(57)【要約】      （修正有）【課題】排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を従来よりも精度良く実行できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１の排気浄化システム１０に設けられ、ＨＣを酸化させる能力を有するＬＮＣ６と、ＬＮＣ６の下流側の排気温度を検出する下流側排気温度センサ９２と、を備えるエンジン１の制御装置９であって、下流側排気温度センサ９２の検出値に基づいて排気温度センサの故障検知制御を実行し、排気浄化システム１０において所定の再生条件が成立したことに応じて排気浄化システム１０にＨＣを供給することで排気浄化システム１０の排気浄化性能を再生させる再生制御を実行し、再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測するとともに、計測された経過時間が所定時間Ｃ以下の場合には、エンジン１の制御の実行を禁止し、エンジン１の停止時には経過時間の計測を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気浄化システムに設けられ、ＨＣを酸化させる能力を有する排気浄化触媒が担持された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の下流側に設けられ、当該下流側の排気温度を検出する排気温度センサと、を備える内燃機関の制御装置において、
前記排気温度センサの検出値に基づいて前記内燃機関の制御を実行する制御手段と、
前記排気浄化システムにおいて所定の再生条件が成立したことに応じて、前記排気浄化システムにＨＣを供給することで、前記排気浄化システムの排気浄化性能を再生させる再生制御を実行する再生手段と、
前記再生手段による再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により計測された経過時間が所定時間以下の場合には、前記制御手段による内燃機関の制御の実行を禁止する禁止手段と、
前記内燃機関の停止時には、前記計時手段による経過時間の計測を停止する停止手段と、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】
前記排気浄化システムは、少なくともＮＯｘ触媒を有するか、又は、少なくともＮＯｘ触媒及びＤＰＦを有し、
前記再生手段による再生制御は、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ除去制御及びＤＰＦのＰＭ除去制御からなる群より選ばれる少なくとも二つの再生制御であり、
前記所定時間は、前記再生制御ごとに異なる時間が設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘ還元制御時に設定される所定時間に対して、前記ＳＯｘ除去制御時に設定される所定時間及び前記ＰＭ除去制御時に設定される所定時間の方が長いことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の停止時は、アイドリングストップ時又はモーター走行時であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段による内燃機関の制御は、前記排気温度センサの故障検知制御であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気浄化装置の上流側に設けられ、当該上流側の排気温度を検出する排気温度センサと、
前記上流側の排気温度センサの検出値に基づいて前記下流側の排気温度を推定する推定手段と、をさらに備え、
前記排気温度センサの故障検知制御は、前記推定した下流側の排気温度と前記下流側の排気温度センサにより検出した下流側の排気温度とを比較することで、前記上流側の排気温度センサと前記下流側の排気温度センサのうち少なくとも一方が故障しているか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気浄化触媒は、ゼオライトを含有することを特徴とする請求項１から６いずれかに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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。詳しくは、内燃機関の排気系に設けられた排気温度センサの検出値に基づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒の上流側及び下流側のそれぞれに排気温度センサを設け、これら排気温度センサの検出値に基づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置が知られている。この制御装置では、排気温度センサの故障を精度良く検知することが重要である。
【０００３】
そこで、上記制御装置において、上流側の排気温度センサの検出値から下流側の排気温度を推定し、推定した下流側の排気温度と、下流側の排気温度センサにより検出された下流側の排気温度とを比較することで、排気温度センサの故障を検知する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２４７８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ディーゼルエンジン等のリーンバーンエンジンの排気系には、通常、ＮＯｘ触媒やＤＰＦ（Diesel  particulate  filter）を備える排気浄化デバイスが設けられ、これらの排気浄化デバイスでは、所定の時期にＮＯｘ触媒やＤＰＦの再生制御が実行される。具体的には、空燃比をリッチにしてＨＣを排気系に供給することで、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御又はＳＯｘ除去制御や、ＤＰＦのＰＭ（particulate  matter）除去制御が実行される。
【０００６】
