(57)【要約】    【課題】  ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断を、ＥＧＲ量に影響されず正確に診断できるようにする。    【解決手段】  排気通路１０に介装され酸化雰囲気でＮＯｘをトラップするＮＯｘトラップ触媒１２の劣化診断をトラップされたＮＯｘを還元浄化する制御時に、触媒１２上流側の空燃比がリッチになってから下流側の空燃比がリッチになるまでの時間に基づいて行い、その前に通常運転時に使用する触媒１２上流からＥＧＲガスを還流させる高圧ＥＧＲ通路１４から、触媒１２下流からＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路１５に変更する構成とし、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘトラップ特性をＥＧＲ量で影響を受けないようにして、診断精度を高める構成とした。【選択図】  図１
2005240758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に、酸化雰囲気においてＮＯｘをトラップするＮＯｘトラップ触媒と、前記ＮＯｘトラップ触媒の少なくとも下流側の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記ＮＯｘトラップ触媒上流側及び下流側の排気をそれぞれ吸気側に還流する高圧ＥＧＲ通路及び低圧ＥＧＲ通路と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記ＮＯｘトラップ触媒にトラップされたＮＯｘの放出、還元のため空燃比を一時的にリッチ化するリッチスパイク制御の実施時に、前記ＮＯｘトラップ触媒上流側の空燃比がリーン側からリッチ側へ変化してから前記空燃比検出手段によりＮＯｘトラップ触媒下流側の空燃比がリーン側からリッチ側への変化を検出するまでの時間を測定し、該計測された時間に基づいて前記ＮＯｘトラップ触媒の劣化の有無を診断する一方、該ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断時には、予めＥＧＲ通路を前記高圧ＥＧＲ通路から前記低圧ＥＧＲ通路に変更して排気還流を行うようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置
【請求項２】
前記空燃比検出手段は、ＮＯｘトラップ触媒上流側の空燃比を検出する空燃比検出手段も備えており、前記ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断時における前記ＮＯｘトラップ触媒上流側の空燃比がリーン側からリッチ側への変化を、前記ＮＯｘトラップ触媒上流側の空燃比検出手段により検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断時における前記ＮＯｘトラップ触媒上流側の空燃比がリーン側からリッチ側へ変化するタイミングを、前記リッチスパイク制御を開始するタイミングとすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘトラップ触媒下流側の排気通路に排気微粒子を捕集するフィルタを備え、前記低圧ＥＧＲ通路は、前記フィルタ下流側の排気を還流することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
排気ターボ過給機を備え、前記高圧ＥＧＲ通路は、前記排気ターボ過給機の排気タービン入口側の排気を還流することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記空燃比検出手段は、酸素センサであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断を、前記低圧ＥＧＲ通路への変更後、所定時間を経過したことを確認してから実施することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のリーン運転時に排気中のＮＯｘをトラップ（捕集）する触媒を備えた排気浄化装置において、前記触媒にトラップされたＮＯｘを放出，還元するため、一時的に空燃比をリッチ化するリッチスパイク制御時に、前記触媒上流の第１の酸素センサがリッチ状態を検出してから前記触媒下流の第２の酸素センサがリッチ状態を検出するまでの時間に基づいて、該触媒の劣化を診断するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３３７７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、通常のＥＧＲ制御においてＥＧＲ率を変化させると正確な触媒の劣化診断を行えないおそれがあることが判明した。