CN104968902B - 内燃机的异常检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的异常检测装置。在内燃机中，在内燃机排气通道内配置有直流型的排气净化催化剂(13)和碳氢化合物供给阀(15)。排气净化催化剂(13)的上游侧端面周边部上有可能产生因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞的限定的一部分区域被预先预测为微粒堆积区域，在排气净化催化剂(13)的下游侧端面周边部的下游且在沿排气净化催化剂的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域的下游侧的废气流通区域内，配置空燃比传感器(23)。在使向排气净化催化剂(13)流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时，空燃比传感器(23)的输出值的变化速度降低的情况下，判断为在排气净化催化剂(13)的上游侧端面周边部的微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的异常检测装置。
背景技术
已知一种内燃机，其在内燃机排气通道内配置有NOx储存还原催化剂，并且在NOx储存还原催化剂的上游配置碳氢化合物供给阀，在使NOx储存还原催化剂所储存的SOx释放时，从碳氢化合物供给阀供给碳氢化合物而使NOx储存还原催化剂的温度上升，接下来，间歇性地使流入NOx储存还原催化剂的废气的空燃比成为过浓而使SOx从NOx储存还原催化剂中释放(例如参照专利文献1)。但是，当以此方式向NOx储存还原催化剂的上游供给碳氢化合物时，存在NOx储存还原催化剂产生堵塞的情况。在此情况下，在该专利文献1中记载有如下内容，即，若NOx储存还原催化剂产生堵塞，则在供给了碳氢化合物时，从NOx储存还原催化剂中流出的废气的空燃比与未堵塞时相比变成过稀，此外，若NOx储存还原催化剂产生堵塞，则在供给了碳氢化合物以使NOx储存还原催化剂的温度上升时，清零NOx储存还原催化剂的升温速度与未堵塞时相比变慢，因此，能够根据上述情况而对NOx储存还原催化剂是否产生了堵塞进行判断。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－248760号公报
发明内容
然而，在NOx储存还原催化剂堵塞得较为严重的情况下，能够根据从NOx储存还原催化剂流出的废气的空燃比成为过稀侧，而检测出NOx储存还原催化剂已堵塞。但是，在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的一部分上堆积有废气中的微粒，并由此在排气净化催化剂的上游侧端面的一部分上产生 了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，即使从碳氢化合物供给阀供给碳氢化合物，从NOx储存还原催化剂中流出的废气的空燃比的值也几乎不发生变化。因此，在排气净化催化剂的上游侧端面的一部分上产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，即使对从NOx储存还原催化剂流出的废气的空燃比的过稀的程度或者过浓的程度进行检测，也无法检测出在排气净化催化剂的上游侧端面的一部上产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
本发明的目的在于，提供一种即使在排气净化催化剂的上游侧端面的一部分上产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，也能够检测出因微粒的堆积而造成的堵塞的内燃机的异常检测装置。
用于解决课题的方法
根据本发明，提供一种内燃机的异常检测装置，其中，在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀，排气净化催化剂由具有在排气净化催化剂的长边轴线方向上延伸的多个排气流通道的直流型的催化剂组成，在排气净化催化剂的上游侧端面周边部上有可能产生因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞的限定的一部分区域被预先预测为微粒堆积区域，在排气净化催化剂的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域的下游侧的废气流通区域内，配置空燃比传感器，在使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时，若在排气净化催化剂的上游侧端面周边部的微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞，则空燃比传感器的输出值的变化速度与未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况相比会降低，当对在排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中是否产生了因废气中的微粒而造成的堵塞进行判断时，使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比瞬时地变化，当此时空燃比传感器的输出值的变化速度降低时，判断为在排气净化催化剂的上游侧端面周边部的微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
发明效果
即使在排气净化催化剂的上游侧端面的一部分上产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，也能够根据空燃比传感器的输出值的变化速度的降低而检测出产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
附图说明
图1为压燃式内燃机的整体图。
图2为图解性地表示催化剂载体的表面部分的图。
图3为用于对排气净化催化剂中的氧化反应进行说明的图。
图4为表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。
图5为表示NOx净化率的图。
图6A以及6B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
图7A以及7B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
图8为表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。
图9为表示NOx净化率的图。
图10为表示碳氢化合物的喷射周期ΔT与NOx净化率的关系的图。
图11为表示碳氢化合物的喷射量的映射图。
图12为表示NOx释放控制的图。
图13为表示排出NOx量NOXA的映射图的图。
图14为表示燃料喷射时机的图。
图15为表示燃料供给量WR的映射图的图。
图16A以及16B为图1所示的排气净化催化剂周边的放大图。
图17A以及17B为表示其他的实施例的排气净化催化剂周边的放大图。
图18为表示端面堵塞率与每单位截面积的流量的变化的图。
图19A以及19B为表示空燃比传感器的输出值的变化的图。
图20为表示空燃比传感器的输出值的变化的图。
图21为用于实施NOx净化控制的流程图。
图22为用于实施检测要求判断的流程图。
图23为用于对堵塞进行检测的流程图。
图24为用于实施再生处理的流程图。
图25为表示空燃比传感器的输出值的变化的图。
图26为用于实施NOx净化控制的流程图。
图27为用于对堵塞进行检测的流程图。
图28为用于对堵塞进行检测的流程图。
图29为表示温度传感器的输出值的变化的图。
图30为用于对是否产生了堵塞的判断进行说明的表格。
图31为用于实施NOx净化控制的流程图。
图32为用于对堵塞进行检测的流程图。
图33为用于实施检查处理的流程图。
具体实施方式
图1为表示压燃式内燃机的整体图。
参照图1，1表示内燃机主体，2表示各气缸的燃烧室，3表示用于向各燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4经由进气导管6而与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口连结，压缩机7a的入口经由进气量检测器8而与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有由致动器驱动的节气阀10，在进气导管6周边配置有用于对在进气导管6内流通的进气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入冷却装置11内，通过内燃机冷却水而对进气进行冷却。
另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口连结，排气涡轮7b的出口经由排气管12a而与排气净化催化剂13的入口连结。在本发明的实施例中，该排气净化催化剂13由NOx储存催化剂构成。排气净化催化剂13的出口经由排气管12b而与颗粒过滤器14连结。在排气净化催化剂13上游的排气管12a内配置有碳氢化合物供给阀15，所述碳氢化合物供给阀15用于供给作为压燃式内燃机的燃料而使用的轻油之类的燃料组成的碳氢化合物。在图1所示的实施例中，作为从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物而使用了轻油。另外，本发明也能够应用于以过稀空燃比而实施燃烧的火花点火式内燃机中。在此情况下，从碳氢化合物供给阀15供给作为火花点火式内燃机的燃料而使用的汽油之类的燃料组成的碳氢化合物。
另一方面，排气歧管5与进气歧管4经由废气再循环(以下，称为EGR)通道16而互相连结，在EGR通道16内配置有电子控制式EGR控制阀17。此外，在EGR通道16的周边配置有用于对在EGR通道16内流通的EGR气体进行冷却的冷却装置18。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入至冷却装置18内，通过内燃机冷却水而对EGR气体进行冷却。各燃料喷射阀3经由燃料供给管19而与共轨装置20连结，该共轨装置20经由电子控制式的喷出 量可变的燃料泵21而与燃料罐22连结。被贮存于燃料罐22内的燃料通过燃料泵21而被供给至共轨装置20内，被供给至共轨装置20内的燃料经由各燃料供给管19而被供给于燃料喷射阀3。
电子控制单元30由数字计算机构成，并具备通过双向性总线31而互相连接的ROM(只读储存器)32、RAM(随机存取储存器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35以及输出端口36。在排气净化催化剂13的下游处安装有用于对从排气净化催化剂13流出的废气的空燃比进行检测的空燃比传感器23，而且在排气净化催化剂13的下游处安装有温度传感器24，该温度传感器24用于对从排气净化催化剂13流出的废气的温度进行检测。这些空燃比传感器23、温度传感器24以及进气量检测器8的输出信号通过各自所对应的AD转换器37而向输入端口35输入。此外，在加速踏板40上连接有产生与加速踏板40的踩踏量L成比例的输出电压的负荷传感器41，负荷传感器41的输出电压通过所对应的AD转换器37而向输入端口35输入。并且，在输入端口35上连接有例如曲轴每旋转15°便产生输出脉冲的曲轴转角传感器42。另一方面，输出端口36通过所对应的驱动电路38而与燃料喷射阀3、节气阀10的驱动用致动器、碳氢化合物供给阀15、EGR控制阀17以及燃料泵21连接。
