JP4253836B2

JP4253836B2 - Engine exhaust purification system

Info

Publication number: JP4253836B2
Application number: JP2002274715A
Authority: JP
Inventors: 誠治三好; 明秀高見; 啓司山田; 雅之黒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2004108318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、詳細には、エンジンの排気から窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するエンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リーンバーンによる運転を行うエンジンの排気浄化装置として、排気ガス中の酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し、排気ガス中の酸素濃度が低くなると吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着触媒を備えた排気浄化装置が知られている。ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着量には限界があるため、このような排気浄化装置では、ＮＯｘ吸着触媒が飽和量付近までＮＯｘを吸着すると、リーンバーンによる運転状態から理論空燃比近傍の運転状態に移行させるなどして、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるとともに、これを還元して浄化する処理が行われる。
【０００３】
また、この処理の際、ＮＯｘ吸着触媒の下流側に設けたＮＯｘセンサによってＮＯｘ吸着触媒からのＮＯｘ放出を検出し、この検出結果に基づいて、ＮＯｘ吸着触媒の劣化状態を診断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開２０００−３３７１３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように装置で行われている劣化診断では、ＮＯｘ放出の検出がエンジンの運転状態に大きく左右されるため、ＮＯｘ吸着触媒の劣化状態を必ずしも正確に検出できず、精度の高い診断を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような状況においてなされたものであり、ＮＯｘ吸着触媒の精度の高い劣化診断を行うことができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明によれば、
エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを放出する酸素濃度が低い状態から、前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを吸着する酸素濃度が高い状態に移行したときに、前記ＮＯｘセンサからの出力値から前記ＮＯｘ吸着触媒を通過するＮＯｘ量を検出し、それに基づき前記ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着度を検出するＮＯｘ吸着度検出手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始から所定時間経過後の前記ＮＯｘセンサの出力値と、前記ＮＯｘ吸着度検出手段によって検出されたＮＯｘ吸着度とに基づいた前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属と、Ｏ２ストレージ材とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを放出する酸素濃度が低い状態から、前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを吸着する酸素濃度が高い状態に移行したときに、前記ＮＯｘセンサの出力値から前記ＮＯｘ吸着触媒を通過するＮＯｘ量を検出し、それに基づき前記ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着度を検出するＮＯｘ吸着度検出手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始直後から所定時間の前記ＮＯｘセンサの出力値と、前記ＮＯｘ吸着度検出手段によって検出されたＮＯｘ吸着度とに基づいた前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置が提供される。
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段をさらに備え、
該酸素濃度検出手段の出力値に基づいて前記所定時間が設定される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段と、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始から前記酸素濃度検出手段の出力値が所定値まで低下した時点での前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、
エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属と、Ｏ２ストレージ材とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段と、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
前記診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始直後から前記酸素濃度検出手段の出力値が所定値まで低下した時点までの前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ＮＯｘ吸着触媒は、セリアを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態のエンジンの排気浄化装置を備えた自動車用火花点火式のエンジンシステム１００の構成を概略的に示す図面である。
【００１６】
エンジンシステム１００は、エンジン本体１を備えている。このエンジンシステムでは、所定の運転状態で、空燃比が１４．７より高く設定されるリーンバーン運転が行なわれる。エンジン本体１は、複数の気筒２（１本のみを図示する）と、この気筒２内に往復動可能に配置されたピストン３とを備え、気筒２とピストン３とによって燃焼室４が形成されている。燃焼室４の上部には、点火回路５に接続された点火プラグ６が燃焼室４に臨むように取付けられ、さらに、燃焼室４に燃料を直接噴射するインジェクタ７が取り付けられている。
【００１７】
このインジェクタ７には、高圧燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を有する燃料供給回路が接続されている。この燃料供給回路によって燃料タンクからの燃料が適正な圧力に調整されてインジェクタ７に供給される。また、燃料供給回路には、燃料圧力を検出する燃圧センサ８が取付けられている。
【００１８】
燃焼室４は、吸気弁９が設けられた吸気ポートを介して吸気通路１０に連通している。この吸気通路１０には、その上流側から順に、吸気を濾過するエアクリーナ１１と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１２と、吸気通路１０を絞る電気式スロットル弁１３と、サージタンク１４とが設けられている。電気式スロットル弁１３は、モータ１５により開閉駆動されるように構成されている。さらに、電気式スロットル弁１３の近傍には、その開度を検出するスロットル開度センサ１６が配置され、また、サージタンク１４には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が取付けられている。
【００１９】
吸気通路１０は、サージタンク１４より下流の部分が、気筒毎に分岐した独立通路とされている。各独立通路の下流端部は、２つに分割され、それぞれが同一気筒の吸気ポートに連結され、その一方にスワール弁１８が設けられている。このスワール弁１８は、アクチュエータ１９によって駆動される。スワール弁１８が閉じると、吸気は他方の分岐通路のみから燃焼室４に供給され、燃焼室４内に強い吸気スワールが生成される。また、スワール弁１８の近傍には、スワール弁１８の開度を検出するスワール弁開度センサ２０が設けられている。
【００２０】
燃焼室４には、排気弁２１が設けられた排気ポートを介して排気通路２２が接続され、各気筒からの排気通路２２は下流側で合流している。合流した排気通路２２には、上流側から順に、上流側酸素濃度センサ（Ｏ₂センサ）２４ａ、排気ガス中の酸素濃度を検出するＮＯｘを吸着するＮＯｘ吸着触媒２５と、下流側酸素濃度センサ（Ｏ₂センサ）２４ｂと、ＮＯｘセンサ２６とが設けられている。ＮＯｘ吸着触媒２５は、リーンバーン運転などの排気ガス中の酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し、酸素濃度が低い状態になると吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを還元浄化させる触媒金属（貴金属）とを備えたＮＯｘ吸収還元タイプのＮＯｘトラップ触媒である。
【００２１】
ＮＯｘ吸着触媒２５は、コージェライト製のハニカム構造の担体を備え、この担体に形成された各貫通孔の壁面には、内側触媒層がコーティングされ、内側触媒層上に外側触媒層がコーティングされている。
