JP3633055B2 - エンジンの診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの診断装置に関し、特にリーンエンジン用の触媒又は空燃比の診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平４−１１６２３９号公報に開示される装置では、エンジンの排気通路に三元触媒を介装し、この三元触媒の上流側と下流側とに、排気中のＯ２ 濃度に応じてリッチ・リーン反転信号を出力する上流側Ｏ２ センサ及び下流側Ｏ２ センサを設け、上流側Ｏ２ センサの出力信号に基づいて所定の空燃比が得られるように燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減補正する空燃比フィードバック制御を行う一方で、空燃比フィードバック制御時の上流側Ｏ２ センサ及び下流側Ｏ２ センサの出力値を用いて、すなわち、上流側Ｏ２ センサの出力信号のリッチ・リーン反転周波数ｆ１と、下流側Ｏ２ センサの出力信号のリッチ・リーン反転周波数ｆ２とに基づいて、反転周波数比ｆ２／ｆ１を求め、当該反転周波数比が設定値以下であるときには三元触媒は正常であり、設定値より大きいときは異常（劣化）と診断するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンに供給する混合気の空燃比を運転条件に応じて理論空燃比（ストイキ）とリーン空燃比（リーン）とに切換える空燃比切換手段を備えるエンジン（リーンエンジン）においては、排気通路に、リーン空燃比での運転時（リーン運転時）にＮＯｘを吸着し、理論空燃比での運転時（ストイキ運転時）に前記吸着したＮＯｘを還元可能なＮＯｘ吸着触媒を設けるか、ストイキ運転時にＨＣを吸着し、リーン運転時に前記吸着したＨＣ（及びエンジンより新たに排出されるＨＣ）によりＮＯｘを還元可能なリーンＮＯｘ触媒を設けて、その下流側にＮＯｘ吸着触媒を設けている。
【０００４】
しかるに、このようなリーンエンジン用の触媒について、前記従来の診断装置では、診断できないという問題点があった。
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能はＯ２ 濃度では劣化判定できず、また、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能もＯ２ 濃度では劣化判定できないからである。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、リーンエンジン用の触媒等の診断を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１（Ａ） に示すように、排気通路５にＮＯｘ吸着触媒８を備えるエンジンにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９と、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度 センサ １０ とを設ける一方、ストイキ→リーン切換後に、ＮＯｘセンサ９の出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間、及び、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間に基づいて、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合はＮＯｘ吸着触媒８の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合はＮＯｘ吸着触媒８のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段を設けて、触媒の診断装置を構成する。
【０００７】
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能が劣化するに従って、ストイキ→リーン切換後にＮＯｘセンサの出力値がスライスレベルに到達する時間が短くなるので、これを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断する。
また、ＮＯｘ吸着触媒の表面にＳが多量に堆積すると、ＮＯｘが吸着されなくなるためにＮＯｘ排出量が多くなるが、Ｓの堆積は一時的であり、高温状態で触媒を保持すると、Ｓが分解されて、Ｓの堆積量が少なくなることが知られている。よって、触媒温度を考慮して、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とを分類して診断する。
【０００８】
請求項２に係る発明では、図１（Ｂ） に示すように、排気通路にリーンＮＯｘ触媒７を備え、更にその下流側にＮＯｘ吸着触媒８を備えるエンジンにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９と、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ とを設ける一方、ストイキ→リーン切換後に、ＮＯｘセンサ９の出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間、及び、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間に基づいて、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合はＮＯｘ吸着触媒８の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合はＮＯｘ吸着触媒８のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段と、ＮＯｘセンサ９の出力値のレベルに基づいて、リーンＮＯｘ触媒７の劣化を判定するリーンＮＯｘ触媒劣化判定手段とを設けて、触媒の診断装置を構成する。
【０００９】
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能が劣化するに従って、ストイキ→リーン切換後にＮＯｘセンサの出力値がスライスレベルに到達する時間τが短くなり、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能が劣化するに従って、ＮＯｘセンサの出力値のレベルが増大するので、これらを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化とリーンＮＯｘ触媒の転化性能劣化とを診断する。
