(57)【要約】【課題】内燃機関の触媒劣化判定装置において、ＮＯx触媒よりも下流に備えられた、酸化機能を有する触媒の劣化を精度良く判定することができる技術を提供する。【解決手段】吸蔵還元型ＮＯx触媒と、これよりも下流に備えられた酸化機能を有する触媒と、少なくとも排気の空燃比を間欠的に低下させて吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒を解消する空燃比制御手段と、を備え、空燃比制御手段により前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比が間欠的に低下されているときに酸化機能を有する触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段を備えた。【選択図】図４
2005090272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に備えられた吸蔵還元型ＮＯx触媒と、該吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも下流に備えられた酸化機能を有する触媒と、少なくとも前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流
入する排気の空燃比を間欠的に低下させて前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒を解消す
る空燃比制御手段と、
を備え、
さらに、前記空燃比制御手段により前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比
が間欠的に低下されているときに前記酸化機能を有する触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段を備えることを特徴とする内燃機関の触媒劣化判定装置。
【請求項２】
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも下流で且つ前記酸化機能を有する触媒よりも上流の排
気の空燃比を検出する第１空燃比検出手段と、
前記酸化機能を有する触媒よりも下流の排気の空燃比を検出する第２空燃比検出手段と、
を備え、
前記触媒劣化判定手段は、前記空燃比制御手段により前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入
する排気の空燃比が間欠的に低下されているときに前記第１空燃比検出手段と基準値とに関連する第１の値と、前記第２空燃比検出手段の検出値と前記基準値とに関連する第２の値と、を算出し、前記第１の値と、第２の値と、を比較することによって前記酸化機能を有する触媒の劣化を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
【請求項３】
前記基準値は、理論空燃比であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の触媒劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒という。）よりも下流に酸化機能を有する触媒を備えることにより、該ＮＯx触媒へ還元剤を供給したときに該ＮＯx触媒で反応せずに通過した還元剤を下流の酸化機能を有する触媒で浄化することができる。
【０００３】
ところで、ＮＯx触媒やそれよりも下流に備えられた酸化機能を有する触媒は、該ＮＯx触媒の再生処理に伴う高温の排気の熱等により劣化する。この劣化の度合いが大きくなると、酸化機能を有する触媒で反応する還元剤の量が減り、排気の浄化率が低下する。
【０００４】
そして、ＮＯx触媒のＮＯxパージ若しくはＳＯxパージ中に、ＮＯx触媒よりも下流の酸化能を有する触媒の上下流に備えられた２つのＯ2センサの出力に基づいて、ＮＯx触媒の劣化を判定する技術（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８９０３７号公報
【特許文献２】特開２００３−９７３３４号公報
【特許文献３】特開平１１−１０７７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＮＯx触媒よりも下流に備えられた酸化機能を有する触媒の劣化の度合いを
判定することも重要である。このように、酸化機能を有する触媒の劣化を検出することができれば、ユーザ等に酸化機能を有する触媒の交換を促すことができる。
【０００７】
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、内燃機関の触媒劣化判定装置において、ＮＯx触媒よりも下流に備えられた、酸化機能を有する触媒の劣化を精
度良く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】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の触媒劣化判定装置は、以下の手段を採用した。すなわち、