【００２２】
ＮＯｘ吸収触媒機能を備える内側触媒層では、白金等の貴金属とＢａ等のＮＯｘ吸収材とが、多孔質材料であるアルミナ、セリア等のサポート材に担持されている。また、ＮＯｘ還元機能を備える外側触媒層には、白金、ロジウム等の触媒金属と、場合によっては、Ｂａ等のＮＯｘ吸収材とが、多孔質材料であるゼオライト等のサポート材に担持されている。
【００２３】
このＮＯｘ吸着触媒２５には、三元触媒としての機能も求められているため、リーン状態では酸素をストレージし、リッチ状態ではストレージしていた酸素を放出しＨＣ、ＣＯを浄化するセリア等のＯ２ストレージ材が含まれている。また、このセリア等のＯ２ストレージ材は、リーン状態でのＮＯｘ吸着材のＮＯｘ吸収性を増大させる機能も有している。
【００２４】
ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着量には限界があるため、本実施形態では、以下の詳述するように、ＮＯｘセンサ２６による排気ガス中のＮＯｘ検出値が所定のしきい値を越えると、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着が飽和に達したと判定し、排気ガス中の酸素濃度を低減させてＮＯｘ吸着材からＮＯｘを放出させる処理（リッチスパイク処理）を行うように構成されている。また、所定条件では、リッチスパイク処理時と同様に、排気ガス中の酸素濃度を低下させ、ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、この放出状態に基づいてＮＯｘ吸着触媒の劣化診断を行う劣化診断処理が行われる。この劣化診断時における酸素濃度の低下は、リッチスパイク時に比べて緩慢である。
【００２５】
排気通路２２には、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路２７の上流端が、上流側酸素濃度センサ２４ａの上流側位置に接続されている。ＥＧＲ通路２７の下流端は、スロットル弁１３とサージタンク１４との間で吸気通路１０に接続されている。また、ＥＧＲ通路２７には、開度が電気的に調整可能であるＥＧＲ弁２８と、ＥＧＲ弁２８のリフト量を検出するリフトセンサ２９とが設けられ、これらにより排気還流手段が構成されている。
【００２６】
更に、排気通路２２には、吸気の一部を、吸気通路１０からＮＯｘ吸着触媒２５の上流側位置に送り込む２次エア供給通路３０が接続されている。この２次エア供給通路３０には、制御可能な流量調整弁３１が設けられている。
【００２７】
エンジンシステム１００は、さらに、システム全体の制御を行うＥＣＵ（電子制御ユニット）３２を備えている。このＥＣＵ３４には、エアフローセンサ１２、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１７、スワール制御弁開度センサ２０、上流及び下流側酸素濃度センサ２４ａ、２４ｂ、ＥＧＲ弁２８のリフトセンサ２９からの信号が入力される。ＥＣＵ３２には、さらに、エンジン本体１の冷却水温度を検出する水温センサ３３、吸気温度を検出する吸気温度センサ３４、大気圧を検出する大気圧センサ３５、エンジン回転数を検出する回転数センサ３６、および、アクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ３７からの信号等も入力される。
【００２８】
ＥＣＵ３２は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ７から噴射される燃料の噴射状態を制御する燃料噴射制御、点火プラグ６による混合気の点火時期を制御する点火時期制御、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着量が所定量に達すると排気ガス中の酸素濃度を制御して、ＮＯｘ吸着触媒２５からＮＯｘを放出させるリッチスパイク制御、ＮＯｘ放出と併せてＮＯｘ吸着触媒２５の劣化度合いを診断する劣化診断制御等を行う。
【００２９】
燃料噴射制御では、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射を制御するように構成されている。本実施形態では、低負荷低回転から中回転中負荷の運転領域では、インジェクタ７から圧縮行程の所定時期に燃料を一括噴射して点火プラグ６の近傍に混合気を偏在させた状態で燃焼させ、燃焼室４内における混合気の空燃比を３０程度のリーン状態とする成層燃焼モード用の燃焼制御が実行される。また、この成層燃焼モードの領域より高負荷側の領域では、吸気行程と圧縮行程との２回の燃料噴射でλ＝１付近の空燃比とした燃焼モード用の燃焼制御が実行される。さらに、高負荷高回転の運転領域では、インジェクタ７から吸気行程で燃料を一括噴射させ燃焼室４内の空燃比をリッチ状態とした均一燃焼モード用の燃焼制御が行われる。
【００３０】
リーン状態の燃焼で多く発生するＮＯｘは、下流側に設けられたＮＯｘ吸着触媒２５によって吸着される。本実施形態では、ＮＯｘセンサ２６の出力信号に基づいて、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着量を推定し、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着が飽和したと判断されると、空燃比制御等を実行することによって排気ガス中の酸素濃度を例えば０．３％以下に減少させ、ＮＯｘ吸着触媒２５からＮＯｘを放出させる制御（リッチスパイク制御）を行う。さらに、このときのＮＯｘセンサ２６からの出力信号に基づいて、ＮＯｘ吸着触媒２５の劣化判定を併せて行う。本実施形態では、ＮＯｘ吸着触媒２５が劣化していたと診断されたとき、これを乗員に知らせる警告灯等を含む表示手段４１が設けられている。
【００３１】
次に、ＥＣＵ３２が行うエンジン制御の処理を、図２のフローチャートに沿って説明する。本実施形態では、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着量が飽和量に達した、或いは、これに近い状態となったときには、空燃比を変更して排気ガス中の酸素濃度を低下させＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるリッチスパイク処理が行われる。また、ＮＯｘの放出と併せてＮＯｘ吸着触媒の劣化診断を行うときには、リッチスパイク処理とは異なった条件で酸素濃度が緩慢に低下させられる。
【００３２】
まず、ステップＳ１において、エアフローセンサ１２、上流側酸素濃度センサ２４ａ、ＮＯｘセンサ２６、水温センサ３３、吸気温センサ３４、大気圧センサ３５、回転数センサ３６およびアクセル開度センサ３７等の出力信号がデータとして入力される。次いで、ステップＳ２で、ステップＳ１で入力されたデータに基づいて、基本燃料噴射量Ｑｂ、基本燃料噴射時期Ｉｂ、点火タイミングθｂが設定される。次いで、ステップＳ３で進み、ステップＳ１で入力されたデータに基づいて、基本スロットルバルブ開度Ｔｖｂを設定する。
【００３３】
次いで、ステップＳ４に進み、ＮＯｘセンサ２６の出力値に基づいて、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着量ＮＯｅｓを推定し、ステップＳ５で、ＮＯｅｓが、所定のしきい値ＮＯｅｓｏより大きいか否かが判定される。このしきい値ＮＯｅｓｏは、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着量が飽和量に達している、あるいは、その近傍にあるか否かを判定するための値である。ステップＳ５でＹＥＳのときには、ＮＯｘ吸着触媒２５が飽和量までＮＯｘを吸着しており、ＮＯｘを放出させる処理を行う必要があることになる。
【００３４】
ステップＳ５でＹＥＳのときには、ステップＳ６に進み、ＮＯｘ吸着触媒２６の劣化診断（モニタ）を行う条件が成立しているか否かを判定する。即ち、リーン運転であり、且つ、定常運転であり、且つ、温間状態にあり、且つ、今回の運転においてモニタ実行が２回未満であるか否かを判定する。これらが全てＹＥＳのときに、モニタ条件が成立していることになる。モニタ実行回数に関する条件を１回未満としてもよい。
【００３５】
ステップＳ５でＮＯ即ちモニタ条件が成立していないときには、劣化診断を伴わない通常のリッチスパイク処理が行われる。即ち、ステップＳ７に進み、リッチスパイク処理用のタイマＴλに１を加算し、ステップＳ８でタイマの値Ｔλが所定値Ｔλ０を越えたか否かを判定する。ステップＳ８でＮＯのときには、ステップＳ９に進み、スロットルバルブ開度Ｔｖをリッチスパイク用のスロットルバルブ開度Ｔｖλに設定して、ステップＳ１０で、スロットルバルブ開度Ｔｖλとなるようにスロットル弁を駆動させる。リッチスパイクは、リッチ状態での燃焼とし、排気ガス中の酸素濃度を低下させる処理であるので、リッチスパイク用のスロットルバルブ開度Ｔｖλは、リーンバーンによる燃焼時より小さい値となる。
【００３６】
次いで、ステップＳ１１で、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火タイミングのそれぞれが、リッチスパイク用の燃料噴射量Ｑλ、燃料噴射時期Ｉλ、点火タイミングθλに設定される。本実施形態では、リッチスパイク制御時には、燃料を吸気行程と圧縮行程の２回に分けて噴射する分割噴射が行われる。従って、燃料噴射量として、吸気行程での噴射量と、圧縮行程での噴射量が設定される。また、燃料噴射時期として、吸気行程での噴射時期と、圧縮行程での噴射時期が設定される。このとき、本実施形態では、排気ガス中の酸素濃度が０．３％以下になるような１４．５以下の空燃比に対応する噴射量が設定される。従って、この制御開始後には、排気ガス中の酸素濃度は、速やかに低下することになる。
【００３７】
ステップＳ８でＹＥＳのときには、所定時間が経過しているのでリッチスパイク処理を終了すべく、ステップＳ１２でＴλをリセットし、さらに、ステップＳ１３でＮＯｅｓをリセットする。
