(57)【要約】【課題】触媒の劣化度合を正確に推定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン１の排気浄化装置は、排気通路１３に設けられて排気を浄化する触媒コンバータ１６（触媒Ｃ）を備える。また、触媒Ｃに流入する排気の温度（排気温ＴＥ）を検出する排気温センサ２１と、触媒Ｃの排気上流側の端部の温度（触媒床温ＴＣ）を検出する床温センサ２２とを備える。また、電子制御装置２は、ＰＭ再生制御の実行を通じて触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるとき、排気温ＴＥと触媒床温ＴＣとに基づいて触媒Ｃに流入する排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴ（＝ＴＣ−ＴＥ）を算出し、該上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥに基づいて触媒Ｃの劣化度合を推定する。【選択図】図１
2009287429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられて排気を浄化する触媒を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記触媒に流入する排気の温度を上昇させる昇温手段と、
前記昇温手段により排気の温度を上昇させるとき、前記排気温度検出手段により検出される排気温度と前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度とに基づいて前記触媒に流入する排気の温度に対する前記触媒の温度の上昇度合を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出される前記触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの前記排気の温度に基づいて前記触媒の劣化度合を推定する劣化度合推定手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記触媒温度検出手段は前記触媒の排気上流側の端部の温度を検出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒を含み、
前記昇温手段は前記触媒に流入する排気に対して還元剤を添加することにより前記触媒に流入する排気の温度を上昇させる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記触媒には排気に含まれる微粒子物質を捕集するフィルタが設けられ、
前記昇温手段は、所定の条件が成立したとき、前記昇温手段による還元剤の添加を通じて前記触媒に流入する排気の温度を上昇させて該捕集された微粒子物質を除去して前記フィルタを再生する再生制御を行うものであり、
前記劣化度合推定手段は、前記昇温手段による再生制御が行われる際に前記触媒の劣化度合を推定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記触媒に流入する排気の流量を推定する排気流量推定手段を備え、
前記劣化度合推定手段は、前記触媒に流入する排気の流量が多いときほど前記触媒の劣化度合が相対的に小さくなるように推定する
ことを特徴とする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、排気通路に設けられて排気を浄化する触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気浄化装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載のものも含めて従来の排気浄化装置においては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えており、酸化雰囲気のときには排気に含まれるＮＯｘが触媒に吸蔵される一方、還元雰囲気のときには触媒に吸蔵されていたＮＯｘが還元されるようになっている。具体的には、触媒に流入する排気に対して還元剤としての燃料を添加することにより、触媒に吸蔵されていたＮＯｘが還元される。
【０００３】
ところで、こうした排気浄化装置にあっては、熱や硫黄堆積等によって触媒が劣化することがある。そこで従来、例えば特許文献１では、単位時間当たりの車両走行距離から、その単位時間においてＮＯｘ吸蔵還元触媒に新たに堆積した硫黄分の量（以下、「単位時間当たりの新規硫黄堆積量」）を求めるとともに、その求められた量の積算値として現在のＮＯｘ吸蔵還元触媒に堆積している硫黄分の量（硫黄堆積量）を推定することにより触媒の劣化度合を推定するようにしている。