图2图解性地图示了图1所示的排气净化催化剂13的基体上所负载的催化剂载体的表面部分。如图2所示，在该排气净化催化剂13中，例如在由铝构成的催化剂载体50上负载有由铂Pt构成的贵金属催化剂51，并且在该催化剂载体50上形成有碱性层53，该碱性层53含有选自钾K、钠Na、铯Cs之类的碱金属，钡Ba、钙Ca之类的碱土类金属、镧系元素之类的稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir之类的能够向NOx提供电子的金属中的至少一种金属。在该碱性层53内含有二氧化铈CeO2，因此，排气净化催化剂13具有储氧能力。此外，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上除了铂Pt以外还能够负载铑Rh或者钯Pd。另外，由于废气沿着催化剂载体50上流通，因此可以说贵金属催化剂51被负载于排气净化催化剂13的废气流通表面上。此外，由于碱性层53的表面呈碱性，因此碱性层53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。
当从碳氢化合物供给阀15向废气中喷射碳氢化合物时，该碳氢化合物将在排气净化催化剂13中被改性。在本发明中，使用在此时被进行了改性的碳 氢化合物而在排气净化催化剂13中对NOx进行净化。图3图解性地图示了此时在排气净化催化剂13中所进行的改性作用。如图3所示，从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物HC因贵金属催化剂51而成为碳数较少的自由基状的碳氢化合物HC。
图4为表示来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的供给时刻与向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in的变化。另外，由于该空燃比(A/F)in的变化与向排气净化催化剂13流入的废气中的碳氢化合物的浓度变化存在依存关系，因此可以说图4所示的空燃比(A/F)in的变化表示了碳氢化合物的浓度变化。但是，由于在碳氢化合物浓度增高时空燃比(A/F)in减小，因此在图4中空燃比(A/F)in越为过浓侧，碳氢化合物浓度越高。
图5将通过使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度周期性地变化从而如图4所示那样使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in周期性地过浓时的、排气净化催化剂13的NOx净化率相对于排气净化催化剂13的各催化剂温度TC而进行图示。且说，长期对NOx净化的研究的结果为，明确了在以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度进行振动时，会如图5所示的那样，在400℃以上的高温区域内也能够获得极高的NOx净化率。
并且，明确了此时含有氮以及碳氢化合物的大量的还原性中间体被持续保持或吸附于碱性层53的表面上即排气净化催化剂13的碱性废气流通表面部分54上，该还原性中间体在获得高NOx净化率方面具有核心的作用。接下来，参照图6A以及6B对此进行说明。另外，该图6A以及6B图解性地图示了排气净化催化剂13的催化剂载体50的表面部分，该图6A以及6B图示了被推测为在使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期进行振动时产生的反应。
图6A为图示了流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度较低的情况，图6B图示在从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物从而向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓的情况，即流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度变高的情况。
且说，如图4所示，由于向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比除了一瞬间之外均被维持在过稀状态，因此向排气净化催化剂13流入的废气通常 处于氧过剩的状态。此时，废气中所包含的NO的一部分附着于排气净化催化剂13上，废气中所包含的NO的一部分如图6A所示那样，在铂51上被氧化而成为NO2，接下来，该NO2被进一步被氧化而成为NO3。此外，NO2的一部分成为NO2 -。因此，在铂Pt51上生成NO2 -和NO3。附着在排气净化催化剂13上的NO以及在铂Pt51上所生成的NO2 -和NO3活性较强，因此，以下将该NO、NO2 -以及NO3称为活性NOx *。
另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物从而向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓时，该碳氢化合物将依次附着在排气净化催化剂13全体上。上述所附着的碳氢化合物的大部分依次与氧发生反应而燃烧，所附着的碳氢化合物的一部分依次如图3所示那样，在排气净化催化剂13内被改性而成为自由基。因此，如图6B所示，活性NOx *周边的碳氢化合物浓度增高。然而，在生成了活性NOx *之后，活性NOx *周边的氧浓度较高的状态持续固定时间以上时，活性NOx *将被氧化，并以硝酸离子NO3 -的形式而被吸收在碱性层53内。但是，若在经过该固定时间之前活性NOx *周边的碳氢化合物浓度较高，则如图6B所示那样，活性NOx *将在铂51上与自由基状的碳氢化合物HC发生反应，由此生成还原性中间体。该还原性中间体被附着或吸附于碱性层53的表面上。
另外，认为此时最初生成的还原性中间体为硝基化合物R-NO2。当该硝基化合物R-NO2被生成时，将成为腈类化合物R-CN，但是由于该腈类化合物R-CN的状态只能瞬时存在，因此立即成为异氰酸酯化合物R-NCO。当该异氰酸酯化合物R-NCO水解时，将成为胺类化合物R-NH2。但是在此情况下，认为被水解的是异氰酸酯化合物R-NCO的一部分。因此，认为如图6B所示的那样被保持或吸附于碱性层53的表面上的还原性中间体的大部分为异氰酸酯化合物R-NCO以及胺类化合物R-NH2。
另一方面，如图6B所示，当在所生成的还原性中间体的周围附着有碳氢化合物HC时，还原性中间体被碳氢化合物HC阻止而不再继续发生反应。在此情况下，流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度降低，接下来附着于还原性中间体的周围的碳氢化合物被氧化而消失，由此当还原性中间体周围的氧浓度增高时，还原性中间体与废气中的NOx或活性NOx *发生反应，或者与周围的氧发生反应，或者自我分解。由此，还原性中间体R-NCO或R-NH2如图6A所示那样被转换为N2、CO2、H2O，这样一来便净化了NOx。
以此方式，在排气净化催化剂13中，通过使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度增高从而生成还原性中间体，并在使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度降低之后，氧浓度增高时，还原性中间体与废气中的NOx或活性NOx *或氧发生反应，或者自我分解，由此NOx被净化。即，为了通过排气净化催化剂13来对NOx进行净化，需要使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度周期性地变化。
当然，在此情况下，需要将碳氢化合物的浓度提高至用于生成还原性中间体的足够高的浓度，并且需要将碳氢化合物的浓度降低至为了使所生成的还原性中间体与废气中的NOx或活性NOx *或氧发生反应，或者自我分解的足够低的浓度。即，需要以预先规定的范围内的振幅使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度进行振动。另外，在此情况下，在所生成的还原性中间体R-NCO或R-NH2与废气中的NOx或活性NOx *或氧发生反应，或者自我分解之前，必须将这些还原性中间体保持在碱性层53上，即保持在碱性废气流通表面部分54上，因此设置有碱性的废气流通表面部分54。
另一方面，当使碳氢化合物的供给周期较长时，在供给了碳氢化合物之后到接下来供给碳氢化合物的期间，氧浓度增高的期间变长，因此，活性NOx *不会生成还原性中间体而是以硝酸盐的形式被吸收于碱性层53内。为了避免此种现象而需要以预先规定的范围内的周期使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度进行振动。
因此，在本发明的实施例中，为了使废气中所含有的NOx与被进行了改性的碳氢化合物发生反应以生成含有氮以及碳氢化合物的还原性中间体R-NCO或R-NH2，而在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51，为了将所生成的还原性中间体R-NCO或R-NH2保持在排气净化催化剂13内，而在贵金属催化剂51周边形成有碱性的废气流通表面部分54，被保持在碱性的废气流通表面部分54上的还原性中间体R-NCO或R-NH2被转换为N2、CO2、H2O，碳氢化合物浓度的振动周期被设为持续生成还原性中间体R-NCO或R-NH2所需要的振动周期。顺带提及，在图4所示的例中，喷射间隔被设为3秒。
在将碳氢化合物浓度的振动周期即来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物HC的喷射周期设为长于上述的预先规定的范围内的周期时，还原性中间体R-NCO或R-NH2将从碱性层53的表面上消失，此时，在铂Pt53上所生成 的活性NOx *如图7A所示的那样，以硝酸离子NO3 -的形式扩散到碱性层53内，成为硝酸盐。即，此时，废气中的NOx以硝酸盐的形式被吸收于碱性层53内。
另一方面，图7B图示了像这样NOx以硝酸盐的形式被吸收在碱性层53内时，流入排气净化催化剂13内的废气的空燃比被设为理论空燃比或过浓的情况。在此情况下，为了降低废气中的氧浓度而使反应朝反方向(NO3 -→NO2)进行，这样一来被吸收在碱性层53内的硝酸盐依次成为硝酸离子NO3 -，且如图7B所示那样，以NO2的形式从碱性层53释放出。接下来，所释放出的NO2被废气中所含有的碳氢化合物HC以及CO还原。
图8图示了在碱性层53的NOx吸收能力即将饱和之前将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in临时设为过浓的情况。另外，在图8所示的示例中，该过浓控制的时间间隔在1分钟以上。在此情况下，在废气的空燃比(A/F)in为过稀时被吸收在碱性层53内的NOx在废气的空燃比(A/F)in临时被设为过浓时，将从碱性层53一下子被释放出并被还原。因此，在此情况下，碱性层53起到用于临时吸收NOx的吸收剂的作用。
另外，此时也会有碱性层53临时吸附NOx的情况，因此，如果作为包括吸收以及吸附双方的用语而使用储存这一用语，则此时，碱性层53起到用于临时储存NOx的NOx储存剂的作用。即，在此情况下，将向内燃机进气通道、燃烧室2以及排气净化催化剂13上游的排气通道内供给的空气以及燃料(碳氢化合物)的比称为废气的空燃比时，排气净化催化剂13作为在废气的空燃比为过稀时对NOx进行储存，并在废气中的氧浓度降低时对所储存的NOx进行释放的NOx储存催化剂而发挥作用。
图9的实线表示使排气净化催化剂13如上述那样作为NOx储存催化剂而发挥作用时的NOx净化率。另外，图9的横轴表示排气净化催化剂13的催化剂温度TC。在使排气净化催化剂13如上述那样作为NOx储存催化剂而发挥作用的情况下，如图9中实线所示那样，在催化剂温度TC为300℃至400℃时将获得极高的NOx净化率，而在催化剂温度TC为400℃以上的高温时，NOx净化率将降低。另外，在图9中使用虚线来表示图5所示的NOx净化率。