【００３８】
ステップＳ６でＹＥＳのときには、ＮＯｘ放出と併せてＮＯｘ吸着触媒２５の劣化診断を行うべくステップＳ１４に進む。本実施形態では、ＮＯｘ吸着触媒２５の劣化診断を併せて行うＮＯｘ放出処理では、まず、排気中の酸素濃度を徐々に低下させるテーリングが行われる。
【００３９】
ステップＳ１４で、現在の空燃比実Ａ／Ｆが、λの空燃比Ａ／Ｆλに達したかを判定する。この判定は、たとえば、上流側酸素濃度センサ２４ａの出力に基づいて行われる。ステップＳ１４でＮＯのときには、ステップＳ１５で、目標空燃比Ａ／Ｆｒｅｆをα減少させる。αの値は、空燃比が、２２以上のリーン状態から１４．７に、たとえば、５秒程度の時間をかけて移行するような値に設定されるのが好ましい。
【００４０】
次いで、減少させられた目標空燃比Ａ／Ｆｒｅｆに基づくスロットルバルブ開度Ｔｖを、ステップＳ１６で設定し、この開度に基づいてステップＳ１７でスロットルバルブを駆動する。
【００４１】
次いで、ステップＳ１８で、ステップＳ１５で設定された目標空燃比Ａ／Ｆｒｅｆに基づいて、テーリング用の燃料噴射量Ｑｍｃ、燃料噴射時期Ｉｍｃ、点火タイミングθｍｃを設定する。次いで、ステップＳ１９で、テーリングを示すフラグＦｍｃに１をたてる。
【００４２】
一方、ステップＳ１４でＮＯ、即ち、実空燃比がλ＝１の空燃比にあるときには、所定時間、リッチ（λ＝１）状態を維持する処理がおこなわれる。即ち、ステップＳ２０に進み、フラグＦｍｃをリセットし、ステップＳ２１に進み、リッチ状態を維持するために使用するタイマＴｍに１を加算し、ステップＳ２でタイマの値Ｔｍが所定値Ｔｍ０を越えたか否かを判定する。ステップＳ２２でＮＯのときには、ステップＳ２３に進み、スロットルバルブ開度Ｔｖをリッチ状態維持（λ＝１）用のスロットルバルブ開度Ｔｖλに設定して、ステップＳ２４で、スロットルバルブ開度Ｔｖλとなるようにスロットル弁を駆動させる。次いで、ステップＳ２５で、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火タイミングのそれぞれを、リッチ（λ＝１）維持用の燃料噴射量Ｑλ、燃料噴射時期Ｉλ、点火タイミグθλに設定する。
【００４３】
一方、ステップＳ２２でＹＥＳのときには、ＮＯのときには、リッチ（λ＝１）を維持すべき時間は経過したので、ステップＳ２６に進み、Ｔｍをリセットして、さらに、ステップＳ２７でＮＯｅｓをリセットする。
【００４４】
ステップＳ５でＮＯのときには、ステップＳ２８に進み、Ｔλをカウント中であるか否かを判定する。ステップＳ２８でＹＥＳであれば、リッチスパイク処理中であるので、ステップＳ７に進む。ステップＳ２８で、ＮＯのときには、ステップＳ２９に進み、テーリングのフラグＦｍが１であるか否かを判定する。ステップＳ２９でＹＥＳであれば、テーリング中であるので、ステップＳ１４に進む。ステップＳ２９でＮＯのときには、ステップＳ３０に進み、リッチ（λ＝１）維持用の継続時間を示すタイマＴｍをカウント中であるか否かを判定する。ステップＳ３０で、ＹＥＳのときには、ステップＳ２１に進む。
ステップＳ１１、ステップＳ１３、ステップＳ１９、ステップＳ２５、ステップＳ２７、及びステップＳ３０終了後には、ステップＳ３１に進み、設定されている噴射量および噴射タイミング燃料噴射を実行させ、ステップＳ３２で設定されているタイミング点火が行われる。
【００４５】
図３は、本実施形態において、ＮＯｘ吸着触媒２５の劣化診断のために行われる、テーリング処理とこれに続くリッチ（λ＝１）維持の処理前後の、空燃比（ａ）、排気中の酸素濃度（ｂ）およびＮＯｘセンサ２６の出力値（ｃ）とを示すタイムチャートである。
【００４６】
ＮＯｘ吸着触媒２５からのＮＯｘの放出開始直前はリーン状態である。本実施形態では、空燃比が、このリーン状態（例えば空燃比２２以上）から、約５秒かけてλ＝１に移行するような制御が行われる。即ち、図３のｔ１からｔ３までが、約５秒となるように設定されている。本実施形態では、上流側酸素濃度センサ２４ａの出力に基づいて、ＮＯｘ吸着触媒２５の上流側の酸素濃度が、空燃比１４．７（λ＝１）に対応する酸素濃度０．５％まで減少するとテーリングを停止し、空燃比をその状態で維持する。
【００４７】
このような制御を行うと、空燃比の低下によって、ＮＯｘ吸着触媒２５に流れ込む排気中の酸素濃度（上流側酸素濃度）は低下し、ＮＯｘ吸着触媒２５からＮＯｘ放出量はＮＯinから増大していく（図３ｂ）。排気中の酸素濃度低下に伴って、ＮＯｘ吸着触媒２５に含有されているセリア等のＯ２ストレージ材がリーン状態で吸着していた酸素を放出するので、ＮＯｘ吸着触媒２５の下流側での排気中の酸素濃度は、Ｏ２ストレージ材からの酸素放出が終了したｔ２後に、急激に減少する。
【００４８】
そして、この酸素放出が終了すると、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着材からのＮＯｘの放出量ＮＯｓｔからピークのＮＯmaxまで増加した後、ＮＯmin（ｔ４）まで減少し、その後、ほぼ一定値をとることになる。このように、本実施形態では、酸素濃度を減少させるべく空燃比を低下させたときの、ＮＯｘ吸着触媒からのＮＯｘ放出状態は、２つのステージに分かれることになる。
【００４９】
次に、ＥＣＵ３２が行うＮＯｘ吸着触媒２５の劣化診断の内容を、図４のフローチャートに沿って説明する。
【００５０】
まず、ステップＳ４０で、アクセル開度、アクセル開度変化、エンジン回転数等のデータを入力する。次いで、ステップＳ４１に進み、モニタ条件が成立しているか否かという、図２のステップＳ６と同じ判断を行う。ステップＳ４１でＹＥＳのときには、ステップＳ４２に進み、空燃比がλ＝１（リッチ）からリーンに移行した直後であるか否かを判定する。リッチスパイク処理が終了した直後であるか否かを判定するためである。
【００５１】
ステップＳ４２でＮＯのときには、ステップＳ４３に進み、空燃比がリーンからλ＝１（リッチ）に移行を開始した後であるか否かを判定する。ステップＳ４３でＹＥＳのときには、劣化診断を伴うＮＯｘ放出中であるので、ステップＳ４４に進み、ＮＯｘセンサ２６の出力値、下流側酸素濃度センサ２５ｂの出力値を記憶する。ステップＳ４３でＮＯのときは、ステップＳ４５に進み、テーリングを示すフラグＦｍｃが１であるか否かを判定し、ＹＥＳ即ちＦｍｃ＝１のときには、ステップＳ４４に進む。また、ステップＳ４５でのＮＯのときは、ステップＳ４６に進み、リッチ状態を維持するために使用するタイマＴｍをカウント中であるか否かを判定し、ＹＥＳ即ちＴｍｃをカウント中であるときは、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４の処理後はリターンする。
【００５２】
ステップＳ４２でＹＥＳのときには、ステップＳ４７に進み、タイマＴＬに１を加算し、ステップＳ４８でタイマＴＬが所定値ＴＬ０を越えたか否かを判定する。ステップＳ４８でＹＥＳのときは、ステップＳ４９に進み、ＮＯｘセンサ２６の出力値を検出する。次いで、ステップＳ５０に進み、ステップＳ４９で検出したＮＯｘセンサ２６の出力値からＮＯｘ吸着触媒２５下流でのＮＯｘ量を算出し、この量と現在の運転状態とに基づいてＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着に関する劣化度合いを示す吸着度ＮＯabを算出する。ＮＯｘ吸着度が低下していなければ、ＮＯｘ吸着触媒２５の下流のＮＯｘ量は小さくなる。
【００５３】
次いで、ステップＳ５１に進み、ＮＯｘセンサ２６の出力値、下流側酸素濃度センサ２４ｂの出力値のメモリデータがあるか否か、即ち、ステップＳ４４の処理を行ったか否かを判定する。ステップＳ５１でＹＥＳのときには、ステップＳ５２でＮＯｘ吸着触媒２５の劣化診断を実行する。この劣化診断は、排気中の酸素濃度と低下させたテーリング処理期間、その後のリッチ状態を維持する処理期間中等のＮＯｘセンサ２６の出力値（ＮＯｘ吸着触媒下流のＮＯｘ量）および下流側酸素濃度センサ２４ｂの出力値等に基づいて行う。
【００５４】
劣化診断の具体的方法としては、種々の態様がある。例えば、テーリング開始時（ｔ１）のＮＯｘセンサ２６の出力値ＮＯinと、ＮＯｘ吸着触媒２５の下流側の酸素濃度が０．５％となった時（ｔ２）のＮＯｘセンサ２６の出力値ＮＯstと、ＮＯｘセンサ２６の出力のピーク値ＮＯmaxと、ピーク後に減少した出力値が略一定となった時（ｔ４）の値ＮＯminを
式（ＮＯmax−ＮＯst）／（ＮＯmax−ＮＯmin）
に代入し、この計算結果に基づいて、劣化診断を行う方法がある。この場合、計算結果の値が大きいほど、ＮＯｘ吸着触媒の劣化度合いが高いと診断する。このとき、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着度ＮＯabが正常であれば、ＮＯｘ吸着触媒２５に含まれる、触媒金属の劣化度合いが大きいと診断する。このＮＯｘ吸着度は、ステップＳ５０での診断結果を採用する。
【００５５】
他の方法として、ｔ２からｔ４までのＮＯｘセンサの出力値の合計値、即ち、ｔ２からｔ４のＮＯｘ放出量（図３（ｃ）の斜線で示す部分ＮＯ２の面積）が大きいほど、ＮＯｘ吸着触媒の劣化度合いが大きいと診断してもよい。このとき、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着度ＮＯabが正常であれば、ＮＯｘ吸着触媒２５に含まれる、触媒金属の劣化度合いが大きいと診断する。
【００５６】
さらに、（ＮＯst−ＮＯin）の値が大きいほど、ＮＯｘ吸着触媒の劣化度合いが大きいと診断してもよい。また、ＮＯｘ吸着触媒２５のＮＯｘ吸着度ＮＯabが正常であれば、ＮＯｘ吸着触媒に含まれるＯ２ストレージ材の酸素放出と、触媒金属のとのバランスが崩れていると考えられるので、触媒金属の劣化度合いが大きいと診断する。また、（ＮＯst−ＮＯin）に代えて、ｔ１からｔ２までのＮＯｘセンサの出力値の合計値、即ち、ｔ１からｔ２のＮＯｘ放出量（図３（ｃ）の網線で示す部分ＮＯ１の面積）を用いても、同様の診断ができる。
