JP5098479B2

JP5098479B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP5098479B2
Application number: JP2007187204A
Authority: JP
Inventors: 貴宏内田; 淳田原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP2009024557A

Description

この発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。

内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の排気浄化作用を促進するために、同排気浄化触媒に反応物質として未燃燃料成分を添加する燃料添加処理を行うようにしたものが従来提案されている。この燃料添加処理では、例えば、排気通路における排気浄化触媒よりも上流側の部位に設けた燃料添加弁から燃料を噴射する方法や、通常の燃料噴射の後、筒内用燃料噴射弁から排気行程中に燃料を噴射するポスト噴射を実行する方法等により排気に燃料を添加するようにしている。

ところで、一般に排気浄化触媒は、長期間にわたる使用によって次第に劣化し、排気浄化能力が低下する。そして、このように劣化した排気浄化触媒をそのまま使用し続けると排気性状が悪化するため、これを抑制するために劣化した排気浄化触媒を新しいものと交換する等、適切なメンテナンスが行われる。ここで、こうしたメンテナンスを適切なタイミングで行うためには、排気浄化触媒の劣化度合を正確に把握することが必要となる。

上述した燃料添加処理によって排気浄化触媒に未燃燃料成分が供給されているときには、その反応熱によって触媒床温が上昇し、排気浄化触媒を通過する排気の温度がその反応熱の影響によって上昇するようになる。ここで、その反応熱は排気浄化触媒の劣化度合が低いときほど大きくなるため、排気浄化触媒を通過した排気の温度は、排気浄化触媒の劣化度合と相関を有して変化することとなる。

そこで、特許文献１に記載の装置では、燃料添加処理が行われているときに、排気通路における排気浄化触媒よりも下流側の部位に設けられた排気温度センサによって検出される排気温度に基づいて触媒における反応熱の大きさを推定し、その反応熱の大きさに基づいて触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を実行するようにしている。

具体的には、排気浄化触媒を通過した排気の温度を排気温度センサによって検出するとともに、反応熱が全く発生しない状態にまで排気浄化触媒が劣化していると仮定して仮想触媒床温を算出する。そして、これら検出される排気温度と、算出される仮想触媒床温との乖離の大きさに基づいて、この乖離が小さいほど触媒における反応熱が小さく、触媒の劣化度合が大きい旨を判定するようにしている。

このように排気温度センサによって実際に検出される排気温度と、仮想触媒床温とを比較することにより、その乖離に基づいて排気浄化触媒の劣化度合を判定することができるようになる。
特開２００５‐６９２１８号公報

ところで、上述のように排気浄化触媒よりも下流側に設けた排気温度センサによって検出される排気温度の値は、触媒の劣化度合と相関を有するものの、その相関の大きさは排気温度センサ近傍の排気流量によって変化する。例えば、排気流量が非常に少ない場合には、排気の流れが不均一であるため、排気温度センサの取付位置や排気通路の形状等によっては、排気浄化触媒の反応熱によって排気が温度上昇しても、その排気が排気温度センサの検出部に接触せずに通過してしまい、排気の温度を正確に検出することができないことがある。こうした場合には、触媒における反応が良好に行われて実際の触媒床温は十分に上昇しているにも関わらず、排気温度センサによって検出される排気温度が上昇しにくくなるため、検出された排気温度と触媒の劣化度合との相関が低下して排気浄化触媒が劣化している旨の誤判定がなされるおそれがある。

この発明は、上記実状に鑑みてなされたものでありその目的は、排気温度センサにより検出される排気温度と排気浄化触媒の劣化度合との相関が排気流量によって低下し排気浄化触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制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。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒に反応物質として未燃燃料成分を添加する燃料添加処理を行う燃料添加手段と、前記排気通路における前記排気浄化触媒よりも下流側の部位に設けられる排気温度センサとを備え、前記燃料添加処理が行われているときに、前記排気浄化触媒が所定の劣化度合にまで劣化していると仮定して算出される仮想触媒床温と、前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離の大きさに基づいて前記排気浄化触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記排気温度センサ近傍の排気流量を推定する排気流量推定手段と、前記排気浄化触媒に流入する排気の温度を機関運転状態に基づいて推定する流入排気温推定手段とを備え、同排気流量推定手段によって推定される排気流量が下限流量値未満であるときに前記劣化判定処理を禁止するとともに、前記流入排気温推定手段によって推定される排気の温度が所定温度未満であるときに前記劣化判定処理を禁止し、前記所定温度は前記推定される排気流量が多いときほど高い温度に設定されることをその要旨とする。

排気流量が非常に少ない場合には、排気の流れが不均一であるため、排気温度センサの取付位置や排気通路の形状等によっては、排気浄化触媒の反応熱によって排気が温度上昇しても、その排気が排気温度センサの検出部に接触せずに通過してしまい、排気の温度を正確に検出することができないことがある。このような場合には、排気温度センサにより検出される排気温度と排気浄化触媒の劣化度合との相関が低下するため、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記請求項１に記載の発明では、このように排気温度と排気浄化触媒の劣化度合との相関が低下するとき、即ち排気流量推定手段によって推定される排気温度センサ近傍の排気流量が下限流量値未満であるときには、劣化判定処理を禁止するようにしている。その結果、排気浄化触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。

尚、上記下限流量値は、排気温度センサによって検出される排気温度に基づいて排気浄化触媒の劣化度合を十分な精度で判定することのできる排気流量の下限値として排気温度センサの取付位置や排気通路の形状等を考慮して設定される。

