2)。再者，如前所述，因為與排氣的大流量區相對應的劣化判別用數據B1/H比與中流量區相對應的劣化判別用數據B1/M大一些，故為X/B1H1＞X/B1M1,X/B1H2＞X/B1M2。
            
而且，催化劑劣化判別處理器27按下面表3求出分別與各劣化判別用數據B1/H、B1/M相對應的預備的暫定劣化等級LV/B1H、LV/B1M(0～2的三階段的等級)，作為與識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/B1求出它們當中較小的一方(min(LV/B1H,LV/B1M))。
            
再者，表3的最上段和中段的不帶括弧的項目與劣化判別用數據B1/H有關，帶括弧的項目與劣化判別用數據B1/M有關。此外，在此一場合，作為暫定劣化等級LV/B1求出預備性的暫定劣化等級LV/B1H、LV/B1M當中較小的一方，是因為在前述圖5(c)中可以看出，在催化劑裝置3的“2”以上的劣化等級中，如上所述定義的暫定劣化等級LV/B1H、LV/B1M隨著催化劑裝置3的劣化的進展而變小的緣故。表3
            
此外，在此一場合，求出暫定劣化等級LV/B1H、LV/B1M的處理，在與之對應的前述參數qX(參照式(44),(45))收斂于規定值以下的足夠小的值的階段中進行，這是與步驟6-6的場合相同的。
            
如上所述求出與各識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/A1、LV/A2、LV/B1之后，催化劑劣化判別處理器27綜合這些暫定劣化等級LV/A1、LV/A2、LV/B1，確定催化劑裝置3的劣化等級(步驟6-9)。
            
具體地說，催化劑劣化判別處理器27根據分別與識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/A1、LV/A2當中較大的一方(=max(LV/A1,LV/A2)。以下給它賦予標號LV/A)，以及與識別增益系數 
            
相對應的暫定劣化等級LV/B1，按例如下面表4來確定催化劑裝置3的劣化等級。表4
            
再者，在上述表4中，雖然例如在與識別增益系數α1、α2有關的暫定劣化等級LV/A1、LV/A2的某一個從“0”切換到“1”，或者從“1”切換到“2”之際以與識別增益系數 
            
有關的暫定劣化等級LV/BI從“1”切換到“2”，或者從“2”切換到“1”為前提，但是這種切換的定時還考慮由劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M的值的誤差等而產生偏移。
            
而且，如果考慮到這種情況，則催化劑裝置3的劣化等級最好是按例如下面表5來確定。表5
            
表中，LV/A=max(LV/A1,LV/A2)
            
在這樣確定了劣化等級之后，催化劑劣化判別處理器27進行與該劣化等級的值相對應的前述劣化報告器29的動作控制(步驟6-10)。具體地說，例如在劣化等級的值為最大的“3”的場合(參照圖5)，由于催化劑裝置3的劣化進展到相當的程度，所以為了促使更換催化劑裝置3，由劣化報告器29報告該情況。
            
以上說明的內容是圖9的步驟6中的催化劑劣化判別處理器27的處理內容。
            
返回到圖9的主程序處理的說明，在如前所述進行了催化劑劣化判別處理器27的運算處理之后，排氣側主運算處理部13確定增益系數a1、a2、b1的值(步驟7)。在此一處理中，在前述步驟2里所設定的標志f/id/cal的值為“1”的場合，也就是說，在由識別器25來進行增益系數a1、a2、b1的識別處理的場合，作為增益系數a1、a2、b1的值分別設定在前述步驟5里如前所述由識別器15所求出的識別增益系數 
            
(實施了步驟5-11的限制處理者)。此外，在f/id/cal=0的場合，也就是說，在未進行由識別器25進行的增益系數a1、a2、b1的識別處理的場合，把增益系數a1、a2、b1的值分別取為預先確定的規定值。
            
接著，排氣側主運算處理部13在圖9的主程序中進行由前述推斷器26進行的運算處理(推斷偏差輸出VO2的計算處理)(步驟8)。
            
也就是說，推斷器26首先用在前述步驟7里所確定的增益系數a1、a2、b1(它們的值基本上為前述識別增益系數 
            
如前所述計算在前述式(13)中使用的系數值α1、α2、βj(j=1～d)。
            
接著，推斷器26用在前述圖9的步驟3里在每個控制循環中取得的O2傳感器的偏差輸出VO2的當前的控制循環以前的時間序列數據VO2(k)、VO2(k-1)，和LAF傳感器5的偏差輸出kact的當前的控制循環以前的時間序列數據kact(k-j)(j=0～d1)，從滑動模式控制器27在每個控制循環中給出的前述目標偏差空燃比kcmd(=SLD操作輸入usl)的前次的控制循環以前的時間序列數據kcmd(k-j)(=usl(k-j)。j=1～d2-1)，以及如上所述計算的系數α1、α2、βj,由前述式(13)來計算推斷偏差輸出VO2(k+d)(從此次控制循環的時刻起前述合計無用時間d后的偏差輸出VO2的推斷值)。
            
排氣側主運算處理部13接著由滑動模式控制器27來計算前述SLD操作輸入usl(=目標偏差空燃比kcmd)(步驟9)。
            
也就是說，滑動模式控制器27首先用在前述步驟8里由推斷器26所求出的推斷偏差輸出VO2的時間序列數據VO2(k+d)、VO2(k+d-1)來計算由前述式(25)所定義的線性函數σ的從此次控制循環起前述合計無用時間d后的值σ(k+d)(這相當于式(15)中所定義的線性函數σ的合計無用時間d后的推斷值)。
            
進而，滑動模式控制器27累計地加算上述σ(k+d)(把此次控制循環中所計算的σ(k+d)加到前次控制循環中所求出的加算結果上)，借此來計算σ(k+d)的累計值(這相當于式(27)右端的項)。再者在此一場合，在本實施例中，使σ(k+d)的累計值納入預先確定的規定范圍內，在σ(k+d)的累計值超過規定的上限值或下限值的場合，分別把σ(k+d)的累計值限制于該上限值或下限值。這是因為，如果σ(k+d)的累計值過大，則由前述式(27)所求出的自適應規則輸入uadp過大，存在著控制性受損的危險的緣故。
            
接著，滑動模式控制器27用在前述步驟8里由推斷器26所求出的推斷偏差輸出VO2的時間序列數據VO2(k+d)、VO2(k+d-1)，如上所述求出的線性函數σ(k+d)及其累計值，以及在步驟7里確定的增益系數a1、a2、b1(它們的值基本上為前述識別增益系數  
            
)，按照前述式(24)、(26)、(27)分別計算等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp。
            
而且，滑動模式控制器27通過加算此一等效控制輸入ueq、到達規則輸入urch和自適應規則輸入uadp來計算前述SLD操作輸入usl，也就是為了使O2傳感器6的輸出VO2/OUT收斂于目標值VO2/TARGET所需的向對象排氣系E的輸入(=目標偏差空燃比kcmd)。
            