内燃機関の排気通路に備えられた吸蔵還元型ＮＯx触媒と、該吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも下流に備えられた酸化機能を有する触媒と、少なくとも前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流
入する排気の空燃比を間欠的に低下させて前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒を解消す
る空燃比制御手段と、
を備え、
さらに、前記空燃比制御手段により前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比
が間欠的に低下されているときに前記酸化機能を有する触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の最大の特徴は、ＮＯx触媒の硫黄被毒解消時に複数回行われる排気空燃比の変
動を利用して、酸化機能を有する触媒の劣化判定を精度良く行うことにある。
【００１０】
すなわち、ＮＯx触媒の硫黄被毒解消時には、間欠的に排気の空燃比が低下されるため
、酸化機能を有する触媒の上流および下流を流通する排気の空燃比が大きく変化する。そ
の際、酸化機能を有する触媒が劣化していると、該酸化機能を有する触媒より下流の排気の空燃比はその劣化に応じた値となる。すなわち、酸化機能を有する触媒の劣化の度合いが大きくなるほど、該酸化機能に流入する排気の空燃比と、流出する排気の空燃比と、の差が小さくなる。これは、酸化機能を有する触媒の劣化の度合いが大きくなるほど、該触媒を通過する排気が該触媒からの影響を受けなくなるからである。
【００１１】
そして、排気の空燃比が間欠的に変動されるＳＯx被毒解消時に劣化判定を行うことに
より、連続的に酸化機能を有する触媒前後の空燃比を比較することができる。また、酸化機能を有する触媒がＮＯx触媒の下流に備えられていることにより、低い空燃比の排気が
ＮＯx触媒を通過する際に、この低い空燃比の部分が拡散して広い範囲に広がる。これに
より、酸化触媒が劣化しているときの排気空燃比の変化がより広い範囲に表れるため、劣化判定を行うことが容易となる。このようにして、酸化機能を有する触媒の劣化判定の精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
本発明においては、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも下流で且つ前記酸化機能を有する
触媒よりも上流の排気の空燃比を検出する第１空燃比検出手段と、
前記酸化機能を有する触媒よりも下流の排気の空燃比を検出する第２空燃比検出手段と、
を備え、
前記触媒劣化判定手段は、前記空燃比制御手段により前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入
する排気の空燃比が間欠的に低下されているときに前記第１空燃比検出手段と基準値とに関連する第１の値と、前記第２空燃比検出手段の検出値と前記基準値とに関連する第２の値と、を算出し、前記第１の値と、第２の値と、を比較することによって前記酸化機能を有する触媒の劣化を判定することができる。
【００１３】
前記したように、酸化機能を有する触媒が劣化すると、該酸化機能を有する触媒よりも下流の排気の空燃比は、その劣化の度合いに応じた値となる。そして、劣化の度合いは、第１の値と第２の値とを比較することにより得ることができる。
【００１４】
まず、第１の値は、酸化機能を有する触媒よりも上流で検出された空燃比及び基準値に関連した値なので、酸化能力を有する触媒の劣化の度合いとは無関係の値となる。ここで、基準値とは、例えば硫黄被毒解消中になり得る排気の空燃比である。また、第１の値とは、例えば排気の空燃比を低下させていき、排気の空燃比が基準値となったときの時間とすることができ、また、排気の空燃比が基準値以下となっているときの基準値と空燃比との差の積算値とすることもできる。
【００１５】
一方、第２の値は、酸化機能を有する触媒よりも下流で検出された空燃比及び基準値に関連した値なので、酸化能力を有する触媒の劣化の度合いに応じた値となる。すなわち、酸化能力を有する触媒が劣化すると、該酸化能力を有する触媒の酸素貯蔵能力が低下する。そのため、空燃比が低下された排気が該酸化能力を有する触媒を通過しても、酸素の放出量が少なく、排気中の酸素濃度は殆ど変化しない。従って、酸化能力を有する触媒下流で検出される排気の空燃比は、酸化能力を有する触媒上流で検出される排気の空燃比に近づいていく。反対に、酸化能力を有する触媒の劣化の度合いが小さいほど、酸化能力を有する触媒から放出される酸素の量が多くなり、排気中の酸素濃度が高まる。そのため、酸素が放出されている間は、排気の空燃比の低下が緩慢となり、排気の空燃比が前記基準値に到達するまでの時間が長くなり、さらには、最終的に到達する空燃比が高くなる。
【００１６】
そのため、例えば排気の空燃比を低下させたときに、第１空燃比検出手段及び第２空燃比検出手段により検出される空燃比が、基準値と等しくなったときの時間を夫々第１の値及び第２の値として比較すると、劣化の度合いが大きいほど、第２の値と第１の値との差