ここで、上記再生制御により排気浄化デバイスが高温に晒されると、排気浄化デバイスはヒートマスを有するため、再生制御後の所定時間の間、下流側の排気温度が不安定な状態となる。そのため、例えば安定化ディレイタイマーを設ける等して、上記再生制御後の所定時間の間、排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御の実行が禁止される。
【０００７】
しかしながら、ＮＯｘ触媒のようなＨＣを酸化させる能力を有する排気浄化触媒が担持された排気浄化デバイスでは、上記再生制御を実行すると排気浄化デバイスにＨＣが吸着する。そのため、再生制御後にイグニッションオフ（以下、「ＩＧ／ＯＦＦ」という。）やアイドリングストップ（以下、「Ｉ／Ｓ」という。）等の機関停止がなされた場合には、ＨＣが吸着したまま次の機関始動を迎えることとなる。すると、吸着したＨＣが機関始動後も所定時間に亘って燃焼することで、排気浄化デバイスの下流側の排気温度が上昇する。その結果、機関始動後の所定時間においては、排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を精度良く実行できない。この場合、上記特許文献１の技術であっても、機関停止によりデバイス温度が低下するため対応できないのが現状である。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を従来よりも精度良く実行できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気浄化システム（例えば、後述の排気浄化システム１０）に設けられ、ＨＣを酸化させる能力を有する排気浄化触媒（例えば、後述のＬＮＣ）が担持された排気浄化装置（例えば、後述のＬＮＣ６）と、前記排気浄化装置の下流側に設けられ、当該下流側の排気温度を検出する排気温度センサ（例えば、下流側排気温度センサ９２）と、を備える内燃機関の制御装置（例えば、後述の制御装置９）において、前記排気温度センサの検出値に基づいて前記内燃機関の制御を実行する制御手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、前記排気浄化システムにおいて所定の再生条件が成立したことに応じて、前記排気浄化システムにＨＣを供給することで、前記排気浄化システムの排気浄化性能を再生させる再生制御を実行する再生手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、前記再生手段による再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測する計時手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、前記計時手段により計測された経過時間が所定時間（例えば、後述の所定時間Ｃ）以下の場合には、前記制御手段による内燃機関の制御の実行を禁止する禁止手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、前記内燃機関の停止時には、前記計時手段による経過時間の計測を停止する停止手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
（１）の発明に係る内燃機関の制御装置では、再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測し、計測された経過時間が所定時間以下の場合には、内燃機関の制御の実行を禁止する。このとき、内燃機関の停止時には、経過時間の計測を停止する。
これにより、再生制御によって排気浄化装置に吸着したＨＣが機関始動後も所定時間に亘って燃焼することで、排気浄化装置の下流側の排気温度が上昇する場合であっても、排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御の実行を禁止するため、誤った制御が実行されるのを回避できる。従って（１）の発明によれば、従来よりも精度良く排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を実行できる。
【００１１】
（２）前記排気浄化システムは、少なくともＮＯｘ触媒（例えば、後述のＬＮＣ）を有するか、又は、少なくともＮＯｘ触媒及びＤＰＦ（例えば、後述のＤＰＦ７）を有し、前記再生手段による再生制御は、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ除去制御及びＤＰＦのＰＭ除去制御からなる群より選ばれる少なくとも二つの再生制御であり、前記所定時間は、前記再生制御ごとに異なる時間が設定されることが好ましい。
【００１２】
（２）の発明に係る内燃機関の制御装置では、再生制御後における内燃機関の制御の実行を禁止する所定時間を、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ除去制御及びＤＰＦのＰＭ除去制御といった再生制御の種類に応じて、異なる時間に設定する。
ここで、再生制御の種類により、排気系に供給するＨＣ量、即ちリッチ量（リッチ化度合）が異なるため、排気浄化装置に吸着するＨＣ量もリッチ量に応じて変化する。即ち、再生制御の種類により、再生に要する時間も変化する。従って、（２）の発明によれば、内燃機関の制御の実行を禁止する所定時間を、再生制御の種類に応じて異なる時間に設定するため、誤った制御が実行されるのをより確実に回避でき、より正確な制御が実行できるタイミングを適切に判断できる。
【００１３】
（３）前記ＮＯｘ還元制御時に設定される所定時間（例えば、後述の２３５秒）に対して、前記ＳＯｘ除去制御時に設定される所定時間（例えば、後述の３５０秒）及び前記ＰＭ除去制御時に設定される所定時間（例えば、後述の３００秒）の方が長いことが好ましい。
【００１４】
（３）の発明に係る内燃機関の制御装置では、ＮＯｘ還元制御時よりもＳＯｘ除去制御時及びＰＭ除去制御時の方が、再生制御後における内燃機関の制御の実行を禁止する所定時間を長く設定する。
ここで、ＮＯｘ還元制御よりもＳＯｘ除去制御及びＰＭ除去制御の方が、より高温が必要であるため排気浄化システムに供給するＨＣ量が多く、排気浄化装置に吸着するＨＣ量も多くなる。従って、（３）の発明によれば、上記（２）の効果がより確実に得られる。
【００１５】
（４）前記内燃機関の停止時は、アイドリングストップ時又はモーター走行時であることが好ましい。
【００１６】
