(57)【要約】【課題】ＥＧＲ系を備える内燃機関において、簡易な構成でＥＧＲ触媒の過熱を精度よく検出することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＧＲ触媒５２の下流のＥＧＲガスの状態に基づいて、該ＥＧＲ触媒５２の過熱を検出する。より具体的には、内燃機関１０の機関回転数と機関負荷とに基づいて、推定吸気管圧力、推定吸気管温度、および推定排気空燃比をそれぞれ特定する。そして、内燃機関１０の実吸気管圧力が推定吸気管圧力よりも所定量以上低いか否か、実吸気管温度が推定吸気管温度よりも所定量以上低いか否か、および実排気空燃比が推定排気空燃比よりも所定量燃料リッチであるか否か、をそれぞれ判定し、これらが成立した場合に該ＥＧＲ触媒５２の過熱を判定する。【選択図】図２
2011127545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ触媒と、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲ触媒の下流のＥＧＲガスの状態に基づいて、前記ＥＧＲ触媒の過熱を検出する過熱検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記過熱検出手段は、
前記内燃機関の機関回転数と機関負荷とから特定される推定吸気管圧力を取得する手段と、
前記内燃機関の実吸気管圧力を検出する圧力検出手段と、
前記実吸気管圧力が前記推定吸気管圧力よりも所定量以上低い場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記過熱検出手段は、
前記吸気通路へ還流されるＥＧＲガスの流量を取得する手段と、
前記ＥＧＲガス流量から導き出される吸気管温度（以下、推定吸気管温度）を取得する手段と、
前記内燃機関の実吸気管温度を検出する温度検出手段と、
前記実吸気管温度が前記推定吸気管温度よりも所定量以上低い場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記過熱検出手段は、
前記吸気通路へ還流されるＥＧＲガスの流量を取得する手段と、
前記ＥＧＲガス流量から導き出される排気空燃比（以下、推定排気空燃比）を取得する手段と、
前記内燃機関の実排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記実排気空燃比が前記推定排気空燃比よりも所定量燃料リッチである場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ＥＧＲ系を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００９−２６４２０３号公報に開示されているように、外部ＥＧＲ装置を有する内燃機関において、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ触媒を昇温させるシステムが知られている。このシステムでは、より具体的には、ＥＧＲ触媒に硫黄分による被毒が生じた場合に、該ＥＧＲ触媒の温度を上昇させるＥＧＲ触媒昇温制御手段が実行される。硫黄被毒した触媒は、高温且つリーンでない状態によって回復することが知られている。上記従来のシステムでは、ＥＧＲ触媒昇温制御手段によって該ＥＧＲ触媒の温度を昇温させることができるので、ＥＧＲ触媒を硫黄被毒から有効に回復させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４２０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のシステムでは、ＥＧＲ触媒の硫黄被毒が判定された場合に、該ＥＧＲ触媒の昇温制御が実行される。このため、ＥＧＲ触媒が過熱状態にある場合に硫黄被毒が判定されてしまうと、ＥＧＲ触媒の昇温制御が実行されてしまい、触媒の更なる昇温によって浄化性能が著しく低下してしまうおそれがある。そこで、ＥＧＲ触媒に温度センサを設置して、該触媒の過熱を検出することが考えられる。しかしながら、新たなセンサの追加は、部品点数の増加によるコスト上昇が問題となる。このため、簡易な構成でＥＧＲ触媒の過熱を早期に且つ精度よく検出するためのシステムの構築が望まれていた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲ系を備える内燃機関において、簡易な構成でＥＧＲ触媒の過熱を精度よく検出することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ触媒と、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲ触媒の下流のＥＧＲガスの状態に基づいて、前記ＥＧＲ触媒の過熱を検出する過熱検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記過熱検出手段は、