すなわち、触媒劣化診断の指標となる前記第１の酸素センサがリッチ状態を検出してから第２の酸素センサがリッチ状態を検出するまでの時間（第２の酸素センサの検出がストイキ状態で停滞する時間）は、リッチスパイク制御開始前のリーン運転期間における所定のパラメータＳＶ（吸入空気量／触媒容量）の履歴によって変化する。ここで、リーン運転時に通常のＥＧＲ制御のように触媒上流からＥＧＲガスを取り出す場合にはＥＧＲ量が変化すると触媒に導入される新気の量が変化して前記パラメータＳＶが変化し、これに伴い触媒のＮＯｘトラップ特性も変化するため、触媒の劣化を正確に診断できないこととなる。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、ＮＯｘをトラップする触媒の劣化を、ＥＧＲによる影響を回避しつつ正確に診断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、排気通路に、酸化雰囲気においてＮＯｘをトラップするＮＯｘトラップ触媒を備えると共に、少なくとも該触媒下流側の空燃比を検出する手段と、前記触媒上流側及び下流側の排気をそれぞれ吸気側に還流する高圧ＥＧＲ通路及び低圧ＥＧＲ通路と、を備え、前記ＮＯｘトラップ触媒にトラップされたＮＯｘを放出、還元するためのリッチスパイク制御実施時に、触媒上流側の空燃比がリーン側からリッチ側へ変化してから触媒下流側の空燃比がリーン側からリッチ側へ変化するまでの時間に基づいて触媒の劣化診断を行う一方、前記触媒の劣化診断を行う際に、予め高圧ＥＧＲ通路から低圧ＥＧＲ通路に変更して排気還流を行う構成とした。
【発明の効果】
【０００６】
かかる構成によれば、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断時には、予め該触媒の下流側から低圧ＥＧＲ通路を介してＥＧＲが行われるため、該触媒のＮＯｘ吸着特性がＥＧＲ量変化に影響されず、したがって、触媒上流の空燃比がリッチになってから下流側空燃比がリッチになるまでの時間がＥＧＲ量に影響されないので、劣化診断を正しく行うことができる。また、劣化診断時以外の通常運転時は、高圧ＥＧＲ通路を開いてＮＯｘトラップ触媒上流側から高圧なＥＧＲガスを取り出してＥＧＲを行うことにより、ＥＧＲ率を広範囲に変化させて高精度なＥＧＲ制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図１は、車両用内燃機関としてのディーゼルエンジン１の燃焼制御装置を示すシステム構成図である。
エンジン１の吸気通路２の上流に、可変ノズル式など可変容量型のターボチャージャ３のコンプレッサ３ａが配置され、吸入空気は、前記コンプレッサ３ａによって過給された後、インタークーラ４で冷却され、吸気絞り弁５を通過した後、コレクタ６を経て各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、燃料噴射ポンプ７により高圧化されてコモンレール８に送られ、各気筒の燃料噴射弁９から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料とは、ここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路１０へ流出する。前記燃料噴射ポンプ７，コモンレール８及び燃料噴射弁９によって、コモンレール式燃料噴射装置が構成される。
【０００８】