これによれば、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とリーンＮＯｘ触媒の劣化とを分類して診断できる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、排気通路に触媒を備えるエンジンにおいて、触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設ける一方、リーン空燃比での運転時に上流側ＮＯｘセンサの出力値が空燃比に応じて設定される上限値より大きい場合は空燃比がリッチシフトしていると判定し、空燃比に応じて設定される下限値より小さい場合は空燃比がリーンシフトしていると判定する空燃比シフト判定手段を設けて、空燃比の診断装置を構成する（図１（Ａ），（Ｂ） 参照）。
車両からのＮＯｘ排出量は触媒の性能だけでなく、エンジンから排出されるＮＯｘ排出量にもよる。そして、一般的にＮＯｘ排出量は空燃比によって定まるが、バラツキの範囲があり、この範囲の上限値を超えたら空燃比のリッチシフト、下限値より少なければ空燃比のリーンシフトと診断できる。よって、上流側ＮＯｘセンサの出力レベルに基づいて空燃比のシフトを診断する
【００１１】
請求項４に係る発明では、請求項１〜請求項２に係る発明に加え、触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設ける一方、リーン運転時に上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値のレベルに基づいて空燃比のシフトを判定する空燃比シフト判定手段を設けたことを特徴とする（図１（Ａ），（Ｂ） 参照）。
これによれば、請求項１〜請求項２に係る発明の各作用に加え、空燃比のシフトをも診断できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
〔第１の実施例〕
図２はシステム図である。
エンジン１の吸気通路２に燃料噴射弁３が設けられ、この燃料噴射弁３はコントロールユニット４により制御されるようになっている。そして、排気通路５には後述する触媒より上流側にＯ２ センサ６が設けられていて、その信号はコントロールユニット４に入力されている。
【００１３】
コントロールユニット４は、エンジン運転条件に応じて目標空燃比をストイキとリーンとに切換え、ストイキ条件ではＯ２ センサ６からの信号に基づくフィードバック制御により、またリーン条件ではオープン制御により、燃料噴射弁３の燃料噴射量を制御する。
排気浄化のため、排気通路５にはＮＯｘ吸着触媒８を介装してある。ＮＯｘ吸着触媒８は、リーン運転時にＮＯｘを吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能である。
【００１４】
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流側に排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
尚、ＮＯｘセンサ９は、Ｉｎ３＋−ＴｉＯ２ 、ＷＯ３ 、あるいは、Ｓｃ２ Ｏ３ −ＣｕＯなどの酸化物半導体を用いたものである。
図３にストイキ→リーン切換時のＮＯｘセンサ出力を示す。ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能により図のような特性となり、ＮＯｘ吸着性能が劣化するに従ってスライスレベルに到達する時間τが短くなる。よって、これを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断できる。
【００１５】
また、ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化を分類して診断できるようにす るため、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力してある。
図４にＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒によるＮＯｘ排出特性を示す。触媒表面にＳが多量に堆積すると、本来リーン時にＢａＮＯ ３ とＮＯｘが吸着されるところが、ＢａＳＯ ４ となり、ＮＯｘが吸着されなくなるためにＮＯｘ排出量が多くなる。しかし、Ｓの堆積は一時的であり、高温である一定時間（例えば ６００ ℃で ３０ 分）触媒を保持すると、Ｓが分解されて、Ｓの堆積量が少なくなることが知られている。従って、ある一定時間触媒が高温環境下にあったか否かを検出することにより、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とを分類して診断できる。
【００１６】
図５に診断フローチャートを示す。
ステップ １０１ （図にはＳ １０１ と記してある。以下同様）では、温度センサ １０ の信号に基づいて触媒温度Ｔ ｃａｔ を読込む。そして、ステップ １０２ では、触媒温度Ｔ ｃａｔ と所定値Ｔ ０ とを比較し、Ｔ ｃａｔ ≧Ｔ ０ の場合にステップ １０３ でカウンタＴＭをカウントアップする。従って、カウンタＴＭはエンジン始動後に触媒温度Ｔ ｃａｔ が所定値Ｔ ０ 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【００１７】
ステップ１では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２へ進む。
ステップ２では、前回もリーン条件か否かを判定し、ＮＯの場合は、ストイキ→リーン切換時であり、ステップ３で切換後の経過時間を計時するカウンタＣＮＴをクリアする。ＹＥＳの場合は、ステップ４でカウンタＣＮＴをカウントアップする。
【００１８】
ステップ５では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを読込む。
ステップ６では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値（スライスレベル）Ｖ０ と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ０ の場合は、ステップ８でＮＯｘ吸着触媒正常と判定する。
ＮＯｘＶ≧Ｖ０ の場合は、ステップ７でカウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ≧Ｃ０ の場合は、ステップ８でＮＯｘ吸着触媒正常と判定するが、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ でカウンタＴＭと所定値ＴＭ ０ とを比較する。
比較の結果、ＴＭ≧ＴＭ ０ の場合は、ステップ９でＮＯｘ吸着触媒劣化と判定するが、ＴＭ＜ＴＭ ０ の場合は、ステップ １０５ でＳ被毒と判定する。