また、上記所定の劣化度合には、排気浄化触媒が全く劣化していない状態や、未燃燃料成分が供給されても反応熱が全く発生しないようになるまで劣化した状態を含むものとする。
また、排気浄化触媒に流入する排気の温度が低い場合には、排気浄化触媒が活性化しにくいため、反応熱が発生しにくい。このように排気浄化触媒の劣化度合に関わらず反応熱が発生しにくい状態にあっては、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記構成では、このように劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度が低下するとき、即ち排気浄化触媒に流入する排気の温度が所定温度未満であるときに、劣化判定処理を禁止するようにしている。これにより、排気浄化触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。
また、排気流量が多くなるほど、排気流速が速くなり、未燃燃料成分を含んだ排気が排気浄化触媒を通過するのにかかる時間が短くなるため、未燃燃料成分が排気浄化触媒において反応する期間が短くなる。そのため、排気浄化触媒に流入する排気の温度が同じ場合であっても排気流量が多くなるほど反応熱が小さくなり、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度が低下する。そこで、上記構成では、劣化判定処理を禁止する上記所定温度を排気流量が多いときほど高い温度に設定するようにしている。これにより、排気流量の変化に伴う劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度の変化に合わせた態様にて劣化度合判定処理の実行を禁止する上記所定温度を設定することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記排気流量推定手段によって推定される排気流量が前記下限流量値よりも大きい上限流量値以上であるときに前記劣化判定処理を禁止することをその要旨とする。

排気流量が多くなるほど、排気流速が速くなり、排気が排気浄化触媒を通過するのにかかる時間が短くなるため、排気浄化触媒と排気との間で熱交換が行われる期間が短くなる。そのため、排気流量が非常に多い場合には触媒における反応熱が大きい場合であっても、排気の温度が上昇しにくくなり、触媒の劣化度合と排気温度との相関が低下するため、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記請求項２に記載の発明では、このように排気温度と排気浄化触媒の劣化度合との相関が低下するとき、即ち排気流量推定手段によって推定される排気流量が上限流量値以上であるときに、劣化判定処理を禁止するようにしている。これにより、排気温度と排気浄化触媒の劣化度合との相関が低下し排気浄化触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。

尚、上記上限流量値は、排気温度センサによって検出される排気温度に基づいて排気浄化触媒の劣化度合を十分な精度で判定することのできる排気流量の上限値として排気浄化触媒の寸法や排気通路の通路面積等を考慮して設定される。

尚、請求項１に記載の発明と同様に上記請求項２に記載の発明の上記所定の劣化度合には、排気浄化触媒が全く劣化していない状態や、未燃燃料成分が供給されても反応熱が全く発生しないようになるまで劣化した状態を含むものとする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記所定の劣化度合は、燃料添加処理による反応熱が全く発生しない状態にまで前記排気浄化触媒が劣化したときの劣化度合であり、前記劣化判定処理は前記算出される仮想触媒床温と前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離が小さいほど前記排気浄化触媒の劣化度合が大きい旨を判定することをその要旨とする。

上記構成によれば、燃料添加処理による反応熱が全く発生しない状態にまで排気浄化触媒が劣化していると仮定しているため、燃料添加処理による燃料の添加量等によって変化する反応熱の大きさを考慮せずに仮想触媒床温を算出することができ、その仮想触媒床温の算出が容易になるとともにその精度を高めることができる。その結果、排気浄化触媒の劣化度合をより高い精度をもって判定することができるようになる。ちなみに、上記のように燃料添加処理による反応熱が全く発生しない状態にまで排気浄化触媒が劣化していると仮定して仮想触媒床温を算出するようにした場合には、仮想触媒床温と排気温度センサによって検出される排気温度との乖離が小さいほど排気浄化触媒の劣化度合が大きいと判定することができる。

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、前記劣化判定処理を通じて前記仮想触媒床温と前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離が所定量未満である状態が所定期間以上継続したときに前記排気浄化触媒に異常が生じている旨の判定をなす異常判定手段を備えることをその要旨とする。

更に、上記請求項４に記載の発明によるように、仮想触媒床温と検出される排気温度との乖離が所定量未満の状態、即ち触媒の劣化度合が比較的大きい状態が所定期間以上継続したときに排気浄化触媒に異常が生じていることを判定する構成を採用することにより、触媒が劣化して排気性状が悪化するおそれのある異常状態にある旨を的確に判定することができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記排気浄化触媒に異常が生じている旨の判定がなされたときにその旨を報知する異常報知手段を備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、排気浄化触媒に異常が生じている旨の判定に基づいてその旨を報知することができるようになる。これにより、排気浄化触媒を交換する等の処置の実施を促すことができ、ひいては排気浄化触媒の劣化に伴う排気性状の悪化を抑制することができる。

以下、この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に適用した一実施形態について図１〜５を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかるディーゼルエンジン及びその排気浄化装置の概略構成を示す模式図である。図１に示されるようにディーゼルエンジン１０には、吸気通路２０と排気通路３０とが接続されている。吸気通路２０には、モータ２１ａにより開閉駆動される吸気絞り弁２１が設けられており、この吸気絞り弁２１の開度を変更することにより燃焼室１１に導入される空気の量が調量される。

ディーゼルエンジン１０の燃焼室１１には、気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられている。これら燃料噴射弁１２はコモンレール１３に接続されており、コモンレール１３に充填された燃料を燃焼室１１内に噴射する。尚、このコモンレール１３には、図示しない燃料タンクに貯留された燃料がサプライポンプ１４によって供給される。

