CN109281738A - 排气净化装置的异常诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种排气净化装置的异常诊断系统，在NOx捕集催化剂的异常诊断中，即使是其劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NOx捕集催化剂异常。在本发明中，在进行NOx捕集催化剂的异常诊断时执行稀升温处理，所述稀升温处理是将流入该NOx捕集催化剂的排气的空燃比维持为比理论空燃比高的稀空燃比、并且使该NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上的处理。并且，基于稀升温处理的执行结束后的、NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数来诊断该NOx捕集催化剂的异常。

Description

排气净化装置的异常诊断系统

技术领域

本发明涉及进行稀燃烧运转的内燃机的排气净化装置的异常诊断系统。

背景技术

已知在进行比理论空燃比高的稀空燃比下的运转即稀燃烧运转的内燃机的排气通路设置NOx捕集催化剂作为排气净化催化剂的技术。NOx捕集催化剂具有在排气的空燃比为稀空燃比时吸藏该排气中的NOx的功能。此外，此处的NOx的“吸藏”这一术语还包括NOx的“吸着”这一含义。作为这样的NOx捕集催化剂，例如有时使用吸藏还原型NOx催化剂(以下有时也称作“NSR催化剂”)。NSR催化剂具有以下功能：在排气的空燃比为稀空燃比时，吸藏排气中的NOx，并且在排气的空燃比为理论空燃比以下的空燃比且存在还原剂时，将所吸藏的NOx还原。然而，NOx捕集催化剂中还包括虽然具有吸藏排气中的NOx的功能，但不具有将所吸藏的NOx还原的功能的催化剂。

另外，在专利文献1～3中公开了与在内燃机的排气通路设有NSR催化剂作为NOx捕集催化剂的构成中的该NSR催化剂的劣化判定有关的技术。在专利文献1所记载的构成中，在NSR催化剂的下游侧的排气通路设有NOx传感器。在此，NOx传感器具有不仅检测排气中的NOx还检测NH₃的特性。另外，若向吸藏有NOx的NSR催化剂供给还原剂(HC)，则会通过该还原剂与NOx的反应生成NH₃。此时的NH₃的生成量为与NSR催化剂中的NOx吸藏量相应的量。另外，在NSR催化剂中可能会发生由于吸藏排气中的SOx而导致其NOx吸藏能力降低的、所谓SOx中毒。并且，在NSR催化剂中，若在无法进行中毒的再生的状态下堆积的SOx的量增加而导致该NSR催化剂劣化，则该NSR催化剂中的NOx吸藏量会比正常的状态少。因此，在专利文献1所记载的技术中，基于通过将排气的空燃比设为浓空燃比而向NSR催化剂供给了还原剂时的NOx传感器的检测值，进行该NSR催化剂的劣化判定。若如上述那样NSR催化剂发生劣化而导致该NSR催化剂中的NOx吸藏量变少，则向该NSR催化剂供给了还原剂时的NH₃的生成量会减少。结果，由NOx传感器检测出的NH₃的量(浓度)比NSR催化剂为正常的状态时少。因此，能够基于向NSR催化剂供给了还原剂时的NOx传感器的检测值来进行该NSR催化剂的劣化判定。

另外，在专利文献2中记载了以下内容：随着NSR催化剂的SOx中毒的再生处理(使被NSR催化剂吸藏了的SOx脱离的处理)、或设置于NSR催化剂上游侧的排气通路的过滤器的再生处理(对被过滤器捕集到的粒子状物质进行燃烧来将其除去的处理)的执行，该NSR催化剂变为高温，从而产生被该NSR催化剂吸藏了的NOx脱离的现象(高温再生)。并且，在专利文献2所记载的技术中，在从通过高温再生使NOx从NSR催化剂脱离后到该NSR催化剂中的NOx吸藏量饱和为止的期间，基于被该NSR催化剂吸藏的NOx的累计量来进行该NSR催化剂的劣化判定。

另外，在专利文献3中公开了基于净化率变化度来进行该NSR催化剂的劣化判定的技术，所述净化率变化度表示在将被NSR催化剂吸藏了的NOx还原的NOx还原处理的执行前和执行后，NOx净化率以何种程度变化。