前記内燃機関の機関回転数と機関負荷とから特定される推定吸気管圧力を取得する手段と、
前記内燃機関の実吸気管圧力を検出する圧力検出手段と、
前記実吸気管圧力が前記推定吸気管圧力よりも所定量以上低い場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記過熱検出手段は、
前記吸気通路へ還流されるＥＧＲガスの流量を取得する手段と、
前記ＥＧＲガス流量から導き出される吸気管温度（以下、推定吸気管温度）を取得する手段と、
前記内燃機関の実吸気管温度を検出する温度検出手段と、
前記実吸気管温度が前記推定吸気管温度よりも所定量以上低い場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記過熱検出手段は、
前記吸気通路へ還流されるＥＧＲガスの流量を取得する手段と、
前記ＥＧＲガス流量から導き出される排気空燃比（以下、推定排気空燃比）を取得する手段と、
前記内燃機関の実排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記実排気空燃比が前記推定排気空燃比よりも所定量燃料リッチである場合に、前記ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、ＥＧＲ触媒の下流に流れるＥＧＲガスの状態に基づいて、該ＥＧＲ触媒の過熱が検出される。ＥＧＲ触媒が過熱されると、該ＥＧＲ触媒の下流へ流通するＥＧＲガスの状態が変化する。このため、本発明によれば、かかる状態変化に基づいて、ＥＧＲ触媒の過熱を精度よく検出することができる。
【００１１】
第２の発明によれば、実吸気管圧力が推定吸気管圧力よりも所定量以上低い場合に、ＥＧＲ触媒の過熱が判定される。ＥＧＲ流量が低下すると、吸気管圧力は低下する。また、ＥＧＲ触媒が過熱されると、ＥＧＲ系の圧損の増大によってＥＧＲ流量が低下する。このため、本発明によれば、吸気管圧力によってＥＧＲガスの流量低下を判定し、これによりＥＧＲ触媒の過熱を精度よく判定することができる。
【００１２】
第３の発明によれば、実吸気管温度が推定吸気管温度よりも所定量以上低い場合に、ＥＧＲ触媒の過熱が判定される。ＥＧＲガス温度が低下すると、吸気管温度は低下する。ＥＧＲ触媒が過熱されると、触媒領域の縮小によってＥＧＲガス温度が低下する。このため、本発明によれば、吸気管温度に基づいてＥＧＲガスの温度低下を判定し、これによりＥＧＲ触媒の過熱を精度よく判定することができる。
【００１３】
第４の発明によれば、実排気空燃比が推定空燃比よりも所定量燃料リッチである場合に、ＥＧＲ触媒の過熱が判定される。ＥＧＲ触媒が過熱されると、触媒の浄化性能低下によってＥＧＲガス中の未燃成分が増加する。このため、排気空燃比は、ＥＧＲ触媒が過熱されるとリッチ側へずれる。このため、本発明によれば、排気空燃比に基づいてＥＧＲガスの空燃比変化を判定し、これによりＥＧＲ触媒の過熱を精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための概略構成図である。
【図２】ＥＧＲ触媒５２の温度と各種状態量との関係を示す図である。
【図３】本実施の形態において、ＥＧＲ触媒５２のＯＴを検出するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】条件判定Ａのルーチンを示すフローチャートである。
【図５】条件判定Ｂのルーチンを示すフローチャートである。
【図６】吸気管圧力変化量ΔＰとＥＧＲ量Ｇｅとの関係を示す図である。
【図７】ＥＧＲ量Ｇｅと吸気管温度との関係を示す図である。
【図８】条件判定Ｃのルーチンを示すフローチャートである。
【図９】Ａ／Ｆ学習値の変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】ＥＧＲ量Ｇｅと噴射量補正量ｑｅとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態．
［実施の形態の構成］