ここで、排気通路１０の排気タービン３ｂ下流には、排気浄化のため、貴金属を担持させて流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する酸化触媒１１、排気空燃比がリーン（酸化雰囲気）のときに排気中のＮＯｘをトラップし、トラップしたＮＯｘを排気空燃比がリッチのときに脱離浄化することのできるＮＯｘトラップ触媒１２を配置してある。更に、このＮＯｘトラップ触媒１２の下流には、排気中の粒子状物質（排気微粒子）であるＰＭ（Particulate Matter）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦという）１３を配置してある。
【０００９】
排気通路１０へ流出した排気の一部を、ＥＧＲガスとして吸気側へ還流するＥＧＲ通路として、通常運転時に前記ＮＯｘトラップ触媒１２より上流側（本実施形態では排気タービンより上流側）から相対的に高圧なＥＧＲガスを還流させる高圧ＥＧＲ通路１４の他、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断時に前記ＮＯｘトラップ触媒１３より下流側（本実施形態ではＤＰＦ１３より下流側）から相対的に低圧なＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路１５が設けられる。前記高圧ＥＧＲ通路１４及び低圧ＥＧＲ通路１５には、それぞれＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁１６，１７が介装されている。
【００１０】
コントロールユニット２０には、エンジン１の制御のため、エンジン回転速度Ｎｅ検出用の回転速度センサ２１、アクセル開度ＡＰＯ検出用のアクセル開度センサ２２、吸入空気量Ｑａｃ検出用のエアフローメータ２３、エンジン冷却水温Ｔｗ検出用の水温センサ２４から信号が入力されている。
また、排気通路１０には、酸化触媒１１の上流側（したがって、ＮＯｘトラップ触媒１２の上流側）及びＮＯｘトラップ触媒１２の下流側にて排気空燃比（以下排気λといい、数値としては空気過剰率で表す）を検出する上流側空燃比センサ２５及び下流側空燃比センサ２６、ＮＯｘトラップ触媒の温度（触媒温度）を検出する触媒温度センサ２７、ＤＰＦ１３入口側にて排気圧力を検出する排気圧力センサ２８、ＤＰＦ１４の温度（ＤＰＦ温度）を検出するＤＰＦ温度センサ２９が設けられ、これらの信号もコントロールユニット２０に入力されている。上記、上流側空燃比センサ２５及び下流側空燃比センサ２６は、ＮＯｘトラップ触媒１２の劣化診断のためには、リッチ，リーンを判別できる酸素センサでよい。また、ＮＯｘトラップ触媒１２やＤＰＦ１３の温度はこれらの下流側などに排気温度センサを設けて、排気温度より間接的に検出するようにしてもよい。
【００１１】
コントロールユニット２０は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁９による燃料噴射の燃料噴射量及び噴射時期制御のための燃料噴射弁９への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁５への開度指令信号、ＥＧＲ弁１６，１７への開度指令信号等を出力する。また、ターボチャージャ３の図示しない可変ノズルセンサからの信号に基づいての可変ノズルを制御して過給圧をフィードバック制御している。
【００１２】
ここにおいて、コントロールユニット２０では、ＤＰＦ１４に捕集されて堆積したＰＭの燃焼除去によるＤＰＦ１４の再生、ＮＯｘトラップ触媒１３にトラップされたＮＯｘの脱離浄化、ＮＯｘトラップ触媒１３のＳ（硫黄）被毒解除を含む、排気浄化制御を行うようにしており、かかる排気浄化制御について、以下に詳細に説明する。
図２〜図１２はコントロールユニット２０にて実行される排気浄化制御のフローチャートである。
【００１３】
まず図２のフローに沿って説明する。
Ｓ１では、各種センサ信号を読込み、エンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度ＡＰＯ、吸入空気量Ｑａｃ、ＮＯｘトラップ触媒上流側及び下流側の排気λ、ＤＰＦ入口側排気圧力、ＤＰＦ温度を検出する。
Ｓ２では、ＮＯｘトラップ触媒にトラップされて堆積したＮＯｘ堆積量を計算する。例えば特許第２６００４９２号公報第６頁に記載されているＮＯｘ吸収量の計算のようにエンジン回転速度の積算値から推測してもよいし、走行距離から推測してもよい。尚、積算値を用いる場合は、ＮＯｘ脱離浄化が完了した時点（Ｓ被毒解除の実施によりＮＯｘ脱離浄化が同時になされた時点も含む）で、その積算値をリセットする。