另外，在专利文献4中公开了以下技术：在具备NSR催化剂的排气净化装置中，基于NSR催化剂的劣化程度来修正从NOx还原处理的执行结束起到下次的NOx还原处理的执行开始为止的间隔的长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－181453号公报

专利文献2：日本特开2010－236458号公报

专利文献3：日本特开2011－157892号公报

专利文献4：日本特开2016－133064号公报

专利文献5：日本特开2016－211484号公报

发明内容

发明要解决的问题

像上述的现有技术文献中的与NSR催化剂的劣化判定有关的技术那样，开发了用于NOx捕集催化剂的异常诊断的各种技术。然而，在NOx捕集催化剂的劣化程度较小的情况下，伴随其劣化的该NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量的减少程度也较小。因此，在例如使用设置在NOx捕集催化剂的下游侧的排气通路的NOx传感器的检测值等来算出NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量或与该NOx吸藏量具有相关关系的参数，基于所算出的值进行该NOx捕集催化剂的异常诊断的方法中，有时在其劣化程度较小的阶段难以诊断为该NOx捕集催化剂异常。

本发明是鉴于上述问题而做出的发明，其目的在于提供如下技术：在设置于进行稀燃烧运转的内燃机的排气通路的NOx捕集催化剂的异常诊断中，即使是其劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NOx捕集催化剂异常。

用于解决问题的技术方案

在本发明涉及的排气净化装置的异常诊断系统中，所述排气净化装置具备NOx捕集催化剂，所述NOx捕集催化剂设置于进行稀燃烧运转的内燃机的排气通路，吸藏排气中的NOx，所述排气净化装置的异常诊断系统具备：稀升温执行部，其在预定的异常诊断条件成立时执行稀升温处理，所述稀升温处理是将流入所述NOx捕集催化剂的排气的空燃比维持为比理论空燃比高的稀空燃比、并且使所述NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上的处理；和诊断部，其基于由所述稀升温执行部执行的所述稀升温处理的执行结束后的、所述NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数，来诊断所述NOx捕集催化剂的异常。

在此，NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率是指被该NOx捕集催化剂吸藏的NOx量相对于流入NOx捕集催化剂的NOx量的比率。当NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量达到一定程度以上的量时，该NOx吸藏效率随着该NOx吸藏量的增加而逐渐降低。并且，本发明的发明人新发现：若执行在将流入NOx捕集催化剂的排气的空燃比维持为稀空燃比的状态下使该NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上的稀升温处理，则在该稀升温处理的执行结束后，随着该NOx捕集催化剂的NOx吸藏量的增加，该NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率更容易降低。认为这样的现象因以下原因而产生：当在稀空燃比下NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上时，在该NOx捕集催化剂上为了NOx的吸藏而发挥作用的贵金属催化剂及NOx吸藏材料的功能会降低。更详细而言，推测为如下原因：当在稀空燃比下NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上时，在该NOx捕集催化剂上贵金属催化剂发生氧中毒，并且NOx吸藏材料粗大化，因此该NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率更容易降低。

另外，当NOx捕集催化剂发生劣化时，稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率与该NOx捕集催化剂正常时相比更容易降低。认为这是因为：当NOx捕集催化剂发生劣化时，因执行稀升温处理而发生的贵金属催化剂及NOx吸藏材料的功能的降低对NOx吸藏效率产生的影响会变得更为显著。此外，NOx捕集催化剂中的贵金属催化剂的氧中毒及NOx吸藏材料的粗大化可以通过将流入NOx捕集催化剂的排气的空燃比控制为浓空燃比来消除。

在此，在NOx捕集催化剂发生了劣化时，即使该NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量相同，与该NOx捕集催化剂正常时相比，其NOx吸藏效率也会变小。并且，如上所述，当NOx捕集催化剂发生劣化时，在稀升温处理的执行结束后NOx吸藏效率降低这一现象容易更显著地显现。因此，在NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量相同的情况下的、该NOx捕集催化剂发生了劣化时与该NOx捕集催化剂正常时的NOx吸藏效率之差在稀升温处理的执行结束后变得更大。