這就是步驟9的處理內容。再者，這樣在每個控制循環中求出的SLD操作輸入usl(=目標偏差空燃比kcmd)按時間序列儲存保持在未畫出的存儲器中，它為了推斷器26的前述運算處理而使用。
            
如上所述計算了SLD操作輸入usl之后，排氣側主運算處理部13進行由滑動模式控制器27進行的自適應滑動模式控制的穩定性的判別處理，設定表示該自適應滑動模式控制是否穩定的標志f/sld/stb的值(步驟10)。
            
此一穩定性的判別處理如圖19的程序框圖中所示地進行。
            
也就是說，排氣側主運算處理部13首先計算在前述步驟9里所計算的線性函數σ的此次值σ(k+d)和前次值σ(k+d-1)的偏差Δσ(這相當于線性函數σ的變化速度)(步驟10-1)。
            
接著，排氣側主運算處理部13判斷在步驟10-1里所計算的偏差Δσ與線性函數σ的此次值σ(k+d)之積Δσ·σ(k+d)(這相當于關于σ的李雅普諾夫函數σ/2的時間微分函數)是否為預先確定的規定值ε2(≥0)以下(步驟10-2)。
            
在此一場合，成為Δσ·σ(k+d)＞ε2的狀態，在σ2增加的一側，由于是前述推斷偏差輸出VO2(k+d)、VO2(k+d-1)朝離開前述超平面σ=0方向轉移的狀態，所以可以認為自適應滑動模式控制不穩定(在前述步驟9里所計算的SLD操作輸入usl不合適)。因此，在步驟10-2的判斷中，在Δσ·σ(k+d)＞ε2的場合，自適應滑動模式控制成為不穩定的，為了在規定時間內禁止使用在前述步驟9里所計算的SLD操作輸入usl的目標空燃比KCMD的確定，把定時器計數器tm(遞減計數定時器)的值設定成規定的初始值(定時器計數器tm起動。步驟10-4)。而且，把前述標志f/sld/stb的值設定成“0”(f/sld/stb=0表示自適應滑動模式控制是不穩定的)(步驟10-5)。
            
再者，雖然理論上在步驟10-2的判斷中使用的規定值ε2為“0”即可，但是如果考慮概率的外部干擾的影響，則最好是取為比“0”大一些的值。
            
另一方面，在前述步驟10-2的判斷中，在Δσ·σ(k+d)≤ε2的場合，排氣側主運算處理部13判斷線性函數σ的此次值σ(k+d)是否處于預先確定的規定范圍內(步驟10-3)。
            
在此一場合，由于線性函數σ的此次值σ(k+d)不在規定范圍內的狀態是前述推斷偏差輸出VO2(k+d)、VO2(k+d-1)離開前述超平面σ=0很遠的狀態，所以可以認為自適應滑動模式控制是不穩定的(在前述步驟10-3里所計算的SLD操作輸入usl不合適)。因此，在步驟10-3的判斷中，在線性函數σ的此次值σ(k+d)不在規定范圍內的場合，自適應滑動模式控制成為不穩定的，與前述的場合同樣，進行步驟10-4和10-5的處理，起動定時器計數器tm，并且把標志f/sld/stb的值設定成“0”。
            
此外，在步驟10-3的判斷中，在線性函數σ的此次值σ(k+d)處于規定范圍內的場合，排氣側主運算處理部13按規定時間Δtm使定時器計數器tm遞減計數(步驟10-6)，進而判斷該定時器計數器tm的值是否為“0”以下，也就是說，從定時器計數器tm起動起是否經過了前述初始值TM量的規定時間(步驟10-7)。
            
此時，在tm＞0的場合，也就是說，定時器計數器tm正在計時動作中或者時間尚未結束的場合，因為從在步驟10-2或步驟10-3的判斷中判斷成自適應滑動模式控制是不穩定的起，在未經過多少時間的狀態下，自適應滑動模式控制容易成為不穩定的，所以進行前述步驟10-5的處理并把前述標志f/sld/stb的值設定成“0”。
            
而且，在步驟10-7的判斷中為tm≤0的場合，也就是說，在定時器計數器tm成為時間結束的場合，自適應滑動模式控制成為穩定的，把標志f/sld/stb的值設定成“1”(f/sld/stb=1表示自適應滑動模式控制是穩定的)(步驟10-8)。
            
通過以上這種處理，判斷由滑動模式控制器27進行的自適應滑動模式控制的穩定性，在判斷成不穩定的場合，把標志f/sld/stb的值設定成“0”，在判斷成穩定的場合，把標志f/sld/stb的值設定成“1”。
            
再者，在本實施例中自適應滑動模式控制的穩定性的判斷基本上按前述步驟10-2和10-3的條件來進行，但是也可以按某一方的條件判斷(例如僅步驟10-2的條件判斷)來進行，或者通過把相當于線性函數σ的變化速度的前述偏差Δσ的大小(絕對值)與規定值進行比較來進行自適應滑動模式控制的穩定性的判斷也是可能的。
            
返回到圖9，在如上所述設定了表示由滑動模式控制器27進行的自適應滑動模式控制的穩定性的標志f/sld/stb的值之后，排氣側主運算處理部13判斷標志f/sld/stb的值(步驟11)。此時，在為f/sld/stb=1的場合，也就是說，判斷成自適應滑動模式控制為穩定的場合，由滑動模式控制器27來進行在前述步驟9里所計算的SLD操作輸入usl的限制處理(步驟12)。在此一限制處理中，在SLD操作輸入usl的值或該值的變化幅度被限制在規定范圍內，在步驟9里所計算的SLD操作輸入usl的此次值usl(k)超過規定的上限值或下限值的場合，分別把SLD操作輸入usl的值強制地設定成該上限值或下限值。此外，在步驟9里所計算的SLD操作輸入usl的此次值usl(k)從前次值usl(k-1)的變化量超過規定量的場合，把SLD操作輸入usl的值強制地設定成把該規定量加到前次值usl(k-1)上的值。
            
排氣側主運算處理部13在上述這種SLD操作輸入usl的限制處理之后，由滑動模式控制器27按前述式(28)來計算前述目標空燃比KCMD(步驟14)，結束此次的控制循環的處理。
            
此外，在前述步驟11的判斷中為f/sld/stb=0的場合，也就是說，判斷成自適應滑動模式控制為不穩定的場合，排氣側主運算處理部13把此次的控制循環中的SLD操作輸入usl的值強制地設定成規定值(固定值或者SLD操作輸入usl的前次值)之后(步驟13)，由滑動模式控制器27按前述式(28)來計算前述目標空燃比KCMD(步驟14)，結束此次的控制循環的處理。
            
再者，在步驟14里最終確定的目標空燃比KCMD在每個控制循環中按時間序列儲存保持在未畫出的存儲器中。而且，前述大局反饋控制15等在使用由排氣側主運算處理部13所確定的目標空燃比KCMD之際(參照圖8的步驟f)，從如上所述按時間序列儲存保持的目標空燃比KCMD中選擇最新的。
            