ここで、ステップ１〜９， １０１ 〜 １０５ の部分がＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段に相当する。
【００１９】
〔第２の実施例〕
この実施例は、リーンＮＯｘ触媒＋ＮＯｘ吸着触媒を備える場合である。
図６はシステム図である。
排気通路５にはリーンＮＯｘ触媒７とＮＯｘ吸着触媒８とを直列に介装してある。リーンＮＯｘ触媒７は、ストイキ運転時にＨＣを吸着し、リーン運転時に前記吸着したＨＣとエンジンより新たに排出されるＨＣとによりＮＯｘを還元可能である。ＮＯｘ吸着触媒８は、リーン運転時にＮＯｘを吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能である。
【００２０】
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流側に排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
図７にストイキ→リーン切換時のＮＯｘセンサ出力を示す。ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能が劣化するに従ってスライスレベルに到達する時間τが短くなり、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能が劣化するに従って、出力レベルが増大する。よって、前記時間τによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断でき、出力レベルによってリーンＮＯｘ触媒の転化性能劣化を診断できる。
【００２１】
また、ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化を分類して診断できるようにするため、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力してある。尚、図では温度センサ １０ をリーンＮＯ ｘ触媒７とＮＯｘ吸着触媒８との間に設けているが、ＮＯｘ吸着触媒８の温度（又はこれに関連する温度）を検出できる位置であればよい。
【００２２】
図８に診断フローチャートを示す。
ステップ １０１ では、温度センサ １０ の信号に基づいて触媒温度Ｔ ｃａｔ を読込む。そして、ステップ １０２ では、触媒温度Ｔ ｃａｔ と所定値Ｔ ０ とを比較し、Ｔ ｃａｔ ≧Ｔ ０ の場合にステップ １０３ でカウンタＴＭをカウントアップする。従って、カウンタＴＭはエンジン始動後に触媒温度Ｔ ｃａｔ が所定値Ｔ ０ 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【００２３】
ステップ１では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２へ進む。
ステップ２では、前回もリーン条件か否かを判定し、ＮＯの場合は、ストイキ→リーン切換時であり、ステップ３で切換後の経過時間を計時するカウンタＣＮＴをクリアする。ＹＥＳの場合は、ステップ４でカウンタＣＮＴをカウントアップする。
【００２４】
ステップ５では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを読込む。
ステップ１１では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値（スライスレベル）Ｖ０ と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ０ の場合は、ステップ１４でＮＯｘ吸着触媒及びリーンＮＯｘ触媒正常と判定する。
ＮＯｘＶ≧Ｖ０ の場合は、ステップ１２でＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値Ｖ１ （＞Ｖ０ ）と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ１ の場合は、ステップ１３へ進む。
ステップ１３では、カウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ≧Ｃ０ の場合は、ステップ１４でＮＯｘ吸着触媒及びリーンＮＯｘ触媒正常と判定するが、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ へ進む。
【００２５】
ＮＯｘＶ≧Ｖ１ の場合は、ステップ１５でリーンＮＯｘ触媒劣化と判定する。そして、更にステップ１６へ進む。
ステップ１６では、カウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ へ進む。
【００２６】
ステップ １０４ ではカウンタＴＭと所定値ＴＭ ０ とを比較する。
比較の結果、ＴＭ≧ＴＭ ０ の場合は、ステップ １７ でＮＯｘ吸着触媒劣化と判定するが、ＴＭ＜ＴＭ ０ の場合は、ステップ １０５ でＳ被毒と判定する。
ここで、ステップ１〜５， １１ ， １３ ， １４ ， １６ ， １７ ， １０１ 〜 １０５ の部分がＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段に相当し、ステップ １２ ， １５ の部分がリーンＮＯｘ触媒劣化判定手段に相当する。
【００２７】
〔第３の実施例〕
この実施例は、エンジンから排出されるＮＯｘ量に影響する空燃比のシフトを診断するものである。
図９はシステム図である。
排気通路５にはＮＯｘ吸着触媒８（又はリーンＮＯｘ触媒７）を介装してある。
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００２８】
図 １０にエンジンの空燃比（Ａ／Ｆ）とＮＯｘとの関係を示す。
一般的にＮＯｘ排出量はＡ／Ｆがリーン化するに従い低下するが、エンジンのバラツキ、特に気筒Ａ／ＦバラツキによりＮＯｘ排出量にバラツキΔｌがある。このΔｌを超えるＮＯｘ値を示すと、これはＡ／Ｆが変化したことになる。例えば上限値ｍａｘを超えたらリッチシフト、下限値ｍｉｎより少なければリーンシフトしたことになる。従って、触媒でなく、Ａ／Ｆのシフトを診断できる。
【００２９】
図 １１に診断フローチャートを示す。
ステップ２００ では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２０１ へ進む。
ステップ２０１ では、上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を読込む。
ステップ２０２ では、上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を上限値Ｖｍａｘ と比較し、Ｖ’≧Ｖｍａｘ の場合は、ステップ２０３ でＡ／Ｆリッチシフトと判定する。