が小さくなる。また、例えば、第１空燃比検出手段及び第２空燃比検出手段により検出される空燃比が、基準値以下となっているときの基準値と空燃比との差の積算値を夫々第１の値及び第２の値として比較すると、劣化の度合いが大きいほど第１の値と第２の値との差が小さくなる。このようにして、劣化の度合いを判定することが可能となる。
【００１７】
また、酸化機能を有する触媒の上流にＮＯx触媒が備えられ、このＮＯx触媒の硫黄被毒解消時に劣化判定を行うことにより、ＮＯx触媒を通過する際に還元剤が拡散し、空燃比
が低下された排気の範囲が広がる。すなわち、ＮＯx触媒が備えられていない場合と比較
して、酸化能力を有する触媒における１回あたりの空燃比の変動に要する時間が長くなる。これにより、第１空燃比検出手段及び第２空燃比検出手段に検出される空燃比が基準値以下となっている時間が長くなる。そのため、排気の空燃比が基準値以下となっているときの基準値と空燃比との差の積算値を比較する際に、この比較が容易になり、また、劣化判定の精度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、ＮＯx触媒の硫黄被毒回復時に酸化能力を有する触媒の劣化判定を行うため、
第１の値と第２の値との比較を繰り返し行うことができるため、他の要因によりたまたま第１の値と第２の値との差が小さくなった場合に触媒が劣化していると判定することや、逆に、たまたま前記差が大きくなった場合に触媒が劣化しているにもかかわらず劣化していないと判定することを抑制できる。
【００１９】
本発明においては、前記基準値は、理論空燃比であってもよい。
【００２０】
理論空燃比とすることにより、空燃比検出手段に例えば理論空燃比を境として出力特性が大きく変化する酸素濃度センサを用いることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る内燃機関の触媒劣化判定装置では、劣化判定の機会をより多く得ることができ、より正確な劣化判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の触媒劣化判定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】
【００２３】
図１は、本実施例に係る内燃機関の触媒劣化判定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。
【００２４】
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。
【００２５】
内燃機関１には、燃焼室と連通する排気通路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。
【００２６】
前記排気通路２の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒３（以下、ＮＯx触媒３という。）が備えられている。
【００２７】
ＮＯx触媒３は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを貯蔵し、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貯蔵していたＮＯxを還元する機
能を有する。
【００２８】
ＮＯx触媒３よりも下流の排気通路２には、酸化触媒４が備えられている。
【００２９】
また、ＮＯx触媒３よりも下流で且つ酸化触媒よりも上流の排気通路２には、該排気通
路２を流通する排気の温度を検出する第１排気温度センサ５及び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、酸化触媒４よりも下流の排気通路には、該排気通路２を流通する排気の温度を検出する第２排気温度センサ７及び排気の空燃比を検出する第２空燃比センサ８が取り付けられている。
【００３０】
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３のＮＯx貯蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒３に貯蔵されたＮＯxを還元させる必要がある。
【００３１】
そこで、本実施例では、ＮＯx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）を添加する還元剤添加弁９を備えている。ここで、還元剤添加弁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。還元剤添加弁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酸素濃度を低下させると共に、ＮＯx触媒３に貯蔵されていたＮＯxを還元する。
【００３２】
また、燃料は、ＮＯx触媒３に貯蔵されたＳＯxを放出させるＳＯx被毒解消時において
、該ＮＯx触媒３の温度を上昇させることにも利用される。すなわち、ＮＯx触媒３にて燃料が反応し、このときに熱が発生し、この熱により、ＮＯx触媒３の温度が上昇される。
このように、ＮＯx触媒３の温度を上昇させ、その後に該ＮＯx触媒３に流入する排気の空燃比を間欠的に低下させると、還元剤（燃料）の存在下でＮＯx触媒３のＳＯx被毒が解消される。
【００３３】