（４）の発明に係る内燃機関の制御装置では、上記（１）〜（３）の発明に係る制御を、再生制御後のアイドリングストップ時又はモーター走行時に適用する。
再生制御後の機関停止時としては、ＩＧ／ＯＦＦ時の他にＩ／Ｓ時やモーター走行時の機関停止時が挙げられる。これらの機関停止時においても、前述の課題と同様の課題が生じるところ、（４）の発明によれば、再生制御後のＩ／Ｓ時やモーター走行時においても、精度良く排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を実行できる。
【００１７】
（５）前記制御手段による内燃機関の制御は、前記排気温度センサの故障検知制御（例えば、後述のＥＣＵ９０による排気温度センサの故障検知制御）であることが好ましい。
【００１８】
（５）の発明に係る内燃機関の制御装置では、上記（１）〜（４）の発明に係る制御を、排気温度センサの故障検知制御に適用する。
ここで、機関始動時においては、機関停止を介しているため排気温度センサに水等が付着するおそれがあることから、排気温度センサの故障検知が早急に求められる。また、機関が停止した後であるため、再生制御後における安定化ディレイタイマーが作動せず、所定の検知条件を満たせば故障検知が実行される。これに対して（５）の発明によれば、再生制御後における機関始動時の所定時間の間は故障検知を禁止するため、排気温度センサの故障検知の誤判定を確実に回避できる。
【００１９】
（６）前記排気浄化装置の上流側に設けられ、当該上流側の排気温度を検出する排気温度センサ（例えば、後述の上流側排気温度センサ９１）と、前記上流側の排気温度センサの検出値（例えば、後述のＴｕｐｐｅｒ＿ａｃｔ）に基づいて前記下流側の排気温度を推定（例えば、後述のＴｄｏｗｎ＿ｈａｔ）する推定手段（例えば、後述のＥＣＵ９０）と、をさらに備え、前記排気温度センサの故障検知制御は、前記推定した下流側の排気温度と前記下流側の排気温度センサにより検出した下流側の排気温度（例えば、後述のＴｄｏｗｎ＿ａｃｔ）とを比較することで、前記上流側の排気温度センサと前記下流側の排気温度センサのうち少なくとも一方が故障しているか否かを判定することが好ましい。
【００２０】
（６）の発明に係る内燃機関の制御装置では、上記（５）の発明に係る制御を、排気浄化装置の上流側の排気温度センサと下流側の排気温度センサの両排気温度センサを利用した排気温度センサの故障検知制御に適用する。
ここで、排気浄化装置の上流側と下流側とでは、再生制御により排気浄化装置に吸着したＨＣの燃焼により、大きな温度差が発生する。即ち、排気浄化装置の上流側と下流側とでは、最もＨＣ燃焼の影響を受けるところ、（６）の発明によれば前述の効果が顕著に発揮される。
【００２１】
（７）前記排気浄化触媒は、ゼオライトを含有することが好ましい。
【００２２】
（７）の発明に係る内燃機関の制御装置では、排気浄化触媒を、ゼオライトを含んで構成する。
ここで、ゼオライトは、高いＨＣ吸着能を有することから、（７）の発明によれば、上記（１）〜（６）の発明の効果がより確実に発揮される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、排気温度センサの検出値に基づいた内燃機関の制御を従来よりも精度良く実行できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】相互検知による排気温度センサの故障検知の手順を示すタイムチャートである。
【図３】再生制御の実行前後における上流側排気温度センサの検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔ及び下流側排気温度センサの検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔを示すタイムチャートである。
【図４】上記実施形態に係るＥＣＵによる排気温度センサの故障検知の手順を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関１及びその制御装置９の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る制御装置９は、後述するように電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）９０を備える。本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という。）１は、このＥＣＵ９０により制御される。
【００２６】
エンジン１は、図示しない各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁の開弁時間及び閉弁時間は、ＥＣＵ９０により制御される。
【００２７】
エンジン１は、吸気が流通する吸気管２と、排気が流通する排気管３と、吸気管２に吸気を圧送する過給機８と、高圧の排気の一部を吸気側に還流する高圧ＥＧＲ管４と、低圧の排気の一部を吸気側に還流する低圧ＥＧＲ管５と、を備える。
【００２８】
吸気管２は、図示しない吸気マニホールドを介してエンジン１の各気筒の吸気ポートに接続される。吸気管２のうちコンプレッサ８２の下流側には、インタークーラ２２と、インテークシャッターバルブ２３と、が設けられている。インタークーラ２２は、過給機８により加圧された吸気を冷却する。インテークシャッターバルブ２３は、吸気マニホールドの直前の排気管３内に設けられ、その弁開度がＥＣＵ９０により電磁的に制御されることで、吸気量が制御される。
排気管３は、図示しない排気マニホールドを介してエンジン１の各気筒の排気ポートに接続される。
【００２９】
過給機８は、排気管３に設けられたタービン８１と、吸気管２に設けられたコンプレッサ８２と、から構成される。タービン８１は、排気管３を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。コンプレッサ８２は、タービン８１により回転駆動され、吸気を加圧して吸気管２へ圧送する。
【００３０】
高圧ＥＧＲ管４は、タービン８１よりも上流側の排気管３と、コンプレッサ８２よりも下流側の吸気管２とを接続し、エンジン１から排出された排気の一部を高圧下で吸気側に還流する。
