(57)【要約】【課題】内燃機関の排気浄化装置において、触媒劣化とは異なる原因により該触媒の酸素吸蔵量が減少した場合であっても酸素吸蔵能力の低下をより正確に判定することができる技術を提供する。【解決手段】パティキュレートフィルタに堆積していると推定される粒子状物質の量が、酸素吸蔵能力を有する触媒の酸素吸蔵能力の劣化判定において誤判定する虞があるほど多い場合には、該酸素吸蔵能力を有する触媒の酸素吸蔵量およびその放出に要した還元剤量の推定を禁止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する成分を担持したパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記パティキュレートフィルタよりも上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段による還元剤の添加が行われているときの前記空燃比検出手段により得られる排気の空燃比の変化から前記酸素吸蔵能力を有する成分の酸素吸蔵量および／または吸蔵していた酸素の放出に要した還元剤量を推定する吸蔵量推定手段と、
前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する粒子状物質堆積量推定手段と、
前記粒子状物質堆積量推定手段により推定された粒子状物質の堆積量が第１所定量以上の場合には前記吸蔵量推定手段による推定を禁止させる推定禁止手段と、
を具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記パティキュレートフィルタに堆積していた粒子状物質が前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときに酸化された量を推定する粒子状物質酸化量推定手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記粒子状物質酸化量推定手段により推定された粒子状物質の酸化量が第２所定量以上のときにも前記吸蔵量推定手段による推定を禁止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】
前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度を検出する排気温度検出手段をさらに備え、
前記粒子状物質酸化量推定手段は、前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときの前記排気温度検出手段により検出される排気の温度が第１所定温度以上であるときに粒子状物質が第２所定量以上酸化していると推定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質を除去するフィルタ再生手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記フィルタ再生手段による前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の除去が完了した後に前記吸蔵量推定手段による推定の禁止を解除することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記フィルタ再生手段は、前記粒子状物質堆積量推定手段によりパティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の量が第３所定量以上であると推定されたときに粒子状物質の除去を行い、
前記吸蔵量推定手段による推定を行う頻度を算出する吸蔵量推定頻度算出手段と、
前記吸蔵量推定頻度算出手段により算出される頻度が所定頻度以下になるように前記吸蔵量推定手段による推定が行われる場合であって、前記フィルタ再生手段により次回の粒子状物質の除去が行われるまでに前記吸蔵量推定手段による推定が行われるか否か判定する判定手段と、
をさらに備え、
前記フィルタ再生手段により次回の粒子状物質の除去が行われるまでに前記吸蔵量推定手段による推定が行われると前記判定手段により判定された場合には、前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の量が前記第３所定量未満であっても、吸蔵量推定手段により推定を行う前に粒子状物質の除去を行うことを特徴とする請求項４に記載の内燃
機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度を検出する排気温度検出手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときの前記排気温度検出手段により検出される排気温度が第２所定温度以上となった場合にも前記吸蔵量推定手段による推定を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記推定禁止手段は、前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときの前記排気温度検出手段により検出される排気温度が第２所定温度以上となった場合にも前記吸蔵量推定手段による推定を禁止することを特徴とする請求項３から５の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記パティキュレートフィルタは、ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分をさらに担持し、前記吸蔵量推定手段は、前記還元剤添加手段による還元剤の添加が行われているときの前記空燃比検出手段により得られる排気の空燃比の変化から前記パティキュレートフィルタに担持された成分の酸素吸蔵量およびＮＯx吸蔵量、並びに／または吸蔵していた酸素およびＮＯxの放出に要した還元剤量を推定することを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒量を推定する硫黄被毒量推定手段と、
前記硫黄被毒量推定手段により推定された硫黄被毒量が第４所定量以上の場合には前記吸蔵量推定手段による推定を禁止させる推定禁止手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒を回復する硫黄被毒回復手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記硫黄被毒回復手段による前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒の回復が行われた後に前記吸蔵量推定手段による推定の禁止を解除することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記吸蔵量推定手段により推定された酸素およびＮＯxの吸蔵量並びに／または吸蔵していた酸素およびＮＯxの放出に要した還元剤量に基づいて前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化しているか否か判定する劣化判定手段と、
前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒を回復する硫黄被毒回復手段と、
をさらに備え、
前記劣化判定手段により前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化していると判定された場合には、前記硫黄被毒回復手段により硫黄被毒を回復させた後に再度劣化判定手段により前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化しているか否か判定することを特徴とする請求項９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】