ここで、図２は、還元剤添加弁９に送られるＥＣＵ１０の指令信号の波形と、その波形に対応する空燃比の変化とを同一時間軸上に示すタイムチャート図である。還元剤添加弁９は、同図２（ａ）に示す指令信号がオン（「ＯＮ」）の状態となっているときに開弁し、燃料を噴射する。燃料添加が行われることにより、ＮＯx触媒３に流入する排気中の燃
料濃度が高くなる（リッチスパイクが形成される）ようになる。ここで、添加期間（図２（ａ）参照。）を長くするほど燃料濃度の変化量（図２（ｂ）参照。）は大きくなり、総添加期間（図２（ａ）参照。）を長くするほど（添加回数を多くするほど）リッチスパイクの形成期間（図２（ｂ）参照。）も長くなる。また、添加インターバル（図２（ａ）参照。）を短くするほど、排気中の燃料濃度が高くなりＮＯx触媒３の温度の上昇量は大き
くなる。一方、燃料添加の休止期間（図２（ａ）参照。）の長さは、連続的に形成されるリッチスパイクの間において酸化雰囲気が継続する期間（図２（ｂ）参照。）すなわち燃料濃度が低くなる期間の長さに対応する。この休止期間の長さにより、ＮＯx触媒３の床
温を調整することができる。すなわち、休止期間を長くするほど、ＮＯx触媒３の温度は
低くなる。
【００３４】
ここで、図３は、総添加期間及び休止期間と酸化触媒４の温度との関係を示した図である。
【００３５】
酸化触媒４が例えば３００℃よりも低い場合には、総添加期間を７秒とし休止期間を５秒とする。総添加期間を休止期間よりも長くすることにより、酸化触媒４を速やかに昇温させることができる。
【００３６】
酸化触媒４が例えば３００℃以上４００℃未満の場合には、総添加期間を５秒とし休止期間を７秒とする。さらに、酸化触媒４の温度が上昇して、例えば４００℃以上５００℃未満の場合には、総添加期間を５秒とし休止期間を１０秒とする。このように、酸化触媒４の温度が高くなるに従い、休止期間を長くすることにより、酸化触媒４の熱による劣化を抑制することが可能となる。
【００３７】
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（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０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。
【００３８】
ＥＣＵ１０には、各種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。
【００３９】
一方、ＥＣＵ１０には、還元剤添加弁９等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ１０により制御することが可能になっている。
【００４０】
ところで、酸化触媒４に劣化が生じ燃料の酸化能力が低下していると、該酸化触媒４で反応する燃料が減少してしまう。このような劣化が生じると、ＮＯx触媒３で反応せずに
通過した燃料を浄化する能力が低下してしまう。
【００４１】
その点、本実施の形態では、ＮＯx触媒３のＳＯx被毒解消時における第１空燃比センサ６及び第２空燃比センサ８の出力信号に基づいて酸化触媒４の劣化判定を行うことができる。そして、酸化触媒４の劣化の度合いが大きい場合には、ユーザに警告を発し酸化触媒４を交換することや、劣化の度合いに応じて還元剤供給方法を変更することが可能となる。
【００４２】
図４は、燃料供給時の第１空燃比センサ６及び第２空燃比センサ８の出力信号から得られた排気の空燃比を示したタイムチャート図である。図４（ａ）は、酸化触媒４の劣化の度合いが大きい場合、図４（ｂ）は、酸化触媒４の劣化の度合いが小さい場合を示している。夫々、横軸は時間、縦軸は排気の空燃比を示している。
【００４３】
また、実線は第１空燃比センサ６の検出値を示し、破線は第２空燃比センサ８の検出値を示している。さらに、理論空燃比を示す線と、第１空燃比センサ６の検出値を示す線であって理論空燃比以下となる部分と、で囲まれる面積を斜線で示し、面積ａとする。同様に、理論空燃比を示す線と、第２空燃比センサ８の検出値を示す線であって理論空燃比以下となる部分と、で囲まれる面積を斜線で示し、面積ｂとする。面積ａ及び面積ｂは、リッチスパイク１回あたりの面積であり、リッチスパイク１回ごとに夫々算出される。また、面積ａは、第１空燃比センサ６により検出される排気の空燃比が理論空燃比以下となっているときの理論空燃比と検出空燃比との差の積算値とすることもできる。同様に、面積ｂは、第２空燃比センサ８により検出される排気の空燃比が理論空燃比以下となっているときの理論空燃比と検出空燃比との差の積算値とすることもできる。
【００４４】
また、第１空燃比センサ６の検出値がリーン空燃比からリッチ空燃比へと移行する際に理論空燃比となった時間をδ１とし、第２空燃比センサ８の検出値がリーン空燃比からリッチ空燃比へと移行する際に理論空燃比となった時間をδ２としている。
【００４５】
