(57)【要約】【課題】ＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路において異常が生じたときに、その異常を検出することが可能な技術を提供する。【解決手段】排気通路に上流から順に設けられている還元剤添加弁、ＮＯｘ触媒及び空燃比センサをバイパスするようにバイパス通路が設けられている。還元剤添加弁から還元剤を添加したときに空燃比センサの検出値の低下量の積分値を算出する（Ｓ１０３）。そして、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量とバイパス通路を流れる排気の流量との比である分流比が目標値であると仮定した場合における空燃比センサの検出値の低下量の積分値と実際に算出された積分値とが異なる場合（Ｓ１０４）、バイパス通路に異常が生じたと判断する（Ｓ１０７、Ｓ１０８）。【選択図】図４
2009174349.tif 000002
【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た吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路に一端が接続され前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より下流側の排気通路に他端が接続されたバイパス通路と、
排気通路における前記バイパス通路の一端の接続部分より下流側且つ前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側に設けられ排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁と、
排気通路における前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より下流側且つ前記バイパス通路の他端の接続部分より上流側に設けられ排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記還元剤添加弁から還元剤を添加することで前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から排出される排気の空燃比が低下したときにおける、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量と前記バイパス通路を流れる排気の流量との比である分流比が目標分流比であると仮定した場合の前記空燃比センサの検出値の低下量の積分値である目標積分値を算出する目標積分値算出手段と、
前記還元剤添加弁から還元剤を添加することで前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から排出される排気の空燃比が低下したときにおける前記空燃比センサの実際の検出値の低下量の積分値である実積分値を算出する実積分値算出手段と、
前記実積分値算出手段によって算出された実積分値が前記目標積分値算出手段によって算出された目標積分値と異なる場合、前記バイパス通路に異常が生じたと判断する異常検出手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記実積分値算出手段によって算出された実積分値が前記目標積分値算出手段によって算出された目標積分値よりも大きい場合、前記異常検出手段が、前記バイパス通路において排気漏れが生じていると判断することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記実積分値算出手段によって算出された実積分値が前記目標積分値算出手段によって算出された目標積分値よりも小さい場合、前記異常検出手段が、前記バイパス通路において詰まりが生じていると判断することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記バイパス通路を流れる排気の流量を制御するバイパス流量制御手段をさらに備え、
前記実積分値算出手段によって算出された実積分値が前記目標積分値算出手段によって算出された目標積分値と異なる場合、前記異常検出手段が、前記バイパス通路又は前記バイパス流量制御手段に異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１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、排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備えた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おける吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯx触媒と称する）
よりも上流側に還元剤添加弁が設けられている場合、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘまたはＳＯｘを還元するときに、還元剤添加弁から排気中に還元剤を添加することでＮＯｘ触媒の周囲雰囲気の空燃比を低下させる。このとき、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量に応じた量の還元剤を還元剤添加弁から添加することでＮＯｘ触媒の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比に制御する。
【０００３】
また、排気通路にＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路を設ける場合がある。  特許文献１には、ＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路と、排気をＮＯｘ触媒およびバイパス通路に振り分けする切替弁とを備えた排気浄化装置が開示されている。この特許文献１では、ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気中に還元剤を添加し、該還元剤がＮＯｘ触媒に到達したと判定されたときに、バイパス通路へ排気を流すことでＮＯｘ触媒を通過する排気の流速を低下させる。また、特許文献１では、排気通路におけるバイパス通路の下流側端部との接続部分よりも下流側にＮＯｘセンサを設け、バイパス通路へ排気を流したときにＮＯｘセンサにより検出されるＮＯｘ量が所定量変化しない場合は切替弁に異常が起きていると判定する技術も開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２３３８９４号公報