高圧ＥＧＲ管４には、高圧ＥＧＲ弁４１と、高圧ＥＧＲクーラ４２と、が設けられている。高圧ＥＧＲ弁４１は、その弁開度がＥＣＵ９０により電磁的に制御されることで、還流する排気の流量を制御する。高圧ＥＧＲクーラ４２は、高圧ＥＧＲ管４を介して還流される排気を冷却する。
【００３１】
低圧ＥＧＲ管５は、タービン８１よりも下流側の排気管３と、コンプレッサ８２よりも上流側の吸気管２とを接続し、エンジン１から排出された排気の一部を低圧下で吸気側に還流する。
低圧ＥＧＲ管５には、低圧ＥＧＲ弁５１と、低圧ＥＧＲクーラ５２と、が設けられている。低圧ＥＧＲ弁５１は、その弁開度がＥＣＵ９０により電磁的に制御されることで、還流する排気の流量を制御する。低圧ＥＧＲクーラ５２は、低圧ＥＧＲ管５を介して還流される排気を冷却する。
【００３２】
エンジン１の排気系には、排気浄化システム１０が設けられている。排気浄化システム１０は、排気浄化触媒としてのＬＮＣ（Lean  NOx  Catalyst）が担持された排気浄化装置としてのＬＮＣ装置（以下、単に「ＬＮＣ」という。）６と、ＤＰＦ７と、を含んで構成される。これらＬＮＣ６とＤＰＦ７は、排気管３の上流側からこの順に設けられている。
【００３３】
本実施形態で用いる排気浄化触媒は、ＨＣを酸化させる能力を有する。より詳しくは、本実施形態の排気浄化触媒は、Ｏ２又はＮＯｘを酸化剤としてＨＣを酸化させる（このとき、Ｏ２又はＮＯｘは還元される）ことで、熱を発生する。ＨＣを酸化させる能力を有する排気浄化触媒としては、ＬＮＣ（Lean  NOx  Catalyst）やＮＳＣ（NOx  Storage  Catalyst）等のＮＯｘ触媒の他、ＤＯＣ（Diesel  Oxidation  Catalyst）が好ましく例示される。本実施形態では、前述したように排気浄化触媒としてＬＮＣを用いている。
【００３４】
また、本実施形態の排気浄化触媒は、排気中に含まれるＨＣを物理吸着する。物理吸着は、排気浄化触媒中の多孔質担体（例えば複合酸化物等）に形成された隙間に、ＨＣが入り込んで捕捉される現象を意味する。この物理吸着は、後述の化学吸着と比べて、吸着力が弱く、低温の２００℃以下で生じる吸着現象である。
【００３５】
これに対して、上記で列挙したＬＮＣ、ＮＳＣ及びＤＯＣは、排気中に含まれるＨＣを物理吸着するとともに化学吸着する。これは、ＬＮＣ、ＮＳＣ及びＤＯＣはいずれも、ゼオライトを通常含有しているところ、固体酸であるゼオライトの表面の酸点に、ＨＣが化学結合して捕捉される現象が生じるためである。この化学吸着は、前述の物理吸着と比べて、吸着力が強く、より高温の２５０℃で生じる吸着現象である。
【００３６】
ＬＮＣ６は、タービン８１よりも下流側の排気管３に設けられている。ＬＮＣ６は、例えば、担体上に第１触媒層及び第２触媒層の順に積層された２層構造を有する。第１触媒層は、貴金属と、ＮＯｘ吸着材と、を含んで構成される。第２触媒層は、ＮＨ３吸着材を含んで構成される。
【００３７】
担体としては、コージェライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、ステンレス又はＳｉＣ等のハニカム構造体が用いられる。貴金属としては、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈのうちいずれかを単独若しくは２種以上組み合わせて用いられる。ＮＯｘ吸着材としては、セリアやセリウムを含有する複合酸化物が用いられる。ＮＨ３吸着材としては、β型、ＭＦＩ型、Ｙ型又はモルデナイト型のゼオライトが用いられる。
【００３８】
ＬＮＣ６におけるＮＯｘ浄化のメカニズムは、以下の通りである。
排気空燃比がリーンの時、排気中のＮＯが第１触媒層中の貴金属によってＮＯ２に酸化され、ＮＯｘ吸着材に吸着される。次いで、排気空燃比をリッチにすると（ＮＯｘ還元制御）、第１触媒層に吸着されていたＮＯｘは、ＨＣやＣＯによってＮＨ３に変換される。生成したＮＨ３は、第２触媒層に移動してＮＨ３吸着材に吸着される。次いで、排気空燃比をリーンに戻すと、第２触媒層に吸着されていたＮＨ３と排気中に含まれるＮＯｘとが、ＮＨ３選択接触還元反応によりＮ２とＨ２Ｏに変換されて放出される。このようにして、ＬＮＣ６は、排気中のＮＯｘを効率良く浄化する。
【００３９】
ＬＮＣ６は、上記のメカニズムにより、例えば１５０℃〜４００℃の温度下で高いＮＯｘ浄化性能を発揮する。ただし、ＬＮＣ６は、ＳＯｘ等の硫黄分が捕捉されて蓄積すると、ＮＯｘ吸着性能が低下する。そのため、ＬＮＣ６を、例えば６００℃に定期的に昇温し、硫黄分を脱離させて除去（ＳＯｘ除去制御）する必要がある。
【００４０】
ＤＰＦ７は、ＬＮＣ６よりも下流側の排気管３に設けられている。ＤＰＦ７は、多孔質の３次元構造体である。材質はコージェライト、ＳｉＣ、アルミナ又はチタニア等の多孔質材料であり、ウォールフロータイプ等の構造が好ましく採用される。ＤＰＦ７内の排気流路の内表面には、捕捉したＰＭを酸化燃焼するＰＭ燃焼触媒が担持されている。ＰＭ燃焼触媒としては、酸素吸蔵放出能を有するセリアやセリウムを含む複合酸化物にＡｇを担持してなるものが用いられる。
【００４１】
ＤＰＦ７は、ＰＭが所定量以上堆積すると、目詰まりにより圧力損失が高くなって燃費が悪化する。そのため、ＰＭが所定量以上堆積した場合には、ＤＰＦ７を、例えば６００℃に昇温し、ＰＭを燃焼させて除去（ＰＭ除去制御）する必要がある。
【００４２】
ＥＣＵ９０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという）とを備える。また、ＥＣＵ９０は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路と、エンジン１に制御信号を出力する出力回路と、を備える。
【００４３】
ＥＣＵ９０には、上流側排気温度センサ９１と、下流側排気温度センサ９２と、エアフローメータ２１と、クランク角センサ９３と、アクセル開度センサ９４と、車速センサ９５と、シフト位置センサ９６と、イグニッションスイッチ９７と、ブレーキスイッチ９８とが接続されている。
【００４４】
上流側排気温度センサ９１は、ＬＮＣ６の上流側の排気管３に設けられており、ＬＮＣ６の上流側の排気温度を検出してＥＣＵ９０に出力する。
下流側排気温度センサ９２は、ＬＮＣ６の下流側の排気管３に設けられており、ＬＮＣ６の下流側の排気温度を検出してＥＣＵ９０に出力する。