図１は、本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための概略構成図である。内燃機関１０の吸気系は、吸気通路１２を備えている。空気は大気中から吸気通路１２に取り込まれ、各気筒の燃焼室１４に分配される。吸気通路１２の入口には、エアクリーナ１６が取り付けられている。エアクリーナ１６の下流近傍には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７２が設けられている。
【００１７】
エアフローメータ７２の下流には、ターボ過給機２０が設けられている。ターボ過給機２０は、コンプレッサ２０ａとタービン２０ｂとを備えている。コンプレッサ２０ａとタービン２０ｂとは連結軸によって一体に連結され、コンプレッサ２０ａはタービン２０ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。
【００１８】
コンプレッサ２０ａの下流には、圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２の下流には、スロットルバルブ２４が配置されている。スロットルバルブ２４は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ２４の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルポジションセンサ７４が配置されている。また、インタークーラ２２には、該インタークーラ２２に流入される空気の温度Ｔｉおよび排出される空気の温度Ｔｏを検出するための温度センサ７６，７８が設けられている。
【００１９】
また、スロットルバルブ２４の下流には、サージタンク２６が設けられている。サージタンク２６には、スロットルバルブ２４の下流での吸気管圧力を検出するための圧力センサ８０および吸気管温度を検出するための温度センサ８２が、それぞれ配置されている。
【００２０】
また、内燃機関１０は、燃料を燃焼室１４内に直接噴射するための筒内噴射弁２８を備えている。筒内噴射弁２８には、高圧燃料ポンプによって高圧化された燃料が供給される。また、内燃機関１０は、燃焼室１４内に突出するように点火プラグ３０が取り付けられている。
【００２１】
図１に示すとおり、内燃機関１０の排気系は、排気通路４０を備えている。また、排気通路４０には、タービン２０ｂをバイパスしてタービン２０ｂの入口側と出口側とを接続する排気バイパス通路４２が接続されている。排気バイパス通路４２の途中には、ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）４４が配置されている。
【００２２】
また、タービン２０ｂよりも下流側の排気通路４０には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒４６が配置されている。排気浄化触媒４６としては、三元触媒を用いることができる。また、排気浄化触媒４６の上流には、その位置で排気空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ８４が配置されている。さらに、タービン２０ｂよりも上流側の排気通路４０には、背圧Ｔｅを検出するための圧力センサ８８が配置されている。
【００２３】
更に、内燃機関１０の排気系には、排気通路４０に接続され、吸気通路１２に接続されるＥＧＲ通路５０が設けられている。ＥＧＲ通路５０の途中には、上記の排気浄化触媒４６と同様の構成を有するＥＧＲ触媒５２が設けられている。ＥＧＲ触媒５２よりも吸気通路１２側のＥＧＲ通路５０には、ＥＧＲクーラ５４が設けられている。ＥＧＲクーラ５４は、ＥＧＲ通路５０を流れる排気ガスを、機関冷却水により冷却するように構成されている。更に、ＥＧＲクーラ５４よりも下流側のＥＧＲ通路５０には、ＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲバルブ５６が設けられている。
【００２４】
また、本実施形態のシステムは、各気筒の吸気弁および排気弁をそれぞれ駆動するための吸気可変動弁機構６０および排気可変動弁機構６２をそれぞれ備えている。これらの可変動弁機構６０，６２は、吸気弁および排気弁の開閉時期を調整するためのＶＶＴ機構をそれぞれ備えているものとする。
【００２５】