内燃機関の排気通路に三元触媒（本明細書においては、単に「触媒」と云うこともある。）設けることにより、内燃機関の排気を浄化することができる。この触媒は、酸素を貯蔵する機能（Ｏ2ストレージ機能）を有していて、流入する排気の空燃比がリッチである場合には貯蔵している酸素によりＨＣ,ＣＯ等の未燃成分を酸化するとともに、流入する排気の空燃比がリーンである場合には窒素酸化物（ＮＯx）を還元して同ＮＯxから奪った酸素を内部に貯蔵する。これにより、三元触媒は、排気の空燃比が理論空燃比以外の場合でも、未燃成分やＮＯxを浄化することができる。従って、三元触媒が貯蔵し得る酸素量（以下、「酸素吸蔵量」という。）の最大値（以下、「最大酸素吸蔵量」と称呼する。）が大きいほど、三元触媒の浄化能力は高くなる。
【０００３】
一方、触媒は被毒、或いは触媒に加わる熱により劣化し、触媒の劣化が進行するほど最大酸素吸蔵量は低下する。従って、触媒の最大酸素吸蔵量が推定できれば、この推定した最大酸素吸蔵量に基づいて該触媒が劣化したか否かを判定することができる。
【０００４】
そして、酸素吸蔵能力を有した触媒にリッチ空燃比の排気を流入させ、該触媒よりも下流側の空燃比の変化から該触媒の酸素吸蔵能力の低下を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０１７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、粒子状物質が多く排出されるディーゼル機関では、排気通路に該粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを備えていることがある。さらに、触媒を担持したパティキュレートフィルタは、燃料等の供給により温度を上昇させることで、粒子状物質を酸化除去することができる。
【０００６】
しかし、粒子状物質の酸化の際に還元剤と酸素とが反応するため、パティキュレートフィルタよりも下流に設けられた空燃比センサの検出値が変化する。これにより、酸素吸蔵能力の低下を空燃比センサの検出値から判定することが困難となる。
【０００７】
一方、パティキュレートフィルタに担持された触媒に硫黄被毒が発生すると、吸蔵できるＮＯxの量および吸蔵したＮＯxの放出に要する還元剤量が減少する。このため、従来の触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵能力の低下を判定する技術によれば、酸素およびＮＯxの吸蔵能力が低下していると判定される。しかし、硫黄被毒は回復させることが可能であり触媒の劣化とは異なる。したがって、硫黄被毒により生じる、吸蔵可能な酸素およびＮＯxの量並びに吸蔵したＮＯxの放出に要する還元剤量の減少は、本来判定すべき酸素およびＮＯxの吸蔵能力の低下とは異なる。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、触媒劣化とは異なる原因により該触媒の酸素吸蔵量が減少した場合であっても酸素吸蔵能力の低下をより正確に判定することができる技術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】
【０００９】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。すなわち、
内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する成分を担持したパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記パティキュレートフィルタよりも上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段による還元剤の添加が行われているときの前記空燃比検出手段により得られる排気の空燃比の変化から前記酸素吸蔵能力を有する成分の酸素吸蔵量および／または吸蔵していた酸素の放出に要した還元剤量を推定する吸蔵量推定手段と、
前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する粒子状物質堆積量推定手段と、
前記粒子状物質堆積量推定手段により推定された粒子状物質の堆積量が第１所定量以上の場合には前記吸蔵量推定手段による推定を禁止させる推定禁止手段と、
を具備する。
【００１０】
本発明の最大の特徴は、パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の量が所定量以上の場合には、空燃比検出手段による検出値が変化する虞があるため、吸蔵量推定手段による推定を禁止することにより、酸素吸蔵量および／または酸素の放出に要した還元剤量を誤って推定してしまうことを抑制することにある。
【００１１】
ここで、パティキュレートフィルタに還元剤を供給すると、酸素吸蔵能力を有する成分から酸素が放出される。そして、この酸素の放出が行われている間は空燃比検出手段により検出される空燃比はストイキ近傍で一定となる。このストイキ近傍となっている間に放出された酸素の量若しくはストイキ近傍よりもリッチ側となるまでにパティキュレートフィルタに添加された還元剤量に基づいて酸素吸蔵能力の低下の度合いを判定することができる。
【００１２】
しかし、パティキュレートフィルタに粒子状物質が多く堆積している場合には、還元剤の添加により放出された酸素および排気中に含まれる酸素により粒子状物質が酸化される。この粒子状物質の酸化のために排気中の酸素が消費され、パティキュレートフィルタ下流の空燃比がリッチ側へ変化する。そして、この変化は、酸素吸蔵能力の劣化のために生じたのか、あるいは粒子状物質の酸化のために生じたのか区別することは困難である。
【００１３】
そこで、本発明においては、酸素吸蔵能力の低下を判定することが困難となるほど粒子状物質が堆積している場合には、吸蔵量推定手段による推定を禁止させる。これにより、酸素吸蔵能力を判定する際の誤判定を抑制することができる。したがって、「第１所定量」とは、酸素吸蔵能力の低下を判定することが困難となる粒子状物質の堆積量とすることができる。
【００１４】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタに堆積していた粒子状物質が前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときに酸化された量を推定する粒子状物質酸化量推定手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記粒子状物質酸化量推定手段により推定された粒子状物質の酸化量が第２所定量以上のときにも前記吸蔵量推定手段による推定を禁止することができる。
【００１５】
例えば、内燃機関の運転状態若しくはパティキュレートフィルタの温度等によっては、該パティキュレートフィルタに還元剤を添加したときの粒子状物質の酸化量が変化する。そこで、パティキュレートフィルタに堆積していた粒子状物質であって、還元剤の添加時に酸化された粒子状物質量を推定し、酸化された量が多ければ吸蔵量推定手段による推定を禁止し、少なければ吸蔵量推定手段による推定を行うようにする。すなわち、粒子状物質の酸化量が吸蔵量推定手段による推定に影響のない範囲内であれば、吸蔵量推定手段による推定を行うようにする。これにより、粒子状物質の酸化による誤判定を抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度を検出する排気温度検出手段をさらに備え、
前記粒子状物質酸化量推定手段は、前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときの前記排気温度検出手段により検出される排気の温度が第１所定温度以上であるときに粒子状物質が第２所定量以上酸化していると推定することができる。