【特許文献１】特開２００２―３６４３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、こうした推定方法では、単位時間当たりの新規硫黄堆積量の推定誤差が僅かでもあると、その誤差が積み上げられてしまうため、最終的に求められる硫黄堆積量の推定誤差が大きくなってしまうといった問題が生じる。また、硫黄堆積に起因する触媒の劣化度合については推定することができるものの、熱に起因する触媒の劣化度合については推定することができない。このため、触媒の実際の劣化度合を正確に推定することができない。
【０００５】
尚、こうした問題は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に限られるものではなく、三元触媒等の他の触媒を備える内燃機関の排気浄化装置においても、程度の差こそあれ、概ね共通して生じ得るものである。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒の劣化度合を正確に推定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、排気通路に設けられて排気を浄化する触媒を備える内燃機関の排気浄化装置であって、前記触媒に流入する排気の温度を検出する排気温度検出手段と、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記触媒に流入する排気の温度を上昇させる昇温手段と、前記昇温手段により排気の温度を上昇させるとき、前記排気温度検出手段により検出される排気温度と前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度とに基づいて前記触媒に流入する排気の温度に対する前記触媒の温度の上昇度合を算出する算出手段と、前記算出手段により算出される前記触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの前記排気の温度に基づいて前記触媒の劣化度合を推定する劣化度合推定手段とを備えることをその要旨としている。
【０００８】
触媒の劣化度合が大きいときほど触媒の低温活性能が低くなるため、触媒に流入する排気の温度を上昇させたとき、触媒の劣化度合が大きいときほど、触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合は小さなものとなる。そのため、触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの触媒に流入する排気の温度は、触媒の劣化度合が大きいときほど高くなる。このことから、上記構成によるように、触媒に流入する排気の温度を上昇させるとき、触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度に基づいて触媒の劣化度合を推定するようにすれば、具体的には触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度が高いときほど触媒の劣化度合が大きいと推定するようにすれば、触媒の劣化度合を正確に推定することができるようになる。
【０００９】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記触媒温度検出手段は前記触媒の排気上流側の端部の温度を検出することをその要旨としている。
【００１０】
触媒においては、排気下流側の部位ほど、触媒に流入する排気からの熱の影響を受けにくくなるとともに、その他の部位からの熱の影響を受けやすくなる。このため、触媒温度検出手段により触媒の温度を検出する部位を触媒の排気下流側にするほど、触媒の劣化度合を推定する際の精度が低くなりやすい。
【００１１】
この点上記構成によれば、触媒の排気上流側の端部の温度を検出するようにしているため、触媒の劣化度合を推定する際の精度を向上させる上で、触媒温度検出手段による温度の検出部位の最適化を図ることができるようになる。
【００１２】
尚、触媒としてＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関においては、触媒が酸化雰囲気のときに窒素酸化物（ＮＯｘ）と共に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が触媒に吸蔵される。このとき、触媒の排気上流側の部位ほど、硫黄成分の堆積量が多くなり、硫黄被毒に起因する触媒の劣化度合が大きなものとなる。このように触媒としてＮＯｘ吸蔵還元触媒を採用する排気浄化装置に、請求項２に記載の発明を適用すれば、硫黄被毒に起因する触媒の劣化度合が最も大きなものとなる触媒の排気上流側の端部についてその劣化度合を的確に推定することができるようになる。
【００１３】
（３）請求項１または請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明によるように、前記触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒を含み、前記昇温手段は前記触媒に流入する排気に対して還元剤を添加することにより前記触媒に流入する排気の温度を上昇させるといった態様をもって具体化することができる。この場合、触媒に流入する排気の温度を上昇させるための特別な構成を追加する必要がなくなるため、内燃機関の排気浄化装置の構成を簡易なものとすることができるようになる。