因此，在本发明中，在预定的异常诊断条件成立时，稀升温执行部执行稀升温处理。然后，基于该稀升温处理的执行结束后的、NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数，诊断部对该NOx捕集催化剂的异常进行诊断。由此，变成在NOx捕集催化剂发生了劣化时(即NOx捕集催化剂异常时)与该NOx捕集催化剂正常时的NOx吸藏效率之差变得更大的状况下执行NOx捕集催化剂的异常诊断。因此，即使是NOx捕集催化剂的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NOx捕集催化剂异常。此外，在本发明中，在基于NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率来诊断NOx捕集催化剂的异常的情况下，不仅包括以NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率的值本身作为参数进行异常诊断的情况，还包括以NOx捕集催化剂的吸藏效率的变化程度作为参数来进行异常诊断的情况。

在此，通过在流入NOx捕集催化剂的排气的空燃比为稀空燃比的状态下，也使该NOx捕集催化剂的温度上升，从而能够使被该NOx捕集催化剂吸藏了的NOx脱离。因此，可以将稀升温处理中的预定温度设为在流入NOx捕集催化剂的排气的空燃比为稀空燃比的状态下，被该NOx捕集催化剂吸藏了的NOx能够脱离的温度。由此，通过执行稀升温处理，能够使NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量暂时大致为零。结果，在稀升温处理的执行结束后，NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量从大致零的状态起逐渐增加。也就是说，在通过执行稀升温处理而使被NOx捕集催化剂吸藏了的NOx脱离的情况下，能够使取得作为用于异常诊断的参数的该NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数之前的该NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量大致一定。因此，能够提高基于如下参数进行的该NOx捕集催化剂的异常诊断的诊断精度，该参数是稀升温处理的执行结束后的NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数。

另外，在本发明中，NOx捕集催化剂可以是NSR催化剂。此时，排气净化装置可以还具备NOx还原执行部，所述NOx还原执行部执行NOx还原处理，所述NOx还原处理是通过使流入NOx捕集催化剂的排气的空燃比降低至在理论空燃比以下且能够进行NOx的还原的预定的还原空燃比，来使被该NOx捕集催化剂吸藏了的NOx还原的处理。并且，可以是，在这样的构成的情况下，在预定的异常诊断条件成立时，由NOx还原执行部执行NOx还原处理，之后，由稀升温执行部执行稀升温处理。

由此，能够通过在稀升温处理的执行前执行NOx还原处理来对被NOx捕集催化剂吸藏了的NOx进行还原。因此，能够抑制随着稀升温处理的执行而NOx从NSR催化剂脱离的情况。也就是说，能够抑制随着稀升温处理的执行而从NSR催化剂脱离的NOx释放到外部的情况。

此外，在NOx还原处理的执行结束后，NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量暂时大致为零。并且，如果在NOx还原处理的执行结束后不执行稀升温处理，则NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量会逐渐增加。并且，与此时的NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量的增加相伴的该NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率的推移在该NOx捕集催化剂发生了劣化时与该NOx捕集催化剂正常时是不同的。但是，在NOx还原处理中，难以产生在执行了稀升温处理时产生的NOx捕集催化剂上的贵金属催化剂及NOx吸藏材料的功能的降低。因此，在NOx还原处理的执行结束后，NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量相同的情况下的、该NOx捕集催化剂发生了劣化时与该NOx捕集催化剂正常时的NOx吸藏效率之差难以像稀升温处理的执行结束后那么大。因此，在本发明中，即使在NOx捕集催化剂为NSR催化剂且排气净化装置具备NOx还原执行部的情况下，在该NOx捕集催化剂的异常诊断时也由稀升温执行部执行稀升温处理。之后，诊断部基于稀升温处理的执行结束后的、NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数来诊断该NOx捕集催化剂的异常。