【００１７】
ここで、パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質が酸化される量は、該パティキュレートフィルタの温度と密接に関係する。すなわち、パティキュレートフィルタの温度が高くなると、粒子状物質の酸化量が増加する。したがって、粒子状物質酸化量推定手段は、パティキュレートフィルタの温度に基づいて粒子状物質の酸化量を推定することができる。
【００１８】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質を除去するフィルタ再生手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記フィルタ再生手段による前記パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の除去が完了した後に前記吸蔵量推定手段による推定の禁止を解除することができる。
【００１９】
すなわち、パティキュレートフィルタに堆積していた粒子状物質の除去が完了した直後であれば、粒子状物質の酸化の影響がほとんどない状態で空燃比の検出が可能となる。これにより、酸素吸蔵能量の推定精度を向上させることができる。
【００２０】
本発明においては、前記フィルタ再生手段は、前記粒子状物質堆積量推定手段によりパティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の量が第３所定量以上であると推定されたときに粒子状物質の除去を行い、
前記吸蔵量推定手段による推定を行う頻度を算出する吸蔵量推定頻度算出手段と、
前記吸蔵量推定頻度算出手段により算出される頻度が所定頻度以下になるように前記吸蔵量推定手段による推定が行われる場合であって、前記フィルタ再生手段により次回の粒子状物質の除去が行われるまでに前記吸蔵量推定手段による推定が行われるか否か判定する判定手段と、
をさらに備え、
前記フィルタ再生手段により次回の粒子状物質の除去が行われるまでに前記吸蔵量推定手段による推定が行われると前記判定手段により判定された場合には、前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の量が前記第３所定量未満であっても、吸蔵量推定手段により推定を行う前に粒子状物質の除去を行うことができる。
【００２１】
前記したように、パティキュレートフィルタに堆積している粒子状物質の除去を行った直後に吸蔵量推定手段による推定を行うことにより、その推定精度を向上させることが可能となる。しかし、粒子状物質の酸化除去は予め定められた間隔で行われることがある。また、規制により触媒の劣化判定を行う頻度が決められていることもある。従って、触媒の劣化判定を行う必要が生じたときが、前回の粒子状物質の除去からある程度の時間が経
過していると、パティキュレートフィルタに多くの粒子状物質が堆積していることも起こり得る。しかし、粒子状物質の除去を待ってから吸蔵量推定手段による推定を行うと、吸蔵量推定手段による推定頻度が低くなってしまう。
【００２２】
その点、粒子状物質の除去が行われるまでの間に、吸蔵量推定手段により酸素吸蔵量および／または還元剤量の推定をする必要が生じた場合には、粒子状物質の酸化除去の時期でなくても粒子状物質の酸化除去を行い、その後に吸蔵量推定手段による推定を行うようにすれば、粒子状物質が堆積していない状態で酸素吸蔵量および／または還元剤量の推定をすることができ、また推定頻度を高くすることができる。
【００２３】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度を検出する排気温度検出手段をさらに備えている場合には、
前記推定禁止手段は、前記還元剤添加手段により還元剤の添加が行われているときの前記排気温度検出手段により検出される排気温度が第２所定温度以上となった場合にも前記吸蔵量推定手段による推定を禁止することができる。
【００２４】
ここで、前記吸蔵量推定手段による推定は、前記したようにパティキュレートフィルタに粒子状物質が堆積していない状態で行うのが好ましい。そのため、粒子状物質の除去が完了した後に吸蔵量推定手段による推定が行われる。しかし、粒子状物質の除去が不完全であると、吸蔵量推定手段による推定を行うときに、残留している粒子状物質が酸化される。そのため、パティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度が高まる。従って、還元剤添加時にパティキュレートフィルタよりも下流の排気の温度が第２所定温度以上となった場合には、該パティキュレートフィルタに粒子状物質が堆積しており、この粒子状物質が酸化していると考えられる。このような場合には、吸蔵量推定手段による推定を禁止することにより、誤った酸素吸蔵量の推定がなされるのを抑制することが可能となる。
【００２５】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタは、ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分をさらに担持し、前記吸蔵量推定手段は、前記還元剤添加手段による還元剤の添加が行われているときの前記空燃比検出手段により得られる排気の空燃比の変化から前記パティキュレートフィルタに担持された成分の酸素吸蔵量およびＮＯx吸蔵量、並びに／または吸蔵していた酸素およびＮＯxの放出に要した還元剤量を推定することができる。
【００２６】
このようなパティキュレートフィルタに還元剤を供給すると、該パティキュレートフィルタに担持された成分から酸素およびＮＯxの放出が行われる。そして、この酸素およびＮＯxの放出が行われている間は空燃比検出手段により検出される空燃比はストイキ近傍で一定となる。このストイキ近傍となっている間に放出された酸素およびＮＯx量、若しくはストイキ近傍よりもリッチ側となるまでにパティキュレートフィルタに添加された還元剤量に基づいて酸素およびＮＯxの吸蔵能力の低下の度合いを判定することができる。
【００２７】
しかし、パティキュレートフィルタに粒子状物質が多く堆積している場合には、前記したように粒子状物質が酸化され排気中の酸素が消費されるので、パティキュレートフィルタ下流の空燃比がリッチ側へ変化する。そして、この変化は、酸素およびＮＯxの吸蔵能力の劣化のために生じたのか、あるいは粒子状物質の酸化のために生じたのか区別することは困難である。
【００２８】
そこで、本発明においては、酸素およびＮＯxの吸蔵能力の低下を判定することが困難となるほど粒子状物質が堆積している場合には、吸蔵量推定手段による推定を禁止させる。これにより、酸素およびＮＯxの吸蔵能力を判定する際の誤判定を抑制することができる。ここで、前記「第１所定量」は、酸素およびＮＯxの吸蔵能力の低下を判定することが困難となる粒子状物質の堆積量とすることができる。
【００２９】
本発明においては、前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒量を推定する硫黄被毒量推定手段と、
前記硫黄被毒量推定手段により推定された硫黄被毒量が第４所定量以上の場合には前記吸蔵量推定手段による推定を禁止させる推定禁止手段と、
をさらに具備することができる。
【００３０】
ここで、ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分が硫黄被毒していると、その分、該ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分に吸蔵可能なＮＯx量が減る。したがって、吸蔵量推定手段により推定される酸素およびＮＯxの吸蔵量が減少する。このように減少した酸素およびＮＯxの吸蔵量に基づいて前記パティキュレートフィルタに担持された成分の劣化判定を行うと、前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化していると判定される虞がある。しかし、硫黄被毒は回復処理行うことにより回復可能であるため、前記パティキュレートフィルタに担持された成分の劣化とは異なる。その点、硫黄被毒量が第４所定量以上の場合には吸蔵量推定手段による推定を禁止する。これにより、前記パティキュレートフィルタに担持された成分の劣化判定時の誤判定を抑制することができる。