【００１４】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記触媒には排気に含まれる微粒子物質を捕集するフィルタが設けられ、前記昇温手段は、所定の条件が成立したとき、前記昇温手段による還元剤の添加を通じて前記触媒に流入する排気の温度を上昇させて該捕集された微粒子物質を除去して前記フィルタを再生する再生制御を行うものであり、前記劣化度合推定手段は、前記昇温手段による再生制御が行われる際に前記触媒の劣化度合を推定することをその要旨としている。
【００１５】
排気に含まれる微粒子物質を捕集するフィルタを備える内燃機関において、捕集された微粒子物質を除去してフィルタ機能を再生する再生制御が行われる際には、還元剤の添加を通じて触媒に流入する排気の温度が大きく上昇することとなる。そして上記構成によるように、再生制御が行われる際に触媒の劣化度合を推定するようにすれば、触媒の劣化度合が過度に大きい場合、すなわち触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度が過度に高くなる場合であっても、触媒の劣化度合を好適に推定することができるようになる。
【００１６】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記触媒に流入する排気の流量を推定する排気流量推定手段を備え、前記劣化度合推定手段は、前記触媒に流入する排気の流量が多いときほど前記触媒の劣化度合が相対的に小さくなるように推定することをその要旨としている。
【００１７】
触媒に流入する排気の温度が同一であっても、触媒に流入する排気の流量が多いときには、その流れる排気によって多くの熱が奪われるようになるため、触媒の温度は上昇しにくくなる。従って、触媒に流入する排気の流量が多いときほど、触媒の劣化度合が相対的に小さくなるように推定することにより、触媒の劣化度合をより正確に推定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図５を参照して、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を車載ディーゼルエンジン（以下、「エンジン１」）の排気浄化装置として具体化した一実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１に、エンジン１及びこれを制御する電子制御装置２の概略構成を模式的に示す。
エンジン１は、吸気通路１１、燃焼室１２、及び排気通路１３を備えて構成されている。吸気通路１１を通じて外気が導入される燃焼室１２には、燃料噴射弁１４が設けられており、この燃料噴射弁１４から噴射された燃料が燃焼室１２の内部で燃焼されるようになっている。そして、燃焼により発生した排気は、排気通路１３へと排出されるようになっている。排気通路１３には、その上流側から順に、排気中に燃料を添加するための燃料添加弁１５及び触媒コンバータ１６が設けられている。
【００２０】
触媒コンバータ１６は、排気に含まれる粒子状物質（Particulate Matter、以下、「ＰＭ」）を捕集するフィルタと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒とが一体化されたもの（以下、「触媒Ｃ」）を備えている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、酸化雰囲気のときに排気に含まれるＮＯｘを吸蔵する一方、還元雰囲気のときには吸蔵していたＮＯｘを還元する。
【００２１】
触媒コンバータ１６の上流側には排気温センサ２１が設けられており、排気温センサ２１によって触媒Ｃに流入する排気の温度（以下、「排気温ＴＥ」）が検出される。
触媒コンバータ１６の内部には床温センサ２２が設けられている。床温センサ２２によって、触媒Ｃの排気上流側の端部における温度（以下、「触媒床温ＴＣ」）が検出される。
【００２２】
エンジン１の制御は、電子制御装置２により行われる。電子制御装置２は、機関制御にかかる各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータが予め記憶されたリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えている。こうした電子制御装置２の入力ポートには、上記排気温センサ２１や床温センサ２２に加えて、例えば機関回転速度を検出する機関回転速度センサ２３やアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ２４等の機関運転状態を検出する各種のセンサが接続されている。電子制御装置２は、これらセンサの検出結果に基づいて、燃料噴射弁１４の燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御等の各種制御を実行する。