【００５７】
ステップＳ５２における診断に基づいて、ステップＳ５３で、必要な警告を表示手段４１に表示し、制御を終了する。
【００５８】
また、ステップＳ４１でＮＯのときは、ステップＳ５４に進み、ＮＯab、ＮＯｘセンサの出力値、酸素濃度センサの出力値、タイマＴＬをリセットし、リターンする。また、ステップＳ４６でＮＯのときには、ステップＳ５４に進む。さらに、ステップＳ５１でＮＯのときはリターンする。
【００５９】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態では、ステップＳ１４で、上流側酸素濃度センサ２４ａの出力に基づいて、現在の空燃比実Ａ／Ｆが、λの空燃比Ａ／Ｆλに達したかを判定しているが、テーリング開始時点から所定時間が経過したことによって、λの空燃比Ａ／Ｆλに達した判定する構成でもよい。
【００６１】
また、劣化の具体的な診断方法は、上記実施形態の方法に限定されるものではない。
【００６２】
さらに、排気中の酸素濃度を低下させる方法は、空燃比をリッチにする処理に限定されるものではない。
【００６３】
また、上記実施形態は、リーン状態からλ＝１に５秒程度で移行するものであるが、本発明はこの数値に限定されるものではない。
【００６４】
また、上記実施形態は、リーン状態からλ＝１に５秒程度で移行するものであるが、本発明はこの数値に限定されるものではない。この移行期間は、種々の条件を勘案して、例えば、３秒から３０秒の間の適当な時間を設定することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ＮＯｘ吸着触媒の精度の高い劣化診断を行うことができるエンジンの排気浄化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態の排気浄化装置を備えたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】ＥＣＵで行われるエンジン制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】テーリング処理とこれに続くリッチ維持の処理前後の、空燃比（ａ）、排気中の酸素濃度（ｂ）およびＮＯｘセンサ２６の出力値（ｃ）とを示すタイムチャートである。
【図４】ＮＯｘ吸着触媒の劣化診断制御の際にＥＣＵで行われる処理の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：エンジン本体
２４ａ：上流側酸素濃度センサ
２４ｂ：下流側酸素濃度センサ
２５：ＮＯｘ吸着触媒
２６：ＮＯｘセンサ
３２：ＥＣＵ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine exhaust purification device, and more particularly, to an engine exhaust purification device that removes nitrogen oxides (NOx) from engine exhaust.
[0002]
[Prior art]
As an exhaust emission control device for an engine that operates by lean burn, a NOx adsorption catalyst that adsorbs NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is high and releases the adsorbed NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas becomes low is provided. Exhaust gas purification devices are known. Since the NOx adsorption amount of the NOx adsorption catalyst is limited, in such an exhaust purification device, when the NOx adsorption catalyst adsorbs NOx to near the saturation amount, it shifts from the lean burn operation state to the operation state near the stoichiometric air-fuel ratio. For example, the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced to release NOx from the NOx adsorption catalyst, and a process for reducing and purifying the NOx is performed.
[0003]
Further, during this process, there is known an apparatus that detects NOx release from the NOx adsorption catalyst by a NOx sensor provided on the downstream side of the NOx adsorption catalyst and diagnoses the deterioration state of the NOx adsorption catalyst based on the detection result. (For example, refer to Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP 2000-337131 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the deterioration diagnosis performed by the apparatus as described above, since the detection of NOx release is greatly influenced by the operating state of the engine, the deterioration state of the NOx adsorption catalyst cannot always be accurately detected, and the diagnosis is highly accurate. There was a problem that could not be done.
[0005]
The present invention has been made in such a situation, and an object of the present invention is to provide an engine exhaust purification device capable of performing a highly accurate deterioration diagnosis of a NOx adsorption catalyst.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention,
  NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst containing a metal;
  A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
  NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
  When the oxygen concentration at which the NOx adsorbent releases NOx is low and the oxygen concentration at which the NOx adsorbent adsorbs NOx shifts to a high state,An amount of NOx passing through the NOx adsorption catalyst is detected from an output value from the NOx sensor, and based on the detected amountNOx adsorption degree detecting means for detecting the NOx adsorption degree of the NOx adsorption catalyst;
  Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
  The diagnostic meansNOx release control meansPerforming the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor after a predetermined time has elapsed from the start of the decrease in oxygen concentration by the NOx and the NOx adsorption degree detected by the NOx adsorption degree detection means,
  An exhaust emission control device for an engine is provided.