本実施の形態の内燃機関システムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)７０を備えている。ＥＣＵ７０の入力側には、上述したセンサに加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ８６等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ７０の出力側には、上述したアクチュエータ等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ７０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御することができる。
【００２６】
［実施の形態の動作］
（外部ＥＧＲの制御）
外部ＥＧＲは、ＥＧＲ通路５０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路１２へ還流させることにより行われる。より具体的には、内燃機関１０の機関回転数や機関負荷率等の運転状態に応じてＥＧＲバルブ５６の開度が調整されて、排気ガスがＥＧＲ通路５０に導入される。導入された排気ガスは、ＥＧＲ触媒５２において浄化される。浄化された排気ガスは、その後ＥＧＲクーラ５４において冷却され、吸気通路１２に還流される。外部ＥＧＲが行われると冷損を低減させることができるため、燃料消費率（燃費）を効果的に向上させることができる。
【００２７】
ここで、外部ＥＧＲが実行されると、内燃機関１０の運転状態によってはＥＧＲ触媒５２が過熱された状態（以下、「触媒ＯＴ」とも称する）になる場合がある。触媒ＯＴが発生すると、該ＥＧＲ触媒における浄化性能が低下することが知られている。このため、ＥＧＲ触媒５２のＯＴは早期に且つ確実に検出されることが好ましい。
【００２８】
本出願の発明者は、ＥＧＲ触媒５２がＯＴした場合の各種状態量を検出して分析を行った。図２は、ＥＧＲ触媒５２の温度と各種状態量との関係を示す図である。尚、この図においては、ＥＧＲクーラ５４およびインタークーラ２２の性能は一定であり、且つ、ＥＧＲバルブ５６の開度が一定である場合の状態を示している。
【００２９】
図２（Ａ）に示すとおり、ＥＧＲ触媒５２の温度が上昇して所定の上限値を超えると、該ＥＧＲ触媒５２のＯＴが発生する。図２（Ｂ）は、ＯＴ前後の吸気管圧力変化を示している。尚、図２（Ｂ）中の実線は圧力センサ８０によって検出された吸気管圧力の実測値を、点線は内燃機関１０の機関回転数および機関負荷から導き出される吸気管圧力の推定値（想定圧力）を、それぞれ示している。図２（Ｂ）に示すとおり、ＯＴ後の吸気管圧力の実測値は、想定圧力よりも低い値になっている。これは、ＯＴの発生によってＥＧＲ触媒５２の圧損が増加し、これによりＥＧＲ量が低下するためと考えられる。
【００３０】
また、図２（Ｃ）は、ＥＧＲ触媒５２のＯＴ前後の吸気管温度変化を示している。尚、図２（Ｃ）中の実線は温度センサ８２によって検出された吸気管温度の実測値を、点線は内燃機関１０の機関回転数および機関負荷から導き出される吸気管温度の推定値（想定温度）を、それぞれ示している。図２（Ｃ）に示すとおり、ＯＴ後の吸気管温度の実測値は、想定温度よりも低い値になっている。これは、ＯＴの発生によって該ＥＧＲ触媒５２の活性領域が縮小し、これによりＥＧＲガス温度が低下するためと考えられる。
【００３１】
さらに、図２（Ｄ）は、ＥＧＲ触媒５２のＯＴ前後の排気空燃比変化を示している。尚、図２（Ｄ）中の実線はＡ／Ｆセンサ８４によって検出された排気空燃比の実測値を、点線は内燃機関１０の機関回転数および機関負荷から導き出される排気空燃比の推定値（想定Ａ／Ｆ）を、それぞれ示している。図２（Ｄ）に示すとおり、ＯＴ後の排気空燃比の実測値は、想定Ａ／Ｆよりもリッチ側の値になっている。これは、ＯＴの発生によって該ＥＧＲ触媒５２の浄化性能が低下し、これによりＥＧＲガスの空燃比がリッチ側へずれるためと考えられる。
【００３２】
このように、ＥＧＲ触媒５２にＯＴが発生すると、吸気管圧力、吸気管温度、および排気空燃比が、内燃機関１０の機関回転数および機関負荷から想定される推定値からずれる。そこで、本実施の形態のシステムでは、吸気管圧力、吸気管温度、および排気空燃比の実測値と想定値とを比較することにより、ＥＧＲ量の低下、ＥＧＲガス温度の低下、およびＥＧＲガス空燃比のリッチズレを判定することとする。そして、それらの判定結果に基づいて、ＥＧＲ触媒５２のＯＴを検出することとする。これにより、ＥＧＲ触媒５２に別途温度センサを設けることなく、ＯＴ発生を検出することが可能となる。
【００３３】
［実施の形態の具体的処理］