【００２３】
また、このエンジン１では、電子制御装置２を通じて、ＮＯｘ還元制御、ＰＭ再生制御、硫黄放出制御等が実行される。
ＮＯｘ還元制御は、触媒Ｃに吸蔵されたＮＯｘを還元するための制御であり、燃料添加弁１５からの燃料添加を通じて還元剤となる燃料成分を排気に供給することで行われる。
【００２４】
また、ＰＭ再生制御は、触媒Ｃに捕集されたＰＭを除去してフィルタ機能を再生するための制御であり、燃料添加弁１５からの燃料添加を通じてＰＭを除去可能な温度まで触媒Ｃの温度を上昇させ、捕集されたＰＭを燃焼させることで行われる。
【００２５】
更に、硫黄放出制御は、触媒Ｃに堆積したＳＯｘを放出させるための制御であり、燃料添加弁１５からの燃料添加を通じてＳＯｘを放出可能な温度（６００℃以上）まで触媒Ｃの温度を上昇させ、燃料添加弁１５からの燃料添加を通じて還元剤となる燃料成分を排気に供給することで行われる。
【００２６】
ところで、こうしたエンジン１にあっては、熱や硫黄堆積等によって触媒が劣化する。そこで、本実施形態では、触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるとき、電子制御装置２を通じて、床温センサ２２により検出される触媒床温ＴＣから排気温センサ２１により検出される排気温ＴＥを減算することにより、触媒Ｃに流入する排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴ（＝ＴＣ−ＴＥ）を算出するようにしている。そして、電子制御装置２を通じて、触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥに基づいて触媒Ｃの劣化度合を推定するようにしている。尚、本実施形態の電子制御装置２が本発明にかかる算出手段及び劣化度合推定手段に相当する。
【００２７】
こうした推定の原理は、次のとおりである。すなわち、触媒Ｃの劣化度合が大きいときほど触媒Ｃの低温活性能が低くなるため、触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるとき、触媒Ｃの劣化度合が大きいときほど、触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴは小さなものとなる。そのため、触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥは、触媒Ｃの劣化度合が大きいときほど高くなる。このことから、触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥを上昇させるとき、触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気の温度ＴＥが高いときほど触媒Ｃの劣化度合が大きいと推定することができる。
【００２８】
次に、図２〜図４を参照して、更に詳細に説明する。
図２に示すように、触媒Ｃの排気上流側の端部における劣化度合（以下、「触媒Ｃの劣化度合」）が所定度合となるまでは、触媒Ｃの劣化度合が大きくなるほど、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合は小さくなる。そのため、図３に示すように、触媒Ｃに劣化が全く生じていない場合には、排気温ＴＥが第１の排気温ＴＥ１となるときに、上記上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となる。また、触媒Ｃに軽度の劣化が生じている場合には、排気温ＴＥが第１の排気温ＴＥ１よりも高い第２の排気温ＴＥ２となるときに、上記上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となる。更に、触媒Ｃに許容可能なレベルを超えた劣化が生じている場合には、排気温ＴＥが所定温度ＴＥｔｈ以上の第３の排気温ＴＥ３となるときに、上記上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となる。従って、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥは、触媒Ｃの劣化度合が大きいときほど高くなる。このことから、図４に示すように、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥが高くなるほど、触媒Ｃの劣化度合が大きいと推定することができる。
【００２９】
また、触媒Ｃにおいては、排気下流側の部位ほど、触媒Ｃに流入する排気からの熱の影響を受けにくくなるとともに、その他の部位からの熱の影響を受けやすくなる。このため、触媒Ｃの温度を検出する部位を触媒Ｃの排気下流側にするほど、触媒Ｃの劣化度合を推定する際の精度が低くなりやすい。また、触媒Ｃにおいては、排気上流側の部位ほど硫黄堆積量が多くなる。そこで、本実施形態では、触媒Ｃの劣化度合を推定する際の精度を最も高くするとともに、硫黄被毒に起因する触媒Ｃの劣化度合が最も大きなものとなる部位の劣化度合を的確に推定すべく、触媒Ｃの排気上流側の端部における温度ＴＣを検出するようにしている。