[0007]
  According to another aspect of the invention,
  NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst comprising a metal and an O2 storage material;
  A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
  NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
  When the oxygen concentration at which the NOx adsorbent releases NOx is low and the oxygen concentration at which the NOx adsorbent adsorbs NOx shifts to a high state,The amount of NOx passing through the NOx adsorption catalyst is detected from the output value of the NOx sensor, and based on the detected amountNOx adsorption degree detecting means for detecting the NOx adsorption degree of the NOx adsorption catalyst;
  Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
  The diagnostic meansNOx release control meansPerforming the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor for a predetermined time immediately after the start of oxygen concentration reduction by the NOx and the NOx adsorption degree detected by the NOx adsorption degree detecting means,
  An exhaust emission control device for an engine is provided.
[0008]
  According to a preferred embodiment of the present invention,
  Oxygen concentration detecting means disposed downstream of the NOx adsorption catalyst,
  The predetermined time is set based on the output value of the oxygen concentration detection means.
[0009]
  According to another aspect of the invention,
  NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst containing a metal;
  A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
  Oxygen concentration detection means disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
  NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
  Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
  The diagnostic meansNOx release control meansThe deterioration diagnosis is executed based on the output value of the NOx sensor at the time when the output value of the oxygen concentration detection means has decreased to a predetermined value from the start of the oxygen concentration decrease due to
  An exhaust emission control device for an engine is provided.
[0010]
  According to another aspect of the invention,
  NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst comprising a metal and an O2 storage material;
  A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
  NOxadsorptionOxygen concentration detection means disposed downstream of the catalyst;
  NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
  Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
  The diagnostic means comprises:NOx release control meansThe output value of the oxygen concentration detecting means is immediately after the start of the oxygen concentration decrease due toDeclinePerforming the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor up to the point of time,
  An exhaust emission control device for an engine is provided.
[0011]
  According to another preferred embodiment of the invention,
  The NOx adsorption catalyst includes ceria.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an automotive spark ignition engine system 100 including an engine exhaust gas purification apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
[0016]
The engine system 100 includes an engine body 1. In this engine system, lean burn operation in which the air-fuel ratio is set higher than 14.7 is performed in a predetermined operation state. The engine body 1 includes a plurality of cylinders 2 (only one is shown) and a piston 3 disposed in the cylinder 2 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 4 is formed by the cylinders 2 and 3. ing. An ignition plug 6 connected to the ignition circuit 5 is attached to the upper portion of the combustion chamber 4 so as to face the combustion chamber 4, and an injector 7 that directly injects fuel into the combustion chamber 4 is attached.
[0017]
A fuel supply circuit having a high-pressure fuel pump, a pressure regulator and the like is connected to the injector 7. By this fuel supply circuit, the fuel from the fuel tank is adjusted to an appropriate pressure and supplied to the injector 7. A fuel pressure sensor 8 for detecting the fuel pressure is attached to the fuel supply circuit.
[0018]
The combustion chamber 4 communicates with the intake passage 10 via an intake port provided with an intake valve 9. In this intake passage 10, an air cleaner 11 that filters intake air, an air flow meter 12 that detects the amount of intake air, an electric throttle valve 13 that restricts the intake passage 10, and a surge tank 14 are provided in this order from the upstream side. It has been. The electric throttle valve 13 is configured to be opened and closed by a motor 15. Further, a throttle opening sensor 16 for detecting the opening degree is disposed in the vicinity of the electric throttle valve 13, and an intake pressure sensor 17 for detecting the intake pressure is attached to the surge tank 14.
[0019]
The intake passage 10 is an independent passage that branches downstream from the surge tank 14 for each cylinder. The downstream end of each independent passage is divided into two parts, each of which is connected to the intake port of the same cylinder, and a swirl valve 18 is provided on one of them. The swirl valve 18 is driven by an actuator 19. When the swirl valve 18 is closed, intake air is supplied to the combustion chamber 4 only from the other branch passage, and a strong intake swirl is generated in the combustion chamber 4. A swirl valve opening sensor 20 that detects the opening of the swirl valve 18 is provided in the vicinity of the swirl valve 18.
[0020]
An exhaust passage 22 is connected to the combustion chamber 4 via an exhaust port in which an exhaust valve 21 is provided, and the exhaust passages 22 from the respective cylinders merge on the downstream side. In the joined exhaust passage 22, the upstream oxygen concentration sensor (O₂Sensor) 24a, NOx adsorption catalyst 25 for adsorbing NOx for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and downstream oxygen concentration sensor (O₂Sensor) 24b and a NOx sensor 26 are provided. The NOx adsorption catalyst 25 adsorbs NOx in a state where the oxygen concentration in the exhaust gas such as lean burn operation is high, and releases the adsorbed NOx when the oxygen concentration becomes low, and the NOx adsorbent. This is a NOx absorption-reduction type NOx trap catalyst comprising a catalytic metal (noble metal) that reduces and purifies released NOx.
[0021]
The NOx adsorption catalyst 25 includes a honeycomb structure carrier made of cordierite, and the inner catalyst layer is coated on the wall surface of each through hole formed in the carrier, and the outer catalyst layer is coated on the inner catalyst layer. Yes.
[0022]
In the inner catalyst layer having a NOx absorption catalyst function, a noble metal such as platinum and a NOx absorption material such as Ba are supported on a support material such as alumina or ceria which is a porous material. Further, in the outer catalyst layer having a NOx reduction function, a catalyst metal such as platinum or rhodium and, in some cases, a NOx absorbent such as Ba is supported on a support material such as zeolite which is a porous material. .
[0023]
Since this NOx adsorption catalyst 25 is also required to function as a three-way catalyst, oxygen is stored in the lean state, and oxygen stored in the rich state is released to purify HC and CO. Contains storage materials. The O2 storage material such as ceria also has a function of increasing the NOx absorbability of the NOx adsorbent in the lean state.
[0024]
Since the NOx adsorption amount of the NOx adsorption catalyst 25 is limited, in this embodiment, as described in detail below, when the NOx detection value in the exhaust gas by the NOx sensor 26 exceeds a predetermined threshold value, the NOx It is determined that NOx adsorption of the adsorption catalyst has reached saturation, and processing for reducing NOx concentration in the exhaust gas and releasing NOx from the NOx adsorbent (rich spike processing) is performed. Further, under the predetermined condition, as in the rich spike process, the deterioration diagnosis process for reducing the oxygen concentration in the exhaust gas, releasing NOx from the NOx adsorption catalyst, and diagnosing the deterioration of the NOx adsorption catalyst based on this release state Is done. The decrease in oxygen concentration at the time of deterioration diagnosis is slower than at the time of rich spike.
[0025]
In the exhaust passage 22, an upstream end of an EGR passage 27 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system is connected to an upstream position of the upstream oxygen concentration sensor 24a. The downstream end of the EGR passage 27 is connected to the intake passage 10 between the throttle valve 13 and the surge tank 14. Further, the EGR passage 27 is provided with an EGR valve 28 whose opening degree can be adjusted electrically, and a lift sensor 29 for detecting the lift amount of the EGR valve 28, and these constitute an exhaust gas recirculation means. .
[0026]
Further, the exhaust passage 22 is connected to a secondary air supply passage 30 that sends a part of the intake air from the intake passage 10 to the upstream position of the NOx adsorption catalyst 25. A controllable flow rate adjustment valve 31 is provided in the secondary air supply passage 30.