像这样在催化剂温度TC达到400℃以上时NOx净化率降低的原因在于，当催化剂温度TC达到400℃以上时硝酸盐将热分解而以NO2的形式从排气净化催化剂13释放出。即，只要以硝酸盐的形式对NOx进行储存，便难以在催化剂温度TC较高时获得较高的NOx净化率。但是，在图4至图6B所示的新 的NOx净化方法中，如图6A、6B所示那样，硝酸盐不被生成或者即使生成也是极微量，这样一来便如图5所示那样，即使在催化剂温度TC较高时也能够获得较高的NOx净化率。
在本发明的实施例中，为了能够使用该新的NOx净化方法而对NOx进行净化，将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15配置在内燃机排气通道内，并在碳氢化合物供给阀15下游的内燃机排气通道内配置排气净化催化剂13，且在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51并且在贵金属催化剂51周边形成有碱性的废气流通表面部分54，排气净化催化剂13具有当以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度进行振动时，对废气中所含有的NOx进行还原的性质，并且具有当将碳氢化合物浓度的振动周期设定为与该预先规定的范围相比较长时，废气中所含有的NOx的储存量增大的性质，在内燃机运行时以预先规定的周期从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物，由此在排气净化催化剂13中对废气中所含有的NOx进行还原。
即，图4至图6B所示的NOx净化方法能够称之为，在使用负载贵金属催化剂且能够形成吸收NOx的碱性层的排气净化催化剂的情况下，在基本不形成硝酸盐的条件下对NOx进行净化的新的NOx净化方法。实际上，在使用该新的NOx净化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NOx储存催化剂而发挥作用的情况相比，从碱性层53检测出的硝酸盐为极微量。另外，以下将该新的NOx净化方法称为第一NOx净化方法。
另外，如前述那样，当来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射周期ΔT变长时，在喷射了碳氢化合物之后到接下来喷射碳氢化合物的期间，活性NOx *周边的氧浓度增高的期间变长。在此情况下，在图1所示的实施例中，在碳氢化合物的喷射周期ΔT比5秒左右长时，活性NOx *将开始以硝酸盐的形式被吸收在碱性层53内，因此如图10所示那样，在碳氢化合物浓度的振动周期ΔT比5秒左右长时，NOx净化率将降低。因此，在图1所示的实施例中，碳氢化合物的喷射周期ΔT需要被设为5秒以下。
另一方面，在本发明的实施例中，在碳氢化合物的喷射周期ΔT为大致0.3秒以下时，喷射出的碳氢化合物将开始在排气净化催化剂13的废气流通表面上堆积，因此，如图10所示那样，在碳氢化合物的喷射周期ΔT为大致0.3秒以下时，NOx净化率将降低。因此，在本发明的实施例中，碳氢化合物 的喷射周期被设为0.3秒至5秒之间。
另外，在本发明的实施例中，以如下方式进行控制，即，通过使来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物喷射量以及喷射时机变化从而使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in以及喷射周期ΔT成为与内燃机的运行状态对应的最佳值。在此情况下，在本发明的实施例中，实施基于第一NOx净化方法的NOx净化作用时的最佳的碳氢化合物喷射量W作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图11所示的映射图的形式被预先储存于ROM32内，此外，此时最佳的碳氢化合物的喷射周期ΔT也作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以映射图的形式被预先存储于ROM32内。
接下来，参照图12至图15，对使排气净化催化剂13作为NOx储存催化剂而发挥作用的情况下的NOx净化方法进行具体说明。以下，将像这样使排气净化催化剂13作为NOx储存催化剂而发挥作用的情况下的NOx净化方法称为第二NOx净化方法。
在该第二NOx净化方法中，如图12所示那样，在被存储在碱性层53中的储存NOx量ΣNOX超出了预先规定的允许量MAX时，向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in临时被设为过浓。当废气的空燃比(A/F)in被设为过浓时，在废气的空燃比(A/F)in为过稀时被储存于碱性层53内的NOx将从碱性层53一下子被释放并被还原。由此，NOx被净化。
储存NOx量ΣNOX根据例如从内燃机排出的NOx量而被计算出。在本发明的实施例中，每单位时间从内燃机排出的排出NOx量NOXA作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图13所示的映射图的形式被预先存储于ROM32内，根据该排出NOx量NOXA而计算储存NOx量ΣNOX。在此情况下，如前述那样，废气的空燃比(A/F)in被设为过浓的周期通常为1分钟以上。
在该第二NOx净化方法中，如图14所示那样，通过在从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射燃烧用燃料Q的基础上，再喷射追加的燃料WR，从而向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。另外，图14的横轴表示曲轴角。该追加的燃料WR虽然进行燃烧，但却在不作为内燃机输出而体现的时机即压缩上止点后ATDC90°的稍前的时刻被喷射出。该燃料量WR作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图15所示的映射图的形式被预先吸存储于ROM32内。当然，在此情况下，也能够通过使来自 碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量增大，而将废气的空燃比(A/F)in设为过浓。
另外，从内燃机排出的废气中含有各种微粒，但是通常这些微粒会穿过排气净化催化剂13，因此，通常这些微粒不会堆积在排气净化催化剂13的上游侧端面上或者排气净化催化剂13内。但是，当实施基于前述新的NOx净化方法即第一NOx净化方法的NOx净化时，由于除了从内燃机排出的微粒之外，还有从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物以较高的频率流入排气净化催化剂13，因而在排气净化催化剂13的上游侧端面上会逐渐堆积这些微粒和碳氢化合物。另外，在此情况下，若将从内燃机排出的微粒以及从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物称为废气中的微粒，则在实施基于第一NOx净化方法的NOx净化作用时，在排气净化催化剂13的上游侧端面上会堆积废气中的微粒。
然而，一般而言，废气会由于内燃机排气系统的构造等影响而不同样地流入排气净化催化剂13的上游侧端面，自不必说，从内燃机排出的微粒和从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物即废气中的微粒通常也不会同样地流入排气净化催化剂13的上游侧端面。即，废气中的微粒通常会偏向排气净化催化剂13的上游侧端面的一部分的区域而流入。当像这样废气中的微粒偏向排气净化催化剂13的上游侧端面的一部分的区域而持续流入时，会产生因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。接下来，参照图16A以及16B，对此进行说明。
图16A表示图1的排气净化催化剂13的放大图，图16B表示图16A的立体图。在本发明的实施例中，如图16A以及16B所示，排气净化催化剂13被收钠于筒状的壳体60内，在壳体60的内部后端，形成有具有与排气净化催化剂13的下游侧端面相同的直径的传感器配置空间61。从图16A以及16B可知，在该传感器配置空间61内配置有空燃比传感器23以及温度传感器24。此外，从图16A以及16B可知，在本发明的实施例中，排气净化催化剂13由具有在排气净化催化剂13的轴线方向上延伸的多个排气流通道的直流型的催化剂组成，从排气净化催化剂13的上游侧端面流入到排气净化催化剂13中的废气在排气净化催化剂13内的排气流通道内沿着排气净化催化剂13的轴线径直流通并从排气净化催化剂13的下游侧端面流出。
另外，在废气中的微粒较多的情况下，会偏向排气净化催化剂13的上游 侧端面的周边区域的某一部分而流入。图16A以及16B图示了废气中的微粒偏向排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的下方区域CL而流入，其结果为，在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的下方区域CL产生因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞的情况。通常情况下，当内燃机排气系统的构造和碳氢化合物供给阀15的安装位置确定时，与此相对应，排气净化催化剂13的上游侧端面上的堵塞区域CL也必然确定。图17A以及17B图示了排气管12a在排气净化催化剂13的上游侧端面的近前处弯曲成90度以上，并在与该弯曲部相比靠上游处安装有碳氢化合物供给阀15的具体示例。在该具体示例中，能够较容易理解如下情况，即，在与排气管12a所延伸的方向相反的方向上的排气净化催化剂13的上游侧端面的周边部处形成有堵塞区域CL。
以此方式，能够预测在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部上有可能产生因废气中的微粒的堆积而造成堵塞的限定的一部分区域CL。因此，在本发明的实施例中，将在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部上有可能产生因废气中的微粒的堆积而造成堵塞的限定的一部分区域CL预先预测为微粒堆积区域。在此情况下，实际上，该微粒堆积区域CL通过实验而被求出。
此外，在本发明的实施例中，排气净化催化剂13由具有在排气净化催化剂13的轴线方向上延伸的多个排气流通道的直流型的催化剂组成，因此，在图16B以及17B中，从微粒堆积区域CL流入到排气净化催化剂13的排气流通道内的废气从在排气净化催化剂13的长边轴线上位于与微粒堆积区域CL相反的一侧的排气净化催化剂13的下游侧端面上的对应区域DL流出。在此情况下，在本发明的实施例中，如图16B以及17B所示那样，在排气净化催化剂13下游侧端面上的对应区域DL的紧下游处配置有空燃比传感器23。即，在本发明的实施例中，在排气净化催化剂13的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂13的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域CL的下游侧的废气流通区域内配置有空燃比传感器23。
另外，在实施基于第一NOx净化方法的NOx净化作用时，从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物的大部分在排气净化催化剂13内被用于消耗氧，只有剩余部分的碳氢化合物被用于生成还原性中间体。在此情况下，即使流入排气净化催化剂13内的碳氢化合物的量减少，为了消耗氧而使用的碳氢化合物的量也不会变化，此时，为了生成还原性中间体而使用的碳氢化合物量减少。因此，当流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的量减少时，还原性中 间体的生成量将减少，其结果为，NOx净化率降低。