エアフローメータ２１は、吸気管２のうちコンプレッサ８２の上流側に設けられており、エンジン１の吸入空気量（吸気量）を検出してＥＣＵ９０に出力する。
【００４５】
クランク角センサ９３は、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出してＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、クランク角センサ９３の出力に基づいてエンジン１の回転数を算出する。
アクセル開度センサ９４は、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出してＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、アクセル開度センサ９４の出力に基づいてエンジン１の燃料噴射弁による燃料噴射量を算出する。
また、ＥＣＵ９０は、前述のようにして算出したエンジン１の回転数とアクセル開度センサ９４の出力とに応じて、図示しない所定のマップを検索することで、要求トルクを算出する。
【００４６】
車速センサ９５は、図示しない車両の車軸に取り付けられ、車両の走行速度（車速）を検出してＥＣＵ９０に出力する。
シフト位置センサ９６は、図示しない自動変速機のシフト位置（Ｌ、２、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐ）を表すシフト位置を検出してＥＣＵ９０に出力する。
【００４７】
イグニッションスイッチ９７は、図示しないイグニッションキーの操作により、ＯＦＦ位置、ＯＮ位置及びＳＴＡＲＴ位置のいずれかに切り換えられるとともに、それらの位置を表す信号をＥＣＵ９０に出力する。
ブレーキスイッチ９８は、図示しないブレーキペダル機構に設けられており、ブレーキペダルが所定量以上踏み込まれたときにＯＮ信号をＥＣＵ９０に出力し、それ以外はＯＦＦ信号をＥＣＵ９０に出力する。
【００４８】
上記の構成を備えるＥＣＵ９０は、上流側排気温度センサ９１及び下流側排気温度センサ９２（以下、単に「排気温度センサ」ともいう。）の故障検知制御を実行する。本実施形態に係るＥＣＵ９０による排気温度センサの故障検知制御では、相互検知による故障検知を実行する。
【００４９】
以下、排気温度センサの相互検知による故障検知について説明する。
先ず、排気温度センサの故障形態としては、センサ信号ラインの断線や短絡の他、センサ内部における抵抗増加や水の浸入等による内部短絡が挙げられる。これらの故障検知は、特にエンジン１の停止を介した始動時には、排気温度センサに水等が付着するおそれがあることから、早急に求められる。
【００５０】
ところで、正常な排気温度センサは、およそ１００℃〜９００℃の範囲では温度が高くなるに従ってセンサの出力が低下し、温度とセンサの出力値との間に相関を有する。これに対して、上記の故障が発生すると、排気温度センサの出力が異常値を示すようになり、温度とセンサの出力に相関がなくなる。
そこで、本実施形態の相互検知による故障検知では、上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔに基づいて下流側排気温度Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔを推定し、推定した下流側排気温度Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔと、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔと、を比較する。具体的には、下流側排気温度Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔと下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔの偏差の絶対値が所定の閾値Ｄよりも大きい場合には、上流側排気温度センサ９１と下流側排気温度センサ９２のうち少なくとも一方が故障していると判定する。
【００５１】
本実施形態の相互検知による故障検知について、図２を参照してさらに詳しく説明する。
図２は、相互検知による排気温度センサの故障検知の手順を示すタイムチャートである。この相互検知による排気温度センサの故障検知は、検知許可フラグが「１」に設定されたことに応じて実行される。検知許可フラグは、エンジン回転数及び要求トルクによって定められるエンジン１の運転状態に基づいて、上流側排気温度及び下流側排気温度を推定し、推定されたこれら上流側排気温度及び下流側排気温度のいずれもが、温度とセンサ出力値との間に相関がある１００℃以上となったことに基づいて「１」に設定される。また、推定されたこれら排気温度が１００℃未満となったことに基づいて「０」にリセットされる。
【００５２】
ここで、本実施形態の相互検知による故障検知で用いる下流側排気温度Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔは、次のようにして推定される。
ＬＮＣ６はヒートマスを有するため、ＬＮＣ６の下流側排気温度は、ＬＮＣ６の上流側排気温度に対して、１次遅れの特性を有する。そのため、下流側排気温度の推定値Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔは、上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔを１次遅れフィルタ処理することにより推定される。このとき、時定数は、ＬＮＣ６を流通する排気流量に応じて設定され、排気流量が大きいほど時定数は小さく設定される。なお、排気流量は、上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔ及びエアフローメータ２１の検出値に基づいて算出される。
【００５３】
図２に示すように、先ず時刻ｔ０では、エンジン１の運転状態から推定された上流側排気温度及び下流側排気温度のいずれもが１００℃以上となったことに基づいて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。このとき、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔと下流側排気温度の推定値Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔの偏差の絶対値は、所定の閾値Ｄよりも小さい正常エリア内であるため、故障判定フラグは「０」のままである。