Ｖ’＜Ｖｍａｘ の場合は、ステップ２０４ で上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を下限値Ｖｍｉｎ と比較し、Ｖ’≦Ｖｍｉｎ の場合は、ステップ２０５ でＡ／Ｆリーンシフトと判定する。
Ｖ’＞Ｖｍｉｎ の場合は、ステップ２０６ でＡ／Ｆ正常と判定する。
ここで、ステップ２００ 〜２０６ の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【００３０】
〔第４の実施例〕
この実施例は、第１の実施例と第３の実施例とを組合わせたものである。
図 １２はシステム図である。
第１の実施例（図２）と異なる点は、ＮＯｘ吸着触媒８の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００３１】
図 １３に診断フローチャートを示す。
第１の実施例（図５）と異なる点は、中間に、ステップ２０１ 〜２０６ の処理（空燃比シフト判定手段）が追加されている。
【００３２】
ステップ ２０１ では、上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を読込む。
ステップ ２０２ では、上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を上限値Ｖ ｍａｘ と比較し、Ｖ’≧Ｖ ｍａｘ の場合は、ステップ ２０３ でＡ／Ｆリッチシフトと判定する。
Ｖ’＜Ｖ ｍａｘ の場合は、ステップ ２０４ で上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を下限値Ｖ ｍｉｎ と比較し、Ｖ’≦Ｖ ｍｉｎ の場合は、ステップ ２０５ でＡ／Ｆリーンシフトと判定する。
Ｖ’＞Ｖ ｍｉｎ の場合は、ステップ ２０６ でＡ／Ｆ正常と判定する。
ここで、ステップ ２０１ 〜 ２０６ の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【００３３】
〔第５の実施例〕
この実施例は、第２の実施例と第３の実施例とを組合わせたものである。
図 １４はシステム図である。
第２の実施例（図６）と異なる点は、リーンＮＯｘ触媒７の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００３４】
図 １５に診断フローチャートを示す。
第２の実施例（図８）と異なる点は、中間に、ステップ２０１ 〜２０６ の処理（空燃比シフト判定手段）が追加されている。
ステップ２０１ 〜２０６ の処理内容は、第４の実施例での処理内容と同じである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能の劣化を、ＮＯｘ吸着触媒の熱による劣化とＳ被毒による一時劣化とに分類して、正確に診断することができるという効果が得られる。
請求項２に係る発明によれば、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能の劣化を、ＮＯｘ吸着触媒の熱による劣化とＳ被毒による一時劣化とに分類して、正確に診断でき、更にリーンＮＯｘ触媒の転化性能の劣化を診断できるという効果が得られる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、エンジンから排出されるＮＯｘ量に大きく影響する空燃比のシフトを正確に診断できるという効果が得られる。
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜請求項２に係る発明の各効果に加え、エンジンから排出されるＮＯｘ量に大きく影響する空燃比のシフトをも正確に診断できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の第１の実施例を示すシステム図
【図３】同上第１の実施例の特性図
【図４】 同上第１の実施例の特性図
【図５】 同上第１の実施例の診断フローチャート
【図６】 本発明の第２の実施例を示すシステム図
【図７】 同上第２の実施例の特性図
【図８】 同上第２の実施例の診断フローチャート
【図９】 本発明の第３の実施例を示すシステム図
【図 １０ 】 同上第３の実施例の特性図
【図 １１ 】 同上第３の実施例の診断フローチャート
【図 １２ 】 本発明の第４の実施例を示すシステム図
【図 １３ 】 同上第４の実施例の診断フローチャート
【図 １４ 】 本発明の第５の実施例を示すシステム図
【図 １５ 】 同上第５の実施例の診断フローチャート
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気通路
３ 燃料噴射弁
４ コントロールユニット
５ 排気通路
６ Ｏ２ センサ
７ リーンＮＯｘ触媒
８ ＮＯｘ吸着触媒
９ ＮＯｘセンサ
１０ 温度センサ
１１ 上流側ＮＯｘセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの診断装置に関し、特にリーンエンジン用の触媒又は空燃比の診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平４−１１６２３９号公報に開示される装置では、エンジンの排気通路に三元触媒を介装し、この三元触媒の上流側と下流側とに、排気中のＯ２ 濃度に応じてリッチ・リーン反転信号を出力する上流側Ｏ２ センサ及び下流側Ｏ２ センサを設け、上流側Ｏ２ センサの出力信号に基づいて所定の空燃比が得られるように燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減補正する空燃比フィードバック制御を行う一方で、空燃比フィードバック制御時の上流側Ｏ２ センサ及び下流側Ｏ２ センサの出力値を用いて、すなわち、上流側Ｏ２ センサの出力信号のリッチ・リーン反転周波数ｆ１と、下流側Ｏ２ センサの出力信号のリッチ・リーン反転周波数ｆ２とに基づいて、反転周波数比ｆ２／ｆ１を求め、当該反転周波数比が設定値以下であるときには三元触媒は正常であり、設定値より大きいときは異常（劣化）と診断するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンに供給する混合気の空燃比を運転条件に応じて理論空燃比（ストイキ）とリーン空燃比（リーン）とに切換える空燃比切換手段を備えるエンジン（リーンエンジン）においては、排気通路に、リーン空燃比での運転時（リーン運転時）にＮＯｘを吸着し、理論空燃比での運転時（ストイキ運転時）に前記吸着したＮＯｘを還元可能なＮＯｘ吸着触媒を設けるか、ストイキ運転時にＨＣを吸着し、リーン運転時に前記吸着したＨＣ（及びエンジンより新たに排出されるＨＣ）によりＮＯｘを還元可能なリーンＮＯｘ触媒を設けて、その下流側にＮＯｘ吸着触媒を設けている。