【００１４】
Ｓ３では、ＮＯｘトラップ触媒にＳ被毒により堆積したＳ堆積量を計算する。ここでも、上記ＮＯｘ堆積量の計算と同様に、エンジン回転速度積算値や走行距離から推測すればよい。尚、積算値を用いる場合は、Ｓ被毒解除が完了した時点で、その積算値をリセットする。
Ｓ４では、ＤＰＦに捕集されて堆積しているＰＭ堆積量を次のように計算する。ＤＰＦのＰＭ堆積量が増えれば、当然ＤＰＦ入口側排気圧力が上昇することから、排気圧力センサにより、ＤＰＦ入口側排気圧力を検出し、現在の運転状態（エンジン回転速度、負荷）での基準排気圧力との比較により、ＰＭ堆積量を推定する。尚、前回のＤＰＦ再生からのエンジン回転速度積算値や走行距離と、排気圧力とを組み合わせて、ＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。
【００１５】
Ｓ５では、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断を実施するか否かを判断する。劣化診断は、例えば所定の走行距離ごとに実施してもよく、予め決まった所定の劣化診断実施時期に、低圧ＥＧＲ通路１５に変更するフラグＬｏｗｅｇｒを１にセットする。但し、劣化診断の実施は、該実施すると判定して低圧ＥＧＲ通路１５に変更後にＮＯｘ脱離浄化のためのリッチスパイク制御を行うときに実施する。後述するように、一連の劣化診断が終了したら、フラグＬｏｗｅｇｒは０にリセットされる。
【００１６】
Ｓ６では、ＤＰＦ再生モード中であることを示すフラグｒｅｇが立っているか否かを判定する。フラグｒｅｇ＝１で再生モードである場合は、後述する図３のＤＰＦ再生モードの制御へ進む。
Ｓ７では、ＮＯｘトラップ触媒１２のＳ被毒解除モード中であることを示すフラグｄｅｓｕｌが立っているか否かを判定する。フラグｄｅｓｕｌ＝１の場合は、後述する図４のＳ被毒解除モードの制御へ進む。
【００１７】
Ｓ８では、ＮＯｘトラップ触媒１２のＮＯｘ脱離浄化のためのリッチスパイクモード中であることを示すｓｐフラグが立っているか否かを判定する。フラグｓｐ＝１のリッチスパイクモードの場合は、後述する図５のリッチスパイクモードの制御へ進む。
Ｓ９では、ＤＰＦ再生及びＳ被毒解除後の溶損防止モード中であることを示すフラグｒｅｃが立っているか否かを判定する。フラグｒｅｃ＝１の場合は、後述する図６の溶損防止モードの制御へ進む。
【００１８】
Ｓ１０では、前記低圧ＥＧＲ通路１５に変更するフラグＬｏｗｅｇｒが立っているか否かを判定する。ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断要求が出ていてフラグＬｏｗｅｇｒ＝１の場合は、図７のフローへ進み、Ｓ５０１にてＥＧＲ通路を、通常時用の高圧ＥＧＲ通路１４から低圧ＥＧＲ通路１５に変更する。具体的には、高圧ＥＧＲ通路１４側のＥＧＲ弁１６を閉じ、低圧ＥＧＲ通路１５側のＥＧＲ弁１７を開いてＥＧＲ制御を行う。
【００１９】
Ｓ１１では、ＤＰＦ１３に体積したＰＭの量が所定の量ＰＭ１に達してＤＰＦ再生時期になったかを判定する。ＰＭ１に達したか否かは所定の運転条件でのＤＰＦ１３入口の排圧が、図１２に示す排圧のしきい値を超えた場合に再生時期と判定する。また、前回の再生からの走行距離が所定の距離を超えて、かつ排圧しきい値を超えている場合に再生時期と判定する方法でもよい。再生時期と判定された場合は、図８のフローへ進み、Ｓ６０１で再生要求フラグｒｅｆを１として、ＤＰＦ再生要求を出す。
【００２０】
Ｓ１２では、ＮＯｘトラップ触媒１２に堆積したＳの量が所定の量に達してＳ被毒解除が必要かを判定する。Ｓ被毒解除が必要と判定された場合は、図９のフローへ進み、Ｓ７０１でＳ被毒解除要求フラグｄｅｓｕｌを１として、S被毒解除要求を出す。
Ｓ１３では、Ｓ３で計算したＮＯｘトラップ触媒１２のＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達して、ＮＯｘ脱離浄化時期になったか否かを判定する。
【００２１】
所定量ＮＯｘ1に達して、ＮＯｘの脱離浄化が必要と判定された場合は、図１０のフローへ進み、Ｓ８０１でＮＯｘ脱離浄化要求フラグｓｐを１として、ＮＯｘ脱離浄化（リッチスパイク）要求を出す。
次に、昇温後のＤＰＦ再生（溶損防止機能を含む）モードの制御を、図３のフローチャートにしたがって説明する。