[0027]
The engine system 100 further includes an ECU (electronic control unit) 32 that controls the entire system. The ECU 34 receives signals from an air flow sensor 12, a throttle opening sensor 16, an intake pressure sensor 17, a swirl control valve opening sensor 20, upstream and downstream oxygen concentration sensors 24a and 24b, and a lift sensor 29 of the EGR valve 28. Entered. The ECU 32 further includes a water temperature sensor 33 that detects the coolant temperature of the engine body 1, an intake air temperature sensor 34 that detects the intake air temperature, an atmospheric pressure sensor 35 that detects the atmospheric pressure, and a rotation speed sensor 36 that detects the engine speed. A signal from an accelerator opening sensor 37 for detecting the opening of the accelerator pedal (accelerator operation amount) is also input.
[0028]
The ECU 32 controls fuel injection that controls the injection state of the fuel injected from the injector 7 according to the operating state of the engine, ignition timing control that controls the ignition timing of the air-fuel mixture by the spark plug 6, and NOx adsorption of the NOx adsorption catalyst 25. Rich spike control for controlling the oxygen concentration in the exhaust gas when the amount reaches a predetermined amount to release NOx from the NOx adsorption catalyst 25, deterioration diagnosis control for diagnosing the degree of deterioration of the NOx adsorption catalyst 25 in combination with NOx release, etc. I do.
[0029]
The fuel injection control is configured to control the fuel injection according to the operating state of the engine. In the present embodiment, in the operation range from low load low rotation to medium rotation and middle load, fuel is injected from the injector 7 at a predetermined timing of the compression stroke and burned in a state where the air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of the spark plug 6. Then, the combustion control for the stratified combustion mode in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 is in a lean state of about 30 is executed. Further, in the region on the higher load side than the region of the stratified combustion mode, combustion control for the combustion mode is performed with an air-fuel ratio in the vicinity of λ = 1 by two fuel injections of the intake stroke and the compression stroke. Further, in the high load and high speed operation region, the combustion control for the uniform combustion mode in which the fuel is collectively injected from the injector 7 in the intake stroke and the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 is in a rich state is performed.
[0030]
A large amount of NOx generated in lean combustion is adsorbed by the NOx adsorption catalyst 25 provided on the downstream side. In the present embodiment, the NOx adsorption amount of the NOx adsorption catalyst 25 is estimated based on the output signal of the NOx sensor 26, and if it is determined that the NOx adsorption of the NOx adsorption catalyst 25 is saturated, air-fuel ratio control or the like is executed. As a result, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced to, for example, 0.3% or less, and control for releasing NOx from the NOx adsorption catalyst 25 (rich spike control) is performed. Further, based on the output signal from the NOx sensor 26 at this time, the deterioration determination of the NOx adsorption catalyst 25 is also performed. In the present embodiment, there is provided display means 41 including a warning light or the like for notifying the occupant when it is diagnosed that the NOx adsorption catalyst 25 has deteriorated.
[0031]
Next, engine control processing performed by the ECU 32 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, when the NOx adsorption amount of the NOx adsorption catalyst reaches or is close to the saturation amount, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced by changing the air-fuel ratio to reduce the NOx adsorption catalyst from the NOx. Rich spike processing is performed to release. Further, when the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst is performed together with the release of NOx, the oxygen concentration is slowly lowered under conditions different from the rich spike process.
[0032]
First, in step S1, output signals from the air flow sensor 12, the upstream oxygen concentration sensor 24a, the NOx sensor 26, the water temperature sensor 33, the intake air temperature sensor 34, the atmospheric pressure sensor 35, the rotation speed sensor 36, the accelerator opening sensor 37, and the like are output. Input as data. Next, in step S2, the basic fuel injection amount Qb, the basic fuel injection timing Ib, and the ignition timing θb are set based on the data input in step S1. Next, in step S3, the basic throttle valve opening Tvb is set based on the data input in step S1.
[0033]
Next, the process proceeds to step S4, where the NOx adsorption amount NOes of the NOx adsorption catalyst 25 is estimated based on the output value of the NOx sensor 26. In step S5, it is determined whether NOes is larger than a predetermined threshold value NOeso. Is done. This threshold value NOeso is a value for determining whether or not the NOx adsorption amount of the NOx adsorption catalyst 25 has reached or is close to the saturation amount. If YES in step S5, the NOx adsorption catalyst 25 has adsorbed NOx up to the saturation amount, and it is necessary to perform a process for releasing NOx.
[0034]
When YES is determined in the step S5, the process proceeds to a step S6 to determine whether or not a condition for performing a deterioration diagnosis (monitoring) of the NOx adsorption catalyst 26 is established. That is, it is determined whether or not the operation is lean, is steady, is in a warm state, and monitor execution is less than twice in the current operation. When all of these are YES, the monitor condition is satisfied. The condition regarding the number of monitor executions may be less than once.
[0035]
When NO in step S5, that is, when the monitoring condition is not satisfied, normal rich spike processing without deterioration diagnosis is performed. That is, the process proceeds to step S7, 1 is added to the rich spike processing timer Tλ, and it is determined in step S8 whether or not the timer value Tλ exceeds a predetermined value Tλ0. If NO in step S8, the process proceeds to step S9, the throttle valve opening Tv is set to the throttle valve opening Tvλ for rich spike, and the throttle valve is driven so as to be the throttle valve opening Tvλ in step S10. . The rich spike is a process in which the combustion is performed in a rich state and the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced. Therefore, the throttle valve opening Tvλ for the rich spike becomes a value smaller than that in the combustion by the lean burn.
[0036]
Next, in step S11, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are set to the rich spike fuel injection amount Qλ, the fuel injection timing Iλ, and the ignition timing θλ, respectively. In the present embodiment, during rich spike control, split injection is performed in which fuel is injected in two parts, an intake stroke and a compression stroke. Therefore, the injection amount in the intake stroke and the injection amount in the compression stroke are set as the fuel injection amount. Further, as the fuel injection timing, an injection timing in the intake stroke and an injection timing in the compression stroke are set. At this time, in the present embodiment, an injection amount corresponding to an air-fuel ratio of 14.5 or less is set such that the oxygen concentration in the exhaust gas is 0.3% or less. Therefore, after the start of this control, the oxygen concentration in the exhaust gas decreases rapidly.
[0037]
If YES in step S8, since the predetermined time has elapsed, Tλ is reset in step S12 and NOes is reset in step S13 to end the rich spike processing.
[0038]
When YES is determined in the step S6, the process proceeds to a step S14 in order to perform the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst 25 together with the NOx release. In the present embodiment, in the NOx release process that is performed together with the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst 25, first, tailing that gradually decreases the oxygen concentration in the exhaust gas is performed.
[0039]
In step S14, it is determined whether the current air-fuel ratio actual A / F has reached the air-fuel ratio A / Fλ of λ. This determination is made based on, for example, the output of the upstream oxygen concentration sensor 24a. If NO in step S14, the target air-fuel ratio A / Fref is decreased by α in step S15. The value of α is preferably set to such a value that the air-fuel ratio shifts from a lean state of 22 or more to 14.7 over, for example, about 5 seconds.
[0040]
Next, a throttle valve opening Tv based on the reduced target air-fuel ratio A / Fref is set in step S16, and the throttle valve is driven in step S17 based on this opening.
[0041]
Next, in step S18, the tailing fuel injection amount Qmc, the fuel injection timing Imc, and the ignition timing θmc are set based on the target air-fuel ratio A / Fref set in step S15. Next, in step S19, 1 is set to the flag Fmc indicating tailing.