【００５４】
次いで、時刻ｔ１では、上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔが１００℃未満となったことに応じて、検知許可フラグが「１」から「０」にリセットされる。
【００５５】
次いで、時刻ｔ２では、エンジン１の運転状態から推定された上流側排気温度及び下流側排気温度のいずれもが、再び１００℃以上となったことに基づいて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。このとき、時刻ｔ０と同様に、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔと下流側排気温度の推定値Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔの偏差の絶対値は、所定の閾値Ｄよりも小さい正常エリア内であるため、故障判定フラグは「０」のままである。
【００５６】
次いで、時刻ｔ３では、検知許可フラグが「１」の状態のままで、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔと下流側排気温度の推定値Ｔｄｏｗｎ＿ｈａｔの偏差の絶対値が所定の閾値Ｄ以上で故障エリア内となったことに応じて、安定待ちタイマの作動を開始する。この安定待ちタイマは、故障判定を確定するためのタイマであり、所定値Ｓに予め設定される。これにより、誤検知が抑制される。
【００５７】
次いで、時刻ｔ４では、安定待ちタイマが所定値Ｓを超えたことに応じて、故障判定フラグを「０」から「１」に設定する。
以上のようにして、本実施形態に係るＥＣＵ９０は、相互検知により排気温度センサの故障を検知する。
【００５８】
次に、排気浄化システム１０の再生制御を実行したときの上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔ及び下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔについて説明する。
図３は、再生制御の実行前後における上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔ及び下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔを示すタイムチャートである。ここで、再生制御は、排気浄化システム１０において所定の再生条件が成立したことに応じて、リッチスパイクを実行して排気浄化システム１０にＨＣを供給することで、排気浄化システム１０の排気浄化性能を再生させる制御である。再生制御としては、前述したようにＮＯｘ触媒としてのＬＮＣ６のＮＯｘ還元制御及びＳＯｘ除去制御の他、ＤＰＦ７のＰＭ除去制御が実行され、再生条件は再生制御ごとに設定される。
【００５９】
先ず時刻ｔ１では、ＬＮＣ６及びＤＰＦ７の再生制御の実行から十分な距離の走行が行われたことにより、ＬＮＣ６に多量のＮＯｘが捕捉され、ＤＰＦ７には多量のＰＭが捕捉されている。そのため、時刻ｔ１において、再生制御ごとに設定された所定の再生条件が成立したことに応じて、リッチスパイクフラグが「０」から「１」に設定される。これにより、ＥＣＵ９０がエンジン１の燃料噴射弁を制御してポストリッチを実行し、排気浄化システム１０にＨＣを供給する。また、ＥＣＵ９０がインテークシャッターバルブ２３を制御してその開度を絞ることで、吸気量を減少させて空燃比をリッチ化する。
【００６０】
具体的には、ＮＯｘ触媒としてのＬＮＣ６のＮＯｘ還元制御では、ＬＮＣ６のＮＯｘ捕捉量が予め設定した所定の閾値以上であり、且つエンジン回転数及び要求トルクによって定められるエンジン１の運転状態が再生制御可能な状態であると判断された場合には、ＮＯｘ還元制御の条件が成立したと判断し、ポストリッチを実行する。ＮＯｘ捕捉量は、エンジン回転数及び要求トルクに応じて、図示しない所定のマップを検索することにより算出される。
【００６１】
また、ＮＯｘ触媒としてのＬＮＣ６のＳＯｘ除去制御では、ＬＮＣ６のＳＯｘ捕捉量が予め設定した所定の閾値以上であり、且つ上記エンジン１の運転状態が再生制御可能な状態であると判断された場合には、ＳＯｘ除去制御の条件が成立したと判断し、ポストリッチを実行する。ＳＯｘ捕捉量は、エンジン回転数及び要求トルクに応じて、図示しない所定のマップを検索することにより算出される。
【００６２】
また、ＤＰＦ７のＰＭ除去制御では、ＤＰＦ７のＰＭ堆積量が予め設定した所定の閾値以上であり、且つ上記エンジン１の運転状態が再生制御可能な状態であると判断された場合には、ＰＭ除去制御の条件が成立したと判断し、ポストリッチを実行する。ＰＭ堆積量は、上流側排気温度及びエアフローメータ２１の検出値に基づいて算出された排気流量と、図示しない差圧センサの検出値とに基づいて、予め定められたマップを検索することにより算出される。
【００６３】
リッチスパイクは、予め定められた所定の時間継続して実行し、時刻ｔ２まで継続する。時刻ｔ２では、リッチスパイクフラグは「１」から「０」に設定される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間で上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔが大きくなっているのは、リッチスパイクによって空燃比がリッチ化されたことにより、上流側排気温度が上昇したためである。
【００６４】
次いで、リッチスパイク実行直後の時刻ｔ３において、ＩＧ／ＯＦＦ又はＩ／Ｓにより、エンジン１を停止する。このとき、エンジン停止フラグは「０」から「１」に設定される。エンジン１の停止は、時刻ｔ４まで継続する。
なお、Ｉ／Ｓの実行条件としては、例えば、（ａ）イグニッションスイッチがＯＮ位置にあること、（ｂ）エンジン回転数が所定回転数以上であること、（ｃ）車速が所定車速以下であること、（ｄ）アクセル開度が所定開度以下であること、（ｅ）シフト位置がＰ、Ｒ、Ｎ以外であること、（ｆ）ブレーキスイッチがＯＮ位置であること、が挙げられる。