また、図１に示されるように吸気通路２０及び排気通路３０は、ターボチャージャ２２に接続されている。ターボチャージャ２２は、排気通路３０を流れる排気のエネルギによってそのタービン２２ａを回転させることにより、吸気通路２０内の空気を加圧して燃焼室１１に送り込む。

また、図１に示されるように排気通路３０におけるターボチャージャ２２よりも上流側の部位には、吸気通路２０に連通し排気通路３０内の排気の一部を吸気通路２０に還流する排気還流通路４３が接続されている。この排気還流通路４３には、リニアソレノイド４４ａによって開閉駆動されるＥＧＲ弁４４が設けられており、このＥＧＲ弁４４の開度を変更することにより排気通路３０から吸気通路２０に還流される排気の量が調量される。

図１に示されるように排気通路３０のターボチャージャ２２よりも下流側の部分には、触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２が設けられている。これら触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２には、各々にＮＯｘ吸蔵還元触媒が担持されている。

ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、リーン状態においてＮＯｘを吸蔵する一方で、リッチ状態では、吸蔵したＮＯｘと、排気に含まれるＣＯ及び未燃燃料成分のＨＣとを反応させてＮＯｘを還元し、これらをＮ_２、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏにすることにより排気を浄化する。

ＰＭフィルタ４２は、多孔質材料によって形成されたモノリス構造のフィルタであり、排気中の煤等を主成分とする粒子状物質（ＰＭ）を捕捉する。上述のようにＰＭフィルタにもＮＯｘ吸蔵還元触媒が担持されているため、ＰＭフィルタ４２に捕捉されたＰＭは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の酸化作用によって酸化され、除去される。

また、図１に示されるように排気通路３０における触媒コンバータ４１よりも下流側の部位、より詳しくは触媒コンバータ４１とＰＭフィルタ４２との間には第１排気温度センサ５５が設けられている。また、排気通路３０におけるＰＭフィルタ４２よりも下流側の部位には第２排気温度センサ５６が設けられている。これら各排気温度センサ５５，５６により触媒コンバータ４１を通過した排気の温度、ＰＭフィルタ４２を通過した排気の温度がそれぞれ検出されるようになっている。

これら各排気温度センサ５５，５６の出力信号はディーゼルエンジン１０を統括的に制御する電子制御装置５０に取り込まれる。電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、ディーゼルエンジン１０の各装置を駆動するための駆動回路とを含んで構成されている。電子制御装置５０には、上述した各排気温度センサ５５，５６の他、吸気通路２０に設けられてディーゼルエンジン１０に導入される空気の量及びその温度、即ち吸入空気量ＧＡ及び吸気温度ＴＨＡを検出するエアフロメータ５１、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度ＴＡを検出するアクセル開度センサ５２、ディーゼルエンジン１０の機関冷却水温度ＴＨＷを検出する水温センサ５３、機関回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ５４等が接続されている。そして、これら各種センサ５１〜５６の出力信号は電子制御装置５０に取り込まれる。

また、電子制御装置５０には、運転席のインスツルメントパネルに設けられた触媒異常ランプ６０が接続されている。この触媒異常ランプ６０は、後述する異常判定処理を通じて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に異常が生じている旨の異常判定がなされたときに電子制御装置５０によって点灯される。

電子制御装置５０は、上記各種センサ５１〜５６の出力信号に基づいて、燃料噴射弁１２による燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行する。また、ＥＧＲ弁４４の開度及び吸気絞り弁２１の開度を調節することにより吸気通路２０に還流させる排気の量を調量するＥＧＲ制御、また排気浄化処理の一環として、触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２に反応物質として未燃燃料成分のＨＣを供給する燃料添加処理等を実行する。

尚、本実施形態のディーゼルエンジン１０にあっては、ＥＧＲ制御に伴う燃焼モードとして、通常燃焼モードと低温燃焼モードの２種類の燃焼モードを切り替えて実行する。ここで低温燃焼モードとは、排気還流通路４３を通じて大量の排気を吸気通路２０に還流させることより燃焼を緩慢にしてＮＯｘと未燃燃料成分のＨＣによるスモークとを同時に低減させる燃焼モードであり、本実施形態のディーゼルエンジン１０にあっては低負荷、中高回転領域においてこの低温燃焼モードを実行する。これに対して、通常のＥＧＲ制御（排気を還流させない場合も含める）を実行するのが通常燃焼モードである。

また、燃料添加処理にかかる制御モードとしては、ＰＭ除去制御モード、硫黄被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。ＰＭ除去制御モードとは、ＰＭフィルタ４２に堆積したＰＭを燃焼させてＣＯ_２とＨ_２Ｏにするモードであり、通常の燃料噴射の後、排気行程において燃料噴射弁１２から燃料を噴射して排気に燃料を添加するポスト噴射を継続的に繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するモードである。また、硫黄被毒回復制御モードとは、触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒が硫黄被毒してＮＯｘの吸蔵能力が低下した場合にＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄を放出させるモードであり、ポスト噴射による排気への燃料の添加を継続的に繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するとともに、排気にＨＣが多量に含まれるリッチ状態にするモードである。ＮＯｘ還元制御モードとは、触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ_２に還元するモードである。このモードでは、比較的時間をおいて間欠的にポスト噴射を実行することにより触媒床温を比較的低温（例えば２５０〜５００℃）に保持するとともに、排気をリッチ状態にする。これ以外の状態が通常制御モードであり、この通常制御モードではポスト噴射による排気への燃料の添加は行われない。通常制御モードにあっては、排気がリーン状態となるため、排気に含まれるＮＯｘがＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されるようになる。