【特許文献２】特開平５−９８９４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１０６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路に何らかの異常が生じることにより該バイパス通路を流れる排気の流量が変化すると、それに伴ってＮＯｘ触媒を通過する排気の流量も変化する。
【０００５】
また、ＮＯｘ触媒のみならず、該ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路に設けられた還元剤添加弁をもバイパスするようにバイパス通路を設置する場合がある。この場合、バイパス通路に異常が生じることによりＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が変化すると、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘまたはＳＯｘを還元すべく還元剤添加弁から還元剤を添加したときにＮＯｘ触媒の周囲雰囲気の空燃比が目標空燃比からずれる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路において異常が生じたときに、その異常を検出することが可能な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】
【０００７】
本発明は、還元剤添加弁から還元剤を添加したときにＮＯｘ触媒より下流側の排気の空燃比の低下量の積分値を算出する。そして、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量とバイパス通路を流れる排気の流量との比である分流比が目標値であると仮定した場合におけるＮＯｘ触媒より下流側の排気の空燃比の低下量の積分値と実際に算出された積分値とが異なる場合、バイパス通路に異常が生じたと判断する。
【０００８】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路に一端が接続され前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より下流側の排気通路に他端が接続されたバイパス通路と、
排気通路における前記バイパス通路の一端の接続部分より下流側且つ前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側に設けられ排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁と、
排気通路における前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より下流側且つ前記バイパス通路の他端の接続部分より上流側に設けられ排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記還元剤添加弁から還元剤を添加することで前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から排出される排気の空燃比が低下したときにおける、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量と前記バイパス通路を流れる排気の流量との比である分流比が目標分流比であると仮定した場合の前記空燃比センサの検出値の低下量の積分値である目標積分値を算出する目標積分値算出手段と、
前記還元剤添加弁から還元剤を添加することで前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から排出される排気の空燃比が低下したときにおける前記空燃比センサの実際の検出値の低下量の積分値である実積分値を算出する実積分値算出手段と、
前記還元剤添加弁から還元剤を添加することで前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から排出される排気の空燃比が低下したときにおける、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量と前記バイパス通路を流れる排気の流量との比である分流比が目標分流比であると仮定した場合の前記空燃比センサの検出値の低下量の積分値である目標積分値を算出する目標積分値算出手段と、
前記実積分値算出手段によって算出された実積分値が前記目標積分値算出手段によって算出された目標積分値と異なる場合、前記バイパス通路に異常が生じたと判断する異常検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、目標分流比は、通常時、即ちバイパス通路に異常が生じていないときの分流比であって予め定められた値である。
【００１０】
本発明において、還元剤添加弁から還元剤が添加されると、添加された還元剤
の一部はＮＯｘ触媒をすり抜けるため、ＮＯｘ触媒から流出する排気の空燃比が低下する。そのため、空燃比センサの検出値が低下する。このとき、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量に応じてＮＯｘ触媒をすり抜ける還元剤の量が変化する。その結果、空燃比センサの検出値の推移の仕方が変化する。
【００１１】
そこで、分流比が目標分流比であると仮定した場合における空燃比センサの検出値が低下し始めてからその低下が終了するまでの低下量の積分値である目標積分値を目標積分値算出手段によって算出する。さらに、空燃比センサの検出値が低下し始めてからその低下が終了するまでの実際の低下量の積分値である実積分値を実積分値算出手段によって算出する。