【００３１】
本発明においては、前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒を回復する硫黄被毒回復手段をさらに備え、
前記推定禁止手段は、前記硫黄被毒回復手段による前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒の回復が行われた後に前記吸蔵量推定手段による推定の禁止を解除することができる。
【００３２】
すなわち、硫黄被毒回復手段により硫黄被毒が回復された後には、前記したような硫黄被毒による誤差が生じ難いため酸素およびＮＯxの吸蔵量の推定を行うのに好適である。
【００３３】
本発明においては、前記吸蔵量推定手段により推定された酸素およびＮＯxの吸蔵量並びに／または吸蔵していた酸素およびＮＯxの放出に要した還元剤量に基づいて前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化しているか否か判定する劣化判定手段と、
前記ＮＯxを吸蔵する能力を有する成分の硫黄被毒を回復する硫黄被毒回復手段と、
をさらに備え、
前記劣化判定手段により前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化していると判定された場合には、前記硫黄被毒回復手段により硫黄被毒を回復させた後に再度劣化判定手段により前記パティキュレートフィルタに担持された成分が劣化しているか否か判定することができる。
【００３４】
ここで、硫黄被毒量は推定することが可能であるが、この推定量は燃料の硫黄含有量により実際の硫黄被毒量と異なることがある。そのため、硫黄被毒量が前記パティキュレートフィルタに担持された成分の酸素およびＮＯxの吸蔵量の推定に影響のない範囲内にあると推定されても、実際には硫黄被毒量が多く酸素およびＮＯxの吸蔵量の推定に影響を及ぼすことがある。このような場合には、劣化判定手段により誤った判定が行われる虞がある。
【００３５】
その点、硫黄被毒回復処理を行った後であれば、硫黄被毒による誤判定は生じ難い。そこで、劣化判定手段により酸素およびＮＯxを吸蔵する能力を有する成分が劣化していると判定された場合には、硫黄被毒回復後にもう一度劣化判定を行うことにより、劣化判定手段の誤判定を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、触媒劣化とは異なる原因により酸素吸蔵量
が減少した場合であっても酸素吸蔵能力の低下をより正確に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。
【００３９】
図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００４０】
内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路２が接続されている。この排気通路２は、下流にて大気へと通じている。
【００４１】
前記排気通路２の途中には、内燃機関１側から順に酸化触媒３及びパティキュレートフィルタ４が備えられている。
【００４２】
パティキュレートフィルタ４（以下、フィルタ４という。）には、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機能を有する吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒という。）を担持している。なお、酸化触媒３は、酸化能力を有する触媒であれば三元触媒、ＮＯx触媒等の他の種類の触媒であってもよい。また、フィルタ４に担持するのは酸素吸蔵能力を有する触媒であればよく、例えば三元触媒であってもよい。
【００４３】
また、酸化触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気の空燃比を検出する第１空燃比センサ６が取り付けられている。また、フィルタ４よりも下流の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気の空燃比を検出する第２空燃比センサ７、および該排気通路２を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ８が取り付けられている。
【００４４】
ところで、内燃機関１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要がある。
【００４５】
そこで、本実施例では、酸化触媒３より上流の排気通路２を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁９を備えている。ここで、燃料添加弁９は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して燃料を噴射する。燃料添加弁９から排気通路２内へ噴射された燃料は、排気通路２の上流から流れてきた排気の空燃比をリッチにすると共に、ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxを還元する。ＮＯx還元時には、フィルタ４に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【００４６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００４７】
ＥＣＵ１０には、前記したセンサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。
【００４８】
一方、ＥＣＵ１０には、燃料添加弁９が電気配線を介して接続され、燃料添加弁９はＥ
ＣＵ１０により制御される。
【００４９】
ところで、ＮＯx触媒は、経年変化や熱により劣化することがある。この劣化は、ＮＯxおよび酸素の吸蔵能力に顕著に現れる。そして、ＮＯxの吸蔵能力が低下すると、排気中のＮＯxの一部がフィルタ４の下流へ流出する虞がある。これに対し、例えばフィルタ４のＮＯx吸蔵能力の低下を、フィルタ４前後の空燃比センサ６、７を用いて検出することができる。これにより、劣化の度合いに応じた燃料の添加を行うことが可能となる。また、運転者等にフィルタ４の交換を促すことも可能となる。
【００５０】
ここで、ＮＯx触媒にＮＯxおよび酸素が吸蔵されている場合に、該ＮＯx触媒にリッチ空燃比の排気を供給すると、該ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxおよび酸素が放出されるとともにＮＯxの還元が行われる。リッチスパイクによりリッチ空燃比の排気がフィルタ４に流入し、ＮＯx触媒からＮＯx及び酸素が放出されている間は、フィルタ４の下流の空燃比すなわち第２空燃比センサ７により検出される空燃比は第１空燃比センサ６により検出される空燃比よりもリーンな空燃比となり、ストイキ近傍になることが知られている。そして、ＮＯx触媒からのＮＯx及び酸素の放出が完了した後に、第２空燃比センサ７により検出される空燃比がリッチ空燃比に移行する。このように第２空燃比センサ７によりストイキが検出され、リッチ空燃比に移行するまでの時間は、ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯx及び酸素の量が多いほど長くなる。
【００５１】