以上說明的內容就是本實施例的裝置的詳細的動作。
            
也就是說，如果概括該動作，則基本上由排氣側主運算處理部13逐次確定進入催化劑裝置3的排氣的目標空燃比KCMD(這相當于對象排氣系E的目標輸入)，以便使催化劑裝置3的下游側的O2傳感器6的輸出VO2/OUT(這相當于作為設備的對象排氣系E的輸出)收斂(調整)于目標值VO2/TARGET。進而，按照此一目標空燃比KCMD，基于目標空燃比KCMD和催化劑裝置3的上游側的LAF傳感器5的輸出KACT來調整作為生成向對象排氣系E的輸入(排氣的空燃比)的操作器的發動機1的燃料噴射量，借此發動機1的空燃比被反饋控制成目標空燃比KCMD。而且，通過如上所述把催化劑裝置3的下游側的O2傳感器6的輸出VO2/OUT調整成目標值VO2/TARGET，可以不受催化劑裝置3的時效劣化等影響地，確保催化劑裝置3的最佳排氣凈化性能。
            
進而，與這種發動機1的空燃比的控制并行地，在排氣側主運算處理部13中，基于由識別器25逐次求出的排氣系模型的識別增益系數 
            
的數據，求出表示催化劑裝置3的劣化狀態(劣化程度)的劣化等級。而且，根據此一劣化等級，適當地由劣化報告器29進行報告。
            
因而，在本實施例的裝置中，在控制發動機1的空燃比以便確保催化劑裝置3的排氣的最佳凈化性能的該發動機1的正常的運行狀態下，可以不中斷該空燃比的控制，而是與該空燃比的控制并行地進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別(劣化等級的確定)。
            
在此一場合，劣化狀態的判別用作為各識別增益系數  
            
的數據的最小二乘中心值的劣化判別用數據來進行，而且，此一劣化判別用數據由求出識別增益系數 
            
之際的排氣流量的流量區來劃分。因而，與各識別增益系數 
            
與排氣的各流量區的各自的組合相對應而求出的前述劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M成為分別與催化劑裝置3的劣化狀態的相關性顯著的數據。結果，根據這些劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M如前所述求出催化劑裝置3的劣化等級，借此可以高精度地判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，在本實施例中，發動機1的目標空燃比KCMD用不容易受外部干擾等的影響的滑動模式控制器27，用來補償對象排氣系E和空燃比操作系的無用時間d1、d2的推斷器26，以及實時地逐次識別作為表達對象排氣系E的行為的排氣系模型的參數的增益系數a1、a2、b1的識別器25來計算。因此，通過把O2傳感器6的輸出VO2/OUT控制成其目標值VO2/TARGET可以高精度地求出最佳的目標空燃比KCMD。
            
進而，以作為能夠可靠地補償發動機1的行為變化等的影響的漸變式形式的控制器的自適應控制器18為主體把發動機1的空燃比控制成上述目標空燃比KCMD。因此，可以穩定而高精度地進行對O2傳感器6的輸出VO2/OUT的目標值VO2/TARGET的控制。結果對象排氣系E的行為也穩定了，進而作為前述增益系數a1、a2、b1的識別值的前述識別增益系數 
            
也可以由識別器25穩定地求出。進而，因為像這樣可以穩定地求出識別增益系數 
            
故可以穩定而適當地進行基于這些識別增益系數 
            
的催化劑裝置3的劣化狀態的判別。
            
特別是，在本實施例中，識別器25在對象排氣系E的指定的行為狀態下，也就是說，在由O2傳感器6的輸出VO2/OUT來掌握的空燃比從稀側變化到濃側的行為狀態下，進行識別增益系數  
            
的計算處理(更新處理)。而且，上述這種對象排氣系E的行為狀態可以通過使用由O2傳感器6的偏差輸出VO2來表示的前述管理函數γ來簡單而可靠地掌握。因此，通過如前所述控制發動機1的空燃比，并判別催化劑裝置3的劣化狀態，可以求出合適的識別增益系數 
            
進而在本實施例中，在計算用來逐次更新識別增益系數  
            
的前述識別誤差id/e之際，考慮對象排氣系E的頻率特性(低通特性)，對相當于排氣系模型上的O2傳感器6的輸出VO2/OUT的前述識別偏差輸出V2，和O2傳感器6的實際的偏差輸出VO2實施同一頻率特性(低通特性)的濾波。因此，可以識別排氣系模型的增益系數a1、a2、b1使得排氣系模型的頻率特性和實際的對象排氣系E的頻率特性相匹配，可以求出與對象排氣系E的行為特性匹配的識別增益系數 
            
因而，可以提高該識別增益系數  
            
的可靠性。
            
此外，在本實施例中，在逐次計算識別增益系數 
            
之際，通過進行前述的限制處理，可以求出在使前述目標空燃比KCMD或由它所控制的發動機1的空燃比平滑而穩定方面最佳的識別增益系數 
            
并且可以既排除在判別催化劑裝置3的劣化狀態方面不合適的識別增益系數 
            
又穩定地求出顯著地具有與該劣化狀態的相關性的識別增益系數 
            
進而在本實施例中，在排氣系模型或識別器25的運算處理中，不是原封不動地使用LAF傳感器5的輸出KACT或O2傳感器6的輸出VO2/OUT，而是用LAF傳感器5的輸出KACT與規定的基準值FLAF/BASE的偏差kact，以及O2傳感器6的輸出VO2/OUT與其目標值VO2/TARGET(基準值)的偏差VO2，借此識別器25的運算處理的算法的建立變得容易了，并且可以提高其運算處理的精度。再者，此一情況在推斷器26或滑動模式控制器27的運算處理中也是同樣的。
            
這樣一來根據本實施例，因為可以求出可靠性高的識別增益系數 
            
故可以高精度地進行基于該識別增益系數 
            
的催化劑裝置3的劣化狀態的判別。
            
下面參照圖20和圖21來說明本發明的第2實施例。再者，由于僅有催化劑裝置的劣化狀態的判別處理的一部分是與前述第1實施例不同的，所以關于系統的構成，使用與前述第1實施例相同的標號并省略其說明，并且關于各種處理(系統的動作)也就與前述第1實施例相同的部分，用前述圖面并省略詳細的說明。但是，在本實施例中，前述發動機1是作為其行走用的推進源裝設在汽車或混合型車等車輛(未畫出)上的，前述圖1中所示的系統裝設在車輛上。此外，在本實施例中，備有用來檢測車輛的車速的未畫出的傳感器。
            
在前述第1實施例中，每當在前述步驟5里求出識別增益系數 
            
就根據它們的值來更新前述劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H或A2/M、B1/H、B1/M并求出催化劑裝置3的劣化等級。然而，在例如O2傳感器6的輸出VO2/OUT極其穩定地維持于目標值VO2/TARGET這樣的狀況下，為了求出識別增益系數  
            