ところで、一般に排気浄化触媒は、長期間にわたる使用によって次第に劣化し、排気浄化能力が低下する。上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒にあっては、劣化が進行するとリーン状態にあってもＮＯｘを吸蔵することができなくなったり、ＮＯｘ還元制御モードにおいてリッチ状態にあってもＮＯｘを還元することができなくなったりする。そして、このように劣化した触媒をそのまま使用し続けると排気性状が悪化するため、これを抑制するために劣化した触媒を新しいものと交換する等、適切なメンテナンスを行う必要がある。ここで、こうしたメンテナンスを適切なタイミングで行うためには、触媒の劣化状態を正確に把握することが必要となる。

そこで、本実施形態の排気浄化装置にあっては、燃料添加処理によって触媒コンバータ４１にＨＣが供給されているときの反応熱の大きさに基づいてＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化状態を判定する劣化判定処理を実行するようにしている。そして、この劣化判定処理を通じて触媒の劣化状態を判定するとともに、その判定結果に基づいて排気浄化触媒に異常が発生している旨の判定を行うようにしている。

以下、このＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化判定にかかる制御について図２〜４を参照して説明する。尚、図２は劣化判定処理の実行条件が成立しているか否かを判定する実行条件判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート、図３は正常判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート、図４は異常判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。これら図２〜４のフローチャートに示される処理は機関運転中に電子制御装置５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、図２に示される実行条件判定処理について説明する。この処理が開始されると、まずステップＳ１００〜Ｓ１６０を通じて劣化判定処理を実行するための実行条件が成立しているか否かを判定する。

具体的には、ステップＳ１００において、触媒制御モードがＰＭ除去制御モード又は硫黄被毒回復制御モードであるか否かを判定する。これらのモードにあっては、上述したように継続的にポスト噴射が実行されるため、ＮＯｘ還元制御モードよりも排気に対する燃料の添加量が多くなるため、反応熱も大きくなる。このようにステップＳ１００では、比較的燃料の添加量が多く、反応熱の大きさに基づいて触媒の劣化状態を判定することのできる触媒制御モードであるか否かを判定する。

ステップＳ１１０では、第１排気温度センサ５５が正常であるか否かを判定する。ここでは、電子制御装置５０が別途実行している第１排気温度センサ５５の異常検出処理にて、断線などの異常が検出されていないことを確認する。

ステップＳ１２０では、触媒コンバータ４１の触媒床温が基準温度以上であるか否かを判定する。ここでは、触媒床温が基準温度以上であることに基づいてＮＯｘ吸蔵還元触媒が活性化していることを確認する。尚、ここでは、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度を触媒コンバータ４１の触媒床温の代替値として用いている。これ以外に、エンジンの運転状態、例えば機関回転速度ＮＥと燃料噴射弁１２からの燃料噴射量Ｑとに基づいて、排気から触媒コンバータ４１に与えられる熱量により触媒床温を推定計算しても良い。

ステップＳ１３０では、燃焼モードが通常燃焼モードであるか否かを判定する。低温燃焼モードにおいて大量の排気を吸気通路２０に還流させることにより理論空燃比近くまで空燃比を低下させた場合には、触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の触媒床温が大きく変動することがある。このように触媒床温が大きく変動する状態にあっては、反応熱の大きさに基づく劣化状態の判定精度が低下する。そこで、ステップＳ１３０を通じて、燃焼モードが通常燃焼モードにあることを確認する。

ステップＳ１４０では、ポスト噴射による燃料添加からの経過時間をカウントする添加後経過カウンタが基準値以下であるか否か、即ちポスト噴射実行から所定期間以内であるか否かを判定する。これは燃料添加後に長期間経過してしまうと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における反応が終了したり鈍くなったりして、劣化判定処理の判定精度が低下するためである。

ステップＳ１５０では、第１排気温度センサ５５近傍の排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎ以上であり、且つ上限流量値ＥＸｍａｘ未満である、即ち排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎから上限流量値ＥＸｍａｘに亘る所定の流量域内であるか否かを判定する。

排気流量が非常に少ない場合には、排気の流れが不均一であるため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における反応熱によって排気が温度上昇しても、その排気が第１排気温度センサ５５の検出部に接触せずに通過してしまい、排気の温度を正確に検出することができないことがある。また、排気流量が多くなるほど、排気流速が速くなり、排気が触媒コンバータ４１を通過するのにかかる時間が短くなるため、排気流量が非常に多い場合には触媒における反応熱が大きい場合であっても、排気の温度が上昇しにくくなる。そこで、ここでは推定される排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎから上限流量値ＥＸｍａｘに亘る所定の流量域内であることを実行条件としている。尚、ここでは、エアフロメータ５１によって検出される吸入空気量ＧＡの値に基づいて第１排気温度センサ５５近傍の排気流量を推定するようにしている。

また、上記下限流量値ＥＸｍｉｎは、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度に基づいて触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を十分な精度で判定することのできる排気流量の下限値として第１排気温度センサ５５の取付位置や排気通路３０の形状等を考慮して設定されている。また、上記上限流量値ＥＸｍａｘは、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度に基づいて触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を十分な精度で判定することのできる排気流量の上限値として触媒コンバータ４１の寸法や排気通路３０の通路面積等を考慮して設定されている。