另外，当在排气净化催化剂13的上游侧端面的一部的区域即微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，流入排气净化催化剂13内的碳氢化合物的量将减少。其结果为，如上所述的那样，还原性中间体的生成量减少，从而NOx净化率降低。如此，在实施基于第一NOx净化方法的NOx净化作用时，若流入排气净化催化剂13内的碳氢化合物的量稍微减少，则NOx净化率将大幅降低，因此，在排气净化催化剂13的上游侧端面的仅一部分的区域中产生因微粒的堆积而造成的堵塞时，NOx净化率会大幅降低。因此，在本发明的实施例中，在排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞率成为固定率时，实施用于去除在排气净化催化剂13的上游侧端面上所堆积的微粒的端面再生控制，并由此使NOx净化率恢复。
图18图示了相对于车辆的行驶距离的排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞率的变化和从微粒堆积区域CL的下游的排气净化催化剂13的下游侧端面流出的每单位截面积的流量的变化。如图18所示，随着车辆的行驶距离增大，排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞率最初逐渐少量地增加，在超过时间点R时将开始急速增加。在本发明的实施例中，在排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞率到达了该R点时，实施用于去除在排气净化催化剂13的上游侧端面上所堆积的微粒的端面再生控制。
然而，即使在排气净化催化剂13的上游侧端面的一部分的区域即微粒堆积区域CL上产生因微粒的堆积而造成的堵塞，排气净化催化剂13的前后差压也基本不发生变化，而排气净化催化剂13的前后差压增大从而能够对排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞进行检测是在排气净化催化剂13的上游侧端面上所堆积的微粒的量变得相当多的时机。另外，图18图示了能够通过排气净化催化剂13的前后差压而对排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞进行检测的检测极限。根据图18，R点处的排气净化催化剂13的上游侧端面的堵塞率与能够通过排气净化催化剂13的前后差压而进行检测的堵塞率相比低很多，因此，无法根据排气净化催化剂13的前后差压，而对实施用于去除排气净化催化剂13的上游侧端面上的堆积微粒的端面再生控制的情况进行判断。
另一方面，在图18中，GX表示在排气净化催化剂13的上游侧端面上完全没有堆积微粒时，从排气净化催化剂13的下游侧端面流出的每单位截面积 的流量，如图17A至17B所示，GA以及GB表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，从排气净化催化剂13的下游侧端面流出的每单位截面积的流量。另外，GA表示从在排气净化催化剂13的长边轴线上位于与未堆积微粒的上游侧端面区域相反的一侧的排气净化催化剂13的下游侧端面上的对应区域流出的流量，即表示图17A至17B中A点处的流出流量，GB表示从在排气净化催化剂13的长边轴线上位于与微粒堆积区域CL相反的一侧的排气净化催化剂13的下游侧端面上的对应区域DL流出的流量，即表示图17A至17B中B点处的流出流量。
从图18可知，即使车辆的行驶距离变长从而在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞，图17A至17B的A点处的流出流量GA相对于流出流量GX也只是略微增加，与此相对，在图17A至17B的B点处的流出流量GB相对于流出流量GX而大幅减少。在此情况下，当使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时，与相对于流出流量GX的流出流量的偏差相对应，从排气净化催化剂13流出的废气的空燃比的变化会产生差异。即，在如图17A至17B的A点处那样流出流量GA相对于流出流量GX而几乎不产生偏差的情况下，当使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时，图17A至17B的A点处的废气的空燃比也瞬时地变化。与此相对，在如图17A至17B的B点处那样流出流量GB相对于流出流量GX而大幅减少时，即便使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化，图17A至17B的B点处的废气的空燃比也不会瞬时地变化。
即，无论是在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，还是在未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时，图17A至17B的A点处的废气的空燃比均瞬时地变化。因此，无法根据使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时的图17A至17B的A点处的废气的空燃比的变化的方式，而对在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。
另一方面，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，在使向排气净化催化剂13流入的 废气的空燃比瞬时地变化时，图17A至17B的B点处的废气的空燃比瞬时地变化。与此相对，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况下，在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时，图17A至17B的B点处的废气的空燃比不会瞬时地变化。因此，能够根据在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时的图17A至17B的B点处的废气的空燃比的变化的方式，而对在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。
因此，在本发明中，为了能够对图17A至17B的B点处的废气的空燃比的变化进行检测，而在排气净化催化剂13的长边轴线上位于与微粒堆积区域CL相反的一侧的排气净化催化剂13的下游侧端面上的对应区域DL的下游，配置空燃比传感器23，并根据该空燃比传感器23的输出值的变化而对在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。接下来，对使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化时的空燃比传感器23的输出值的变化的方式进行说明，但在此之前先分别参照图19A以及19B对本发明中所使用的两种空燃比传感器23的特性进行简单说明。
图19A图示了极限电流型的空燃比传感器的输出电流I与废气的空燃比的关系。如图19A所示，该极限电流型的空燃比传感器的输出电流I随着废气的空燃比增大而增大。另外，实际上，该输出电流I的变化以电压变化的形式而从空燃比传感器23被取入电子控制单元30内。另一方面，图19B图示了被称为氧浓度传感器的空燃比传感器的输出电压V与废气的空燃比的关系。如图19B所示，该空燃比传感器的输出电压V在废气的空燃比与理论空燃比相比较大时成为0.1(V)左右的较低的电压V1，而在废气的空燃比与理论空燃比相比较小时成为0.9(V)左右的较高的电压V2。
图20图示了作为空燃比传感器23而使用具有图19A所示的输出特性的极限电流型的空燃比传感器，并使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)瞬时地变化时的空燃比传感器23的输出电压的变化。另外，在图20中，Vo表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞时的空燃比传感器23的输出电压的变化，VX表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时的空燃比传感器23的输出电压的变化。
根据图20可知，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞时，若使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化，则空燃比传感器23的输出电压Vo也瞬时地变化，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，如使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化，则空燃比传感器23的输出电压VX以相对于向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比的瞬时的变化具有延迟并以缓慢的速度发生变化。在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，如上述那样空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2变慢的原因在于，从排气净化催化剂13朝向空燃比传感器23流出的废气的流量如图18的GB所示那样减少。
即，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中开始产生因微粒的堆积而造成的堵塞从而在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL下游的排气净化催化剂13内流通的废气的流量减少时，到空燃比产生了变化的废气从排气净化催化剂13的下游侧端面流出为止需要时间，其结果为，如图20所示那样，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2变慢。此外，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL因微粒的堆积而完全堵塞时，空燃比产生了变化的废气在从排气净化催化剂13的下游侧端面流出之后，过一会才会迂回至空燃比传感器23的周围。因此，在此情况下，到空燃比产生了变化的废气到达空燃比传感器23为止也需要时间，其结果为，如图20所示那样，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2变慢。无论哪种情况，当在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2均会变慢。