【００２２】
Ｓ１０１では、ＤＰＦ温度がパティキュレート（ＰＭ）の燃焼が可能な温度になっているので、捕集していると考えられる捕集量に合わせて排気λを制御する。ここでは吸気絞りを使って目標の排気λに制御する。具体的には、目標の吸入空気量を図１４に示すマップの値となるように前記吸気絞り弁５による吸気絞りを用いて制御する（図１３は、ストイキ制御時の目標吸入空気量のマップを示す）。ここで、目標λは図１５に示すように堆積したＰＭの量にあわせて、ＰＭ堆積量が少ない場合は目標λを大きくし、ＰＭ堆積量が多い場合は目標λは小さくなるように設定してある。排気λを急激にリーン化すると、ＤＰＦ１３内の燃え残ったＰＭが一気に燃焼して溶損する惧れがあるためである。
【００２３】
Ｓ１０２ではＤＰＦ温度が再生中の目標上限値Ｔ1以上であるかを調べる。目標上限値Ｔ1以上と判定されたときはＳ１１１へ進み、ＤＰＦ加熱のためのｐｏｓｔ噴射量を所定量減量する。例えば図１６に示す運転状態に応じた単位ｐｏｓｔ噴射量を減量する。
Ｓ１０２でＤＰＦ温度が再生中の目標上限値Ｔ1未満と判定されたときはＳ１０３へ進み、ＤＰＦ温度が再生中の目標下限値Ｔ２以下であるかを調べる。目標下限値Ｔ２以下と判定されたときはＳ１１０へ進み、所定量ｐｏｓｔ噴射量を増量する。
【００２４】
なお、上記ｐｏｓｔ噴射量の調整による変動で排気λ（上流側空燃比センサで検出）が目標λから乖離するので、吸気絞りによってλを調整し、触媒温度への変化を抑制しつつ目標λを達成する。
Ｓ１０３でＤＰＦ温度が再生中の目標下限値Ｔ２より高い、つまり、ＤＰＦ温度が目標下限値より大きく目標上限値未満の適正範囲にあると判定されたときは、Ｓ１０４へ進み、Ｓ１１１，Ｓ１１２で行ったｐｏｓｔ噴射をした後、基準時間ｔ ｄｐｆｒｅｇだけ経過したかを判定する。基準時間経過すれば、確実にＤＰＦ１３に捕集されたＰＭは燃焼除去される。
【００２５】
Ｓ１０４で基準時間を経過したと判定されたときはＳ１０５へ進み、ＤＰＦ再生が終了したのでｐｏｓｔ噴射を止めて、ＤＰＦの加熱を停止する。
Ｓ１０６では、ＤＰＦ再生モードが終了したのでフラグｒｅｇを０にリセットする。
Ｓ１０７では、ＤＰＦ再生モードは終了したものの、ＰＭの燃え残りがＤＰＦにあった場合に排気λを急に大きくするとＤＰＦでＰＭが一気に燃えてしまい溶損する惧れがあることから溶損防止モードに入るためにフラグｒｅｃを立てる。
【００２６】
次に、ＮＯｘトラップ触媒のＳ被毒解除モードの制御を、図４のフローチャートにしたがって説明する。
Ｓ２０１では、ＮＯｘトラップ触媒１２へのＳ堆積量が所定の量に達したので排気λをストイキに制御する。図１２に示す目標吸入空気量になるように吸気を絞って目標λに到達させる。すなわち、上流側空燃比センサ２５で検出される排気λが目標λと乖離している場合は、吸気絞り弁５により吸気しぼりを行って排気λを調整する。
【００２７】
Ｓ２０２では、触媒温度センサ２７で検出されるＮＯｘトラップ触媒１２の触媒温度が所定値Ｔ３以上かを判定する。例えばＢａ系のＮＯｘトラップ触媒１２を使った場合はリッチ〜ストイキ雰囲気で６００°Ｃ以上にする必要があることから、Ｔ３は６００°Ｃ以上に設定される。触媒温度が所定値Ｔ３未満と判定された場合は、Ｓ２０９へ進んで触媒温度を高めるため所定のｐｏｓｔ噴射を行う。ｐｏｓｔ噴射によって排気λが変動するが、Ｓ２０１で再度吸入空気量を調整する事で目標の排気λと目標の触媒温度を実現する。
【００２８】
触媒温度がＴ３より高いと判定された場合は、Ｓ２０３へ進み所定の時間ｔ ｄｅｓｕｌだけ目標λ，触媒温度でＳ被毒解除処理が行われたかを判定し、ＹＥＳのときはＳ２０４へ進む。
Ｓ２０４では、Ｓ被毒解除が終了したのでストイキ運転を解除する。
Ｓ２０５では、Ｓ被毒解除モードは終了したものの、このような高温の条件下でＰＭがＤＰＦに堆積している場合に排気λを急に大きくするとＤＰＦでＰＭが一気に燃えてしまい溶損する惧れがあることから溶損防止モードに入るためにreｃフラグを立てる。
【００２９】
Ｓ２０６では、Ｓ被毒解除モードが終了したのでフラグｄｅｓｕｌを０にリセットする。
Ｓ２０７では、Ｓ被毒解除モードが終了したので触媒へのＳ堆積量をリセットして0にする。