【００６５】
時刻ｔ４では、エンジン１を始動すると、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔのみが急激に上昇する（図３のＲ参照）。このとき、上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔに大きな変化は認められない。これは、リッチスパイク時にＬＮＣ６にＨＣが吸着し、リッチスパイク直後にエンジン１が停止されたため、ＨＣが吸着したままエンジン１が始動を迎えたことによる。即ち、吸着したＨＣがエンジン１の始動後も所定時間に亘って燃焼することで、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔのみが上昇する。
【００６６】
以上のように、再生制御直後にエンジン１を停止した場合には、エンジン１の始動後の所定時間においては、排気温度センサの故障検知制御を精度良く実行できないことが分かる。
そこで、本実施形態に係る排気温度センサの故障検知では、再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測し、計測された経過時間が所定時間以下の場合には、排気温度センサの故障検知制御の実行を禁止する。このとき、エンジン１の停止時には、経過時間の計測を停止することで、誤検知が回避される。以下、図４を参照して本実施形態に係る排気温度センサの故障検知の手順についてさらに詳しく説明する。
【００６７】
図４は、本実施形態に係るＥＣＵ９０による排気温度センサの故障検知の手順を示すタイムチャートである。
先ず時刻ｔ０において、エンジン１を始動する。このとき、エンジン回転数及び要求トルクによって定められるエンジン１の運転状態に基づいて上流側排気温度及び下流側排気温度を推定し、推定された上流側排気温度及び下流側排気温度のいずれもが、温度とセンサ出力値との間に相関がある１００℃以上であり、且つリッチ後タイマが所定時間Ｃを超えていることに応じて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。これにより、排気温度センサの故障検知が実行される。なお、リッチ後タイマの初期値は、所定時間Ｃよりも大きい値に設定される。
【００６８】
時刻ｔ１において、リッチスパイクフラグが「０」から「１」に設定されたことに応じて、検知許可フラグが「１」から「０」に設定され、故障検知の実行が禁止される。これは、リッチスパイク実行後は、ＬＮＣ６のヒートマスにより所定時間の間、下流側排気温度が不安定な状態となることから、誤検知回避の観点から故障検知を禁止するためである。また、このとき、リッチ後タイマは「０」にリセットされる。
【００６９】
リッチスパイクは、時刻ｔ２まで継続する。すると、時刻ｔ２あたりから上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔのみが急激に上昇する。
また、リッチスパイク実行後の時刻ｔ２から、リッチ後タイマの作動を開始する。
【００７０】
次いで、時刻ｔ３において、ＩＧ／ＯＦＦしてエンジン１を停止する。このとき、エンジン１が停止している間は、リッチ後タイマの作動を停止し、ホールドする。
【００７１】
次いで、時刻ｔ４において、エンジン１を再始動する。すると、ＬＮＣ６に吸着されていたＨＣが燃焼することで、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔのみが急激に上昇する。このとき、エンジン１の再始動とともに、リッチ後タイマの作動を再開する。
【００７２】
次いで、時刻ｔ５において、リッチ後タイマのカウントが所定時間Ｃを超えたことに応じて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。これにより、排気温度センサの故障検知が実行される。
【００７３】
ここで、所定時間Ｃは、再生制御ごとに異なる時間が設定される。ＮＯｘ還元制御時に設定される所定時間Ｃは、２００〜２５０秒に設定され、ＳＯｘ除去制御時に設定される所定時間及びＰＭ除去制御時に設定される所定時間は、より長い３００〜４００秒に設定される。例えば、ＮＯｘ還元制御時の所定時間Ｃは２３５秒に設定され、ＳＯｘ除去制御時の所定時間は３５０秒に設定され、ＰＭ除去制御時の所定時間Ｃは３００秒に設定される。
【００７４】
次いで、時刻ｔ６において、再びＩＧ／ＯＦＦしてエンジン１を停止する。このとき、検知許可フラグは「１」から「０」に設定され、リッチ後タイマもカウントが所定時間Ｃを超えているため、リセットされる。
【００７５】
次いで、時刻ｔ７において、再びエンジン１を始動する。このとき、推定された上流側排気温度及び下流側排気温度が１００℃以上であり、且つリッチ後タイマが所定時間Ｃを超えていることに応じて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。これにより、排気温度センサの故障検知が実行される。
【００７６】
次いで、時刻ｔ８において、リッチスパイクフラグが「０」から「１」に設定されたことに応じて、検知許可フラグが「１」から「０」に設定され、故障検知の実行が禁止される。また、このとき、リッチ後タイマは「０」にリセットされる。
【００７７】
リッチスパイクは、時刻ｔ９まで継続する。すると、時刻ｔ９あたりから上流側排気温度センサ９１の検出値Ｔｕｐｐｅｒ＿ａｃｔのみが上昇する。
また、リッチスパイク実行後の時刻ｔ９から、リッチ後タイマの作動を開始する。
【００７８】
次いで、時刻ｔ１０において、Ｉ／Ｓによりエンジン１が停止される。このとき、エンジン１が停止している間は、リッチ後タイマの作動を停止し、ホールドする。
【００７９】
次いで、時刻ｔ１１において、Ｉ／Ｓが解除されてエンジン１が再始動する。すると、ＬＮＣ６に吸着されていたＨＣが燃焼することで、下流側排気温度センサ９２の検出値Ｔｄｏｗｎ＿ａｃｔのみが急激に上昇する。このとき、エンジン１の再始動とともに、リッチ後タイマの作動を再開する。
【００８０】
次いで、時刻ｔ１２において、リッチ後タイマのカウントが所定時間Ｃを超えたことに応じて、検知許可フラグが「０」から「１」に設定される。これにより、排気温度センサの故障検知が実行される。