因此，在本发明中，当空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2降低时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。即，在本发明中，在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂13并且在排气净化催化剂13上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀15，排气净化催化剂13由具有在排气净化催化剂13的长边轴线方向上延伸的多个排气流通道的直流型的催化剂组成，在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部上有可能因废气中的微粒的堆积而产生堵塞的限定的一部分区域被预先预测为微粒堆积区域CL，在排气净化催化剂13的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂13的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域CL的下游侧的废气流通区域内，配置空燃比传感器23，在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时，若在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞，则空燃比传感器23的输出值的变化速度与未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况相比会降低，当对排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中是否产生了因废气中的微粒而造成的堵塞进行判断时，使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化，当此时空燃比传感器23的输出值的变化速度降低时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
在此情况下，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度能够通过对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX1变化为VX2时的空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1进行计算而被求出，此外，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度能够通过对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX2变化为VX1时的空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV2进行计算而被求出。而且，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度也能够通过对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX1起变化为VX2为止的时间t1进行计算而被求出，此外，空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度也能够通过对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX2起变化为VX1为止的时间t2进行计算而被求出。
即，在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时，空燃比传感器23的输出值的变化速度是否降低，能够根据此时的空燃比传感器23的输出电压降低所需要的时间t1、空燃比传感器23的输出电压的降低速度dV1、空燃比传感器23的输出电压上升所需要的时间t2以及空燃比传感器23的输出电压的上升速度dV2中的任一项而被判断出。虽然像这样空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度能够根据各种方法而被求出，但以下以通过对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX1起变化为VX2为止的时间t1进行计算而求出空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度的情 况为例，对本发明的NOx净化控制方法进行说明。
图21图示了用于执行该NOx净化控制方法的NOx净化控制程序，该程序以每固定时间的间隔而执行。
参照图21，首先，最初在步骤70中，对用于检测有无因微粒的堆积而造成的堵塞的检测要求标识是否被设置进行判断。该检测要求标识在图22所示的检测要求判断程序中被设置。当在步骤70中判断为检测要求标识未被设置时进入步骤71，对用于去除所堆积的微粒的再生标识是否被设置进行判断。当在步骤71中判断为再生标识未被设置时进入步骤72，对根据温度传感器24的输出值而推断出的排气净化催化剂13的温度TC是否高于图9所示的设定温度TX进行判断。当判断为排气净化催化剂13的温度TC低于图9所示的设定温度TX时，判断为应该实施基于NOx净化率较高的第二NOx净化方法的NOx净化作用，并进入步骤73，实施基于第二NOx净化方法的NOx净化作用。
即，在步骤73中，根据图13所示的映射图而对每单位时间的排出NOx量NOXA进行计算。接下来，在步骤74中，通过将ΣNOX与排出NOx量NOXA相加而求出储存NOx量ΣNOX。接下来，在步骤75中，对储存NOx量ΣNOX是否超出了允许值MAX进行判断。当ΣNOX＞MAX时，进入步骤76，根据图15所示的映射图对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。接下来，在步骤77中，ΣNOX被清零。
另一方面，当在步骤72中判断为排气净化催化剂13的温度TC高于图9所示的设定温度TX时，进入步骤78，实施基于NOx净化率较高的第一NOx净化方法的NOx净化处理。此时，对应内燃机的运行状态，以预先规定的喷射周期ΔT从碳氢化合物供给阀15喷射图11所示的喷射量WT的碳氢化合物。以此方式，在本发明的实施例中，选择性地使用第一NOx净化方法和第二NOx净化方法，其中，所述第一NOx净化方法为，通过以预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对废气中所含有的NOx进行净化的方法，所述第二NOx净化方法为，通过以与预先规定的周期相比较长的周期而将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓，从而使储存NOx从排气净化催化剂13中释放，由此对NOx进行净化的方法。
另一方面，当在步骤70中判断为设置了检测要求标识时，进入步骤79， 执行用于对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行检测的堵塞检测程序。该堵塞检测程序如图23所示。在该堵塞检测程序中，在判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识，当再生标识被设定时，从步骤71进入步骤80，实施用于去除所堆积的微粒的再生处理。用于实施该再生处理的再生处理程序如图24所示。
接下来，参照图22，对用于判断是否具有对因微粒的堆积而造成的堵塞进行检测的要求的检测要求判断程序进行说明。该程序以每固定时间的间隔而被执行。
参照图22，首先，最初在步骤90中，对检测要求标识或再生标识是否被设置进行判断。在检测要求标识或再生标识已被设置时结束处理循环。与此相对，在判断为检测要求标识以及再生标识均未被设置时，进入步骤91，对是否到了判断时机进行判断，所述判断时机为，对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的时机。例如，在实施了上一次对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的判断之后，在车辆的行驶距离超出了固定距离时，判断为到了判断时机。
当在步骤91中判断为到了判断时机时，进入步骤92，对判断条件是否成立进行判断，所述判断条件为，对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的条件。例如，内燃机在预先规定的运行状态下稳定运行时，判断为对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的判断条件成立。当在步骤92中判断为判断条件成立时，进入步骤93，设置检测要求标识。当检测要求标识被设置时，在图21中，从步骤70进入步骤79，执行用于对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行检测的图23所示的堵塞检测程序。
参照图23，首先，最初在步骤100中，实施使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地变化的空燃比变更控制。此时，在本发明的实施例中，如图20所示那样，通过向燃烧室2内供给追加的燃料或者从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物，从而使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)临时变化至过浓侧。接下来，在步骤101中，读取空燃比传感器23的输出电压VX。接下来，在步骤102中，对空燃比传感器23的输出电压VX从图20中的VX1变化为VX2所需要的时间t1进行计算。接下来，在步骤103中，对时间t1是否超过了预先规定的基准时间Mt进行判断。
当在步骤103中判断为时间t1超过了预先规定的基准时间Mt时，判断 为未产生因微粒的堆积而造成的堵塞，此时，跳转至步骤105。对此，当在步骤103中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞，并进入步骤104，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识。接下来，进入步骤105。在步骤105中，对是否经过了用于检测因微粒的堆积而造成的堵塞产生与否的预先规定的检测期间进行判断。在经过了预先规定的检测期间时，从步骤105进入步骤106，重置检测要求标识。当检测要求标识被重置时，在图21中，从步骤70进入步骤71，此时，在设置有再生标识的情况下，进入步骤80，实施用于去除所堆积的微粒的图24所示的再生处理。
参照图24，首先，最初在步骤110中，在过稀空燃比的基础上使排气净化催化剂13的上游侧端面的温度上升之后，实施维持在500℃以上优选为600℃以上的升温控制。通过向燃烧室2内供给追加的燃料或者从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物而实施该升温控制。接下来，在步骤111中，对是否去除了所堆积的微粒，即是否结束了排气净化催化剂13的上游侧端面的再生处理进行判断。当排气净化催化剂13的上游侧端面的再生处理结束时，进入步骤112，重置再生标识。
图25至图28图示了作为空燃比传感器23而使用了具有图19B所示的输出特性的空燃比传感器的情况下的其他的实施例。图25图示了在此情况下，使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)临时从过稀变化为过浓时的空燃比传感器23的输出电压的变化。另外，在图25中，Vo为表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞时的空燃比传感器23的输出电压的变化，VX为表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时的空燃比传感器23的输出电压的变化。
根据图25，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞时，若使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比瞬时地从过稀变化为过浓，则空燃比传感器23的输出电压Vo将瞬时地从V1上升至VS，接下来空燃比传感器23的输出电压Vo被维持为VS。如图19B所示，该VS表示废气的空燃比为理论空燃比时的空燃比传感器23的输出电压V。即，在排气净化催化剂13具有储氧能力的情况下，若使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓，则在到贮存于排气净 化催化剂13中的氧被消耗为止的期间，从排气净化催化剂13流出的废气的空燃比被维持在理论空燃比。因此，如图25所示，当使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓时，在到贮存于排气净化催化剂13中的氧被消耗为止的期间，即时间tS的期间内，空燃比传感器23的输出电压Vo被维持在VS。接下来，空燃比传感器23的输出电压Vo上升至V2。