次に、図３乃至図１０を参照して、本実施の形態においてＥＧＲ触媒５２のＯＴを検出する具体的処理について説明する。図３は、本実施の形態において、ＥＧＲ触媒５２のＯＴを検出するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【００３４】
図３に示すルーチンでは、先ず、条件判定Ａのルーチンが呼び出される（ステップ１００）。図４は、条件判定Ａのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、より具体的には、内燃機関１０においてＥＧＲ量が低下しているか否かを判定するためのルーチンである。上記ステップ１００では、この図４に示すルーチンが実行される。
【００３５】
図４に示すルーチンでは、先ず、外部ＥＧＲ制御を実行中か否かが判定される（ステップ２００）。その結果、外部ＥＧＲを実行中でないと判定された場合には、ＥＧＲ量の判定を実行することはできないと判断されて、次にステップに移行し、条件判定ＡのフラグがＯＦＦにされる（ステップ２０２）。そして、本ルーチンは速やかに終了される。
【００３６】
一方、上記ステップ２００において、外部ＥＧＲを実行中であると判定された場合には、ＥＧＲ量の判定を実行することができると判断されて、次のステップに移行し、吸気管圧力の推定値Ｔａが演算される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、先ずクランク角センサ８６等の検出信号に基づいて、機関回転数および機関負荷の実測値が取り込まれる。ＥＣＵ７０は、機関回転数および機関負荷と吸気管圧力Ｔａとの関係を規定したマップを記憶している。ここでは、かかるマップに基づいて、取り込まれた機関回転数および機関負荷に対応する吸気管圧力Ｔａが取得される。
【００３７】
次に、吸気管圧力の実測値Ｔｂが取り込まれる（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、圧力センサ８０の出力信号に基づいて、吸気管圧力Ｔｂが検出される。
【００３８】
次に、吸気管圧力の推定値Ｔａと実測値Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）が所定値Ａ以上であるか否かが判定される（ステップ２０８）。所定値Ａは、ＥＧＲ量が所定量以上低下しているか否かを判定するためのしきい値として予め設定された値が使用される。その結果、（Ｔａ−Ｔｂ）≧Ａの成立が認められない場合には、ＥＧＲ量が所定量以上低下していないと判断されて、上記ステップ２０２に移行し、条件判定ＡのフラグがＯＦＦにされる。
【００３９】
一方、上記ステップ２０８において、（Ｔａ−Ｔｂ）≧Ａの成立が認められた場合には、ＥＧＲ量が所定量以上低下している可能性があると判断されて、次のステップに移行し、内燃機関１０の各種状態量の推定値が、保有するマップから取り込まれる（ステップ２１０）。ここでは、より具体的には、吸入空気量Ｍａの推定値Ｍａ１、インタークーラ２２の性能を表す指標値Ｗの推定値Ｗ１、吸気バルブタイミングθｉの推定値θｉ１、排気バルブタイミングθｅの推定値θｅ１、スロットル開度Ｔｈの推定値Ｔｈ１、および背圧Ｔｅの推定値Ｔｅ１がマップから取り込まれる。尚、推定値Ｗは、インタークーラ２２の入口の空気温度Ｔｉおよび出口の空気温度Ｔｏを用いて、以下の式（１）から導き出される。
Ｗ＝（Ｔｉ−Ｔｏ）／Ｔｉ  ・・・（１）
【００４０】
次に、内燃機関１０の各種状態量の実測値が取り込まれる（ステップ２１２）。ここでは、より具体的には、吸入空気量Ｍａの実測値Ｍａ２、指標値Ｗの推定値Ｗ２、吸気バルブタイミングθｉの推定値θｉ２、排気バルブタイミングθｅの推定値θｅ２、スロットル開度Ｔｈの推定値Ｔｈ２、および背圧Ｔｅの推定値Ｔｅ２が各種センサの出力信号から取り込まれる。
【００４１】
次に、各種状態量の推定値と実測値との差が所定値以下か否かが判定される（ステップ２１４）。ここでは、具体的には、ａ２（＝Ｍａ１−Ｍａ２）≦ａ１、ｂ２（＝Ｗ１−Ｗ２）≦ｂ１、ｃ２（＝θｉ１−θｉ２）≦ｃ１、ｄ２（＝θｅ１−θｅ２）≦ｄ１、ｅ２（＝Ｔｈ１−Ｔｈ２）≦ｅ１、およびｆ２（＝Ｔｅ１−Ｔｅ２）≦ｆ１の成立が判定される。その結果、これらの成立が認められた場合には、上記ステップ２０８における吸気管圧差（Ｔａ−Ｔｂ）は、上記各種状態量に起因するものではない、すなわち、吸気管圧力差（Ｔａ−Ｔｂ）は、ＥＧＲ量が低下したことにより発生したと判断されて、次のステップに移行し、ＥＧＲの低下が判定される（ステップ２１６）。そして、条件判定ＡのフラグがＯＮにされて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップ２１４において、各種状態量の推定値と実測値との差が所定値以下であると認められない場合には、吸気管圧力差（Ｔａ−Ｔｂ）は、ＥＧＲ量の低下以外の要因も含む可能性があるとして、蒸気ステップ２０２に移行し、条件判定ＡのフラグがＯＦＦにされる。