Ｓ２０８では、Ｓ被毒解除を行うことでＮＯｘトラップ触媒１２が長時間ストイキにさらされてＮＯｘ脱離浄化が行われるので、ＮＯｘ脱離浄化の要求が出ていた場合にはＳ被毒解除を行うことでＮＯｘ脱離浄化も同時に行われることになる。そこでＮＯｘ脱離浄化要求（リッチスパイク要求）を取り下げるためフラグｓｐを0にリセットする。
【００３０】
次に、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断及びリッチスパイク制御を、図５のフローチャートにしたがって説明する。
Ｓ３０１では、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断モード（低圧ＥＧＲ通路使用）か否かを判定し、劣化診断モードと判定された場合はＳ３０２へ進み、そうでない場合は劣化診断を行うことなくＳ３０３へジャンプする。
【００３１】
Ｓ３０２では、劣化診断モード（低圧ＥＧＲ通路使用）であるので、ＮＯｘトラップ触媒１２の劣化診断を実施する。具体的な診断方法については後述する。
Ｓ３０３では、リッチスパイクを行うための所定の目標λに制御する。
Ｓ３０４では、リッチスパイクによるリッチ状態が所定の時間ｔ ｓｐｉｋｅだけ経過したかを判定する
Ｓ３０５では、所定の時間リッチスパイクを実施したのでＮＯｘの脱離浄化が完了したと判断してリッチ運転を解除するとともにフラグｓｐを０にしてスパイクモードを終了させる。
【００３２】
ここで、前記Ｓ３０２でのＮＯｘトラップ触媒１２の劣化診断は、図１１のサブルーチンのフローに示すように行われる。
Ｓ１００１では、本制御開始時に、前記フラグＬｏｗｅｇｒが１にセットされてから（低圧ＥＧＲ通路に変更してから）所定時間経過しているかを判定し、所定時間経過していなければ、劣化診断を中止する。
【００３３】
Ｓ１００２では、リッチスパイク実施時に、上流側センサにより検出されるＮＯｘトラップ触媒上流の排気λがリッチ化してから下流側センサにより検出されるＮＯｘトラップ触媒下流の排気λがリッチ化するまでの時間を計測する。
Ｓ１００３で該計測された時間を劣化判定値と比較し、計測時間が劣化判定値以下のときにＳ１００４でＮＯｘトラップ触媒１２のＮＯｘトラップ能力が低下している、つまり触媒が劣化していると診断し、計測時間が劣化判定値より大きいときは、Ｓ１００５で触媒は正常（劣化していない）と診断する。
【００３４】
Ｓ１００６では、劣化診断が終了したので、フラグＬｏｗｅｇｒを０にリセットする。
かかるＮＯｘトラップ触媒１２の劣化診断に際し、本発明では、該診断の実施前に予めＥＧＲ通路を通常の高圧ＥＧＲ通路１４から劣化診断用の低圧ＥＧＲ通路１５に変更してＥＧＲ制御を行う構成としている。このようにすれば、診断時のリーン運転において目標ＥＧＲ率を変えながらＥＧＲ制御を行っても、図２０に示すように、触媒の前記パラメータＳＶ（吸入新気量／触媒容量）ひいてはＮＯｘトラップ特性がＥＧＲ量に影響されず略一定に維持される（図２０参照：エンジン回転速度Ｎｅ一定でＥＧＲ量を変化させたときの触媒ＣＶ値特性）。したがって、劣化診断時に触媒上流側の排気λがリッチ化してから触媒下流の排気λがリッチ化するまでの時間が、ＥＧＲ制御に影響されずに済み、触媒の劣化診断を正確に行うことができる。
【００３５】
なお、ＥＧＲ通路を低圧ＥＧＲ通路に変更することにより触媒のＳＶが安定化する作用は、ＮＯｘ脱離浄化（リッチスパイク）要求の発生周期に比較して十分短い時間で発揮され、診断（リッチスパイク）開始時には触媒のＳＶが安定化している確率が高いと考えられるので、簡易的には上記Ｓ１００１の判定を省略してもよいが、該判定を設けて前記フラグＬｏｗｅｇｒが１にセットされてから（低圧ＥＧＲ通路に変更してから）所定時間経過しているかを判定して触媒のＳＶが安定化を確認してから劣化診断を開始する構成としたことにより、より確実に劣化診断精度を確保することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、劣化診断（リッチスパイク）時におけるＮＯｘトラップ触媒１２の上流側の排気λのリーン側からリッチ側へ変化するタイミング、つまり時間計測開始のタイミングを、上流側空燃比センサ１０の検出値に基づいて行ったが、簡易的にリッチスパイク制御の開始タイミングとしてもよい。
次に、ＤＰＦ溶損防止モードを図６のフローチャートにしたがって説明する。
【００３７】
Ｓ４０１では、ＤＰＦ温度センサ２９の信号に基づいてＤＰＦ１３の温度を検出する。