【０００４】
しかるに、このようなリーンエンジン用の触媒について、前記従来の診断装置では、診断できないという問題点があった。
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能はＯ２ 濃度では劣化判定できず、また、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能もＯ２ 濃度では劣化判定できないからである。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、リーンエンジン用の触媒等の診断を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１（Ａ） に示すように、排気通路５にＮＯｘ吸着触媒８を備えるエンジンにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９と、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度 センサ １０ とを設ける一方、ストイキ→リーン切換後に、ＮＯｘセンサ９の出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間、及び、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間に基づいて、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合はＮＯｘ吸着触媒８の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合はＮＯｘ吸着触媒８のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段を設けて、触媒の診断装置を構成する。
【０００７】
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能が劣化するに従って、ストイキ→リーン切換後にＮＯｘセンサの出力値がスライスレベルに到達する時間が短くなるので、これを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断する。
また、ＮＯｘ吸着触媒の表面にＳが多量に堆積すると、ＮＯｘが吸着されなくなるためにＮＯｘ排出量が多くなるが、Ｓの堆積は一時的であり、高温状態で触媒を保持すると、Ｓが分解されて、Ｓの堆積量が少なくなることが知られている。よって、触媒温度を考慮して、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とを分類して診断する。
【０００８】
請求項２に係る発明では、図１（Ｂ） に示すように、排気通路にリーンＮＯｘ触媒７を備え、更にその下流側にＮＯｘ吸着触媒８を備えるエンジンにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９と、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ とを設ける一方、ストイキ→リーン切換後に、ＮＯｘセンサ９の出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間、及び、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間に基づいて、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合はＮＯｘ吸着触媒８の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合はＮＯｘ吸着触媒８のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段と、ＮＯｘセンサ９の出力値のレベルに基づいて、リーンＮＯｘ触媒７の劣化を判定するリーンＮＯｘ触媒劣化判定手段とを設けて、触媒の診断装置を構成する。
【０００９】
すなわち、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能が劣化するに従って、ストイキ→リーン切換後にＮＯｘセンサの出力値がスライスレベルに到達する時間τが短くなり、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能が劣化するに従って、ＮＯｘセンサの出力値のレベルが増大するので、これらを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化とリーンＮＯｘ触媒の転化性能劣化とを診断する。
これによれば、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とリーンＮＯｘ触媒の劣化とを分類して診断できる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、排気通路に触媒を備えるエンジンにおいて、触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設ける一方、リーン空燃比での運転時に上流側ＮＯｘセンサの出力値が空燃比に応じて設定される上限値より大きい場合は空燃比がリッチシフトしていると判定し、空燃比に応じて設定される下限値より小さい場合は空燃比がリーンシフトしていると判定する空燃比シフト判定手段を設けて、空燃比の診断装置を構成する（図１（Ａ），（Ｂ） 参照）。
車両からのＮＯｘ排出量は触媒の性能だけでなく、エンジンから排出されるＮＯｘ排出量にもよる。そして、一般的にＮＯｘ排出量は空燃比によって定まるが、バラツキの範囲があり、この範囲の上限値を超えたら空燃比のリッチシフト、下限値より少なければ空燃比のリーンシフトと診断できる。よって、上流側ＮＯｘセンサの出力レベルに基づいて空燃比のシフトを診断する
【００１１】
請求項４に係る発明では、請求項１〜請求項２に係る発明に加え、触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設ける一方、リーン運転時に上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値のレベルに基づいて空燃比のシフトを判定する空燃比シフト判定手段を設けたことを特徴とする（図１（Ａ），（Ｂ） 参照）。
これによれば、請求項１〜請求項２に係る発明の各作用に加え、空燃比のシフトをも診断できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
〔第１の実施例〕
図２はシステム図である。