而用的前述LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2幾乎維持一定，在這種狀況下用來適當地求出識別增益系數 
            
的信息不足(無法得到kact或VO2的多種值)，因此識別增益系數 
            
的值變得容易對真值產生誤差(產生所謂漂移現象)。而且如果用產生了這種誤差的識別增益系數  
            
來更新劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M并求出催化劑裝置3的劣化等級，則該劣化等級的精度惡化。
            
本實施例是避免這種事態的實施方案，其概要如下。
            
也就是說，在本實施例中，在每個控制循環中判斷前述LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2是否為幾乎一定的狀態，換句話說，LAF傳感器5的輸出KACT或O2傳感器6的輸出VO2/OUT是否為幾乎一定的狀態。此外，因為LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2成為幾乎一定的這種狀況，容易在發動機1的吸氣量(確切地說是一個燃燒循環中的吸氣量，這成為與吸氣壓力PB相對應的)幾乎維持一定的狀況，或裝設發動機1的車輛的車速幾乎維持一定的狀況下產生，所以在每個控制循環中也進行發動機1的吸氣量或車輛的車速是否為幾乎一定的狀態的判斷。而且，綜合這些判斷結果來確定每個控制循環中所得到的識別增益系數 
            
在判別催化劑裝置3的劣化狀態方面是否是合適的，僅在判斷成合適的場合用該識別增益系數 
            
的值來更新前述劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M并求出催化劑裝置3的劣化等級。
            
這種處理具體地說在前述圖9的步驟6里，如圖20的程序框圖中所示由前述催化劑劣化判別處理器27(參照圖3)來實行。
            
也就是說，前述催化劑劣化判別處理器27首先與前述第1實施例同樣地，在計算了前述推斷排氣流量ab/SV之后(步驟6-1)，在此次的控制循環中進行在前述步驟5(參照圖9)里所求出的識別增益系數 
            
在判別催化劑裝置3的劣化狀態方面是否是合適的判別處理，設定分別由“1”、“0”來表示該合適與否的標志f/pe(步驟6-a)。
            
此一判別處理如圖21的程序框圖中所示地進行。首先，對吸氣壓力PB的檢測數據、車速V的檢測數據、前述LAF傳感器5的偏差輸出kact的數據，以及前述O2傳感器6的偏差輸出VO2的數據分別實施高通特性的濾波，借此求出表示各自的數據的變動狀態的吸氣壓力變動參數PRA1、車速變動參數PRA2、空燃比變動參數PRA3以及O2變動參數PRA4(步驟6-a-1～6-a-4)。
            
這里，上述濾波是通過從現在起到過去規定數的控制循環量(例如3個控制循環量)中，把各數據的值的每個控制循環的變化量(此次值與前次值之差)相加而成的。因而，通過此一濾波所得到的上述各變動參數PRA1～PRA4分別相當于吸氣壓力PB、車速V、LAF傳感器5的偏差輸出kact,O2傳感器6的偏差輸出VO2的變化速度。因此，例如吸氣壓力變動參數PRA1在其接近于“0”時意味著吸氣壓力PB大體上一定(時間的變動很小)。此一情況對于其他變動參數PRA2～PRA4也是同樣的。
            
再者，吸氣壓力PB大體上一定，是與發動機1的吸氣量大體上一定等同的。此外，偏差輸出kact或偏差輸出VO2大體上一定，是分別與LAF傳感器5的輸出KACT、O2傳感器6的輸出VO2/OUT大體上一定等同的。
            
如上所述求出了各變動參數PRA1～PRA4之后，前述催化劑劣化判別處理器27把各變動參數PRA1～PRA4的絕對值各自對應地與預先確定的閾值ε11、ε12、ε13、ε14(這些閾值是足夠小的正值)進行比較(步驟6-a-5)。
            
這里，在本實施例中，在各變動參數PRA1～PRA4的絕對值|PRA1|、|PRA2|、|PRA3|、|PRA4|的某一個小于與之對應的閾值ε11、ε12、ε13、ε14的狀態，也就是說，吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的某一個成為大體上一定的狀態持續規定時間T1的場合，判斷成為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里識別器25求出的識別增益系數 
            
是不合適的。此外，在各變動參數PRA1～PRA4的絕對值|PRA1|、|PRA2|、|PRA3|、|PRA4|的某一個為與之對應的閾值ε11、ε12、ε13、ε14以上的值的狀態，也就是說，吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的某一個產生某種程度的時間變動的狀態持續規定時間T2的場合，判斷成為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里識別器25求出的識別增益系數  
            
是合適的。
            
因此，在上述步驟6-a-5里，在|PRA1|＜ε11、|PRA2|＜ε12、|PRA3|＜ε13、|PRA4|＜ε14的某一個條件成立時，催化劑劣化判別處理器27為了觀察該狀態是否持續規定時間T1，在每個控制循環中以規定值Δt逐次對作為初始值預先設定了該規定時間T1的定時器計數器tm1(遞減計數定時器)的值進行遞減計數(步驟6-a-6)。此外，把用來計時另一方的前述規定時間T2的定時器計數器tm2(遞減計數定時器)的值初始化成該規定時間T2(步驟6-a-7)。
            
催化劑劣化判別處理器27判斷上述定時器計數器tm1是否成為“0”以下，也就是說，|PRA1|＜ε11、|PRA2|＜ε12、|PRA3|＜ε13、|PRA4|＜ε14的某一個條件是否持續前述規定時間T1(步驟6-a-8)，在成為tm1≤0的場合，為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里所求出的識別增益系數 
            
是不合適的，把前述標志f/pe的值設定成“0”(步驟6-a-9)。此外在步驟6-a-8里在tm1＞0的場合，把上述標志f/pe的值維持現狀(標志f/pe的初始值為“1”)，返回到圖20的程序框圖的處理。
            
另一方面，在前述步驟6-a-5里，|PRA1|≥ε11、|PRA2|≥ε12、|PRA3|≥ε13、|PRA4|≥ε14的所有條件全都成立時，也就是說，吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個皆為產生某種程度的時間變動的狀態時，催化劑劣化判別處理器27在每個控制循環中以規定值Δt逐次對計時前述規定時間T2的前述定時器計數器tm2的值進行遞減計數(步驟6-a-10)。此外，把與前述步驟6-a-6有關的定時器計數器tm1的值初始化成作為其初始值的前述規定時間T1(步驟6-a-11)。
            
催化劑劣化判別處理器27判斷上述定時器計數器tm2是否成為“0”以下，也就是說，|PRA1|≥ε11、|PRA2|≥ε12、|PRA3|≥ε13、|PRA4|≥ε14的某一個條件是否持續上述規定時間T2(步驟6-a-12)，在成為tm2≤0的場合，認為為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里所求出的識別增益系數 
            
是合適的，把前述標志f/pe的值設定成“1”(步驟6-a-13)。此外在步驟6-a-12里為tm2＞0的場合，把上述標志f/pe的值維持現狀，返回到圖20的程序框圖的處理。
            