Ｓ４０２では、ＤＰＦ再生直後もしくは高負荷運転直後なのでＤＰＦ温度が非常に高い状態にあるため、燃え残りもしくは堆積したＰＭが一気に燃えて溶損しないように排気λを所定の値、例えばλ≦1.4に制御する。目標吸入空気量としては図１３に示す値に制御し、上流側空燃比センサの出力に基づいてフィードバック制御する。
【００３８】
Ｓ４０３では、ＤＰＦ温度がＰＭの急激な酸化が開始する惧れのない温度Ｔ４以下であるかを判定し、Ｔ４以下のときはＳ４０４へ進む。Ｔ４以下であれば、酸素濃度が大気並になってもＤＰＦ１３の溶損は回避可能となる。
Ｓ４０４では、ＤＰＦ１３の溶損の惧れが無いので、溶損防止のためのλ制御（リッチ化）を停止する。
【００３９】
Ｓ４０５では、溶損防止モードが終了したのでフラグrecを０にする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】排気浄化制御のフローチャート（その１）
【図３】排気浄化制御のフローチャート（その２）
【図４】排気浄化制御のフローチャート（その３）
【図５】排気浄化制御のフローチャート（その４）
【図６】排気浄化制御のフローチャート（その５）
【図７】排気浄化制御のフローチャート（その６）
【図８】排気浄化制御のフローチャート（その７）
【図９】排気浄化制御のフローチャート（その８）
【図１０】排気浄化制御のフローチャート（その９）
【図１１】ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断のフローチャート
【図１２】ＤＰＦ再生時期判断用排圧しきい値算出用マップを示す図
【図１３】λ＝１運転のための目標吸入空気量算出用マップを示す図
【図１４】ＤＰＦ溶損防止のための目標吸入空気量算出用マップを示す図
【図１５】ＤＰＦ再生中の目標λを示す図
【図１６】ＤＰＦ昇温のための燃料の単位ｐｏｓｔ噴射量算出用マップを示す図
【図１７】ＮＯｘトラップ触媒劣化診断における触媒上流側と下流側の排気λの変化を示す図
【図１８】通常の高圧ＥＧＲ通路使用時のＥＧＲ量と触媒ＳＶ値の関係を示す図
【図１９】通常の高圧ＥＧＲ通路使用時のＥＧＲ量と触媒のＮＯｘトラップ特性の関係を示す図
【図２０】低圧ＥＧＲ通路使用時のＥＧＲ量と触媒ＳＶ値の関係を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１  ディーゼルエンジン
２  吸気通路
５  吸気絞り弁
９  燃料噴射弁
１０  排気通路
１２  ＮＯｘトラップ触媒
１３  ＤＰＦ
１４  高圧ＥＧＲ通路
１５  低圧ＥＧＲ通路
１６  ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ通路用）
１７  ＥＧＲ弁（低圧ＥＧＲ通路用）
２０  コントロールユニット
２１  回転速度センサ
２２  アクセル開度センサ
２３  エアフローメータ
２４  水温センサ
２５  上流側空燃比センサ
２６  下流側空燃比センサ
２７  触媒温度センサ
２８  排気圧力センサ
２９  ＤＰＦ温度センサ
【図１】
2005240758.tif 000003
【図２】
2005240758.tif 000004
【図３】
2005240758.tif 000005
【図４】
2005240758.tif 000006
【図５】
2005240758.tif 000007
【図６】
2005240758.tif 000008
【図７】
2005240758.tif 000009
【図８】
2005240758.tif 000010
【図９】
2005240758.tif 000011
【図１０】
2005240758.tif 000012
【図１１】
2005240758.tif 000013
【図１２】
2005240758.tif 000014
【図１３】
2005240758.tif 000015
【図１４】
2005240758.tif 000016
【図１５】
2005240758.tif 000017
【図１６】
2005240758.tif 000018
【図１７】
2005240758.tif 000019
【図１８】
2005240758.tif 000020
【図１９】
2005240758.tif 000021
【図２０】
2005240758.tif 000022