【００１２】
このように算出された目標積分値と実積分値とが異なる場合、実際の分流比が目標分流比と異なっていると判断出来る。即ち、この場合、バイパス通路に異常が生じたと判断することが出来る。
【００１３】
尚、本発明における分流比は、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量とバイパス通路を流れる排気の流量との比を表す値であればどのような値でもよい。
【００１４】
バイパス通路に生じる異常としては、バイパス通路が破損することによって生じる排気漏れや、バイパス通路に排気中の粒子状物質または煤が付着することによって生じる詰ま
りがある。バイパス通路において排気漏れが生じると、バイパス通路を流れる排気の流量が増加しＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が減少する。その結果、還元剤添加弁から添加される還元剤の量がＮＯｘ触媒を通過する排気の流量に対して過多となるため、ＮＯｘ触媒をすり抜ける還元剤の総量が増加する。
【００１５】
一方、バイパス通路において詰まりが生じると、バイパス通路を流れる排気の流量が減少しＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が増加する。その結果、還元剤添加弁から添加される還元剤の量がＮＯｘ触媒を通過する排気の流量に対して過少となるため、ＮＯｘ触媒をすり抜ける還元剤の総量が減少する。
【００１６】
そこで、本発明において、実積分値算出手段によって算出された実積分値が目標積分値算出手段によって算出された目標積分値よりも大きい場合、異常検出手段は、バイパス通路において排気漏れが生じていると判断してもよい。また、実積分値算出手段によって算出された実積分値が目標積分値算出手段によって算出された目標積分値よりも小さい場合、異常検出手段は、バイパス通路において詰まりが生じていると判断してもよい。
【００１７】
本発明は、バイパス通路を流れる排気の流量を制御するバイパス流量制御手段をさらに備えてもよい。この場合、目標分流比が可変となり、バイパス流量制御手段によって分流比が制御される。そのため、バイパス流量制御弁に異常が生じた場合も実際の分流比が目標分流比と異なる値となる。
【００１８】
そこで、この構成の場合、実積分値算出手段によって算出された実積分値が目標積分値算出手段によって算出された目標積分値と異なる場合、異常検出手段は、バイパス通路又はバイパス流量制御手段に異常が生じたと判断してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通路において異常が生じたときに、その異常を検出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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形態について図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施例１＞
＜内燃機関およびその吸排気系の概略構成＞
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２２】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４の一端が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６の一端が接続されている。
【００２３】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサハウジング８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービンハウジング８ｂが設置されている。
【００２４】
吸気通路に４におけるコンプレッサハウジング８ａよりも上流側にはエアフローメータ１１が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサハウジング８ａよりも下流側にはスロットル弁１２が設けられている。
【００２５】
排気通路６におけるタービンハウジング８ｂより下流側にはＮＯｘ触媒９が設けられている。また、排気通路６におけるＮＯｘ触媒９より下流側には酸化触媒１０が設けられている。
【００２６】
排気通路６にはＮＯｘ触媒９をバイパスするバイパス通路１５が設けられている。バイパス通路１５の一端は排気通路６におけるタービンハウジング８ｂより下流側且つＮＯｘ触媒９より上流側に接続されている。バイパス通路１５の他端は排気通路６におけるＮＯｘ触媒９より下流側且つ酸化触媒１０より上流側に接続されている。また、本実施例においては、ＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量とバイパス通路１５を流れる排気の流量の比である分流比が所定の目標分流比となるようにバイパス通路１５が形成されている。尚、本実施例においては、分流比を、ＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量とバイパス通路１５を流れる排気の流量との和に対するバイパス通路１５を流れる排気の流量の比率として表すものとする。しかしながら、これは分流比の表し方の一態様であって、ＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量とバイパス通路１５を流れる排気の流量と比を表すことが出来るのであれば、分流比をどのように表してもよい。
【００２７】
さらに、排気通路６におけるバイパス通路１５の一端の接続部分より下流側且つＮＯｘ触媒９より上流側には排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁１３が設けられている。本実施例においては、この燃料添加弁１３が本発明に係る還元剤添加弁に相当する。
【００２８】
また、排気通路６におけるＮＯｘ触媒９より下流側且つバイパス通路１５の他端の接続部分より上流側に排気の空燃比を検出する空燃比センサ１４が設けられている。