ステップＳ１６０では、触媒コンバータ４１に流入する排気の温度である流入排気温度が所定温度ＴＨｓｔ以上であるか否かを判定する。触媒コンバータ４１の触媒床温が高い場合であっても触媒コンバータ４１に流入する流入排気温度が低下すると触媒が活性化せずに反応が起こりにくくなることがあり、反応熱の大きさに基づく劣化度合の判定精度が低下するおそれがある。そのため、機関運転状態に基づいて流入排気温度を推定し、それに基づいて反応が起こりにくくなるおそれがあるか否かを判断している。尚、流入排気温度が同じ場合であっても排気流量が多くなると、反応熱が小さくなり、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度が低下するため、ここでは排気流量が多いほど所定温度ＴＨｓｔを大きな値に設定することにより劣化判定処理の判定精度を確保するようにしている。

これらの実行条件が全て成立している場合（ステップＳ１００〜Ｓ１６０：全てＹＥＳ）には、ステップＳ２００へと進み、実行条件成立カウンタを所定量、例えば「１」だけカウントアップする。次にステップＳ２１０において、実行条件成立カウンタが基準値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２１０において、実行条件成立カウンタが基準値未満である旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）には、ステップＳ２２５へと進み、判定実行フラグを「ＯＦＦ」に設定してこの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ２１０において、実行条件成立カウンタが基準値以上である旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２２０へと進み判定実行フラグを「ＯＮ」に設定し、この処理を一旦終了する。

一方で、上記の実行条件のうち１つでも成立していないものがある場合（ステップＳ１００〜Ｓ１６０：いずれか１つでもＮＯ）には、ステップＳ２０５へと進み、実行条件成立カウンタを「０」にリセットする。そして、ステップＳ２２５において、判定実行フラグを「ＯＦＦ」に設定し、この処理を一旦終了する。

こうして上記実行条件判定処理を繰り返し実行することにより、実行条件が全て成立している状態が継続していれば、実行条件成立カウンタのカウントアップが継続し、判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されるとともに、その後判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されている状態が継続するようになる。

一方、実行条件が一つでも成立しなくなると、前提条件成立カウンタが「０」にリセットされるとともに、判定実行フラグが「ＯＦＦ」に設定される。
次に図３に示される正常判定処理について説明する。この処理が開始されると、まずステップＳ３００及びステップＳ３１０を通じて正常条件が成立しているか否かを判定する。

具体的には、ステップＳ３００において、判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。ステップＳ３００において、判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ３００：ＹＥＳ）には、ステップＳ３１０へと進む。そして、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１と仮想触媒床温ＴＨｃａｔとの差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」を算出し、この差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が正常時基準温度差ΔＴＨｎ以上であるか否かを判定する。ここで、仮想触媒床温ＴＨｃａｔは、以下に示す式１の計算により機関運転状態に基づいて所定の周期で繰り返し算出されている触媒コンバータ４１の触媒床温である。ただし、ここでは反応熱が全く発生しない状態にまでＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化していると仮定してこの仮想触媒床温ＴＨｃａｔを推定計算している。即ち、このステップＳ３１０にあっては、反応熱が全く発生しない場合を仮定して算出した仮想触媒床温ＴＨｃａｔと、実際に第１排気温度センサ５５によって検出された排気温度ＴＨ１との乖離の大きさに基づいて触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を実行する。

ＴＨｃａｔ ←
ＴＨｃａｔｏｌｄ＋（ＴＨｅｘ − ＴＨｃａｔｏｌｄ）× Ｋｔｈ …［式１］
上記式１の右辺における前回仮想触媒床温ＴＨｃａｔｏｌｄは、前回の周期で算出された仮想触媒床温ＴＨｃａｔを示している。ここで推定排気温度ＴＨｅｘは、機関回転速度ＮＥと、燃料噴射量Ｑとから演算マップを参照して求められる値である。なまし係数Ｋｔｈは、触媒コンバータ４１の熱容量に起因して生じる排気温度の応答遅れを反映した「１．０」未満の係数であり、予め行う実験の結果に基づいて設定されている。

こうして算出された仮想触媒床温ＴＨｃａｔと第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が正常時基準温度差ΔＴＨｎ以上である旨判定された場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）には、触媒コンバータ４１における反応熱が十分に大きくＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が低い旨が判断される。

そして、ステップＳ３２０では、正常条件が成立していると判断し、正常条件成立カウンタを所定量だけ、例えば「１」だけカウントアップする。次にステップＳ３３０へと進み、正常条件成立カウンタが基準値以上であるか否かを判定する。

ステップＳ３３０において、正常条件成立カウンタが基準値未満である旨判定された場合（ステップＳ３３０：ＮＯ）には、そのままこの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ３３０において、正常条件成立カウンタが基準値以上である旨判定された場合（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）には、ステップＳ３４０へと進み、触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒が正常である旨の正常判定を行い、触媒異常ランプ６０を消灯してこの処理を一旦終了する。尚、このとき触媒異常ランプ６０が点灯されていない場合には触媒異常ランプ６０を消灯したままこの処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ３００において判定実行フラグが「ＯＦＦ」である旨判定された場合（ステップＳ３００：ＮＯ）には、ステップＳ３１０における劣化判定処理を実行せずにステップＳ３２５へと進む。また、ステップＳ３１０において、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１と仮想触媒床温ＴＨｃａｔとの差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が正常時基準温度差ΔＴＨｎ未満である旨判定された場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）にも、ステップＳ３２５へと進む。

ステップＳ３２５では、正常条件成立カウンタを「０」にリセットし、この処理を一旦終了する。
このように上記正常判定処理を繰り返し実行することにより、正常条件が成立している期間が所定期間以上継続していることに基づいてＮＯｘ吸蔵還元触媒が正常である旨の正常判定が行われるようになる。