[0042]
On the other hand, if NO in step S14, that is, if the actual air-fuel ratio is the air-fuel ratio of λ = 1, processing for maintaining the rich (λ = 1) state for a predetermined time is performed. That is, the process proceeds to step S20, the flag Fmc is reset, the process proceeds to step S21, 1 is added to the timer Tm used for maintaining the rich state, and whether or not the timer value Tm exceeds the predetermined value Tm0 in step S2. Determine whether. If NO in step S22, the process proceeds to step S23 where the throttle valve opening Tv is set to the throttle valve opening Tvλ for maintaining the rich state (λ = 1), and the throttle valve opening Tvλ is set in step S24. To drive the throttle valve. Next, in step S25, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are set to a rich (λ = 1) maintaining fuel injection amount Qλ, a fuel injection timing Iλ, and an ignition timing θλ, respectively.
[0043]
On the other hand, if YES in step S22, the time to maintain rich (λ = 1) has elapsed if NO, the process proceeds to step S26, Tm is reset, and NOes is further reset in step S27.
[0044]
If NO in step S5, the process proceeds to step S28 to determine whether Tλ is being counted. If “YES” in the step S28, the rich spike process is being performed, and the process proceeds to the step S7. If NO in step S28, the flow advances to step S29 to determine whether the tailing flag Fm is 1 or not. If “YES” in the step S29, the tailing is being performed, and the process proceeds to the step S14. If NO in step S29, the process proceeds to step S30 to determine whether or not the timer Tm indicating the continuation time for rich (λ = 1) is being counted. If YES in step S30, the process proceeds to step S21.
After step S11, step S13, step S19, step S25, step S27, and step S30, the process proceeds to step S31 to execute the set injection amount and injection timing fuel injection, and the timing set in step S32. Ignition is performed.
[0045]
FIG. 3 shows the air-fuel ratio (a) and the oxygen in the exhaust before and after the tailing process and the subsequent rich (λ = 1) maintenance process performed for the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst 25 in this embodiment. 3 is a time chart showing a concentration (b) and an output value (c) of the NOx sensor 26.
[0046]
The lean state is immediately before the start of NOx release from the NOx adsorption catalyst 25. In this embodiment, control is performed such that the air-fuel ratio shifts from this lean state (for example, air-fuel ratio of 22 or more) to λ = 1 over about 5 seconds. That is, the time from t1 to t3 in FIG. 3 is set to be about 5 seconds. In the present embodiment, based on the output of the upstream oxygen concentration sensor 24a, the oxygen concentration on the upstream side of the NOx adsorption catalyst 25 decreases to an oxygen concentration of 0.5% corresponding to the air-fuel ratio 14.7 (λ = 1). Then, tailing is stopped and the air-fuel ratio is maintained in that state.
[0047]
When such control is performed, the oxygen concentration (upstream oxygen concentration) in the exhaust gas flowing into the NOx adsorption catalyst 25 decreases due to the decrease in the air-fuel ratio, and the NOx release amount from the NOx adsorption catalyst 25 increases from NOin. (Figure 3b). As the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, the oxygen storage material such as ceria contained in the NOx adsorption catalyst 25 releases the oxygen adsorbed in the lean state, so that the exhaust gas on the downstream side of the NOx adsorption catalyst 25 is exhausted. The oxygen concentration decreases rapidly after t2 when the release of oxygen from the O2 storage material is completed.
[0048]
When this oxygen release is completed, the NOx release amount NOst from the NOx adsorbent of the NOx adsorption catalyst 25 increases from the peak NOmax, then decreases to NOmin (t4), and then takes a substantially constant value. Become. Thus, in this embodiment, the NOx release state from the NOx adsorption catalyst when the air-fuel ratio is lowered to reduce the oxygen concentration is divided into two stages.
[0049]
Next, the contents of the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst 25 performed by the ECU 32 will be described along the flowchart of FIG.
[0050]
First, in step S40, data such as the accelerator opening, the accelerator opening change, and the engine speed are input. Next, the process proceeds to step S41, and the same determination as in step S6 in FIG. When YES is determined in the step S41, the process proceeds to a step S42 so as to determine whether or not the air-fuel ratio is immediately after shifting from λ = 1 (rich) to lean. This is to determine whether or not it is immediately after the rich spike processing is completed.
[0051]
If NO in step S42, the process proceeds to step S43, where it is determined whether or not the air-fuel ratio has started to shift from lean to λ = 1 (rich). When YES is determined in the step S43, the NOx release accompanying the deterioration diagnosis is being performed, so the process proceeds to a step S44 to store the output value of the NOx sensor 26 and the output value of the downstream oxygen concentration sensor 25b. If NO in step S43, the process proceeds to step S45 to determine whether or not the flag Fmc indicating tailing is 1. If YES, that is, if Fmc = 1, the process proceeds to step S44. If NO in step S45, the process proceeds to step S46 to determine whether or not the timer Tm used for maintaining the rich state is being counted. If YES or Tmc is being counted, Proceed to step S44. After the process of step S44, the process returns.
[0052]
When YES is determined in the step S42, the process proceeds to a step S47 so as to add 1 to the timer TL, and it is determined whether or not the timer TL exceeds a predetermined value TL0 in a step S48. When YES is determined in the step S48, the process proceeds to a step S49, and the output value of the NOx sensor 26 is detected. Next, the process proceeds to step S50, where the NOx amount downstream of the NOx adsorption catalyst 25 is calculated from the output value of the NOx sensor 26 detected in step S49, and the NOx adsorption of the NOx adsorption catalyst 25 is based on this amount and the current operating state. The degree of adsorption NOab indicating the degree of deterioration is calculated. If the NOx adsorption degree is not lowered, the amount of NOx downstream of the NOx adsorption catalyst 25 becomes small.
[0053]
Next, the process proceeds to step S51, and it is determined whether there is memory data of the output value of the NOx sensor 26 and the output value of the downstream oxygen concentration sensor 24b, that is, whether the process of step S44 has been performed. When YES is determined in the step S51, the deterioration diagnosis of the NOx adsorption catalyst 25 is executed in a step S52. This deterioration diagnosis includes the NOx sensor 26 output value (NOx amount downstream of the NOx adsorption catalyst) and the downstream oxygen concentration sensor during the tailing processing period in which the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced and the processing period in which the rich state is maintained thereafter. Based on the output value of 24b and the like.
[0054]
There are various modes as specific methods for deterioration diagnosis. For example, the output value NOin of the NOx sensor 26 at the start of tailing (t1), the output value NOst of the NOx sensor 26 when the oxygen concentration downstream of the NOx adsorption catalyst 25 becomes 0.5%, and The peak value NOmax of the output of the NOx sensor 26 and the value NOmin when the output value decreased after the peak becomes substantially constant (t4)
Formula (NOmax-NOst) / (NOmax-NOmin)
There is a method of performing a deterioration diagnosis based on the calculation result. In this case, it is diagnosed that the degree of deterioration of the NOx adsorption catalyst is higher as the value of the calculation result is larger. At this time, if the NOx adsorption degree NOab of the NOx adsorption catalyst 25 is normal, it is diagnosed that the degree of deterioration of the catalyst metal contained in the NOx adsorption catalyst 25 is large. As the NOx adsorption degree, the diagnosis result in step S50 is adopted.
[0055]
As another method, as the total value of the output values of the NOx sensor from t2 to t4, that is, the amount of NOx released from t2 to t4 (area of the partial NO2 indicated by the oblique lines in FIG. 3C) is larger, the NOx adsorption catalyst. You may diagnose that the deterioration degree of is large. At this time, if the NOx adsorption degree NOab of the NOx adsorption catalyst 25 is normal, it is diagnosed that the degree of deterioration of the catalyst metal contained in the NOx adsorption catalyst 25 is large.
[0056]
Further, it may be diagnosed that the greater the value of (NOst−NOin), the greater the degree of deterioration of the NOx adsorption catalyst. Further, if the NOx adsorption degree NOab of the NOx adsorption catalyst 25 is normal, it is considered that the balance between the oxygen release of the O2 storage material contained in the NOx adsorption catalyst and the catalyst metal is lost, so that the catalyst metal is deteriorated. Diagnose a high degree. Further, instead of (NOst-NOin), the total value of the output values of the NOx sensor from t1 to t2, that is, the amount of NOx released from t1 to t2 (area of partial NO1 indicated by the mesh line in FIG. 3C) The same diagnosis can be made using.