そして、ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きくなるほど、該ＮＯx触媒が吸蔵できるＮＯx量および酸素量が減少する。従って、ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きくなるほど、ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxを還元するため及び酸素を放出させるために必要となる燃料量が減少する。また、リッチスパイク時に第２空燃比センサ７によりストイキが検出された後リッチ空燃比に移行するまでの時間、すなわちストイキの継続時間が短くなる。これらから、ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxおよび酸素を還元もしくは放出させるために要した燃料量（以下、使用還元剤量という。）、並びにＮＯx触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵量（以下、酸素・ＮＯx吸蔵量という。）、またはフィルタ４に流入する排気の空燃比およびストイキの継続時間に基づいて、ＮＯx触媒の劣化の度合いを判定することが可能となる。
【００５２】
ところで、フィルタ４に粒子状物質（以下、ＰＭという。）が堆積していると、ＮＯx触媒の劣化判定時に行われるリッチスパイク制御時の温度上昇およびそのときにＮＯx触媒から放出される酸素によりＰＭの酸化量が増加する。そして、この酸化反応により、排気中の酸素濃度が変化し、第２空燃比センサ７による検出値がリッチ側へ変化する。これにより、ＮＯx触媒の劣化判定を正確に行うことが困難となる。
【００５３】
その点、本実施例では、ＮＯx触媒の劣化判定が困難となるほどフィルタ４にＰＭが堆積している場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止し、該ＮＯx触媒の劣化判定を禁止する。
【００５４】
次に、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止するフローについて説明する。
【００５５】
図２は、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止するフローを示したフローチャート図である。
【００５６】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出時のフィルタ４の床温を推定する。この温度は、例えば、フィルタ４に流入する排気の量、内燃機関１の気筒内への燃料噴射量、フィルタ４の下流の空燃比をストイキとするため
に必要な燃料量、フィルタ４の熱容量等から得ることができる。
【００５７】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０は、フィルタ４に堆積しているＰＭ量を推定する。フィルタ４に堆積しているＰＭの量は、例えば、フィルタ４前後の差圧を検出する差圧センサを排気通路２に取り付けて、該差圧センサの検出値に応じたＰＭ量を予め実験等により求めておき、これと比較することにより得ることができる。また、内燃機関１の運転状態（排気温度、燃料噴射量、機関回転数）に応じたＰＭ捕集量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより得られるＰＭ捕集量を積算してＰＭの堆積量とすることもできる。更に、車両走行距離若しくは走行時間に応じてＰＭの堆積量を推定しても良い。
【００５８】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０は、ＰＭが酸化除去された量を推定する。
【００５９】
ここで、図３は、フィルタ４の床温とＰＭの酸化率との関係を示した図である。ＰＭの酸化率とは、堆積していたＰＭのうち酸化除去されたＰＭの割合である。従って、ステップＳ１０１で推定されたフィルタ４の床温から図３を用いてＰＭの酸化率を求め、このＰＭの酸化率をステップＳ１０２で推定されたＰＭ堆積量に乗じることにより、ＰＭの酸化量を得ることができる。
【００６０】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０は、ＰＭの酸化量が所定値よりも大きいか否か判定する。ここで、「所定値」は、ＮＯx触媒の劣化判定において誤判定が生じないＰＭの酸化量の上限値である。すなわち、本ステップでは、ＮＯx触媒の劣化判定において誤判定が生じるか否か判定している。
【００６１】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止するか否かの指標となる禁止フラグをＯＮとする。この禁止フラグがＯＮの場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出は行われない。本ステップの処理終了後、本ルーチンを終了させる。
【００６３】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１０は、禁止フラグをＯＦＦとする。この禁止フラグがＯＦＦの場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出が行われる。その後、本ルーチンを終了させる。
【００６４】
このようにして、ＰＭの酸化量が多い場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止することによりＮＯx触媒の劣化判定を禁止して、ＮＯx触媒の劣化判定時にＰＭの酸化による誤判定が生じることを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施例では、ＮＯx触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵能力の劣化判定について説明したが、酸素吸蔵能力のみを有する触媒についての酸素吸蔵能力の劣化判定についても同様にして適用することができる。
【実施例２】
【００６６】
本実施例においては、フィルタ４のＰＭ堆積量がフィルタの再生が必要なほど多くない場合であっても、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う場合にはフィルタ４の再生を行い、その後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う。
【００６７】
ここで、フィルタ４の再生後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うと
、ＰＭの酸化の影響を受け難い状態でのＮＯx触媒の劣化判定が可能となる。しかし、フィルタ４の再生と酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出とは、必ずしも同じ時期に行われるとは限らない。そして、フィルタの再生を待って酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うようにすると、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出の頻度、すなわちＮＯx触媒の劣化判定の頻度が低くなってしまう。
【００６８】
その点、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出が必要な場合には、フィルタの再生を行い、その後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うことにより、ＮＯx触媒の劣化判定の頻度を高めることができる。
【００６９】
次に、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出のフローについて説明する。
【００７０】