次に図４に示される異常判定処理について説明する。この処理が開始されると、まずステップＳ４００及びステップＳ４１０を通じて異常条件が成立しているか否かを判定する。

具体的には、ステップＳ４００において、判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。ステップＳ４００において、判定実行フラグが「ＯＮ」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ４００：ＹＥＳ）には、ステップＳ４１０へと進む。そして、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１と仮想触媒床温ＴＨｃａｔとの差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」を算出し、この差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が異常時基準温度差ΔＴＨｔ未満であるか否かを判定する。尚、仮想触媒床温ＴＨｃａｔは、上述したように式１に示される計算によって反応熱が全く発生しない場合を仮定して算出した仮想触媒床温ＴＨｃａｔである。即ちステップＳ４１０では、上述した正常判定処理におけるステップＳ３１０と同様に反応熱が全く発生しない場合を仮定して算出した仮想触媒床温ＴＨｃａｔと実際に第１排気温度センサ５５によって検出された排気温度ＴＨ１との乖離の大きさに基づいて触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を実行する。

仮想触媒床温ＴＨｃａｔと第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が異常時基準温度差ΔＴＨｔ未満である旨判定された場合（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）には、触媒コンバータ４１における反応熱が非常に小さくＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化している旨が判断される。尚、異常時基準温度差ΔＴＨｔは、正常時基準温度差ΔＴＨｎよりも小さな値に設定されている。

そして、ステップＳ４２０では、異常条件が成立していると判断し、異常条件成立カウンタを所定量だけ、例えば「１」だけカウントアップする。次にステップＳ４３０へと進み、異常条件成立カウンタが基準値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４３０において、異常条件成立カウンタが基準値未満である旨判定された場合（ステップＳ４３０：ＮＯ）には、そのままこの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ４３０において、異常条件成立カウンタが基準値以上である旨判定された場合（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）には、ステップＳ４４０へと進み、触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒に異常が発生している旨の異常判定を行い、触媒異常ランプ６０を点灯してこの処理を一旦終了する。尚、このときすでに触媒異常ランプ６０が点灯されている場合には触媒異常ランプ６０を点灯したままこの処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ４００において判定実行フラグが「ＯＦＦ」である旨判定された場合（ステップＳ４００：ＮＯ）には、ステップＳ４１０における劣化判定処理を実行せずにステップＳ４２５へと進む。また、ステップＳ４１０において、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１と仮想触媒床温ＴＨｃａｔとの差「ＴＨ１−ＴＨｃａｔ」が異常時基準温度差ΔＴＨｔ以上である旨判定された場合（ステップＳ４１０：ＮＯ）にも、ステップＳ４２５へと進む。

ステップＳ４２５では、異常条件成立カウンタを「０」にリセットし、この処理を一旦終了する。
こうしてこの異常判定処理を繰り返し実行することにより、異常条件が成立している期間が所定期間以上継続していることに基づいてＮＯｘ吸蔵還元触媒に異常が発生している旨の異常判定が行われ、触媒異常ランプ６０が点灯されるようになる。

本実施形態の排気浄化装置にあっては、図２〜図４を参照して説明した処理を繰り返し実行することによりＮＯｘ吸蔵還元触媒の異常を判定する。
本実施形態の排気浄化装置にあっては、図２を参照して説明したように第１排気温度センサ５５近傍の排気流量が所定の流量域内にあること（ステップＳ１５０）及び触媒コンバータ４１に流入する排気の温度が所定温度ＴＨｓｔ以上であること（ステップＳ１６０）が劣化判定処理の実行条件に含まれている。そのため、図５に示されるように排気流量と触媒コンバータ４１に流入する流入排気温度とに基づいて、劣化判定処理を実行する判定実行領域が制限されるようになる。具体的には、排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎから上限流量値ＥＸｍａｘにわたる所定の流量域外にある場合、また流入排気温度が所定温度ＴＨｓｔ未満であるときには、劣化判定処理が禁止されるようになる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）排気流量が非常に少ない場合には、排気の流れが不均一になり、第１排気温度センサ５５により検出される排気温度ＴＨ１とＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合との相関が低下するため、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記実施形態の排気浄化装置では、このように排気温度ＴＨ１とＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合との相関が低下するとき、即ち推定される第１排気温度センサ５５近傍の排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎ未満であるときには、劣化判定処理を禁止するようにしている。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。

（２）排気流量が多くなるほど、排気流速が速くなり、排気が触媒コンバータ４１を通過するのにかかる時間が短くなるため、触媒コンバータ４１と排気との間で熱交換が行われる期間が短くなる。そのため、排気流量が非常に多い場合にはＮＯｘ吸蔵還元触媒における反応熱が大きい場合であっても、排気の温度が上昇しにくくなり、触媒の劣化度合と排気温度ＴＨ１との相関が低下するため、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記実施形態の排気浄化装置では、このように排気温度ＴＨ１とＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合との相関が低下するとき、即ち推定される排気流量が上限流量値ＥＸｍａｘ以上であるときに、劣化判定処理を禁止するようにしている。これにより、排気温度ＴＨ１とＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合との相関が低下しＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。

（３）上記実施形態では、燃料添加処理による反応熱が全く発生しない状態にまでＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化していると仮定して仮想触媒床温ＴＨｃａｔを算出している。そのため、燃料添加処理による燃料の添加量等によって変化する反応熱の大きさを考慮せずに仮想触媒床温ＴＨｃａｔを算出することができ、その算出が容易になるとともにその精度を高めることができる。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合をより高い精度をもって判定することができる。