【００３０】
ちなみに、排気温ＴＥを上昇させるとき、触媒Ｃが不活性状態から活性状態となるときには、先の図３に示すように、排気温ＴＥに対して触媒床温ＴＣが急激に上昇するようになる。本実施形態では、こうした触媒床温ＴＣの急激な上昇が生じるときの排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴについて予め実験等を通じて把握するとともに、その実験結果に基づいて上記所定度合ΔＴａｃｔを設定している。
【００３１】
また、上述したように触媒Ｃの劣化度合の推定に際して、触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥを上昇させる必要がある。本実施形態では、ＰＭ再生制御において、燃料添加弁１５からの燃料添加を通じて触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥが大きく上昇するときに、触媒Ｃの劣化度合の推定を行うようにしている。尚、本実施形態の燃料添加弁１５及びこれを制御する電子制御装置２が本発明にかかる昇温手段に相当する。
【００３２】
また、本実施形態では、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥに基づいて、触媒Ｃの劣化が許容可能なレベルを超えて進行しているか否かを判定するようにしている。すなわち、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥが所定温度ＴＥｔｈ以上であれば、許容可能なレベルを超えた劣化が生じていると判定するようにしている。
【００３３】
さて本実施形態では、上記のような判定により、触媒Ｃの劣化度合が許容可能なレベルを超えて進行していることが確認されたときには、まずはこれが硫黄被毒によるものである可能性が高いものとして、ＮＯｘ還元制御やＰＭ再生制御、硫黄放出制御といった各排気浄化制御の実施態様を変更するようにしている。例えば硫黄被毒によってＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵能が低下したときには、ＮＯｘ還元制御の実行間隔を短くするようにしている。また硫黄被毒度合が大きくなるとＮＯｘ吸蔵還元触媒の低温活性能が低下してＮＯｘの還元反応が低下する。このため、劣化度合が大きい、すなわち硫黄被毒度合が大きいと推定されたときには、ＮＯｘ還元制御の実行時間を長くしたり、ＮＯｘ還元制御中の排気への燃料の添加量や添加回数を増加させたりするようにもしている。更にＰＭ再生制御においては、硫黄被毒度合が大きいと推定されたときには、制御中の触媒床温の目標温度をより高くして、制御中の硫黄放出を促すようにしている。また、これに加えて、硫黄放出制御の実行時期を早めたり、同制御の実行時間を長くしたり、といった同制御の実行態様の変更を行うようにもしている。
【００３４】
また本実施形態では、触媒端面焼き尽し制御を実施するようにもしている。この触媒端面焼き尽し制御は本来、ＰＭによる触媒Ｃの排気上流側の端面（以下、「前端面」）における詰りを解消するために行われる制御であり、排気中への燃料添加の間隔を適宜に調整することで、触媒Ｃの前端面を集中的に昇温させることで行われる。ここでは、こうした制御により、触媒Ｃの前端面及びその近傍の触媒床温を高め、そうした部位に堆積した硫黄を放出させるようにしている。尚、こうした制御の実行にもかかわらず、触媒Ｃの劣化度合が依然として大きい旨判定される場合には、触媒Ｃの劣化が硫黄被毒によるものではなく、熱劣化によるものであると推定し、運転者等に対して警告をするようにすることも可能である。
【００３５】
次に、図５を参照して、触媒Ｃの劣化度合の推定処理について詳細に説明する。尚、図５は、劣化度合の推定処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、エンジン１の運転中に電子制御装置２によって繰り返し実行される。
【００３６】
この処理では、まず、ステップＳ１１の処理として、ＰＭ再生制御が実行されているか否かを判断する。すなわち、ＰＭ再生制御の実行を通じて触媒Ｃに流入する排気の温度ＴＥを上昇させる状況下であるか否かを判断する。ここで、ＰＭ再生制御が実行されている場合には（ステップＳ１１：「ＹＥＳ」）、次に、そのときの触媒床温ＴＣからそのときの排気温ＴＥを減算することにより、排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴ（＝ＴＣ−ＴＥ）を算出する（ステップＳ１２）。そして、次に、触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上である場合には（ステップＳ１３：「ＹＥＳ」）、次に、そのときの排気温ＴＥが所定温度ＴＥｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。そしてこの結果、そのときの排気温ＴＥが所定温度ＴＥｔｈ以上である場合には（ステップＳ１４：「ＹＥＳ」）、触媒Ｃの劣化度合が許容可能なレベルを超えて大きい旨判断して（ステップＳ１５）、この一連の処理を一旦終了する。