図４は、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出フローを示したフローチャート図である。
【００７１】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１０は、禁止フラグがＯＮとなっているか否か判定する。この禁止フラグは、図２に示したフローチャートにより得られるものである。
【００７２】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
【００７３】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１０は、次回のフィルタの再生までの車両の走行距離を推定する。ここでは、推定されたフィルタ４のＰＭ堆積量から、次回フィルタの再生が行われるまでの距離を推定する。例えば、２００ｋｍ走行毎にフィルタの再生を行うようにして、前回フィルタの再生時からの走行距離が２００ｋｍに達するまでの残りの走行距離を算出してもよい。
【００７４】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０２で算出した走行距離を走行したと仮定したときであって酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行わなかったとした場合の「レート」を推定する。このレートは、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うか否かの判定に用いる値であって、以下に示す式で表される。
【００７５】
レート＝（触媒劣化判定回数）／（運転状態等から定まる値）
ここで、「触媒劣化判定回数」は、１から始まりＮＯx触媒の劣化判定が行われる毎に１が加算されるが、本ステップではＮＯx触媒の劣化判定を行わなかったとした場合のレートを算出するので、触媒劣化判定回数には１が代入される。「運転状態等から定まる値」には、予め規定された運転状態となった場合に１が加算される。この「予め規定された運転状態」がどのような運転状態かは実験的に求めた運転状態とＮＯx触媒の劣化の度合いとに基づいて定めても良く、また、法規制との兼ね合いから定めてもよい。
【００７６】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０３で推定されたレート（以下、推定レートという。）がレート要求値よりも大きいか否か判定する。レート要求値は、ＮＯx触媒の劣化判定が必要となるレートの上限値であり、法規制等に基づいて定めてもよい。本ステップでは、通常の頻度で行われるフィルタの再生後まで酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止することができるか否かを判定している。
【００７７】
ここで、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出およびフィルタの再生では燃料の添加が行われるため、可及的にこれらの実施回数を減らしたほうが燃費を向上させることができる。従って、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う必要がなけれ
ば、通常の頻度で行われるフィルタの再生後まで酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止することにより燃費を向上させることができる。
【００７８】
ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
【００７９】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１０は、フィルタの再生を行う。フィルタの再生は、燃料添加弁９若しくは気筒内からの燃料をＮＯx触媒で反応させてフィルタ４の温度を上昇させた後、リーン空燃比の排気を該フィルタ４に流入させることにより行われる。
【００８０】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う。なお、フィルタの再生時に供給された燃料により、ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxおよび酸素が放出若しくは還元されているので、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量を算出する際に必要となるＮＯx量および酸素量が該ＮＯx触媒に吸蔵されてから酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う。その後、本ルーチンを終了させる。
【００８１】
このようにして、フィルタ４にＰＭが一定量以上堆積している場合において、通常の頻度でフィルタの再生が行われるまでの間に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量を算出する必要が生じた場合には、通常の頻度とは別にフィルタの再生を行い、その後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うことができる。これにより、ＮＯx触媒の劣化判定の精度を向上させることができる。また、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量を算出する必要がない場合には、通常の頻度でフィルタの再生が行われるので燃費を向上させることができる。
【００８２】
なお、本実施例においては、通常の頻度でフィルタの再生が行われた場合には、レートの値に関わらず酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うようにしてもよい。
【００８３】
これにより、ＰＭの酸化の影響を受け難い状態でＮＯx触媒の酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うことができ、ＮＯx触媒の劣化判定の精度を向上させることができる。
【００８４】
なお、本実施例では、ＮＯx触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵能力の劣化判定について説明したが、酸素吸蔵能力のみを有する触媒についての酸素吸蔵能力の劣化判定についても同様にして適用することができる。
【実施例３】
【００８５】
本実施例においては、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出時に排気温度センサ８により検出される温度上昇が推定される温度上昇よりも大きい場合には、フィルタ４にＰＭが堆積しているとして酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出、およびＮＯx触媒の劣化判定を行わないようにする。
【００８６】
ここで、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出時には燃料添加弁９から燃料が添加されるが、このときにフィルタ４にＰＭが堆積していると、該ＰＭが酸化して排気の温度が上昇する。すなわち、フィルタ４にＰＭが堆積しているときには、ＰＭが堆積していないときよりも排気の温度が高くなる。そこで、排気の温度が規定温度以上上昇した場合には、ＰＭが酸化しているとして酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する。
【００８７】
次に、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する制御のフローについて説明する。
【００８８】
図５は、本実施例による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する制御のフローを示したフローチャート図である。