エンジン１の吸気通路２に燃料噴射弁３が設けられ、この燃料噴射弁３はコントロールユニット４により制御されるようになっている。そして、排気通路５には後述する触媒より上流側にＯ２ センサ６が設けられていて、その信号はコントロールユニット４に入力されている。
【００１３】
コントロールユニット４は、エンジン運転条件に応じて目標空燃比をストイキとリーンとに切換え、ストイキ条件ではＯ２ センサ６からの信号に基づくフィードバック制御により、またリーン条件ではオープン制御により、燃料噴射弁３の燃料噴射量を制御する。
排気浄化のため、排気通路５にはＮＯｘ吸着触媒８を介装してある。ＮＯｘ吸着触媒８は、リーン運転時にＮＯｘを吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能である。
【００１４】
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流側に排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
尚、ＮＯｘセンサ９は、Ｉｎ３＋−ＴｉＯ２ 、ＷＯ３ 、あるいは、Ｓｃ２ Ｏ３ −ＣｕＯなどの酸化物半導体を用いたものである。
図３にストイキ→リーン切換時のＮＯｘセンサ出力を示す。ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能により図のような特性となり、ＮＯｘ吸着性能が劣化するに従ってスライスレベルに到達する時間τが短くなる。よって、これを検知することによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断できる。
【００１５】
また、ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化を分類して診断できるようにす るため、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力してある。
図４にＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒によるＮＯｘ排出特性を示す。触媒表面にＳが多量に堆積すると、本来リーン時にＢａＮＯ ３ とＮＯｘが吸着されるところが、ＢａＳＯ ４ となり、ＮＯｘが吸着されなくなるためにＮＯｘ排出量が多くなる。しかし、Ｓの堆積は一時的であり、高温である一定時間（例えば ６００ ℃で ３０ 分）触媒を保持すると、Ｓが分解されて、Ｓの堆積量が少なくなることが知られている。従って、ある一定時間触媒が高温環境下にあったか否かを検出することにより、ＮＯｘ吸着触媒の熱による永久劣化とＳ被毒による一時劣化とを分類して診断できる。
【００１６】
図５に診断フローチャートを示す。
ステップ １０１ （図にはＳ １０１ と記してある。以下同様）では、温度センサ １０ の信号に基づいて触媒温度Ｔ ｃａｔ を読込む。そして、ステップ １０２ では、触媒温度Ｔ ｃａｔ と所定値Ｔ ０ とを比較し、Ｔ ｃａｔ ≧Ｔ ０ の場合にステップ １０３ でカウンタＴＭをカウントアップする。従って、カウンタＴＭはエンジン始動後に触媒温度Ｔ ｃａｔ が所定値Ｔ ０ 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【００１７】
ステップ１では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２へ進む。
ステップ２では、前回もリーン条件か否かを判定し、ＮＯの場合は、ストイキ→リーン切換時であり、ステップ３で切換後の経過時間を計時するカウンタＣＮＴをクリアする。ＹＥＳの場合は、ステップ４でカウンタＣＮＴをカウントアップする。
【００１８】
ステップ５では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを読込む。
ステップ６では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値（スライスレベル）Ｖ０ と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ０ の場合は、ステップ８でＮＯｘ吸着触媒正常と判定する。
ＮＯｘＶ≧Ｖ０ の場合は、ステップ７でカウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ≧Ｃ０ の場合は、ステップ８でＮＯｘ吸着触媒正常と判定するが、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ でカウンタＴＭと所定値ＴＭ ０ とを比較する。
比較の結果、ＴＭ≧ＴＭ ０ の場合は、ステップ９でＮＯｘ吸着触媒劣化と判定するが、ＴＭ＜ＴＭ ０ の場合は、ステップ １０５ でＳ被毒と判定する。
ここで、ステップ１〜９， １０１ 〜 １０５ の部分がＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段に相当する。
【００１９】
〔第２の実施例〕
この実施例は、リーンＮＯｘ触媒＋ＮＯｘ吸着触媒を備える場合である。
図６はシステム図である。
排気通路５にはリーンＮＯｘ触媒７とＮＯｘ吸着触媒８とを直列に介装してある。リーンＮＯｘ触媒７は、ストイキ運転時にＨＣを吸着し、リーン運転時に前記吸着したＨＣとエンジンより新たに排出されるＨＣとによりＮＯｘを還元可能である。ＮＯｘ吸着触媒８は、リーン運転時にＮＯｘを吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能である。
【００２０】
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の下流側に排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサ９を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
図７にストイキ→リーン切換時のＮＯｘセンサ出力を示す。ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着性能が劣化するに従ってスライスレベルに到達する時間τが短くなり、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ転化性能が劣化するに従って、出力レベルが増大する。よって、前記時間τによってＮＯｘ吸着触媒の吸着性能劣化を診断でき、出力レベルによってリーンＮＯｘ触媒の転化性能劣化を診断できる。
【００２１】