另一方面，可知在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，若使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓，则空燃比传感器23的输出电压VX相对于向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比的瞬时的变化而具有延迟并以缓慢的速度dV1上升，若使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过浓变化为过稀，则空燃比传感器23的输出电压VX相对于向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比的瞬时的变化而具有延迟并以缓慢的速度dV2降低。
此外，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，在向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比被临时从过稀切换为过浓的情况下，空燃比传感器23的输出电压VX从V1上升至VS所需要的时间t1以及空燃比传感器23的输出电压VX从V2降低至V1所需要的时间t2增大。在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，如上述那样空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2变慢，时间t1、t2增大的原因在于，如前所述的那样，从排气净化催化剂13朝向空燃比传感器23流出的废气的流量如图18的GB所示那样减少。
因此，在本发明的第一示例中，在空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2降低时或者时间t1、t2增大时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
此外，在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，如图25所示那样，在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓时，空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS增大。即，此时，由于从排气净化催化剂13朝向空燃比传感器23流出的废气的流量减少，因而消耗所贮存的氧需要时间。其结果为，空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS增大。因此，在此情况下，能够在空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS 增大时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
另外，当排气净化催化剂13劣化时储氧能力会降低，其结果为，空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS减少。即，在排气净化催化剂13发生了劣化时，空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS不增加，空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS增大是在上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时。因此，能够根据空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS的变化，而可靠地检测出在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞的情况。
在此，在本发明的第二示例中，能够在空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度dV1、dV2降低，或者时间t1、t2增大，并且空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS增大时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
接下来，以作为空燃比传感器23而使用具有图19B所示的输出特性的空燃比传感器，并通过对空燃比传感器23的输出电压VX在图25中的从V1变化为VS为止的时间t1进行计算而求出空燃比传感器23的输出电压VX的变化速度的情况为例，对本发明的其他的NOx净化控制方法进行说明。另外，在该其他的NOx净化控制方法中，在将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓以从排气净化催化剂13释放NOx时，对在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中是否产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。
图26图示了用于执行该NOx净化控制方法的NOx净化控制程序，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
参照图26，首先，最初在步骤200中，对是否设置了用于去除所堆积的微粒的再生标识进行判断。在判断为未设置再生标识时，进入步骤201，对根据温度传感器24的输出值而推断出的排气净化催化剂13的温度TC是否高于图9所示的设定温度TX进行判断。在判断为排气净化催化剂13的温度TC低于图9所示的设定温度TX时，判断为应该实施基于NOx净化率较高的第二NOx净化方法的NOx净化作用，从而进入步骤202，实施基于第二NOx净化方法的NOx净化作用。
即，在步骤202中，根据图13所示的映射图而对每单位时间的排出NOx量NOXA进行计算。接下来，在步骤203中，通过将ΣNOX与排出NOx量NOXA相加从而对储存NOx量ΣNOX进行计算。接下来，在步骤204中，对储存NOx量ΣNOX是否超出了允许值MAX进行判断。当ΣNOX＞MAX时，进入步骤205，对用于检测有无因微粒的堆积而造成的堵塞的检测要求标识是否被设置进行判断。该检测要求标识在已经进行了说明的图22所示的检测要求判断程序中被设置。当在步骤205中判断为未设置检测要求标识时，进入步骤206，根据图15所示的映射图而对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。接下来，在步骤207中，ΣNOX被清零。
另一方面，当在步骤201中判断为排气净化催化剂13的温度TC高于图9所示的设定温度TX时，进入步骤208，实施基于NOx净化率较高的第一NOx净化方法的NOx净化处理。此时，与内燃机的运行状态对应，以预先规定的喷射周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射图11所示的喷射量WT的碳氢化合物。以此方式，在该实施例中也选择性地使用第一NOx净化方法和第二NOx净化方法，其中，所述第一NOx净化方法为，通过以预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对废气中所含有的NOx进行净化的方法，所述第二NOx净化方法为，通过以与该被预先规定的周期相比较长的周期而将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓，从而使储存NOx从排气净化催化剂13中释放，由此对NOx进行净化的方法。
另一方面，当在步骤205中判断为设置了检测要求标识时，进入步骤210，执行用于对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行检测的堵塞检测程序。该堵塞检测程序的第一示例如图27所示。在该堵塞检测程序中，当判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识，当再生标识被设置时，从步骤200进入步骤209，实施用于去除所堆积的微粒的再生处理。用于实施该再生处理的再生处理程序如已经进行了说明的图24所示。
图27图示了在图26的步骤205中判断为设置了检测要求标识时在步骤210中所执行的堵塞检测程序的第一示例。
参照图27，首先，最初在步骤220中，实施用于将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓的过浓控制。即，根据图15所示的映射图而对 追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，将从燃烧室2排出的废气的空燃比设为过浓，从而向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。接下来，在步骤221中，读取空燃比传感器23的输出电压V。接下来，在步骤222中，对空燃比传感器23的输出电压VX在图25中的从V1变化为VS所需的时间t1进行计算。接下来，在步骤223中，对时间t1是否超过了预先规定的基准时间Mt进行判断。
当在步骤223中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，判断为未产生因微粒的堆积而造成的堵塞，此时，跳转至步骤225。与此相对，当在步骤223中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞，并进入步骤224，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识。接下来，进入步骤225。在步骤225中，对是否经过了用于检测因微粒的堆积而造成的堵塞产生与否的预先规定检测期间进行判断。在经过了预先规定的检测期间时，从步骤225进入步骤226，重置检测要求标识。接下来，在步骤227中，ΣNOX被清零。
图28图示了在图26的步骤205中判断为设置了检测要求标识时在步骤210中所执行的堵塞检测程序的第二示例。
参照图28，首先，最初在步骤230中，实施用于将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓的过浓控制。即，根据图15所示的映射图而对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。接下来，在步骤231中，读取空燃比传感器23的输出电压V。接下来，在步骤232中对空燃比传感器23的输出电压VX在图25中的从V1变化为VS所需的时间t1进行计算。接下来，在步骤233中，对空燃比传感器23的输出电压VX被维持在VS的时间tS进行计算。
接下来，在步骤234中，对时间t1是否超出了预先规定的基准时间Mt进行判断。当在步骤234中判断为时间t1未超出预先规定的基准时间Mt时，判断为未产生因微粒的堆积而造成的堵塞，此时，跳转至步骤237。与此相对，当在步骤234中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，进入步骤235，对时间tS是否超出了预先规定的基准时间MS进行判断。当在步骤235中判断为时间tS未超出预先规定的基准时间MS时，判断为未因微粒的堆积而产生堵塞，此时，跳转至步骤237。