【００４２】
図４に示すルーチンが終了されると、再び図３に示すルーチンに戻り、条件判定ＡのフラグがＯＮか否かが判定される（ステップ１０２）。その結果、条件判定ＡのフラグがＯＦＦと判定された場合には、ＥＧＲ量が低下していないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ１０２において、条件判定ＡのフラグがＯＮと判定された場合には、ＥＧＲ量が低下しており触媒ＯＴの可能性があると判断されて、次のステップに移行し、条件判定Ｂのルーチンが呼び出される（ステップ１０４）。図５は、条件判定Ｂのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、より具体的には、内燃機関１０においてＥＧＲガス温度が低下しているか否かを判定するためのルーチンである。上記ステップ１０４では、この図５に示すルーチンが実行される。
【００４３】
図５に示すルーチンでは、先ず、外部ＥＧＲが実行されていない場合の吸気管圧力の推定値Ｐ０が演算される（ステップ３００）。ここでは、具体的には、先ずクランク角センサ８６等の検出信号に基づいて、機関回転数および機関負荷の実測値が取り込まれる。ＥＣＵ７０は、機関回転数および機関負荷と吸気管圧力Ｐ０との関係を規定したマップを記憶している。ここでは、かかるマップに基づいて、取り込まれた機関回転数および機関負荷に対応する吸気管圧力Ｐ０が取得される。
【００４４】
次に、吸気管圧力の実測値Ｐ１が取り込まれる（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、圧力センサ８０の出力信号に基づいて、吸気管圧力Ｐ１が検出される。
【００４５】
次に、ＥＧＲ量Ｇｅが演算される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ３０２において取り込まれた吸気管圧力Ｐ１と、上記ステップ３００において取り込まれた吸気管圧力の推定値Ｐ０との差（Ｐ１−Ｐ０）ΔＰが、吸気管圧力変化量として演算される。図６は、吸気管圧力変化量ΔＰとＥＧＲ量Ｇｅとの関係を示す図である。この図に示すとおり、ＥＧＲ量Ｇｅが増加すると、吸気管圧力変化量ΔＰが増加する。ＥＣＵ７０は、図６に示すＥＧＲ量Ｇｅと吸気管圧力の変化量ΔＰとの関係を規定したマップを記憶している。ここでは、かかるマップに基づいて、吸気管圧力変化量ΔＰに対応するＥＧＲ量Ｇｅが特定される。
【００４６】
次に、吸気管温度Ｔｔが推定される（ステップ３０６）。ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ量Ｇｅと吸気管温度Ｔｔとの関係を規定したマップを記憶している。ここでは、かかるマップに基づいて、ＥＧＲ量Ｇｅに対応する吸気管温度Ｔｔが特定される。
【００４７】
次に、吸気管温度の実測値Ｔｆが取り込まれる（ステップ３０８）。ここでは、具体的には、温度センサ８２の出力信号に基づいて、吸気管温度Ｔｆが検出される。
【００４８】
次に、吸気管温度の推定値Ｔｔと実測値Ｔｆとの差（Ｔｔ−Ｔｆ）が所定値α以上であるか否かが判定される（ステップ３１０）。図７は、ＥＧＲ量Ｇｅと吸気管温度との関係を示す図である。この図に示すとおり、ＥＧＲ触媒５２の活性領域が縮小している場合には、正常な場合に比して吸気管温度が低下する。これは、ＥＧＲ触媒５２の活性領域が縮小すると、排気管へ還流されるＥＧＲガスの温度が低下するからである。ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ量に対応する所定値αを記憶している。ここでは、具体的には、上記ステップ３０４において演算されたＥＧＲ量Ｇｅに対応するαが特定される。
【００４９】
上記ステップ３１０の結果、（Ｔｔ−Ｔｆ）≧所定値αの成立が認められた場合には、ＥＧＲガス温度が低下していると判断されて、次のステップに移行し、条件判定ＢのフラグがＯＮに設定される（ステップ３１２）。一方、上記ステップ３１０において（Ｔｔ−Ｔｆ）≧所定値αの成立が認められない場合には、ＥＧＲガス温度が低下していないと判断されて、次のステップに移行し、条件判定ＢのフラグがＯＦＦに設定される（ステップ３１４）。