また、ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化を分類して診断できるようにするため、ＮＯｘ吸着触媒８の温度を検出する温度センサ １０ を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力してある。尚、図では温度センサ １０ をリーンＮＯ ｘ触媒７とＮＯｘ吸着触媒８との間に設けているが、ＮＯｘ吸着触媒８の温度（又はこれに関連する温度）を検出できる位置であればよい。
【００２２】
図８に診断フローチャートを示す。
ステップ １０１ では、温度センサ １０ の信号に基づいて触媒温度Ｔ ｃａｔ を読込む。そして、ステップ １０２ では、触媒温度Ｔ ｃａｔ と所定値Ｔ ０ とを比較し、Ｔ ｃａｔ ≧Ｔ ０ の場合にステップ １０３ でカウンタＴＭをカウントアップする。従って、カウンタＴＭはエンジン始動後に触媒温度Ｔ ｃａｔ が所定値Ｔ ０ 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【００２３】
ステップ１では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２へ進む。
ステップ２では、前回もリーン条件か否かを判定し、ＮＯの場合は、ストイキ→リーン切換時であり、ステップ３で切換後の経過時間を計時するカウンタＣＮＴをクリアする。ＹＥＳの場合は、ステップ４でカウンタＣＮＴをカウントアップする。
【００２４】
ステップ５では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを読込む。
ステップ１１では、ＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値（スライスレベル）Ｖ０ と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ０ の場合は、ステップ１４でＮＯｘ吸着触媒及びリーンＮＯｘ触媒正常と判定する。
ＮＯｘＶ≧Ｖ０ の場合は、ステップ１２でＮＯｘセンサ９の出力値ＮＯｘＶを所定値Ｖ１ （＞Ｖ０ ）と比較し、ＮＯｘＶ＜Ｖ１ の場合は、ステップ１３へ進む。
ステップ１３では、カウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ≧Ｃ０ の場合は、ステップ１４でＮＯｘ吸着触媒及びリーンＮＯｘ触媒正常と判定するが、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ へ進む。
【００２５】
ＮＯｘＶ≧Ｖ１ の場合は、ステップ１５でリーンＮＯｘ触媒劣化と判定する。そして、更にステップ１６へ進む。
ステップ１６では、カウンタＣＮＴと所定値Ｃ０ とを比較し、ＣＮＴ＜Ｃ０ の場合は、ステップ １０４ へ進む。
【００２６】
ステップ １０４ ではカウンタＴＭと所定値ＴＭ ０ とを比較する。
比較の結果、ＴＭ≧ＴＭ ０ の場合は、ステップ １７ でＮＯｘ吸着触媒劣化と判定するが、ＴＭ＜ＴＭ ０ の場合は、ステップ １０５ でＳ被毒と判定する。
ここで、ステップ１〜５， １１ ， １３ ， １４ ， １６ ， １７ ， １０１ 〜 １０５ の部分がＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段に相当し、ステップ １２ ， １５ の部分がリーンＮＯｘ触媒劣化判定手段に相当する。
【００２７】
〔第３の実施例〕
この実施例は、エンジンから排出されるＮＯｘ量に影響する空燃比のシフトを診断するものである。
図９はシステム図である。
排気通路５にはＮＯｘ吸着触媒８（又はリーンＮＯｘ触媒７）を介装してある。
ここにおいて、ＮＯｘ吸着触媒８の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００２８】
図 １０にエンジンの空燃比（Ａ／Ｆ）とＮＯｘとの関係を示す。
一般的にＮＯｘ排出量はＡ／Ｆがリーン化するに従い低下するが、エンジンのバラツキ、特に気筒Ａ／ＦバラツキによりＮＯｘ排出量にバラツキΔｌがある。このΔｌを超えるＮＯｘ値を示すと、これはＡ／Ｆが変化したことになる。例えば上限値ｍａｘを超えたらリッチシフト、下限値ｍｉｎより少なければリーンシフトしたことになる。従って、触媒でなく、Ａ／Ｆのシフトを診断できる。
【００２９】
図 １１に診断フローチャートを示す。
ステップ２００ では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステップ２０１ へ進む。
ステップ２０１ では、上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を読込む。
ステップ２０２ では、上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を上限値Ｖｍａｘ と比較し、Ｖ’≧Ｖｍａｘ の場合は、ステップ２０３ でＡ／Ｆリッチシフトと判定する。
Ｖ’＜Ｖｍａｘ の場合は、ステップ２０４ で上流側ＮＯｘセンサ１１の出力値Ｖ’を下限値Ｖｍｉｎ と比較し、Ｖ’≦Ｖｍｉｎ の場合は、ステップ２０５ でＡ／Ｆリーンシフトと判定する。
Ｖ’＞Ｖｍｉｎ の場合は、ステップ２０６ でＡ／Ｆ正常と判定する。
ここで、ステップ２００ 〜２０６ の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【００３０】
〔第４の実施例〕
この実施例は、第１の実施例と第３の実施例とを組合わせたものである。
図 １２はシステム図である。
第１の実施例（図２）と異なる点は、ＮＯｘ吸着触媒８の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００３１】
図 １３に診断フローチャートを示す。
第１の実施例（図５）と異なる点は、中間に、ステップ２０１ 〜２０６ の処理（空燃比シフト判定手段）が追加されている。
【００３２】
ステップ ２０１ では、上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を読込む。
ステップ ２０２ では、上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を上限値Ｖ ｍａｘ と比較し、Ｖ’≧Ｖ ｍａｘ の場合は、ステップ ２０３ でＡ／Ｆリッチシフトと判定する。
Ｖ’＜Ｖ ｍａｘ の場合は、ステップ ２０４ で上流側ＮＯｘセンサ １１ の出力値Ｖ’を下限値Ｖ ｍｉｎ と比較し、Ｖ’≦Ｖ ｍｉｎ の場合は、ステップ ２０５ でＡ／Ｆリーンシフトと判定する。
Ｖ’＞Ｖ ｍｉｎ の場合は、ステップ ２０６ でＡ／Ｆ正常と判定する。
ここで、ステップ ２０１ 〜 ２０６ の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【００３３】
〔第５の実施例〕