【００３７】
一方、先のステップＳ１１にてＰＭ再生制御が実行されていない場合（ステップＳ１１：「ＮＯ」）や、先のステップＳ１３にて触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上ではない場合（ステップＳ１３：「ＮＯ」）や、先のステップＳ１４にてそのときの排気温ＴＥが所定温度ＴＥｔｈ以上ではない場合（ステップＳ１４：「ＮＯ」）には、この一連の処理を一旦終了する。
【００３８】
以上説明した本実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）排気通路１３に設けられて排気を浄化する触媒Ｃを備えるエンジン１の排気浄化装置であって、排気温ＴＥを検出する排気温センサ２１と、触媒床温ＴＣを検出する床温センサ２２とを備えることとした。また、電子制御装置２は、排気の温度を上昇させるとき、排気温センサ２１により検出される排気温ＴＥと床温センサ２２により検出される触媒床温ＴＣとに基づいて排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴ（＝ＴＣ−ＴＥ）を算出する算出手段を備えることとした。また、電子制御装置２は、算出手段により算出される触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥに基づいて触媒Ｃの劣化度合を推定する劣化度合推定手段を備えることとした。これにより、触媒Ｃの劣化度合を正確に推定することができるようになる。
【００３９】
（２）床温センサ２２は触媒Ｃの排気上流側の端部の温度を検出することとした。これにより、触媒Ｃの劣化度合を推定する際の精度を向上させる上で、床温センサ２２による温度の検出部位の最適化を図ることができるようになる。また、硫黄被毒に起因する触媒Ｃの劣化度合が最も大きなものとなる触媒Ｃの排気上流側の端部についてその劣化度合を的確に推定することができるようになる。
【００４０】
（３）触媒ＣはＮＯｘ吸蔵還元触媒を含み、昇温手段は触媒Ｃに流入する排気に対して還元剤を添加することにより触媒に流入する排気の温度を上昇させることとした。これにより、触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるための特別な構成を追加する必要がなくなるため、エンジン１の排気浄化装置の構成を簡易なものとすることができるようになる。
【００４１】
（４）排気通路１３には排気に含まれるＰＭを捕集するフィルタが設けられることとした。また、所定の条件が成立したとき、燃料添加弁１５からの燃料の添加を通じて触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させて該捕集されたＰＭを除去してフィルタを再生するＰＭ再生制御を行うこととした。そして、ＰＭ再生制御が行われる際に触媒Ｃの劣化度合を推定することとした。これにより、触媒Ｃの劣化度合が過度に大きい場合、すなわち排気温ＴＥに対する触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥが過度に高いときであっても、触媒Ｃの劣化度合を好適に推定することができるようになる。
【００４２】
（５）触媒Ｃには排気に含まれるＰＭを捕集するフィルタが設けられ、昇温手段は、所定の条件が成立したとき、昇温手段による還元剤の添加を通じて触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させて該捕集されたＰＭを除去してフィルタを再生する再生制御を行うものであり、劣化度合推定手段は、昇温手段による再生制御が行われる際に触媒Ｃの劣化度合を推定することとした。これにより、触媒Ｃの劣化度合が過度に大きい場合、すなわち触媒床温ＴＣの上昇度合ΔＴが所定度合ΔＴａｃｔ以上となるときの排気温ＴＥが過度に高くなる場合であっても、触媒Ｃの劣化度合を好適に推定することができるようになる。
【００４３】
尚、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００４４】