与此相对，当在步骤235中判断为时间tS超出了预先规定的基准时间MS时，判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞，进入步骤236，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识。接下来，进入步骤237。在步骤237中，对是否经过了用于检测因微粒的堆积的造成的堵塞产生与否的预先规定的检测期间进行判断。在经过了预先规定的检测期间时，从步骤237进入步骤238，重置检测要求标识。接下来，在步骤239中ΣNOX被清零。
图29至图33图示了使用空燃比传感器23和温度传感器24双方而对在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的另外的实施例。图29图示了在此情况下，使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)临时从过稀变化为过浓时的温度传感器24的输出电压的变化。另外，在图29中，EO表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中未产生因微粒的堆积而造成的堵塞时的温度传感器24的输出电压的变化，EX为表示在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时的温度传感器24的输出电压的变化。
当使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓时，废气中HC或CO等还原成分的量将增多，通过这些增多的HC或CO等还原成分的氧化反应热量，从而如图29所示那样，使从排气净化催化剂13流出的废气的温度临时升高。另外，在图29中，tP表示在使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比从过稀变化为过浓之后，到从排气净化催化剂13流出的废气的温度达到峰值为止的时间。
另外，如图16A至图17B所示，温度传感器24被配置在排气净化催化剂13的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂13的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域CL的下游侧的废气流通区域内。因此，当在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，由于微粒堆积区域CL中的HC或CO等还原成分的氧化反应减弱，因此从排气净化催化剂13朝向温度传感器24流出的废气的温度降低，并且从排气净化催化剂13流出的废气的流量减少。其结果为，从图29的温度传感器24的输出电压EO的变化和温度传感器24的输出电压EX的变化可知，在产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，从排气净化催化剂13流出的废气的温度的峰值变低，并且从排气净化催化剂13流出的废气的温度的变化时间变 长。因此，在产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，到从排气净化催化剂13流出的废气的温度达到峰值为止的时间tP变长。
因此，在此情况下，当判断为时间tP超出了预先规定的基准时间MP时，能够判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。另一方面，在根据空燃比传感器23的输出电压VX的变化而对是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的情况下，如前述那样，在时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，能够判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。但是，在例如排气净化催化剂13劣化从而在排气净化催化剂13内的HC或CO等还原成分的氧化反应减弱的情况下，到废气的温度达到峰值为止的时间tP也会变长。此外，在例如覆盖空燃比传感器23的检测部的多孔盖发生了堵塞时，时间t1也会变长。因此，即使在时间tP超出预先规定的基准时间MP时，也会有未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况，并且即使在时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，也会有未产生因微粒的堆积而造成的堵塞的情况。
这些情况如图30的表格所示。另外，在图30的表格中，关于空燃比传感器23，在时间t1与预先规定的基准时间Mt相比较短时，记为空燃比传感器23为正常，关于温度传感器24，在时间tP与预先规定的基准时间MP相比较短时，记为温度传感器24为正常。此外，在图30的表格中记载有根据空燃比传感器23是否为正常以及温度传感器24是否为正常而确定的判断。即，在图30的表格中，若空燃比传感器23为正常并且温度传感器24为正常，则判断为未产生因微粒的堆积而造成的堵塞。另一方面，在图30的表格中，关于空燃比传感器23的输出，若t1＞Mt并且温度传感器24为正常，则判断为在空燃比传感器23中存在异常，在图30的表格中，若空燃比传感器23为正常并且温度传感器24的输出为tP＞MP，则判断为排气净化催化剂13发生了劣化。
另一方面，在图30的表格中，若空燃比传感器23的输出为t1＞Mt并且温度传感器24的输出为tP＞MP，则预判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。即，虽然在空燃比传感器23的输出为t1＞Mt并且温度传感器24的输出为tP＞MP时，会有空燃比传感器23存在异常并且排气净化催化剂13发生了劣化的情况，但是认为空燃比传感器23的异常与排气净化催化剂13的劣化同时发生的情况较少。因此，在空燃比传感器23的输出的情况为t1＞Mt并且温度传感器24的输出为tP＞MP时，如上述那样，预判断为产生了因微 粒的堆积而造成的堵塞。
但是，在空燃比传感器23的输出为t1＞Mt并且关于温度传感器24的输出为tP＞MP时，也会有空燃比传感器23存在异常并且排气净化催化剂13劣化的情况。因此，在本发明的实施例中，此时，实施用于去除所堆积的微粒的再生处理，并实施实际上微粒是否堆积过的检查。即，在实际上微粒堆积过的情况下，在实施了再生处理之后，空燃比传感器23成为正常并且温度传感器24成为正常。因此，在实施了再生处理之后,空燃比传感器23成为正常并且温度传感器24成为正常时，实际上产生过因微粒的堆积而造成的堵塞，因此，在本发明的实施例中，此时断定为实际上产生了因微粒的堆积而造成的堵塞。
接下来，使用空燃比传感器23和温度传感器24双方，对在排气净化催化剂13的上游侧端面的微粒堆积区域CL中是否产生了因微粒的堆积而造成的堵塞进行判断的另外的NOx净化控制方法进行说明。另外，该另外的NOx净化控制方法也在将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓以从排气净化催化剂13释放NOx时，对排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中是否产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。
图31图示了用于执行该NOx净化控制方法的NOx净化控制程序，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
参照图31，首先，最初在步骤300中，对是否设置了用于去除所堆积的微粒的再生标识进行判断。在判断为未设置再生标识时，进入步骤301，对根据温度传感器24的输出值而推断出的排气净化催化剂13的温度TC是否高于图9所示的设定温度TX进行判断。在判断为排气净化催化剂13的温度TC低于图9所示的设定温度TX时，判断为应该实施基于NOx净化率较高的第二NOx净化方法的NOx净化作用，并进入步骤302，实施基于第二NOx净化方法的NOx净化作用。
即，在步骤302中，根据图13所示的映射图而对每单位时间的排出NOx量NOXA进行计算。接下来，在步骤303中，通过使ΣNOX与排出NOx量NOXA相加而对储存NOx量ΣNOX进行计算。接下来，在步骤304中，对储存NOx量ΣNOX是否超出了允许值MAX进行判断。当ΣNOX＞MAX时，进入步骤305，并对用于检测有无因微粒的堆积而造成的堵塞的检测要求标识是否被设置进 行判断。该检测要求标识在已经进行了说明的图22所示的检测要求判断程序中被设置。当在步骤305中判断为未设置检测要求标识时，进入步骤306，对用于检查实际上是否产生过因微粒的堆积而造成的堵塞的检查标识是否被设置进行判断。在判断为未设置检查标识时，进入步骤307，根据图15所示的映射图而对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。接下来，在步骤308中，ΣNOX被清零。
另一方面，当在步骤301中判断为排气净化催化剂13的温度TC高于图9所示的设定温度TX时，进入步骤309，实施基于NOx净化率较高的第一NOx净化方法的NOx净化处理。此时，对应内燃机的运行状态，并以预先规定的喷射周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射图11所示的喷射量WT的碳氢化合物。以此方式，在该实施例中也选择性地使用第一NOx净化方法和第二NOx净化方法，其中，所述第一NOx净化方法为，通过以该被预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物，从而对废气中所含有的NOx进行净化的方法，所述第二NOx净化方法为，通过以与该被预先规定的周期相比较长的周期而将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓，从而使储存NOx从排气净化催化剂13中释放，由此对NOx进行净化的方法。
另一方面，在步骤305中，在判断为设置了检测要求标识时，进入步骤310，并执行用于对是否产生了因微粒的堆积的造成的堵塞进行检测的堵塞检测程序。该堵塞检测程序如图32所示。当在该堵塞检测程序中，判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞时，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识并且设置检查标识。当再生标识被设置时，从步骤300进入步骤311，实施用于去除所堆积的微粒的再生处理。用于实施该再生处理的再生处理程序如已经进行了说明的图24所示。在再生处理结束时，重置再生标识。此时，由于设置了检查标识，因此当再生标识被重置时，从步骤306进入步骤312，实施用于对实际上微粒是否堆积过进行检查的检查处理。用于实施该检查处理的检查处理程序如图33所示。
图32图示了在图31的步骤305中判断为设置了检测要求标识时在步骤310中所执行的堵塞检测程序。
参照图32，首先，最初在步骤320中，实施用于将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓的过浓控制。即，根据图15所示的映射图而对 追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。接下来，在步骤321中，读入空燃比传感器23的输出电压V以及温度燃比传感器24的输出电压EX。接下来，在步骤322中，对空燃比传感器23的输出电压VX在图25中的从V1变化为VS所需的时间t1进行计算。接下来，在步骤323中，对温度比传感器24的输出电压EX在图29中的到达峰值的时间tP进行计算。