この実施例は、第２の実施例と第３の実施例とを組合わせたものである。
図 １４はシステム図である。
第２の実施例（図６）と異なる点は、リーンＮＯｘ触媒７の上流側（Ｏ２ センサ６とほぼ同位置）に排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサ１１を設けて、その信号をコントロールユニット４に入力している。
【００３４】
図 １５に診断フローチャートを示す。
第２の実施例（図８）と異なる点は、中間に、ステップ２０１ 〜２０６ の処理（空燃比シフト判定手段）が追加されている。
ステップ２０１ 〜２０６ の処理内容は、第４の実施例での処理内容と同じである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能の劣化を、ＮＯｘ吸着触媒の熱による劣化とＳ被毒による一時劣化とに分類して、正確に診断することができるという効果が得られる。
請求項２に係る発明によれば、ＮＯｘ吸着触媒の吸着性能の劣化を、ＮＯｘ吸着触媒の熱による劣化とＳ被毒による一時劣化とに分類して、正確に診断でき、更にリーンＮＯｘ触媒の転化性能の劣化を診断できるという効果が得られる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、エンジンから排出されるＮＯｘ量に大きく影響する空燃比のシフトを正確に診断できるという効果が得られる。
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜請求項２に係る発明の各効果に加え、エンジンから排出されるＮＯｘ量に大きく影響する空燃比のシフトをも正確に診断できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の第１の実施例を示すシステム図
【図３】同上第１の実施例の特性図
【図４】 同上第１の実施例の特性図
【図５】 同上第１の実施例の診断フローチャート
【図６】 本発明の第２の実施例を示すシステム図
【図７】 同上第２の実施例の特性図
【図８】 同上第２の実施例の診断フローチャート
【図９】 本発明の第３の実施例を示すシステム図
【図 １０ 】 同上第３の実施例の特性図
【図 １１ 】 同上第３の実施例の診断フローチャート
【図 １２ 】 本発明の第４の実施例を示すシステム図
【図 １３ 】 同上第４の実施例の診断フローチャート
【図 １４ 】 本発明の第５の実施例を示すシステム図
【図 １５ 】 同上第５の実施例の診断フローチャート
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気通路
３ 燃料噴射弁
４ コントロールユニット
５ 排気通路
６ Ｏ２ センサ
７ リーンＮＯｘ触媒
８ ＮＯｘ吸着触媒
９ ＮＯｘセンサ
１０ 温度センサ
１１ 上流側ＮＯｘセンサ
Claims (4)
- 排気通路に、リーン空燃比での運転時にＮＯｘを吸着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能なＮＯｘ吸着触媒を備えるエンジンにおいて、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサと、前記ＮＯｘ吸着触媒の温度を検出する温度センサとを設ける一方、
理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、ＮＯｘセンサの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間を検出する手段と、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間を算出する手段と、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合は前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合は前記ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段とを設けてなる診断装置。 - 排気通路に、理論空燃比での運転時にＨＣを吸着し、リーン空燃比での運転時に前記吸着したＨＣによりＮＯｘを還元可能なリーンＮＯｘ触媒を備え、更にその下流側に、リーン空燃比での運転時にＮＯｘを吸着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したＮＯｘを還元可能なＮＯｘ吸着触媒を備えるエンジンにおいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の下流にて排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサと、前記ＮＯｘ吸着触媒の温度を検出する温度センサとを設ける一方、
理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、ＮＯｘセンサの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるまでの時間を検出する手段と、触媒温度が所定値以上の高温状態にあった積算時間を算出する手段と、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より大きい場合は前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化と判定し、前記スライスレベルを超えるまでの時間が所 定値より小さくかつ前記積算時間が所定値より小さい場合は前記ＮＯｘ吸着触媒のＳ被毒による一時劣化と判定するＮＯｘ吸着触媒劣化判定手段と、ＮＯｘセンサの出力値のレベルに基づいて、前記リーンＮＯｘ触媒の劣化を判定するリーンＮＯｘ触媒劣化判定手段とを設けてなる診断装置。 - 排気通路に触媒を備えるエンジンにおいて、前記触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサを設ける一方、リーン空燃比での運転時に上流側ＮＯｘセンサの出力値が空燃比に応じて設定される上限値より大きい場合は空燃比がリッチシフトしていると判定し、空燃比に応じて設定される下限値より小さい場合は空燃比がリーンシフトしていると判定する空燃比シフト判定手段を設けてなる診断装置。
- 前記触媒の上流にて排気中のＮＯｘを検出する上流側ＮＯｘセンサを設ける一方、リーン空燃比での運転時に上流側ＮＯｘセンサの出力値のレベルに基づいて空燃比のシフトを判定する空燃比シフト判定手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の診断装置。
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