【００８９】
ステップＳ３０１では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行っているか否か判定する。ここで、通常はフィルタ４にＰＭが堆積していないものとして酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出が開始される。
【００９０】
ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０６へ進む。
【００９１】
ステップＳ３０２では、ＥＣＵ１０は、フィルタ４よりも下流の排気の上昇温度を推定する。このときの排気の上昇温度は、ＰＭの酸化がないことを前提にＮＯx触媒において燃料が反応することにより生ずる温度の上昇を推定することにより求められる。
【００９２】
ステップＳ３０３では、ＥＣＵ１０は、排気温度センサ８により検出される温度からフィルタ４よりも下流の排気の上昇温度を算出する。ここで算出される上昇温度は、排気温度センサ８の検出値からステップＳ３０６で後述するベース排気温度Ｔｓを減じて算出される。これは、実際の温度上昇値を示している。
【００９３】
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０４で算出した温度上昇算出値がステップＳ３０２で算出した温度上昇推定値よりも高いか否か判定する。すなわち、フィルタ４よりも下流の排気の実際の温度上昇が推定された温度上昇よりも大きいか否か判定する。
【００９４】
ステップＳ３０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
【００９５】
ステップＳ３０５では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する。すなわち、フィルタ４よりも下流の排気の温度上昇が推定された温度上昇よりも大きい場合には、フィルタ４に堆積しているＰＭが酸化しているとしてＮＯx触媒の劣化判定を中止する。その後、本ルーチンを終了させる。
【００９６】
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ１０は、ベース排気温度Ｔｓを取り込む。このベース排気温度Ｔｓは、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出が行われていないときの排気温度センサ８の検出値であり、燃料添加前の排気の温度を示している。本ステップの処理終了後、本ルーチンを終了させる。
【００９７】
このようにして、フィルタ４に堆積しているＰＭが酸化しているときに酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出が行われ、この値に基づいてＮＯx触媒の劣化判定が行われることを抑制できる。
【００９８】
ここで、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出は、実施例１若しくは実施例２によれば、フィルタの再生を行った後に行われるため、ＰＭは除去されているはずであるが、何らかの原因によりＰＭが完全に除去されないときもある。そのような場合であっても、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止することにより、ＮＯx触媒の劣化判定において誤った判定を行うことを抑制できる。
【００９９】
なお、本実施例においては、フィルタ４よりも下流の排気の実際と推定との温度差に基づいて酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止するか否か判定したが、これ
に代えて、実際の排気の温度と推定された排気の温度とに基づいて酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止するか否か判定ようにしてもよい。
【０１００】
なお、本実施例では、ＮＯx触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵能力の劣化判定について説明したが、酸素吸蔵能力のみを有する触媒についての酸素吸蔵能力の劣化判定についても同様にして適用することができる。
【実施例４】
【０１０１】
本実施例においては、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出時に排気温度センサ８により検出される温度が所定温度以上の場合には、フィルタ４に堆積しているＰＭの酸化量が多くなるとして酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出、およびＮＯx触媒の劣化判定を行わないようにする。
【０１０２】
すなわち、排気の温度若しくはフィルタ４の温度が低いほど、フィルタ４に堆積しているＰＭの酸化は緩慢となり、所定温度よりも低い場合には、ＮＯx触媒の劣化判定を行っても誤判定を起こすことがほとんどなくなる。
【０１０３】
そこで、本実施例においては、ＮＯx触媒の劣化判定を行ったときに誤判定を起こす虞のある下限の温度を所定温度として設定し、排気温度センサ８により検出される温度がこの所定温度よりも低い場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行い、一方、所定温度以上の場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する。
【０１０４】
これにより、フィルタ４にＰＭが堆積していたとしても、排気温度センサ８により検出される温度が所定温度よりも低い場合にはＮＯx触媒の劣化判定を精度よく行なうことが可能となる。
【０１０５】
なお、本実施例では、ＮＯx触媒の酸素およびＮＯxの吸蔵能力の劣化判定について説明したが、酸素吸蔵能力のみを有する触媒についての酸素吸蔵能力の劣化判定についても同様にして適用することができる。
【実施例５】
【０１０６】
前記実施例においては、フィルタ４にＰＭが堆積している場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を実施しないこととしている。一方、本実施例においては、ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分の量が所定量よりも多くなった場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を実施しないこととする。
【０１０７】
ここで、ＮＯx触媒には燃料に含まれる硫黄分が燃焼して生成される硫黄酸化物（ＳＯx）もＮＯxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵されたＳＯxはＮＯxよりも放出されにくく、ＮＯx触媒内に蓄積される。そして、ＳＯxが吸蔵されている分、ＮＯxを吸蔵できる量が減少し、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵力が低下する。これを硫黄被毒（ＳＯx被毒）といい、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる被毒回復処理を施す必要がある。この被毒回復処理は、ＮＯx触媒を高温（例えば６００乃至６５０℃程度）にしつつ燃料添加弁９からの燃料添加により酸素濃度を低下させた排気をＮＯx触媒に流通させて行われている。
【０１０８】