接下来，在步骤224中，对时间t1是否超出了预先规定的基准时间Mt进行判断。当判断为时间t1未超出预先规定的基准时间Mt时，进入步骤325，对时间tP是否超出了预先规定的基准时间MP进行判断。在判断为时间tP未超出预先规定的基准时间Mt时，判断为未因微粒的堆积而产生堵塞，此时，跳转至步骤331。与此相对，当在步骤325中判断为时间tP超出了预先规定的基准时间MP时，进入步骤326，判断为排气净化催化剂13产生了劣化。
另一方面，当在步骤324中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，进入步骤327，对时间tP是否超出了预先规定的基准时间MP进行判断。在判断为时间tP未超出预先规定的基准时间MP时，进入步骤328，判断为在空燃比传感器23中存在异常。与此相对，当在步骤327中判断为时间tP超出了预先规定的基准时间MP时，判断为产生了因微粒的堆积而造成的堵塞，并进入步骤329，设置用于去除所堆积的微粒的再生标识。接下来，在步骤330中设置检查标识。接下来，进入步骤331。在步骤331中，对是否经过了用于检测因微粒的堆积的造成的堵塞产生与否的预先规定的检测期间进行判断。在经过了预先规定的检测期间时，从步骤331进入步骤332，重置检测要求标识。接下来，在步骤333中，ΣNOX被清零。
图33图示了在图31的步骤306中判断为设置了检查标识时在步骤312中所执行的检查处理程序。
参照图33，首先，最初在步骤340中，实施用于将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓的过浓控制。即，根据图15所示的映射图而对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。接下来，在步骤341中，读取空燃比传感器23的输出电压V以及温度燃比传感器24的输出电压EX。接下来，在步骤342中，对空燃比传感器23的输出电压VX在图25中的从V1变化为VS所需要的时间t1进行计算。接下来，在步骤343中，对 温度比传感器24的输出电压EX在图29中的到达峰值的时间tP进行计算。
接下来，在步骤344中，对时间t1是否超出了预先规定的基准时间Mt进行判断。在判断为时间t1未超出预先规定的基准时间Mt时，进入步骤345，对时间tP是否超出了预先规定的基准时间MP进行判断。在判断为时间tP未超出预先规定的基准时间Mt时，进入步骤346，并断定为实际上产生过因微粒的堆积而造成的堵塞。接下来，进入步骤348。与此相对，当在步骤344中判断为时间t1超出了预先规定的基准时间Mt时，或在步骤345中判断为时间tP超出了预先规定的基准时间MP时，进入步骤347，判断为在空燃比传感器23中存在异常，排气净化催化剂13产生了劣化。接下来，进入步骤348。
在步骤348中，对是否经过了用于检查实际上因微粒的堆积而造成的堵塞产生与否的预先规定的检查期间进行判断。在经过了预先规定的检查期间时，从步骤348进入步骤349，重置检查标识。接下来，在步骤350中ΣNOX被清零。
以此方式，在该实施例中，在排气净化催化剂13的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂13的长边轴线观察时相当于微粒堆积区域CL的下游侧的废气流通区域内，配置温度传感器24，在将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓以从排气净化催化剂13释放NOx时，在空燃比传感器24的输出值的变化速度降低并且由温度传感器24检测出的废气的温度的变化时间增大时，判断为在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
此外，在该实施例中，在判断为排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞时，在接下来将向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比设为过浓以从排气净化催化剂13释放NOx时，再次对排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中是否产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。此时，在空燃比传感器23的输出值的变化速度增大并且由温度传感器24检测出的废气的温度的变化时间减少的情况下，断定为在排气净化催化剂13的上游侧端面周边部的微粒堆积区域CL中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
另外，作为其他的实施例，能够在排气净化催化剂13上游的内燃机排气 通道内配置用于使碳氢化合物改性的氧化催化剂。
符号说明
4 进气歧管；
5 排气歧管；
7 排气涡轮增压器；
12a、12b 排气管；
13 排气净化催化剂；
14 颗粒过滤器；
15 碳氢化合物供给阀。
Claims (10)
1.一种内燃机的异常检测装置，其中，
在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀，该排气净化催化剂由具有在排气净化催化剂的长边轴线方向上延伸的多个排气流通道的直流型的催化剂组成，在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部上有可能产生因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞的限定的一部分区域被预先预测为微粒堆积区域，在排气净化催化剂的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂的长边轴线观察时相当于该微粒堆积区域的下游侧的废气流通区域内，配置空燃比传感器，在使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时，若在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞，则空燃比传感器的输出值的变化速度与未产生因该微粒的堆积而造成的堵塞的情况相比会降低，当对在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中是否产生了因废气中的微粒而造成的堵塞进行判断时，使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比瞬时地变化，当此时空燃比传感器的输出值的变化速度降低时，判断为在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
2.如权利要求1所述的内燃机的异常检测装置，其中，
该排气净化催化剂的上游侧端面的周边部上的该微粒堆积区域被预先求出，在沿着排气净化催化剂的长边轴线观察时相当于该被预先求出的微粒堆积区域的下游侧的废气流通区域内，配置有该空燃比传感器。
3.如权利要求2所述的内燃机的异常检测装置，其中，
在该排气净化催化剂的废气流通表面上负载有贵金属催化剂，并且在该贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分，在排气净化催化剂中的废气的空燃比被设为了过浓以从该排气净化催化剂释放NOx时，对在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中是否产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞进行判断。
4.如权利要求3所述的内燃机的异常检测装置，其中，
该排气净化催化剂具有当以被预先规定的范围内的振幅以及被预先规定的范围内的周期而使向排气净化催化剂流入的碳氢化合物的浓度进行振动时，对废气中所含有的NOx进行还原的性质，并且具有当将该碳氢化合物浓度的振动周期设定为与该被预先规定的范围相比较长时，废气中所含有的NOx的储存量增大的性质，
第一NOx净化方法和第二NOx净化方法被选择性地使用，其中，所述第一NOx净化方法为，通过以该被预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物，从而对废气中所含有的NOx进行净化的方法，所述第二NOx净化方法为，通过以与该被预先规定的周期相比较长的周期而将向排气净化催化剂流入的废气的空燃比设为过浓，从而使储存NOx从排气净化催化剂中释放，由此对NOx进行净化的方法。
5.如权利要求3所述的内燃机的异常检测装置，其中，
该排气净化催化剂具有储氧能力，在向排气净化催化剂流入的废气的空燃比被设为了过浓以从该排气净化催化剂释放NOx时，在该空燃比传感器的输出值的变化速度降低并且由该空燃比传感器检测出的空燃比被维持为理论空燃比的时间增加的情况下，判断为在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
6.如权利要求3所述的内燃机的异常检测装置，其中，
在该排气净化催化剂的下游侧端面周边部的下游且在沿着排气净化催化剂的长边轴线观察时相当于该微粒堆积区域的下游侧的废气流通区域内，配置有温度传感器，在向排气净化催化剂流入的废气的空燃比被设为了过浓以从该排气净化催化剂释放NOx时，在该空燃比传感器的输出值的变化速度降低并且由该温度传感器检测出的废气的温度的变化时间增加的情况下，判断为在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
7.如权利要求6所述的内燃机的异常检测装置，其中，
当判断为在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞时，在接下来向排气净化催化剂流入的废气的空燃比被设为了过浓以从该排气净化催化剂释放NOx时，再次对在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中是否产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞进行判断，此时，在该空燃比传感器的输出值的变化速度增大并且由该温度传感器检测出的废气的温度的变化时间减少的情况下，判断为在该排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生过因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞。
8.如权利要求3所述的内燃机的异常检测装置，其中，
在将向排气净化催化剂流入的废气的空燃比设为过浓以从该排气净化催化剂释放NOx时，通过向燃烧室内供给追加的燃料，从而使从燃烧室排出的废气的空燃比被设为过浓。
9.如权利要求1所述的内燃机的异常检测装置，其中，
当判断为在排气净化催化剂的上游侧端面周边部的该微粒堆积区域中产生了因废气中的微粒的堆积而造成的堵塞时，为了去除所堆积的微粒而实施该排气净化催化剂的上游侧端面的升温控制。
10.如权利要求1所述的内燃机的异常检测装置，其中，
在使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比瞬时地发生了变化时空燃比传感器的输出值的变化速度是否降低，是根据此时的空燃比传感器的输出电压降低所需要的时间、该空燃比传感器的输出电压的降低速度、空燃比传感器的输出电压上升所需要的时间以及该空燃比传感器的输出电压的上升速度中的任一项而被判断的。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN101415480A (zh) * | 2006-03-29 | 2009-04-22 | 丰田自动车株式会社 | 排气净化催化剂和排气净化装置 |
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