通過如上所述的處理，如果吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個成為大體上一定的狀態(步驟6-a-5的判斷結果為‘是’的狀態)持續維持規定時間T1，則為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里所求出的識別增益系數 
            
成為不合適的(設定成f/pe=0)。此時，在上述狀態不持續規定時間T1，而是暫時的場合，由于識別增益系數  
            
的前述漂移現象不會立即發生，所以不判斷成為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用識別增益系數 
            
是不合適的(維持f/pe=1)。
            
此外，在如上所述判斷成為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里所求出的識別增益系數 
            
是不合適的之后，如果吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個為產生某種程度的時間變動的狀態(步驟6-a-5的判斷結果為‘否’的狀態)持續維持規定時間T2，則為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在步驟5里所求出的識別增益系數 
            
成為合適的(設定成f/pe=1)。這里之所以以規定時間T2的持續性為條件，是為了排除吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2由于噪聲等暫時地產生變動這種場合。
            
再者，關于前述規定時間T1、T2，在本實施例中取為T1＞T2。這是因為吸氣壓力PB或車速V、偏差輸出kact、偏差輸出VO2維持大體上一定的場合產生的識別增益系數 
            
的如前所述的漂移現象比較緩慢地進行，此外產生吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的變動引起的漂移現象的消除比較迅速地進行的緣故。
            
返回到圖20，如上所述進行了標志6-a的判別處理(標志f/pe的設定處理)之后，催化劑劣化判別處理器27判斷標志f/pe的值(步驟6-b)。此時，在為f/pe=1的場合，也就是說，判斷成為了催化劑裝置3的劣化狀態的判別而使用在前述步驟5里所求出的識別增益系數 
            
為合適的場合，進行前述第1實施例中說明的步驟6-2～6-10的處理，借此如前所述地確定催化劑裝置3的劣化等級。
            
另一方面，在步驟6-b里，在f/pe=0的場合，省略步驟6-2～6-10的處理，返回到前述圖9的主程序處理。因而，在此一場合，不更新催化劑裝置3的劣化等級，而是維持于現狀的值。
            
關于以上說明的以外的處理，是與前述第1實施例完全相同的。
            
如果采用這種本實施例，則LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2維持大體上一定的狀況，或者發動機1的吸氣壓力PB或車輛的車速V維持大體上一定而上述偏差輸出kact、VO2成為容易維持大體上一定的狀況下，也就是說，在前述步驟5里識別器25所求出的識別增益系數 
            
的漂移現象發生而它們的誤差定常性地產生的狀況下，不進行用該識別增益系數 
            
的催化劑裝置3的劣化等級的確定，而是把該劣化等級保持于現狀的值。
            
因此，可以進一步提高催化劑裝置3的劣化狀態的判別結果(劣化等級)的可靠性。
            
再者，在本實施例中，在吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個被維持成大體上一定的場合，不進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別，但是在車輛的實際行駛中，上述這種狀態長時間地持續的情況通常是沒有的。因而，判別催化劑裝置3的劣化狀態的機會與前述第1實施例的相比，并不受很大限制，卻可以在發動機1的各種各樣的運行狀態下判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在本實施例中，在吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個被維持成大體上一定的場合，不進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別，但是也可以在上述吸氣壓力PB等當中的多個維持成大體上一定的場合不進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理，而在這以外的場合進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理。此外，也可以僅監視吸氣壓力PB、車速V、偏差輸出kact以及偏差輸出VO2的任何一個，在它被維持成大體上一定的場合不進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理。
            
此外，雖然在本實施例中，作為發動機1的吸氣量的替代而使用吸氣壓力PB，但是也可以根據吸氣壓力PB或發動機1的燃料噴射量等來推斷該吸氣量，或者由流量傳感器等直接檢測該吸氣量，在該推斷的或者檢測的吸氣量被維持成大體上一定時不進行催化劑裝置3的劣化狀態的判別處理。
            
以上說明了本發明的第1和第2實施例，但是本發明不限定于這些實施例，例如以下的變形例也是可能的。
            
也就是說，雖然在前述實施例中為了判別催化劑裝置3的劣化狀態而用識別器25所求出的所有識別增益系數 
            
但是也可以基于它們當中的某一個或者兩個來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
例如在基于識別增益系數 
            
或者 
            
的某一個來判別催化劑裝置3的劣化狀態的場合，原封不動地對應于識別增益系數 
            
用前述表1中所示的暫定劣化等級LV/A1，或者對應于識別增益系數 
            
用前述表2中所示的暫定劣化等級LV/A2，借此可以把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成圖5的劣化等級0、劣化等級1和劣化等級2以上的劣化等級(劣化等級2或劣化等級3)等三個階段進行判別。而且，在此一場合，如果進一步增多與前述劣化判別用數據A1/H、A1/M或者A1/H、A2/M進行比較的閾值，則可以把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成更多的劣化等級來進行判別。
            
此外，例如在基于識別增益系數 
            
的兩者來判別催化劑裝置3的劣化狀態的場合，可以例如由表1中所示的暫定劣化等級LV/A1與表2中所示的暫定劣化等級LV/A2當中較大的一方(=max(LV/A1,LV/A2))的等級值與上述同樣地把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成等級0～2的三個階段進行判別。
            
此外，例如在只要能夠把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成圖5的劣化等級0和劣化等級1來判別就足夠了的場合(例如在劣化等級1內把催化劑裝置3作為耐用界限更換成新品的場合)，也可以進行僅基于識別增益系數 
            
的劣化狀態的判別。在此一場合，例如，對應于排氣的大流量區如前所述求出的前述劣化判別用數據B1/H，和對應于中流量區如前所述求出的前述劣化判別用數據B1/M的任何一方，或者兩者分別超過對應的閾值X/B1H2、X/B1M2(參照圖5(c))的場合，把催化劑裝置3的劣化等級判斷成“1”。而且，在這以外的場合，把催化劑裝置3的劣化等級判斷成“0”就可以了。
            
或者，例如如果用前述表3中所示的暫定劣化等級LV/B1，則也可以把直到圖5的等級1的劣化等級劃分成三個階段進行判別。此外，關于識別增益系數 
            
在圖5(c)中可以看到，如果催化劑裝置3的劣化的進展進展到某種程度，則識別增益系數 
            
或者與之相對應的劣化判別用數據B1/H、B1/M的值從增加傾向轉變成減少傾向(B1/H、B1/M的值在催化劑裝置3的劣化的進展中途成為極大值)。因此，僅按照劣化判別用數據B1/H、B1/M的值和與之對應地確定的圖5(c)的閾值X/B1H1、X/B1H2、X/B1M1、X/B1M2的比較結果無法把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成例如圖5的劣化等級0～3的四個階段進行判斷。然而，如果采用例如如下的手法，則僅基于識別增益系數 
            
還可以把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成例如圖5的劣化等級0～3的四個階段進行判斷。下面把這作為本發明的第3實施例進行說明。
            