【００５０】
図５に示すルーチンが終了されると、再び図３に示すルーチンに戻り、条件判定ＢのフラグがＯＮか否かが判定される（ステップ１０６）。その結果、条件判定ＢのフラグがＯＦＦと判定された場合には、ＥＧＲガス温度が低下していないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ１０６において、条件判定ＢのフラグがＯＮと判定された場合には、ＥＧＲガス温度が低下しており触媒ＯＴの可能性があると判断されて、次のステップに移行し、条件判定Ｃのルーチンが呼び出される（ステップ１０８）。図８は、条件判定Ｃのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、より具体的には、内燃機関１０においてＥＧＲガスの空燃比がリッチ側へずれているか否かを判定するためのルーチンである。上記ステップ１０６では、この図８に示すルーチンが実行される。
【００５１】
図８に示すルーチンでは、先ず、Ａ／Ｆの学習値が取り込まれる（ステップ４００）。次に、所定時間ｔ内のＡ／Ｆ学習値の変化が所定範囲内か否かが判定される（ステップ４０２）。図９は、Ａ／Ｆ学習値の変化を示すタイミングチャートである。図９に示すとおり、Ａ／Ｆ学習値が所定範囲よりも高い場合には、燃料系の流量低下の可能性がある。また、Ａ／Ｆ学習値が所定範囲よりも低い場合には、吸気系の漏れの可能性がある。上記ステップ４０２では、これらの異常の発生有無が判定される。その結果、Ａ／Ｆ学習値の変化が所定範囲内でない場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆ判定を精度よく行うことができないと判断されて、条件判定ＣのフラグがＯＦＦに設定される（ステップ４０４）。そして、その後速やかに本ルーチンは終了される。
【００５２】
一方、上記ステップ４０２において、Ａ／Ｆ学習値の変化が所定範囲内である場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆ判定を精度よく行うことができると判断されて、次のステップに移行し、要求噴射量Ｑｅが演算される（ステップ４０６）。ここでは、具体低には、上記ステップ３０４において演算されたＥＧＲ量Ｇｅに基づいて、噴射量補正値ｑｅが推定される。図１０は、ＥＧＲ量Ｇｅと噴射量補正量ｑｅとの関係を示す図である。この図に示すとおり、ＥＧＲ量Ｇｅが増加すると、噴射量補正量ｑｅが増加する。ＥＣＵ７０は、図１０に示すＥＧＲ量Ｇｅと噴射量補正量ｑｅとの関係を規定したマップを記憶している。ここでは、かかるマップに基づいて、ＥＧＲ量Ｇｅに対応する噴射量補正量ｑｅが特定される。次に、噴射量補正量ｑｅに基づいて、要求噴射量Ｑｅが演算される。
【００５３】
次に、実噴射量Ｑｉが取り込まれる（ステップ４０８）。そして、取り込まれた実噴射量Ｑｉと上記ステップ４０８において演算された要求噴射量Ｑｅとの差に基づいて、排気Ａ／Ｆの推定値λ１が演算される（ステップ４１０）。
【００５４】
次に、排気Ａ／Ｆの実測値λ２が取り込まれる（ステップ４１２）。ここでは、具体的には、Ａ／Ｆセンサ８４の出力信号に基づいて、実Ａ／Ｆλ２が検出される。
【００５５】
次にＡ／Ｆのズレ（λ１−λ２）が所定値β以上か否かが判定される（ステップ４１４）。所定値βは、ＥＧＲガスのＡ／Ｆが所定量以上リッチ側にずれているか否かを判定するためのしきい値として予め設定された値が使用される。その結果、（λ１−λ２）≧Ａの成立が認められない場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆが所定量以上リッチ側にずれていないと判断されて、上記ステップ４０２に移行し、条件判定ＣのフラグがＯＦＦにされる。
【００５６】
一方、上記ステップ２０８において、（λ１−λ２）≧Ａの成立が認められた場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆが所定量以上リッチ側にずれていると判断されて、次のステップに移行し、条件判定ＣのフラグがＯＦＦにされる（ステップ４１６）。
【００５７】