（４）仮想触媒床温ＴＨｃａｔと検出される排気温度ＴＨ１との差が異常時基準温度差ΔＴＨｔ未満の状態、即ち触媒の劣化度合が比較的大きい状態が所定期間以上継続したときにＮＯｘ吸蔵還元触媒に異常が生じていることを判定するようにしている。そのため、触媒が劣化して排気性状が悪化するおそれのある異常状態にある旨を的確に判定することができる。

（５）運転席のインスツルメントパネルに触媒異常ランプ６０を設け、異常判定に基づいて同触媒異常ランプ６０を点灯させるようにしているため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に異常が生じている旨の判定に基づいてその旨を報知することができるようになる。これにより、触媒を交換する等の処置の実施を促すことができ、ひいては触媒の劣化に伴う排気性状の悪化を抑制することができる。

（６）触媒コンバータ４１に流入する排気の温度が低い場合には、排気浄化触媒が活性化しにくいため、反応熱が発生しにくい。このようにＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に関わらず反応熱が発生しにくい状態にあっては、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼性が低下することとなる。上記実施形態では、このように劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度が低下するとき、即ち触媒コンバータ４１に流入する排気の温度が所定温度Ｔｈｓｔ未満であるときに、劣化判定処理を禁止するようにしている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができるようになる。

また、排気流量が多くなるほど、排気流速が速くなり、未燃燃料成分を含んだ排気が触媒コンバータ４１を通過するのにかかる時間が短くなるため、未燃燃料成分がＮＯｘ吸蔵還元触媒において反応する期間が短くなる。そのため、触媒コンバータ４１に流入する排気の温度が同じ場合であっても排気流量が多くなるほど反応熱が小さくなり、劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度が低下する。そこで、上記実施形態では、劣化判定処理を禁止する所定温度ＴＨｓｔを排気流量が多いときほど高い温度に設定するようにしている。これにより、排気流量の変化に伴う劣化判定処理を通じて得られる判定結果の信頼度の変化に合わせた態様にて劣化度合判定処理の実行を禁止する上記所定温度ＴＨｓｔを設定することができるようになる。

尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・触媒コンバータ４１に流入する流入排気温度が所定温度ＴＨｓｔ以上であることを劣化判定処理の実行条件の１つとし、所定温度ＴＨｓｔを排気流量が多いときほど高い温度に設定する構成を示したが、排気流量によらず、所定温度ＴＨｓｔを一定の値として設定する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、第１排気温度センサ５５近傍の排気流量を推定し、推定された排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎ以上、且つ上限流量値ＥＸｍａｘ未満の所定の流量域にあることを劣化判定処理の実行条件の１つとする構成を示した（図２におけるステップＳ１５０）。これに対して、少なくとも第１排気温度センサ５５近傍の排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎ未満のとき、又は上限流量値ＥＸｍａｘ以上のときに劣化判定処理の実行を禁止する構成であれば、排気流量の変化に伴う劣化判定処理の判定精度の低下によってＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化している旨の誤判定がなされることを抑制することができる。そのため、少なくとも第１排気温度センサ５５近傍の排気流量が下限流量値ＥＸｍｉｎ未満のとき、又は上限流量値ＥＸｍａｘ以上のときに劣化判定処理の実行を禁止する構成であれば、図２を参照して説明した実行条件判定処理におけるその他の実行条件は、適宜変更することができる。例えば、ステップＳ１６０を省略し、触媒コンバータ４１に流入する排気の流入排気温度に関わらず劣化判定処理を実行する構成を採用することもできる。また、図２に示されるように本実施形態にあっては、ステップＳ１００〜Ｓ１６０において、それぞれの実行条件が成立しているか否かを順番に判定する処理を示したが、この発明は実行条件の判定順序によって限定されるものではない。そのため、これらの判定をその他の順序で行う構成や、全ての条件が成立しているか否かを一度に判定する構成を採用することもできる。

・排気浄化触媒としてＮＯｘ吸蔵還元触媒を例示したが、この発明は、燃料添加処理によって反応熱を発生する触媒であれば、その他の触媒を備える排気浄化装置にあっても適用することができる。例えば、燃料添加処理による未燃燃料成分の供給により、酸化熱を発生させる酸化触媒を備える排気浄化装置においてこの発明を適用することもできる。

・燃料添加手段として、ポスト噴射を実行し排気に燃料を添加する構成を示したが、その他、排気通路３０に燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から燃料を噴射することにより未燃燃料成分を排気浄化触媒に供給する構成を採用することもできる。また、通常の燃料噴射における燃料噴射量Ｑを理論空燃比となる燃料噴射量よりも増大させることにより排気に含まれる未燃燃料成分を増量させ、その未燃燃料成分を排気浄化触媒に供給するリッチスパイクを行う構成等を採用することもできる。

・上記実施形態のように反応熱が全く発生しない状態にまで排気浄化触媒が劣化していると仮定して算出した仮想触媒床温ＴＨｃａｔを基準にして触媒の劣化度合を判定する構成の他、燃料添加処理に伴う反応熱の大きさが既知であれば、排気浄化触媒が任意の劣化度合にあると仮定して仮想触媒床温ＴＨｃａｔを算出することもできる。そしてこの場合には、仮想触媒床温ＴＨｃａｔと第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との乖離が小さいときほど実際の排気浄化触媒の劣化度合が仮定した劣化度合に近い旨を判定することができる。例えば、排気浄化触媒が全く劣化していない状態であると仮定して算出した仮想触媒床温ＴＨｃａｔと、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との乖離の大きさに基づいて触媒の劣化度合を判定する場合には、その乖離が小さいときほど排気浄化触媒の劣化度合が小さい旨を判定することができる。