【００８１】
次いで、時刻ｔ１３において、再びＩＧ／ＯＦＦしてエンジン１を停止する。このとき、検知許可フラグは「１」から「０」に設定され、リッチ後タイマもカウントが所定時間Ｃを超えているため、リセットされる。
【００８２】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、再生制御の実行開始時又は実行後からの経過時間を計測し、計測された経過時間が所定時間Ｃ以下の場合には、エンジン１の制御の実行を禁止した。このとき、エンジン１の停止時には、経過時間の計測を停止した。
これにより、再生制御によってＬＮＣ６に吸着したＨＣが機関始動後も所定時間に亘って燃焼することで、ＬＮＣ６の下流側の排気温度が上昇する場合であっても、排気温度センサの故障検知制御の実行を禁止するため、誤った制御が実行されるのを回避できる。従って本実施形態によれば、従来よりも精度良く排気温度センサの故障検知制御を実行できる。
【００８３】
（２）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、再生制御後におけるエンジン１の制御の実行を禁止する所定時間Ｃを、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ除去制御及びＤＰＦのＰＭ除去制御といった再生制御の種類に応じて、異なる時間に設定した。
ここで、再生制御の種類により、排気系に供給するＨＣ量、即ちリッチ量（リッチ化度合）が異なるため、ＬＮＣ６に吸着するＨＣ量もリッチ量に応じて変化する。即ち、再生制御の種類により、再生に要する時間も変化する。従って、本実施形態によれば、排気温度センサの故障検知制御の実行を禁止する所定時間Ｃを、再生制御の種類に応じて異なる時間に設定したため、誤った制御が実行されるのをより確実に回避でき、より正確な制御が実行できるタイミングを適切に判断できる。
【００８４】
（３）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、ＮＯｘ還元制御時よりもＳＯｘ除去制御時及びＰＭ除去制御時の方が、再生制御後における排気温度センサの故障検知制御の実行を禁止する所定時間Ｃを長く設定した。
ここで、ＮＯｘ還元制御よりもＳＯｘ除去制御及びＰＭ除去制御の方が、より高温が必要であるため排気浄化システム１０に供給するＨＣ量が多く、ＬＮＣ６に吸着するＨＣ量も多くなる。従って、本実施形態によれば、上記（２）の効果がより確実に得られる。
【００８５】
（４）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、前述の制御を再生制御後のＩ／Ｓ時にも適用した。
再生制御後の機関停止時としては、ＩＧ／ＯＦＦ時の他にＩ／Ｓ時の機関停止時が挙げられる。Ｉ／Ｓ時の機関停止時においても、前述の課題と同様の課題が生じるところ、本実施形態によれば、再生制御後のＩ／Ｓ時においても、精度良く排気温度センサの故障検知制御を実行できる。
【００８６】
（５）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、前述の制御を排気温度センサの故障検知制御に適用した。
ここで、機関始動時においては、機関停止を介しているため排気温度センサの故障検知が早急に求められるのが通常である。また、機関が停止した後であるため、再生制御後における安定化ディレイタイマーが作動せず、所定の検知条件を満たせば故障検知が実行される。これに対して本実施形態によれば、再生制御後における機関始動時の所定時間Ｃの間は故障検知を禁止するため、排気温度センサの故障検知の誤判定を確実に回避できる。
【００８７】
（６）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、前述の制御をＬＮＣ６の上流側の上流側排気温度センサ９１と下流側の下流側排気温度センサ９２の両排気温度センサを利用した排気温度センサの故障検知制御に適用した。
ここで、ＬＮＣ６の上流側と下流側とでは、再生制御によりＬＮＣ６に吸着したＨＣの燃焼により、大きな温度差が発生する。即ち、ＬＮＣ６の上流側と下流側とでは、最もＨＣ燃焼の影響を受けるところ、本実施形態によれば前述の効果が顕著に発揮される。
【００８８】
（７）本実施形態に係るエンジン１の制御装置９では、排気浄化触媒としてのＬＮＣ６を、ゼオライトを含んで構成した。
ここで、ゼオライトは、高いＨＣ吸着能を有することから、本実施形態によれば、上記（１）〜（６）の発明の効果がより確実に発揮される。
【００８９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【００９０】
上記実施形態では、本発明を排気温度センサの故障検知制御に適用したが、これに限定されない。例えば、排気温度センサの検出値に基づいた高圧ＥＧＲ又は低圧ＥＧＲの実施判断制御やエンジン始動直後の暖機制御に適用してもよい。
【００９１】
上記実施形態では、排気浄化システムとしてＬＮＣとＤＰＦを設けたが、ＮＯｘ触媒を少なくとも有していればよい。例えば、排気浄化システムとしてＬＮＣのみを設けてもよく、また、上流側から順に酸化触媒とＬＮＣを設けてもよい。あるいは、上流側から順に、酸化触媒とＤＰＦとＬＮＣを設けてもよい。さらには、ＬＮＣの代わりに、ＮＳＣ（Nox  Storage  Catalyst）を用いてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、故障検知制御を、ＩＧ／ＯＦＦ時やＩ／Ｓ時の機関停止時に適用したが、これに限定されない。例えば、ハイブリッド車両におけるモーター走行時に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１…エンジン（内燃機関）
６…ＬＮＣ装置（排気浄化装置）
７…ＤＰＦ
９…制御装置
１０…排気浄化システム
９０…ＥＣＵ（制御手段、再生手段、計時手段、禁止手段、停止手段、推定手段）
９１…上流側排気温度センサ（排気温度センサ）
９２…下流側排気温度センサ（排気温度センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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