【００２９】
内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１１、空燃比センサ１４、クランクポジションセンサ２１およびアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。クランクポジションセンサ２１は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ２２は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転数を導出する。また、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ２２の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。
【００３１】
また、ＥＣＵ２０には、各燃料噴射弁３、スロットル弁１２、燃料添加弁１３が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００３２】
＜ＮＯｘ還元制御及びＳＯｘ被毒回復制御＞
本実施例においては、ＮＯｘ触媒９に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元制御及びＮＯｘ触媒９に吸蔵されたＳＯｘを還元させるＳＯｘ被毒回復制御が行われる。ＮＯｘ還元制御およびＳＯｘ被毒回復制御の実行時は、ＮＯｘ触媒９に流入する排気の空燃比を燃料添加弁１３から燃料を添加することで低下させ、それによってＮＯｘ触媒９の周囲雰囲気の空燃比をそれぞれの制御に応じて予め定められた目標空燃比まで低下させる。
【００３３】
本実施例では、内燃機関１から排出される排気の一部はＮＯｘ触媒９に流入せずにバイパス通路１５を流れる。そこで、ＮＯｘ還元制御およびＳＯｘ被毒回復制御の実行時においては、先ず、内燃機関１の吸入空気量、即ち内燃機関１から排出される排気の流量と目標分流比に基づいてＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量を算出する。そして、算出されたＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量に応じて燃料添加弁１３から添加する燃料の量を調整
することによりＮＯｘ触媒９の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比に制御する。
【００３４】
＜バイパス通路の異常検出＞
しかしながら、バイパス通路１５に異常が生じることによって分流比が目標分流比からずれる場合がある。例えば、バイパス通路１５が破損することによって排気漏れが生じると、バイパス通路１５を流れる排気の流量が増加する。即ち、実際の分流比（以下、実分流比と称する）が目標分流比よりも大きくなる。また、バイパス通路１５に排気中の粒子状物質または煤が付着することによって詰まりが生じると、バイパス通路１５を流れる排気の流量が減少する。即ち、実分流比が目標分流比よりも小さくなる。
【００３５】
このような場合、実分流比が目標分流比と等しい場合と同様の量の燃料を燃料添加弁１３から添加すると、ＮＯｘ触媒９の周囲雰囲気の空燃比が目標空燃比からずれた値となる。そのため、バイパス通路１５において上記のような異常が生じた場合、その異常を検出する必要がある。
【００３６】
ここで、本実施例に係るバイパス通路の異常検出方法について図２に基づいて説明する。図２は、ＮＯｘ還元制御を実現すべく燃料添加弁１３から所定量の燃料を所定期間添加したときにおける空燃比センサ１４の検出値の推移を示す図である。図２において、縦軸は空燃比センサ１４の検出値Ａ／Ｆを表しており、横軸は時間ｔを表している。また、実線Ｌ１は実分流比が目標分流比と等しい場合を示している。一点鎖線Ｌ２は実分流比が目標分流比より大きい場合を示している。破線Ｌ３及びＬ４は実分流比が目標分流比よりも小さい場合を示している。
【００３７】
燃料添加弁１３から燃料が添加されると、添加された燃料の一部はＮＯｘ触媒９におけるＮＯｘの還元ために消費されずに該ＮＯｘ触媒９をすり抜ける。そのため、ＮＯｘ触媒１５から流出する排気の空燃比が低下する。その結果、空燃比センサ１４の検出値が低下する。
【００３８】
そして、実分流比が変化することによりＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量が変化するとＮＯｘ触媒９をすり抜ける燃料の量が変化する。そのため、図２に示すように、空燃比センサ１４の検出値の推移の仕方も変化する。このとき、燃料添加弁１３から燃料が添加されることで空燃比センサ１４の検出値が低下し始めてからその低下が終了するまでの該検出値の低下量の積分値（以下、空燃比低下量積分値と称する）、即ち図３における斜線部の面積が、ＮＯｘ触媒９をすり抜ける燃料の総量と相関のある値となる。
【００３９】
例えば、実分流比が大きくなることによりＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量が少なくなると、燃料添加弁１３から添加される燃料の量がＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量に対して過多となる。そのため、ＮＯｘ触媒９をすり抜ける燃料の総量が増加する。そして、この場合、空燃比センサ１４の検出値は、図２における一点鎖線Ｌ２に示すように推移する。つまり、実分流比が目標分流比と等しい場合（図２における実線Ｌ１に示す場合）に比べて空燃比低下量積分値が大きくなる。
【００４０】
逆に、実分流比が小さくなることによりＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量は多くなると、ＮＯｘ触媒９をすり抜ける燃料の量が多くなる。従って、実分流比が目標分流比より小さい場合、燃料添加弁１３から添加される燃料の量がＮＯｘ触媒９を通過する排気の流量に対して過少となる。そのため、ＮＯｘ触媒９をすり抜ける燃料の総量が減少する。そして、この場合、空燃比センサ１４の検出値は、図２における破線Ｌ３及びＬ４に示すように推移する。つまり、実分流比が目標分流比と等しい場合（図２における実線Ｌ１に示す場合）に比べて空燃比低下量積分値が小さくなる。