・算出される仮想触媒床温ＴＨｃａｔと第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との差に基づいて触媒の劣化度合を判定する構成を示したが、算出される仮想触媒床温ＴＨｃａｔと第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１との乖離の大きさを求める方法としては、この他にも、仮想触媒床温ＴＨｃａｔと検出される排気温度ＴＨ１との比、例えば「仮想触媒床温ＴＨｃａｔ／排気温度ＴＨ１」を算出し、この比の大きさに基づいて触媒の劣化度合を判定するといった構成を挙げることができる。こうした構成を採用した場合にあっては、この値が大きいときほど劣化が進行している旨を判定することができ、この値が「１．０」であれば、実際の触媒の劣化度合が仮定された所定の劣化度合に略等しい旨を判定することができる。

・上記実施形態では、異常判定手段として、第１排気温度センサ５５によって検出される排気温度ＴＨ１と仮想触媒床温ＴＨｃａｔとの差が異常時基準温度差ΔＴＨｔ未満である状態が所定期間以上継続したときに異常判定を行う構成を示した。これに対して、仮想触媒床温ＴＨｃａｔと排気温度ＴＨ１との乖離が所定量未満である状態が所定期間以上継続したか否かに関わらず、劣化判定処理を通じて算出される仮想触媒床温と検出される排気温度との乖離が所定量未満であるときに、排気浄化触媒に異常が生じていることを判定する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、第１排気温度センサ５５によって検出される触媒コンバータ４１を通過した排気の排気温度ＴＨ１に基づいて触媒コンバータ４１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を判定する構成を示した。これに対して、第２排気温度センサ５６によって検出されるＰＭフィルタ４２を通過した排気の排気温度に基づいてＰＭフィルタ４２におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を判定する構成や、第２排気温度センサ５６によって検出される排気の温度に基づいて触媒コンバータ４１及びＰＭフィルタ４２におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合をまとめて推定する構成を採用することもできる。

・異常判定がなされた場合ときに運転席のインスツルメントパネルに設けた触媒異常ランプ６０を点灯させることにより、運転者に異常が発生している旨を報知する構成を示したが、異常が発生している旨を報知する報知手段の構成は適宜変更することができる。例えば、カーナビゲーションシステムのモニタに触媒異常の警告を表示する方法や、音声案内により異常の発生を報知する方法、その他、警告音によって異常の発生を報知する方法等を採用することもできる。

・また、このように異常が発生している旨を報知する報知手段を備えていなくてもよい。例えば、報知手段を備えていない場合であっても、異常判定の結果を電子制御装置５０のメモリ等に保持しておき、ディーラーや修理工場等において、車両状態のチェックが行われたときに触媒に異常が生じている旨の判定結果が出力されるようになっていればよい。

・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に適用した例を示したが、本発明は車載エンジンに限定されるものではない。また、ディーゼルエンジンの他、ガソリンエンジン等においても適用することができる。

この発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジン及びその排気浄化装置の概略構成を示す模式図。同実施形態の実行条件判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。同実施形態の正常判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。同実施形態の異常判定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。同実施形態にかかる劣化判定処理の判定実行領域と排気流量及び流入排気温度との関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…ディーゼルエンジン、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…コモンレール、１４…サプライポンプ、２０…吸気通路、２１…吸気絞り弁、２１ａ…モータ、２２…ターボチャージャ、２２ａ…タービン、３０…排気通路、４１…触媒コンバータ、４２…ＰＭフィルタ、４３…排気還流通路、４４…ＥＧＲ弁、４４ａ…リニアソレノイド、５０…電子制御装置、５１…エアフロメータ、５２…アクセル開度センサ、５３…水温センサ、５４…回転速度センサ、５５…第１排気温度センサ、５６…第２排気温度センサ、６０…触媒異常ランプ。

Claims

内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒に反応物質として未燃燃料成分を添加する燃料添加処理を行う燃料添加手段と、前記排気通路における前記排気浄化触媒よりも下流側の部位に設けられる排気温度センサとを備え、前記燃料添加処理が行われているときに、前記排気浄化触媒が所定の劣化度合にまで劣化していると仮定して算出される仮想触媒床温と、前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離の大きさに基づいて前記排気浄化触媒の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記排気温度センサ近傍の排気流量を推定する排気流量推定手段と、前記排気浄化触媒に流入する排気の温度を機関運転状態に基づいて推定する流入排気温推定手段とを備え、
同排気流量推定手段によって推定される排気流量が下限流量値未満であるときに前記劣化判定処理を禁止するとともに、前記流入排気温推定手段によって推定される排気の温度が所定温度未満であるときに前記劣化判定処理を禁止し、
前記所定温度は前記推定される排気流量が多いときほど高い温度に設定される
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記排気流量推定手段によって推定される排気流量が前記下限流量値よりも大きい上限流量値以上であるときに前記劣化判定処理を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記所定の劣化度合は、燃料添加処理による反応熱が全く発生しない状態にまで前記排気浄化触媒が劣化したときの劣化度合であり、
前記劣化判定処理は前記算出される仮想触媒床温と前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離が小さいほど前記排気浄化触媒の劣化度合が大きい旨を判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記劣化判定処理を通じて前記仮想触媒床温と前記排気温度センサによって検出される排気温度との乖離が所定量未満である状態が所定期間以上継続したときに前記排気浄化触媒に異常が生じている旨の判定をなす異常判定手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記排気浄化触媒に異常が生じている旨の判定がなされたときにその旨を報知する異常報知手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。