也就是說，在此一場合，每當通過例如圖18或者圖20的步驟6-1～6-5的處理重新求出與識別增益系數 
            
相對應的劣化判別用數據B1/H、B1/M，就實行圖22的程序框圖中所示的處理。
            
在此一處理中，首先把新求出的劣化判別用數據B1/H的值，與保持催化劑裝置3的從新品狀態到當前所求出的劣化判別用數據B1/H的最大值的參數PK/B1H(以下稱為最大值參數PK/B1H)的當前值進行比較(步驟101)。再者，最大值參數PK/B1H的初始值可以為例如“0”。
            
此時，如果B1/H＞PK/B1H，則把最大值參數PK/B1H更新成新的劣化判別用數據B1/H(步驟102)，進而把分別由“1”、“0”來表示劣化判別用數據B1/H的值是否成為極大值的標志f/B1H/PK的值取為“0”(步驟103)。
            
此外，在B1/H≤PK/B1H的場合，進而判斷劣化判別用數據B1/H的值是否比當前的最大值參數PK/B1H小得超過規定量ΔH(＞0)(步驟104)。此時，如果是B1/H＜PK/B1H-AH，則劣化判別用數據B1/H的值成為極大值，把標志f/B1H/PK的值取為“1”(步驟105)。另一方面，在B1/H≥PK/B1H-ΔH的場合，在劣化判別用數據B1/H的值的增加傾向中，由于考慮到劣化判別用數據B1/H的值由于噪聲等暫時地減少的狀況，所以轉到前述步驟103，把標志f/B1H/PK的值取為“0”。
            
接著，關于劣化判別用數據B1/M也進行與上述完全相同的處理，進行與該劣化判別用數據B1/M相對應的最大值參數PK/B1M的更新，和標志f/B1M/PK的值的設定(步驟106～110)。在此一場合在步驟109里用的AM相當于前述步驟104里用的規定量ΔH，該步驟109的判斷處理與前述步驟104的判斷處理的場合同樣，在劣化判別用數據B1/M的值的增加傾向中，排除在該劣化判別用數據B1/M的值暫時地減少的場合錯誤地把標志f/B1M/PK的值設定成“1”(劣化判別用數據B1/M的值可以看成極大值)。
            
再者，最大值參數PK/B1H、PK/B1M和標志f/B1H/PK、f/B1M/PK的值儲存保持在未畫出的非易失存儲器中，以便即使在發動機1的運行停止狀態下也不丟失。
            
通過以上的處理，各劣化判別用數據B1/H、B1/M是否成為極大值的信息，分別作為標志f/B1H/PK、f/B1M/PK的值被儲存保持。
            
接著判斷標志f/B1H/PK、f/B1M/PK的值是否兩者皆為“1”(步驟111)，在該兩者皆為“1”的場合，把分別由“1”、“0”來表示劣化判別用數據B1/H、PK/B1M是否兩者都成為極大值的標志f/B1/PK的值設定成“1”(步驟112)。此外，在步驟109的條件不成立的場合，把標志f/B1/PK的值設定成“0”(步驟113)。再者，此一標志f/B1/PK的值也儲存保持在未畫出的非易失存儲器中。
            
另一方面，如上所述，除了設定標志f/B1/PK的值之外，與前述實施例的場合同樣，按照前述表3逐次求出暫定劣化等級LV/B1。而且根據此一暫定劣化等級LV/B1和前述標志f/B1/PK，下面表6來確定催化劑裝置3的劣化等級。表6
            
通過以上這種處理，僅基于識別增益系數 
            
就可以把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成圖5的劣化等級0～3等四個階段進行判斷。
            
再者，也可以綜合這種處理產生的判別結果，和基于識別增益系數 
            
或者 
            
的前述判別結果，最終地判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在前述各實施例中，把催化劑裝置3的劣化狀態(劣化等級)劃分成四個階段進行判斷，但是通過例如進一步增多與各劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M進行比較的閾值，也可以劃分成更多的劣化等級來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在前述各實施例中，基本上基于各劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M的值的大小來判別催化劑裝置3的劣化狀態，但是基于這些劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M的變化特性來判別催化劑裝置3的劣化狀態也是可能的。例如劣化判別用數據A1/H、A1/M如圖5(a)中所示對于催化劑裝置3的劣化的進展的增加率(圖5(a)的曲線的切線斜率)逐漸變小。因此，例如如果每當重新求出劣化判別用數據A1/H、A1/M就求出其最新值與前次值的變化量，則該變化量的大小隨著催化劑裝置3的劣化的進展而變小。因而，也可以基于此一變化量來判別催化劑裝置3的劣化狀態。此外，因為劣化判別用數據B1/H、B1/M如前所述成為極大值，故在可以把催化劑裝置3的劣化狀態劃分成例如劣化判別用數據B1/H、B1/M的兩者或者任何一方成為極大值前的狀態，和成為極大值后的狀態來判斷的場合，也可以由如前述圖20中說明的那樣設定的標志f/B1H/PK、f/B1M/PK或者f/B1/PK的值來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在前述實施例中，把劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M取為對各識別增益系數 
            
實施求出其最小二乘中心值的濾波處理者，但是作為劣化判別用數據使用例如對各識別增益系數 
            
的數據實施求出其平均值或者加權平均值這樣的濾波處理者也是可能的。
            
進而雖然在前述實施例中，為了判別催化劑裝置3的劣化狀態使用對各識別增益系數 
            
的數據實施了濾波處理的劣化判別用數據A1/H、A1/M、A2/H、A2/M、B1/H、B1/M，但是在不需要很高的催化劑裝置3的劣化狀態的判別精度的場合，也可以原封不動地使用各識別增益系數 
            
來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
在此一場合，在前述實施例或上述各變形例中，用在與之對應的排氣的流量區中得到的識別增益系數 
            
來代替劣化判別用數據A1/H、A1/M。同樣，用在與之對應的排氣的流量區中得到的識別增益系數 
            
來代替劣化判別用數據A2/H、A2/M，此外用在與之對應的排氣的流量區中得到的識別增益系數 
            
來代替劣化判別用數據B1/H、B1/M。而且，如在前述實施例或上述各變形例中所說明的那樣，通過把這些識別增益系數 
            
的值與適當的閾值進行比較等，就可以判別催化劑裝置3的劣化狀態(確定劣化等級)。
            
此外，雖然在前述實施例中，劃分成排氣的大流量區和中流量區的兩類而求出劣化判別用數據，但是也可以劃分成更多的流量區。或者，在進行發動機1所生成的排氣流量局限于某個狹窄的區域的發動機1的運行的場合，也可以不劃分排氣的流量區而求出劣化判別用數據，基于該劣化判別用數據來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在前述實施例中，由式(1)來表達對象排氣系E的模型(排氣系模型)，但是也可以由例如省略第二次的自回歸項(VO2(k-1)的項)，或者包含更多的自回歸項(例如追加包含VO2(k-2)的項)的公式來表達排氣系模型。
            