【００４１】
そこで、本実施例では、ＮＯｘ還元制御の実行時において、実分流比が目標分流比と等しいと仮定した場合の空燃比低下量積分値（以下、目標積分値と称する）を算出する。この目標積分値は、ＮＯｘ還元制御実行中の内燃機関１の運転状態及び燃料添加弁１３からの燃料添加量と目標分流比とに基づいて算出することが出来る。さらに、ＮＯｘ還元制御の実行時における実際の空燃比低下量積分値（以下、実積分値と称する）を算出する。そして、実積分値が目標積分値と異なる場合、実分流比が目標分流比と異なっている、即ちバイパス通路１５に異常が生じていると判断する。
【００４２】
以下、本実施例に係るバイパス通路の異常検出のためのルーチンについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本実施例においては、本ルーチンを実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る異常検出手段に相当する。
【００４３】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、ＮＯｘ還元制御を実行中であるか否かを判別する。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４４】
Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態、燃料添加弁１３からの燃料添加量及び目標分流比に基づいて今回のＮＯｘ還元制御の実行時における目標積分値Ｑｉｔを算出する。尚、本実施例においては、このＳ１０２を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る目標積分値算出手段に相当する。
【００４５】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３に進み、今回のＮＯｘ還元制御の実行時における実積分値Ｑｉを算出する。尚、本実施例においては、このＳ１０３を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る実積分値算出手段に相当する。
【００４６】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、Ｓ１０３において算出された実積分値ＱｉがＳ１０２において算出された目標積分値Ｑｉｔと等しいか否かを判別する。Ｓ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６に進む。尚、Ｓ１０４においては、実積分値Ｑｉと目標積分値Ｑｉｔとが完全に等しい値でなくとも、その差が許容範囲内であればそれらの値は等しいと判断してもよい。
【００４７】
Ｓ１０５において、ＥＣＵ２０は、バイパス通路１５に異常は発生していないと判断し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４８】
Ｓ１０６において、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３において算出された実積分値ＱｉがＳ１０２において算出された目標積分値Ｑｉｔより大きいか否かを判別する。Ｓ１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進む。
【００４９】
Ｓ１０７において、ＥＣＵ２０は、バイパス通路１５において排気漏れが生じていると判断し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００５０】
一方、Ｓ１０８において、ＥＣＵ２０は、バイパス通路１５において詰まりが生じていると判断し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、バイパス通路１５に異常が生じた場合に、その異常を検出することが出来る。また、その異常が排気漏れであるのか詰まりであるのかを判断することが出来る。
【００５２】
さらに、本実施例においては、バイパス通路１５に異常が生じていることが検出された場合、それを車両の運転者に通知する通知装置を設けてもよい。
【００５３】
尚、本実施例においては、バイパス通路１５の異常検出をＮＯｘ還元制御の実行時に行うものとした。しかしながら、予め定められたＮＯｘ還元制御を実行するタイミングとは異なるタイミングで燃料添加弁１３から燃料を添加し、そのときの目標積分値と実積分値とを比較することによりバイパス通路１５の異常検出を行ってもよい。この場合においても、予め定められた一定量の燃料を燃料添加弁１３から一定期間添加することでＮＯｘ触媒１５から流出する排気の空燃比を低下させ、その際の目標積分値と実積分値とを算出する。
【００５４】
＜実施例２＞
＜内燃機関およびその吸排気系の概略構成＞
図２は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、バイパス通路１５に該バイパス通路１５を流れる排気の流量を制御するバイパス流量制御弁１６が設けられている。該バイパス流量制御弁１６はＥＣＵ２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によってその開度が制御される。これ以外の構成は図１に示す構成と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付しその説明を省略する。尚、本実施例においては、バイパス流量制御弁１６が本発明に係るバイパス流量制御手段に相当する。
【００５５】
＜バイパス通路又はバイパス流量制御弁の異常検出＞
本実施例に係る構成によれば、バイパス流量制御弁１６の開度を制御することにより分流比を制御することが出来る。そのため、目標分流比を可変とすることが出来る。そこで、本実施例では、ＮＯｘ還元制御の実行時およびＳＯｘ還元制御の実行時における目標分流比が予めそれぞれ設定されている。そして、ＮＯｘ還元制御の実行時およびＳＯｘ還元制御の実行時には、分流比がそれぞれ設定された目標分流比となるようにバイパス流量制御弁１６の開度が制御される。尚、内燃機関１の運転状態に応じて目標分流比を変更してもよい。