ここで、酸化触媒４の劣化の度合いが大きくなると、該酸化触媒４の酸素貯蔵能力が低下する。そのため、空燃比を低下させた際に酸化触媒４において酸素の放出量が減り、該酸化触媒４より下流では、リッチ空燃比となる時間が長くなる。つまり、酸化触媒４の劣化の度合いが大きいと、図４（ａ）に示すように、面積ａと面積ｂとの差が小さくなる。一方、劣化の度合いが小さいと、排気の空燃比が低下するに伴い、酸化触媒４から酸素が多く放出されるため、酸化触媒４よりも下流ではなかなか空燃比が低下せず、さらに、低下しても最終的に到達する空燃比が高くなる。つまり、酸化触媒４劣化の度合いが小さいと、図４（ｂ）に示すように、面積ａと面積ｂとの差が大きくなる。
【００４６】
また、酸化触媒４に流入する排気の空燃比が低下したときには、酸化触媒４に貯蔵されている酸素が少なくなるほど、すなわち酸化触媒４の劣化の度合いが大きいほど、酸化触媒４よりも下流の排気の空燃比がより早く低下するようになる。つまり、酸化触媒４の劣化の度合いが小さい場合には、酸素が多く放出されるため、酸化触媒４よりも下流の排気の空燃比の低下は緩慢になるが、劣化の度合いが大きいと酸素の放出量が少なくなるため、酸化触媒４よりも下流の排気の空燃比はより早く低下するようになる。
【００４７】
そのため、酸化触媒４の劣化の度合いが大きくなるほど、時間δ１から時間δ２に至るまでの時間、すなわち時間δ２と時間δ１との差が小さくなる。逆に、酸化触媒４の劣化の度合いが小さくなるほど、時間δ２と時間δ１との差が大きくなる。
【００４８】
このように、面積ａと面積ｂとの差により、または、時間δ２と時間δ１との差により酸化触媒４の劣化を判定することが可能となる。
【００４９】
図５及び図６は、本実施例による酸化触媒４の劣化判定フローを示したフローチャート図である。本フローは、ＮＯx触媒３のＳＯx被毒解消に伴う昇温制御時に実行される。このようにＮＯx触媒３のＳＯx被毒解消に伴う昇温制御時に酸化触媒４の劣化判定を行うのは、以下の理由による。すなわち、昇温制御時には連続的に空燃比が変動されるため、面積ａと面積ｂとの差の算出、及び、時間δ２と時間δ１との差の算出を連続的に行うことができ、短時間に多くのサンプルを得て劣化判定を行うことが可能となるためである。これにより、少ないサンプルにより劣化判定を行ったときに起こり得る誤判定を抑制することが可能となる。
【００５０】
ステップＳ１０１では、第１排気温度センサ５により検出された排気温度ＴＡ、第２排気温度センサ７により検出された排気温度ＴＢを読み込む。
【００５１】
ステップＳ１０２では、内燃機関１が定常状態であるか否か判定する。定常状態とは、内燃機関１の回転数及び負荷が一定、若しくは規定の範囲内である場合をいう。内燃機関１が定常状態でない場合には、排気の空燃比が変動し、ＮＯx触媒３が過熱する虞がある
ため、昇温制御を停止する。
【００５２】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００５３】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で読み込んだ排気温度ＴＡが規定値α１よりも大きく、且つ規定値α２よりも小さいか否か判定する。ここで、規定値α１は、ＮＯx
触媒３の活性化温度であり、規定値α２は、ＮＯx触媒３が過熱する虞のない温度である
。すなわち、排気温度ＴＡが規定値α１以下の場合には、ＮＯx触媒３が活性化しておら
ず、燃料添加を行うことができない。また、規定値α２以上の場合には、ＮＯx触媒３が
熱劣化する虞があるため、やはり燃料添加を行うことができない。つまり、ステップＳ１０３では、ＮＯx触媒３の昇温制御が可能であるか否か判定している。
【００５４】
ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００５５】
ステップＳ１０４では、燃料添加が行われ、ＮＯx触媒３の昇温制御が開始される。
【００５６】
ステップＳ１０５では、燃料添加が行われず、ＮＯx触媒３の昇温制御も行われない。
その後、本ルーチンを終了させる。
【００５７】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０１で読み込んだ排気温度ＴＢが規定値α３よりも大きいか否か判定する。ここで、規定値α３は、酸化触媒４の活性化温度である。すなわち、排気温度ＴＢが規定値α３以下の場合には、酸化触媒４が活性化しておらず、酸化触媒４の劣化判定を行うことができない。この場合、図３に示したように、休止期間よりも総添加期間を長くして、酸化触媒４の温度上昇を早める。このように、本実施例においては、酸化触媒４の劣化判定は、該酸化触媒４が活性化している場合に限り行われる。
【００５８】
ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００５９】
ステップＳ１０７では、触媒劣化判定制御が開始される。
【００６０】
ステップＳ１０８では、図２で説明した面積ａと面積ｂとの差をｎ回のリッチスパイクで夫々求め、このｎ回の平均値を求める。または、図２で説明した時間δ２と時間δ１との差をｎ回のリッチスパイクごとに求め、このｎ回の平均値を求める。ここで、ｎ回の平均値を求めるのは、劣化判定の精度を高めるためである。
【００６１】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で求めた面積ａと面積ｂとの差の平均値が規定値σよりも小さいか否か、または、時間δ２と時間δ１との差の平均値が規定値θよりも小さいか否か判定する。