・上記実施形態では、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置として具体化したものについて例示したが、排気浄化装置の設けられる内燃機関としてガソリンエンジンを採用するようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、触媒Ｃの劣化が許容可能なレベルを超えて進行しているか否かを判定するための判定値である所定温度ＴＥｔｈを固定値としているが、以下のように触媒Ｃに流入する排気の流量Ｆに応じて所定温度ＴＥｔｈを可変設定するようにしてもよい。すなわち、触媒Ｃに流入する排気温ＴＥが同一であっても、触媒Ｃに流入する排気の流量Ｆが多いときには、その流れる排気によって多くの熱が奪われるようになるため、触媒床温ＴＣは上昇しにくくなる。そこで、排気の流量Ｆを推定するとともに、図６に示すように、排気の流量Ｆが多いときほど所定温度ＴＥｔｈを大きく設定すれば、触媒Ｃの劣化度合をより正確に推定することができるようになる。ちなみに、排気の流量Ｆの推定態様としては、排気の流量Ｆを直接検出するようにしてもよいし、上記機関回転速度センサ２３により検出される機関回転速度と上記燃料噴射弁１４の燃料噴射量から把握される機関負荷とに基づいて推定するようにしてもよい。要するに、触媒Ｃに流入する排気の流量Ｆが多いときほど、触媒Ｃの劣化度合が相対的に小さくなるように推定すればよい。
【００４６】
・上記実施形態では、所定の条件が成立してＰＭ再生制御が行われる際に、触媒Ｃの劣化度合を推定するようにしているが、これに代えて、ＮＯｘ還元制御が行われる際や、硫黄放出制御が行われる際など、触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるときあれば他のタイミングにて触媒Ｃの劣化度合を推定するようにしてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、燃料添加弁１５から排気に対して燃料を添加することにより触媒Ｃに流入する排気の温度を上昇させるようにしているが、昇温手段はこれに限られるものではない。他に例えば、排気行程にかけての燃料噴射弁１４からの燃料噴射、いわゆるポスト噴射を通じて排気に対して燃料を添加するようにしてもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む触媒Ｃについて例示したが、本発明にかかる触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒に限られるものではなく、三元触媒等の他の触媒を備える排気浄化装置に対しても本発明を適用することはできる。
【００４９】
・上記実施形態によるように、床温センサ２２により触媒の排気上流側の端部の温度を検出することが、触媒の劣化度合を推定する際の精度を向上させる上では望ましい。また、硫黄被毒に起因する触媒の劣化度合が最も大きなものとなる触媒の排気上流側の端部についてその劣化度合を的確に推定する上では望ましい。しかし、触媒温度検出手段温度により検出する触媒の部位はこれに限られるものではなく、触媒の排気上流側の端部よりも下流側の部位の温度によっても触媒の劣化度合をある程度は正確に推定することはできる。
【００５０】
・上記実施形態では、触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度が所定温度以上であることをもって許容可能なレベルを超えた劣化が触媒に生じている旨判定するようにしているが、本発明にかかる劣化度合推定手段による推定態様はこれに限られるものではない。他に例えば、触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度に基づいて触媒の劣化度合を連続的に推定するようにしてもよい。要するに、劣化度合推定手段は、算出手段により算出される触媒の温度の上昇度合が所定度合以上となるときの排気の温度に基づいて触媒の劣化度合を推定するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置について、エンジン及びこれを制御する電子制御装置の概略構成を模式的に示す模式図。
【図２】触媒の排気上流側の端部における劣化度合と触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合との関係を示すグラフ。
【図３】触媒に流入する排気の温度と触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合との関係を示すグラフ。
【図４】触媒に流入する排気の温度に対する触媒の温度の上昇度合が所定度合となるときの排気の温度と、触媒の排気上流側の端部における劣化度合との関係を示すグラフ。
【図５】同実施形態の触媒の劣化度合の推定処理手順を示すフローチャート。
【図６】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の変形例について、触媒に流入する排気の流量と所定温度との関係を規定したマップ。
【符号の説明】
【００５２】
１…エンジン、２…電子制御装置（算出手段、劣化度合推定手段、排気流量推定手段）、１１…吸気通路、１２…燃焼室、１３…排気通路、１４…燃料噴射弁、１５…燃料添加弁（昇温手段）、１６…触媒コンバータ、２１…排気温センサ（排気温度検出手段）、２２…床温センサ（触媒温度検出手段）、２３…機関回転速度センサ、２４…アクセル開度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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