【００５６】
しかしながら、排気中の粒子状物質や煤の付着等により、バイパス流量制御弁１６が固着したり、バイパス流量制御弁１６の動作範囲が制限されたりする虞がある。このようにバイパス流量制御に異常が生じた場合も、バイパス通路１５自体に異常が生じた場合と同様、実分流比が目標分流比と異なる値となる。
【００５７】
そこで、本実施例では、実施例１に係るバイパス通路の異常検出方法と同様、ＮＯｘ還元制御の実行時に、目標分流比に基づいて目標積分値を算出すると共に、空燃比センサ１４の実際の検出値に基づいて実積分値を算出する。そして、実積分値が目標積分値と異なる場合、バイパス通路１５又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じていると判断する。
【００５８】
以下、本実施例に係るバイパス通路又はバイパス流量制御弁の異常検出のためのルーチンについて図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図６に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートにおけるＳ１０７及びＳ１０８をＳ２０７及びＳ２０８に置き換えたものである。そのため、Ｓ２０７及びＳ２０８についてのみ説明し、その他のステップについての説明は省略する。本実施例においては、本ルーチンを実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る異常検出手段に相当する。
【００５９】
本ルーチンでは、Ｓ１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０７に進
み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０８に進む。
【００６０】
Ｓ２０７において、ＥＣＵ２０は、バイパス通路１５において排気漏れが生じている又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じていると判断する。この場合におけるバイパス流量制御弁１６の異常としては、バイパス流量制御弁１６が全開状態で固着している又はバイパス流量制御弁１６の動作範囲がＥＣＵ２０からの指令値よりも大きい開度で制限されていることが考えられる。Ｓ２０７の後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６１】
一方、Ｓ２０８において、ＥＣＵ２０は、バイパス通路１５において詰まりが生じている又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じていると判断する。この場合におけるバイパス流量制御弁１６の異常としては、バイパス流量制御弁１６が全閉状態で固着している又はバイパス流量制御弁１６の動作範囲がＥＣＵ２０からの指令値よりも小さい開度で制限されていることが考えられる。Ｓ２０８の後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６２】
以上説明したように、本実施例によれば、バイパス通路１５又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じた場合に、その異常を検出することが出来る。
【００６３】
さらに、本実施例では、バイパス通路１５又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じていることが検出された場合において、バイパス流量制御弁１６の動作が通常通りの範囲で可能であるときは、バイパス通路１５に異常が生じたと判断出来る。この場合は、次回のＮＯｘ還元制御またはＳＯｘ被毒回復制御の実行時に、実分流比が目標分流比となるようにバイパス流量制御弁１６の開度を調整してもよい。これによっても、ＮＯｘ触媒９の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比に制御することが出来る。
【００６４】
また、本実施例においては、バイパス通路１５又はバイパス流量制御弁１６に異常が生じていることが検出された場合、それを車両の運転者に通知する通知装置を設けてもよい。
【００６５】
尚、本実施例においても、実施例１に係るバイパス通路１５の異常検出と同様、バイパス通路１５又はバイパス流量制御弁１６の異常検出をＮＯｘ還元制御の実行時とは異なるタイミングで燃料添加弁１３から燃料を添加することで行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】ＮＯｘ還元制御を実現すべく燃料添加弁から所定量の燃料を所定期間添加したときにおける空燃比センサの検出値の推移を示す図。
【図３】空燃比低下量積分値について説明するための図。
【図４】実施例１に係るバイパス通路の異常検出のためのルーチンを示すフローチャート。
【図５】実施例２に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図。
【図６】実施例２に係るバイパス通路又はバイパス流量制御弁の異常検出のためのルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
６・・・排気通路
９・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
１０・・酸化触媒
１１・・エアフローメータ
１２・・スロットル弁
１３・・燃料添加弁
１４・・空燃比センサ
１５・・バイパス通路
１６・・バイパス流量制御弁
２０・・ＥＣＵ
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・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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