此外，雖然在前述實施例中，把用來判別催化劑裝置3的劣化狀態的對象排氣系E的模型與用來控制發動機1的空燃比的(計算目標空燃比KCMD)的對象排氣系E的模型取為相同的，由同一個識別器25來識別該模型的參數(增益系數)a1、a2、b1，但是也可以單獨地設定分別使用的對象排氣系E的模型，由各自的識別器來識別這些模型的參數。
            
此外，雖然在前述實施例中，一邊把發動機1的空燃比控制成能夠得到催化劑裝置3的最佳凈化性能的空燃比，一邊判別催化劑裝置3的劣化狀態，但是沒有必要在判別該劣化狀態之際一定如上所述控制發動機1的空燃比，即使在按其他形態來進行發動機1的運行的狀態下，只要識別排氣系模型的參數(增益系數)a1、a2、b1，就可以基于該識別值來判別催化劑裝置3的劣化狀態。
            
此外，雖然在前述實施例中，用自適應滑動模式控制來進行發動機1的目標空燃比KCMD的計算，但是也可以用普通的滑動模式控制(不用自適應規則者)進行目標空燃比KCMD的計算。
            
進而，雖然在計算該目標空燃比KCMD之際由推斷器26來補償前述合計無用時間的影響，但是在對象排氣系E或空燃比操作系的無用時間小到可以忽視的場合，也可以省略推斷器26。在此一場合，滑動模式控制器27或識別器25的運算處理可以取為d=d1=0來進行。
            
此外，雖然在前述實施例中，把O2傳感器6用作第2排氣傳感器，但是在確保催化劑裝置3的想要的凈化性能方面，只要是能夠檢測應該控制的催化劑裝置下游的排氣的指定成分的濃度的傳感器，第2排氣傳感器也可以用其他傳感器。也就是說，例如在控制催化劑裝置下游的排氣中的一氧化碳(CO)的場合用CO傳感器，在控制氮氧化物(NOx)的場合用NOx傳感器，在控制碳氫化合物(HC)的場合用HC傳感器。在使用三元催化劑裝置的場合，檢測上述任何一種氣體成分的濃度也可以最大限度地發揮催化劑裝置的凈化性能地進行控制。此外，在使用還原催化劑裝置或氧化催化劑裝置的場合，通過直接檢測打算凈化的氣體成分可以實現凈化性能的提高。
            
進而，在判別催化劑裝置3的劣化狀態方面，也可以把除了LAF傳感器5以外的排氣傳感器用作第1排氣傳感器，與第2排氣傳感器同樣，使用CO傳感器、NOx傳感器、HC傳感器等是可能的。在此一場合，第1和第2排氣傳感器，在與前述實施例同樣地進行給對象排氣系E建模，識別該模型的參數時，可以選定在該識別值與催化劑裝置的劣化狀態之間有比較顯著的相關性者。
            
此外，雖然在前述實施例中，在識別器25、推斷器26、滑動模式控制器27的運算處理中用LAF傳感器5的偏差輸出kact或O2傳感器6的偏差輸出VO2、目標偏差空燃比kcmd，但是原封不動地使用LAF傳感器5的輸出KACT或O2傳感器6的輸出VO2/OUT、目標空燃比KCMD來進行識別器25、推斷器26、滑動模式控制器27的運算處理也是可能的。進而，偏差輸出kact或與目標空燃比KCMD有關的前述基準值FLAF/BASE也沒有必要一定取為一定值，也可以根據發動機1的轉速NE或吸氣壓力PB等來設定該基準值FLAF/BASE。
            
此外，雖然在前述實施例中，為了可靠地確保催化劑裝置3的最佳凈化性能，用識別器25、推斷器26和滑動模式控制器27來計算目標空燃比KCMD，此外用自適應控制器18來反饋控制發動機1的空燃比，但是在不那么要求催化劑裝置3的凈化性能的場合，也可以由一般的PID控制來進行目標空燃比KCMD的計算或發動機1的空燃比的反饋控制。
            
此外，雖然在前述實施例中，為了在圖5的劣化等級3中促使催化劑裝置3的更換，進行由劣化報告器29進行的報告，但是進行這種報告的定時，只要考慮到判別劣化狀態的催化劑裝置的種類、能力等來確定就可以了。進而也可以在催化劑裝置3的各劣化等級中，分別進行單獨的報告。
            
進而雖然在前述實施例中示出判別配備在發動機1的排氣管2上的催化劑裝置3的劣化狀態者，但是在判別催化劑裝置3的單體的劣化狀態這樣的場合，一邊把通過由發動機1之外的燃燒機械燃燒與發動機1相同的混合氣而生成的排氣供給到催化劑裝置3，一邊判別該催化劑裝置3的劣化狀態也是可能的。工業實用性
            
像以上這樣，本發明的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，作為用來判別內燃機等燃燒機械的排氣凈化用的催化劑裝置的劣化狀態的手法是有用的，特別是，特別是作為判別裝設在汽車或混合型車等上的催化劑裝置的劣化狀態的手法是合適的。
            
權利要求
            
1．一種排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，是判別凈化由燃料和空氣的混合氣的燃燒所生成的排氣的催化劑裝置的劣化狀態的方法，其特征在于包括
            
在前述催化劑裝置的上游側和下游側分別配置產生與排氣的成分相對應的輸出的第1排氣傳感器和第2排氣傳感器而成的排氣通路中，從其上游側供給由前述混合氣的燃燒生成的排氣的排氣供給過程；
            
在向前述排氣通路供給排氣時采集前述第1和第2排氣傳感器各自的輸出數據的檢測過程；
            
以前述排氣通路中的前述第1排氣傳感器到第2排氣傳感器的包含前述催化劑裝置在內的排氣系為對象，針對作為表現該對象排氣系的行為者預先建立的該對象排氣系的模型，基于在前述檢測過程中采集的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據來識別該模型的應該設定的至少一個參數的值的識別過程；以及
            
基于在該識別過程中求出的前述參數的識別值的數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態的劣化判別過程。
            
2．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述第1排氣傳感器是產生表示生成進入前述催化劑裝置的排氣的前述混合氣的空燃比的輸出的傳感器，前述第2排氣傳感器是產生表示通過前述催化劑裝置的排氣中的指定成分的含量的輸出的傳感器。
            
3．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述催化劑裝置是設在在內部燃燒前述混合氣的內燃機的排氣通路上的催化劑裝置。
            
4．權利要求2所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述催化劑裝置是設在在內部燃燒前述混合氣的內燃機的排氣通路上的催化劑裝置。
            
5．權利要求4所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，備有在向前述排氣通路供給前述內燃機的運行產生的排氣時控制內燃機的空燃比以便使前述第2排氣傳感器的輸出收斂于規定的目標值的空燃比控制過程，前述識別過程和劣化判別過程與該空燃比控制過程并行地進行。
            