[0057]
Based on the diagnosis in step S52, a necessary warning is displayed on the display means 41 in step S53, and the control is terminated.
[0058]
If NO in step S41, the process proceeds to step S54 to reset NOab, the output value of the NOx sensor, the output value of the oxygen concentration sensor, and the timer TL, and then return. If NO in step S46, the process proceeds to step S54. Further, if NO at step S51, the process returns.
[0059]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims.
[0060]
For example, in the above embodiment, it is determined in step S14 whether the current air-fuel ratio actual A / F has reached the air-fuel ratio A / Fλ of λ based on the output of the upstream oxygen concentration sensor 24a. Alternatively, it may be determined that the air-fuel ratio A / Fλ of λ has been reached when a predetermined time has elapsed since the start of tailing.
[0061]
Moreover, the specific diagnostic method of deterioration is not limited to the method of the said embodiment.
[0062]
Furthermore, the method for reducing the oxygen concentration in the exhaust gas is not limited to the process for enriching the air-fuel ratio.
[0063]
In the above embodiment, the shift from the lean state to λ = 1 takes about 5 seconds, but the present invention is not limited to this value.
[0064]
In the above embodiment, the shift from the lean state to λ = 1 takes about 5 seconds, but the present invention is not limited to this value. For this transition period, an appropriate time between 3 seconds and 30 seconds can be set in consideration of various conditions, for example.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided an engine exhaust purification device capable of performing a highly accurate deterioration diagnosis of a NOx adsorption catalyst.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system including an exhaust emission control device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing processing contents of engine control performed by an ECU.
FIG. 3 is a time chart showing an air-fuel ratio (a), an oxygen concentration in exhaust gas (b), and an output value (c) of the NOx sensor 26 before and after a tailing process and a subsequent rich maintenance process.
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of a process performed by the ECU during the deterioration diagnosis control of the NOx adsorption catalyst.
[Explanation of symbols]
1: Engine body
24a: upstream oxygen concentration sensor
24b: downstream oxygen concentration sensor
25: NOx adsorption catalyst
26: NOx sensor
32: ECU

Claims

エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを放出する酸素濃度が低い状態から、前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを吸着する酸素濃度が高い状態に移行したときに、前記ＮＯｘセンサからの出力値から前記ＮＯｘ吸着触媒を通過するＮＯｘ量を検出し、それに基づき前記ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着度を検出するＮＯｘ吸着度検出手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始から所定時間経過後の前記ＮＯｘセンサの出力値と、前記ＮＯｘ吸着度検出手段によって検出されたＮＯｘ吸着度とに基づいた前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst containing a metal;
A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
The NOx adsorbent passes through the NOx adsorption catalyst from the output value from the NOx sensor when the NOx adsorbent shifts from a low oxygen concentration state where the NOx adsorbent releases NOx to a high oxygen concentration state where the NOx adsorbent adsorbs NOx. NOx adsorption degree detecting means for detecting the NOx amount to be detected and detecting the NOx adsorption degree of the NOx adsorption catalyst based on the detected NOx amount ;
Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
The deterioration diagnosis based on the degradation value based on the output value of the NOx sensor after a lapse of a predetermined time from the start of the decrease in oxygen concentration by the NOx release control means and the NOx adsorption degree detected by the NOx adsorption degree detection means. Run the
An exhaust emission control device for an engine.

エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属と、Ｏ２ストレージ材とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを放出する酸素濃度が低い状態から、前記ＮＯｘ吸着材がＮＯｘを吸着する酸素濃度が高い状態に移行したときに、前記ＮＯｘセンサの出力値から前記ＮＯｘ吸着触媒を通過するＮＯｘ量を検出し、それに基づき前記ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着度を検出するＮＯｘ吸着度検出手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始直後から所定時間の前記ＮＯｘセンサの出力値と、前記ＮＯｘ吸着度検出手段によって検出されたＮＯｘ吸着度とに基づいた前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst comprising a metal and an O2 storage material;
A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
The NOx adsorbent passes through the NOx adsorption catalyst from the output value of the NOx sensor when the NOx adsorbent shifts from a low oxygen concentration state where the NOx adsorbent releases NOx to a high oxygen concentration state where the NOx adsorbent adsorbs NOx. NOx adsorption degree detecting means for detecting the NOx amount and detecting the NOx adsorption degree of the NOx adsorption catalyst based on the NOx amount ;
Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
The diagnosis means performs the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor for a predetermined time immediately after the start of the oxygen concentration reduction by the NOx release control means and the NOx adsorption degree detected by the NOx adsorption degree detection means. Execute,
An exhaust emission control device for an engine.

前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段をさらに備え、
該酸素濃度検出手段の出力値に基づいて前記所定時間が設定される、
請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。Oxygen concentration detecting means disposed downstream of the NOx adsorption catalyst,
The predetermined time is set based on the output value of the oxygen concentration detection means.
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 or 2.

エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段と、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
該診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始から前記酸素濃度検出手段の出力値が所定値まで低下した時点での前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst containing a metal;
A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
Oxygen concentration detection means disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
The diagnosis means executes the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor at the time when the output value of the oxygen concentration detection means has decreased to a predetermined value from the start of the decrease in oxygen concentration by the NOx release control means. ,
An exhaust emission control device for an engine.

エンジンの排気通路に配置され、酸素濃度が高い状態でＮＯｘを吸着し酸素濃度が低い状態で吸着していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着材と、該ＮＯｘ吸着材から放出されたＮＯｘを浄化させる触媒金属と、Ｏ２ストレージ材とを含むＮＯｘ吸着触媒と、
該ＮＯｘ吸着触媒の下流側に配置されたＮＯｘセンサと、
前記ＮＯｘ吸着触媒の下流に配置された酸素濃度検出手段と、
前記排気通路内の酸素濃度を低下させ、前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御手段と、
所定条件下で、前記排気通路内の酸素濃度を低下させて前記ＮＯｘ吸着触媒からＮＯｘを放出させ、前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記ＮＯｘ吸着触媒の劣化を診断する診断手段と、を備え、
前記診断手段が、前記ＮＯｘ放出制御手段による酸素濃度低下の開始直後から前記酸素濃度検出手段の出力値が所定値まで低下した時点までの前記ＮＯｘセンサの出力値に基づいて、前記劣化診断を実行する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。NOx adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx in a state where oxygen concentration is high and releases NOx adsorbed in a state where oxygen concentration is low, and a catalyst that purifies NOx released from the NOx adsorbent A NOx adsorption catalyst comprising a metal and an O2 storage material;
A NOx sensor disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
Oxygen concentration detection means disposed downstream of the NOx adsorption catalyst;
NOx release control means for reducing the oxygen concentration in the exhaust passage and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst;
Diagnosing means for diagnosing deterioration of the NOx adsorption catalyst based on an output value of the NOx sensor by reducing NOx concentration from the NOx adsorption catalyst under a predetermined condition and releasing NOx from the NOx adsorption catalyst; Prepared,
The diagnosis unit executes the deterioration diagnosis based on the output value of the NOx sensor from immediately after the start of the decrease in oxygen concentration by the NOx release control unit to the time when the output value of the oxygen concentration detection unit decreases to a predetermined value. To
An exhaust emission control device for an engine.

前記ＮＯｘ吸着触媒は、セリアを含む、
請求項１または４に記載のエンジンの排気浄化装置。The NOx adsorption catalyst includes ceria,
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 or 4.