しかし、ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxの還元処理を行う際、ＮＯx触媒はＳＯxを放出できるほど高温にはならず、したがってＮＯxのみが放出される。このような場合、ＮＯxの還元に要する燃料量は減少するので、この燃料量に基づいて酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うとＮＯx触媒の劣化の度合いが大きいと判定される。しかし、ＮＯx触媒の硫黄被毒は前記被毒回復処理により回復させることができるので、ＮＯx触
媒の劣化とは異なるものである。したがって、硫黄被毒が生じているときに酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うと、ＮＯx触媒の劣化判定において誤判定を誘発する虞がある。
【０１０９】
その点、本実施例においては、ＮＯx触媒に多くのＳＯxが吸蔵されている場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行わないようにする。
【０１１０】
例えば、ＮＯx触媒に吸蔵されたＳＯx量（以下、硫黄被毒量という。）がＮＯx触媒の劣化判定が正確に行うことができない量である規定量以上となった場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行わないようにする。ここで、硫黄被毒量は、燃料消費量やＮＯxセンサからの出力信号、車両の走行距離等により求めることができる。すなわち、燃料中の硫黄成分によりＮＯx触媒が被毒するので、燃料の消費量を積算してＥＣＵ１０に記憶させ、この燃料の消費量により硫黄被毒量を求めるようにしても良い。また、ＮＯx触媒の硫黄被毒が進行すると、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が低下するため、ＮＯx触媒で吸蔵されずにＮＯx触媒の下流にすり抜けるＮＯx量が増加する。従って、ＮＯx触媒の下流にＮＯxセンサを設け、この出力信号に基づいて硫黄被毒量を求めても良い。更に、車両走行距離に応じて硫黄被毒量が増加するとして、該車両の走行距離に基づいて硫黄被毒量を求めても良い。
【０１１１】
このようにして、ＮＯx触媒の硫黄被毒量が規定量よりも多い場合には、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行わないようにすることにより、ＮＯx触媒の劣化判定における誤判定を抑制することが可能となる。
【実施例６】
【０１１２】
前記実施例においては、硫黄被毒量が所定量よりも多くなった場合には酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行わないこととした。一方、本実施例においては、被毒回復処理を実施した後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う。
【０１１３】
前記したように、ＮＯx触媒の硫黄被毒は被毒回復処理により回復させることができる。この被毒回復処理が実施された直後は、ＮＯx触媒にＳＯxが吸蔵されていない状態でＮＯxを吸蔵させることができ、ＮＯx触媒の吸蔵能力を判定するのに適している。
【０１１４】
なお、本実施例においては、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う場合に、通常の頻度で行われる被毒回復処理とは別に、ＮＯx触媒の劣化判定精度を向上させるための被毒回復処理を行うようにしてもよい。
【０１１５】
また、通常の頻度で行われる被毒回復処理が実施された直後に酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行うようにしてもよい。
【０１１６】
このようにして、硫黄被毒の影響を受けない状態でＮＯx触媒の劣化判定を行うことができ、劣化判定の精度を向上させることができる。
【実施例７】
【０１１７】
本実施例においては、ＮＯx触媒の劣化判定により該ＮＯx触媒が劣化していると判定された場合には、被毒回復処理を実施し、その後に再度ＮＯx触媒の劣化判定を実施する。
【０１１８】
ここで、前記したように、硫黄被毒量は推定することが可能であるが、この推定量は燃料の硫黄含有量により実際の硫黄被毒量と異なることがある。そのため、硫黄被毒量がＮＯx触媒の劣化判定に影響のない範囲内にあると推定されても、実際には劣化判定に影響を与えるほど硫黄被毒量が多い場合がある。このような場合には、ＮＯx触媒の劣化判定
において誤った判定が行われる虞がある。
【０１１９】
その点、被毒回復処理を行った後であれば、硫黄被毒による誤判定は生じ難い。そこで、ＮＯx触媒が劣化していると判定された場合には、被毒回復後にもう一度劣化判定を行うことにより、ＮＯx触媒の劣化判定における誤判定を抑制することが可能となる。
【０１２０】
次に、本実施例によるＮＯx触媒の劣化判定のフローについて説明する。
【０１２１】
図６は、本実施例によるＮＯx触媒の劣化判定のフローを示したフローチャート図である。
【０１２２】
ステップＳ４０１では、ＥＣＵ１０は、ＮＯx触媒が劣化していると判定された否か判定する。
【０１２３】
ステップＳ４０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０７へ進む。
【０１２４】
ステップＳ４０２では、ＥＣＵ１０は、被毒回復処理を行う。
【０１２５】
ステップＳ４０３では、ＥＣＵ１０は、酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を行う。
【０１２６】
ステップＳ４０４では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４０３で算出された酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量に基づいてＮＯx触媒が劣化しているか否か判定する。
【０１２７】
ステップＳ４０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０６へ進む。
【０１２８】
ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１０は、ＮＯx触媒が劣化しているとし、その後、本ルーチンを終了させる。
【０１２９】
ステップＳ４０６では、ＥＣＵ１０は、ＮＯx触媒が劣化していないとし、すなわち正常であるとして、その後、本ルーチンを終了させる。
【０１３０】
このようにして、ＮＯx触媒が劣化していると判定された場合であっても、被毒回復処理を行った後に再度ＮＯx触媒の劣化判定を行うことにより、ＮＯx触媒の硫黄被毒による誤判定を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を禁止するフローを示したフローチャート図である。
【図３】フィルタの床温とＰＭの酸化率との関係を示した図である。
【図４】実施例２による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出フローを示したフローチャート図である。
【図５】実施例３による酸素・ＮＯx吸蔵量および使用還元剤量の算出を中止する制御のフローを示したフローチャート図である。
【図６】実施例７によるＮＯx触媒の劣化判定のフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１     内燃機関
２     排気通路
３     酸化触媒
４     パティキュレートフィルタ
６     第１空燃比センサ
７     第２空燃比センサ
８     排気温度センサ
９     燃料添加弁
１０   ＥＣＵ
【図１】
2005264807.tif 000003
【図２】
2005264807.tif 000004
【図３】
2005264807.tif 000005
【図４】
2005264807.tif 000006
【図５】
2005264807.tif 000007
【図６】
2005264807.tif 000008