6．權利要求5所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述空燃比控制過程由計算前述內燃機的目標空燃比以便使前述第2排氣傳感器的輸出收斂于前述目標值的過程，和反饋控制該內燃機的空燃比以便使由前述第1排氣傳感器的輸出來表示的空燃比收斂于前述目標空燃比的過程來構成。
            
7．權利要求6所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述目標空燃比由滑動模式控制器來計算。
            
8．權利要求6或7所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述目標空燃比用在前述識別過程中求出的前述參數的識別值數據通過預先確定的算法來計算。
            
9．權利要求6所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述內燃機的空燃比的反饋控制由漸變式形式的控制器來進行。
            
10．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述模型是作為從前述第1排氣傳感器的輸出經由響應延遲要素和/或無用時間要素生成前述第2排氣傳感器的輸出的系統用離散時間系來表示前述對象排氣系的模型，作為前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第1排氣傳感器的輸出有關的系數和與前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數當中的至少一個。
            
11．權利要求10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述識別過程由一邊逐次更新前述參數值以便使前述模型上的前述第2排氣傳感器的輸出與該第2排氣傳感器的實際輸出之間的誤差減至最小一邊識別的算法來構成，在計算前述誤差之際對前述模型上的第2排氣傳感器的輸出與該第2排氣傳感器的實際輸出實施同一通頻特性的濾波。
            
12．權利要求10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述識別過程根據前述對象排氣系的指定的行為來進行識別前述參數值的處理。
            
13．權利要求12所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述識別過程基于由前述第2排氣傳感器的輸出的現在以前的規定數的時間序列數據確定的規定的函數值，來認知前述排氣系的指定的行為。
            
14．權利要求1或10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述識別過程包括對前述參數的識別值實施限制處理的過程。
            
15．權利要求1或10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述識別過程把前述第1排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差和前述第2排氣傳感器的實際輸出與規定的基準值的偏差分別用作前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據并基于該數據來計算前述參數的識別值。
            
16．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程把對前述參數的識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據用作前述催化劑裝置的劣化狀態的判別用數據。
            
17．權利要求16所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述濾波處理是求出前述參數的識別值數據的最小二乘中心值的處理。
            
18．權利要求16所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，在前述識別過程中備有在識別前述參數值之際劃分成預先確定的多個區域來掌握供給到前述排氣通路的排氣流量的過程，前述劣化判別過程在該排氣流量的每個區域中單獨地對與各區域相對應的前述參數的識別值數據實施前述濾波處理而生成前述判別用數據，并且用對應于該排氣流量的至少一個區域而生成的前述判別用數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
19．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程基于前述參數的識別值的數據值的大小和/或該數據值隨著前述催化劑裝置的劣化的進展的變化特性來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
20．權利要求16所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程基于前述判別用數據的值的大小和/或該判別用數據的值隨著前述催化劑裝置的劣化的進展的變化特性來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
21．權利要求10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，在前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第1排氣傳感器的輸出有關的系數，前述劣化判別過程基于與該第1排氣傳感器的輸出有關的系數的識別值數據或者對該識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據的值的大小，和與隨著前述催化劑裝置的劣化的進展而在該數據的值中產生的極值有關的信息來判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
22．權利要求10所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，在前述識別過程中識別的前述參數包含與前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數，前述劣化判別過程基于與前述第2排氣傳感器的輸出有關的系數的識別值數據或者對該識別值數據實施規定的濾波處理而生成的數據的值的大小來判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
23．權利要求1或16所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，在前述識別過程中識別的前述模型的參數有多個，前述劣化判別過程基于該多個參數的識別值數據來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
24．權利要求23所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程基于前述多個參數各自的識別值數據單獨地暫定性地判別前述催化劑裝置的劣化狀態之后，綜合該各參數每個的判別結果來確定該催化劑裝置的劣化狀態的判別結果。
            
25．權利要求1或16所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程把前述催化劑裝置的劣化狀態劃分成多個劣化程度來進行判別。
            
26．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據和第2排氣傳感器的輸出數據當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
27．權利要求3所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述劣化判別過程備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據、第2排氣傳感器的輸出數據和前述內燃機的吸氣量狀態當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
28．權利要求3所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述內燃機是作為車輛的推進源裝設在車輛上的內燃機，前述劣化判別過程備有基于前述第1排氣傳感器的輸出數據、第2排氣傳感器的輸出數據、前述內燃機的吸氣量狀態和前述車輛的車速狀態當中的至少一個來判斷在前述識別過程中所求出的前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的過程，基于判斷為適合的前述參數的識別值來判別前述催化劑裝置的劣化狀態。
            
29．權利要求26所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的判斷，根據采集用來求出該識別值的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據之際的該第1排氣傳感器的輸出和第2排氣傳感器的輸出當中的至少一個是否大體上維持一定來進行。
            
30．權利要求27所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的判斷，根據采集用來求出該識別值的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據之際的該第1排氣傳感器的輸出、第2排氣傳感器的輸出、以及前述內燃機的吸氣量當中的至少一個是否大體上維持一定來進行。
            
31．權利要求28所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，前述參數的識別值是否適合用于前述催化劑裝置的劣化狀態的判別的判斷，根據采集用來求出該識別值的前述第1和第2排氣傳感器的輸出數據之際的該第1排氣傳感器的輸出、第2排氣傳感器的輸出、前述內燃機的吸氣量、以及前述車輛的車速當中的至少一個是否大體上維持一定來進行。
            
32．權利要求1所述的排氣凈化用催化劑裝置的劣化判別方法，其特征在于，備有進行與前述劣化判別過程得出的前述催化劑裝置的劣化狀態的判別結果相對應的報告的過程。
            
全文摘要
            
排氣系統(E)的行為通過給包括催化劑裝置(3),在該催化劑裝置(3)的上游側的第1排氣傳感器(5)(空燃比傳感器)和在其下游側的第2排氣傳感器(6)(O2傳感器)的該排氣系統(E)建模來實現。在內燃機(1)運行期間,基于排氣傳感器(5、6)的輸出數據來逐次識別應為排氣系統(E)的模型設定的參數并基于識別值數據來判別催化劑裝置(3)的劣化狀態。此外,與劣化狀態判別并行地逐次確定內燃機(1)的目標空燃比以便使排氣傳感器(5)的輸出收斂于一個預定的目標值并且控制發動機(1)的空燃比以便使第1排氣傳感器(5)的輸出(空燃比的檢測值)收斂于一個目標空燃比,借此保證催化劑裝置(3)的最佳凈化性能,從而能夠在內燃機(1)的各種運行狀態下判別催化劑裝置的劣化狀態。
            
文檔編號F02D41/14GK1309746SQ99808749
            
公開日2001年8月22日 申請日期1999年7月5日 優先權日1998年7月17日
            
發明者安井裕司, 赤崎修介, 巖城喜久, 佐藤忠, 上野將樹 申請人:本田技研工業株式會社 
            
                        
            
                        
            
                        
            
                            
                        
            

                        
                            
                    
            
                    
                    


                     
                        
                        
                    

                
            

                
                
            
                    
            
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