【００６２】
規定値σ及び規定値θは、夫々、酸化触媒４の劣化の度合いが許容範囲よりも大きくなったことを示す値であり、予め実験等により求めておく。
【００６３】
ステップＳ１０９で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００６４】
ステップＳ１１０では、酸化触媒４の劣化の度合いが大きいと判定される。
【００６５】
ステップＳ１１１では、触媒劣化判定制御が終了される。
【００６６】
このようにして、酸化触媒４の劣化の判定を行うことができる。
【００６７】
なお、本実施例においては、酸化触媒４の劣化判定の精度をより高めるために、ステップＳ１０９で、面積ａと面積ｂとの差の平均値が規定値σよりも小さいか否か、及び、時間δ２と時間δ１との差の平均値が規定値θよりも小さいか否かの両方に基づいて劣化判定しても良い。
【００６８】
ここで、図７は、本実施例による酸化触媒４の他の劣化判定フローを示したフローチャート図である。フローの前半は図５と同様である。また、図６と同様の処理には同一のステップ番号を付してあり、この説明は省略する。
【００６９】
ステップＳ１１２では、図２で説明した面積ａと面積ｂとの差をｎ回のリッチスパイクで夫々求め、このｎ回の平均値を求める。さらに、図２で説明した時間δ２と時間δ１との差をｎ回のリッチスパイクで夫々求め、このｎ回の平均値を求める。ここで、ｎ回の平均値を求めるのは、触媒劣化の判定精度をより高めるためである。
【００７０】
ステップＳ１１３では、面積ａと面積ｂとの差の平均値が規定値σよりも小さく、且つ、時間δ２と時間δ１との差の平均値が規定値θよりも小さいか否か判定する。
【００７１】
ステップＳ１１３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１４へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００７２】
ステップＳ１１４では、酸化触媒４の劣化の度合いが大きいか否かを表す仮フラグをＯＮとする。仮フラグがＯＮとは、触媒の劣化の度合いが大きいことを示す。
【００７３】
ステップＳ１１５では、仮フラグがＯＮの状態が連続Ｎ回以上であるか否か判定する。ここで、Ｎ回は、劣化判定において、その精度を高めるために設定される回数であり、どの程度の精度を要求するのかによりＮの値が異なる。Ｎ回は、その数が多いほど精度が高まる。すなわち、酸化触媒４の劣化以外の何らかの要因で仮フラグがＯＮとされることもあり、このような場合であってもすぐには、触媒劣化の度合いが大きいと判定されない。これにより、誤判定を抑制している。
【００７４】
ステップＳ１１５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００７５】
このようにして、酸化触媒４の劣化判定をより精度良く行うことができる。
【００７６】
なお、本実施例においては、第１空燃比センサ６及び第２空燃比センサ８は、排気の空燃比を検出するもであったが、これに代えて、排気の空燃比がリーンであるかリッチであるかのみを検出可能なＯ2センサを備えていても良い。このＯ2センサによれば、時間δ１及び時間δ２を検出することができる。また、第１空燃比センサ６若しくは第２空燃比センサの何れか一方をＯ2センサとして、時間δ１及び時間δ２を検出しても良い。
【００７７】
また、本実施例においては、理論空燃比を基準値として面積ａ，ｂ、時間δ１，２を求めているが、他の空燃比を基準値として設定して面積ａ，ｂ、時間δ１，２を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例に係る内燃機関の触媒劣化判定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】還元剤添加弁に送られるＥＣＵの指令信号の波形と、その波形に対応する空燃比の変化とを同一時間軸上に示すタイムチャート図である。
【図３】総添加期間及び休止期間と酸化触媒の温度との関係を示した図である。
【図４】燃料供給時の第１空燃比センサ及び第２空燃比センサの出力信号から得られた排気の空燃比を示したタイムチャート図である。図４（ａ）は、酸化触媒の劣化の度合いが大きい場合、図４（ｂ）は、酸化触媒の劣化の度合いが小さい場合を示している。
【図５】実施例による酸化触媒の劣化判定フローの前半を示したフローチャート図である。
【図６】実施例による酸化触媒の劣化判定フローの後半を示したフローチャート図である。
【図７】実施例による酸化触媒の他の劣化判定フローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７９】
１     内燃機関
２     排気通路
３     ＮＯx触媒
４     酸化触媒
５     第１排気温度センサ
６     第１空燃比センサ
７     第２排気温度センサ
８     第２空燃比センサ
９     還元剤添加弁
１０   ＥＣＵ
【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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