図８に示すルーチンが終了されると、再び図３に示すルーチンに戻り、条件判定ＣのフラグがＯＮか否かが判定される（ステップ１１０）。その結果、条件判定ＣのフラグがＯＦＦと判定された場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆがリッチ側にずれていないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ１１０において、条件判定ＣのフラグがＯＮと判定された場合には、ＥＧＲガスのＡ／Ｆがリッチ側にずれており触媒ＯＴの可能性があると判断されて、次のステップに移行し、ＥＧＲ触媒５２のＯＴが判定される（ステップ１１２）。図３に示すルーチンでは、次に、触媒ＯＴの対策が実施される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、例えば、ポート噴射率を上げる処理が実行される。これは、ＥＧＲ触媒５２の浄化性能が低下するとポート内に還流されるＰＭ量が増加して、その結果デポジットが増加するからである。
【００５８】
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、ＥＧＲガスの状態、すなわちＥＧＲガスの量、温度、およびＡ／Ｆに基づいて、ＥＧＲ触媒５２のＯＴが検出される。これにより、簡易な構成で触媒ＯＴの発生を検出することができる。
【００５９】
ところで、本実施の形態では、条件判定Ａ、Ｂ、およびＣのフラグが全てＯＮに設定されている場合に、ＥＧＲ触媒５２のＯＴを判定することとしているが、係る判定はこの条件に限られない。すなわち、条件判定Ａ、Ｂ、およびＢの何れか１つまたは２つの判定を実行することで、該ＥＧＲ触媒５２のＯＴ判定を行うこととしてもよい。
【００６０】
尚、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「過熱判定手段」が実現されている。
【００６１】
また、上述した実施の形態においては、圧力センサ８０が前記第２の発明における「圧力検出手段」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより、前記第２の発明における「推定吸気管圧力を取得する手段」が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段」が、それぞれ実現されている。
【００６２】
また、上述した実施の形態においては、温度センサ８２が前記第３の発明における「温度検出手段」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第３の発明における「ＥＧＲガスの流量を取得する手段」が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「推定吸気管温度を取得する手段」が、上記ステップ３１０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段」が、それぞれ実現されている。
【００６３】
また、上述した実施の形態においては、Ａ／Ｆセンサ８４が前記第４の発明における「空燃比検出手段」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「ＥＧＲガスの流量を取得する手段」が、上記ステップ４１０の処理を実行することにより、前記第４の発明における「推定排気空燃比を取得する手段」が、上記ステップ４１４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「ＥＧＲ触媒の過熱を判定する手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００６４】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  燃焼室
１６  エアクリーナ
２０  ターボ過給機
２０ａ  コンプレッサ
２０ｂ  タービン
２２  インタークーラ
２４  スロットルバルブ
２６  サージタンク
２８  筒内噴射弁
３０  点火プラグ
４０  排気通路
４２  排気バイパス通路
４６  排気浄化触媒
５０  ＥＧＲ通路
５２  ＥＧＲ触媒
５４  ＥＧＲクーラ
５６  ＥＧＲバルブ
６０  吸気可変動弁機構
６２  排気可変動弁機構
７０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
７２  エアフローメータ
７４  スロットルポジションセンサ
７６，７８  温度センサ
８０  圧力センサ
８２  温度センサ
８４  Ａ／Ｆセンサ
８６  クランク角センサ
８８  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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