另外，在本发明中，在排气净化装置中可以在排气通路中的比NOx捕集催化剂靠下游侧且从该NOx捕集催化剂离开预定距离以上的位置设置NOx还原催化剂。在此，NOx还原催化剂可以是选择还原型NOx催化剂(以下有时也称作“SCR催化剂”)，另外，也可以是NSR催化剂。此时，即使在使NOx捕集催化剂的温度上升了的情况下，因为NOx还原催化剂在排气通路中配置在从该NOx捕集催化剂离开预定距离以上的位置，所以该NOx还原催化剂的温度上升受到抑制。因此，在NOx还原催化剂为SCR催化剂的情况下，可以在稀升温执行部执行稀升温处理时将该NOx还原催化剂的温度维持在能够进行NOx的还原的预定的可还原温度范围内、并且使NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上。另外，在NOx还原催化剂为NSR催化剂的情况下，可以在稀升温执行部执行稀升温处理时将该NOx还原催化剂的温度维持在能够进行NOx的吸藏的预定的可吸藏温度范围内、并且使NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上。由此，即使随着稀升温处理的执行而NOx从NOx捕集催化剂脱离，也能够利用NOx还原催化剂对该脱离的NOx进行吸藏或还原。因此，能够抑制随着稀升温处理的执行而从NSR催化剂脱离的NOx释放到外部的情况。

发明效果

根据本发明，在设置于进行稀燃烧运转的内燃机的排气通路的NOx捕集催化剂的异常诊断中，即使是其劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NOx捕集催化剂异常。

附图说明

图1是示出实施例1涉及的内燃机的进气排气系统的大致构成的图。

图2是示出实施例1涉及的ECU所包括的各功能部的框图。

图3是示出NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂的NOx吸藏效率的推移的图。

图4是用于对在NSR催化剂中吸藏NOx时的机理进行说明的影像图。

图5是用于对执行了稀升温处理时的NSR催化剂的状态进行说明的第1影像图。

图6是用于对执行了稀升温处理时的NSR催化剂的状态进行说明的第2影像图。

图7是示出实施例1涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程的流程图。

图8是示出NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂中的NOx吸藏量的推移的图。

图9是示出实施例1的第1变形例涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程的流程图。

图10是示出NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂的NOx吸藏效率的变化程度的图。

图11是示出实施例2涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程的流程图。

图12是示出实施例3涉及的内燃机的进气排气系统的大致构成的图。标号说明

1：内燃机

2：进气通路

3：排气通路

4：空气流量计

5：节气门

6：NSR催化剂(吸藏还原型NOx催化剂)

7：燃料添加阀

8：SCR催化剂(选择还原型NOx催化剂)

9：尿素添加阀

10：ECU

11：曲轴角传感器

12：加速器开度传感器

13：上游侧NOx传感器

14：空燃比传感器

15：下游侧NOx传感器

16：温度传感器

17：温度传感器

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。关于在本实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别记载，其主旨就并非将发明的技术范围仅限定为上述的尺寸、材质、形状、相对配置等。

＜实施例1＞

(大致构成)

在此，举出将本发明应用于车辆驱动用的柴油发动机的排气净化装置的情况作为例子进行说明。图1是示出本实施例涉及的内燃机的进气排气系统的大致构成的图。内燃机1为车辆驱动用的柴油发动机。但是，本发明也能够应用于进行稀燃烧运转的汽油发动机的排气净化装置。

在内燃机1连接有进气通路2及排气通路3。在进气通路2设置有空气流量计4。空气流量计4检测内燃机1的吸入空气量。另外，在空气流量计4的下游侧的进气通路2设置有节气门5。节气门5通过改变进气通路2的流路截面积来控制内燃机1的吸入空气量。

在排气通路3设置有NSR催化剂6作为排气净化催化剂。该NSR催化剂6不仅具有吸藏及还原NOx的功能，还具有氧化功能。在NSR催化剂6的上游侧的排气通路3设置有燃料添加阀7。燃料添加阀7向排气中添加燃料。从燃料添加阀7添加的燃料与排气一起被向NSR催化剂6供给。

另外，在比燃料添加阀7靠下游侧且比NSR催化剂6靠上游侧的排气通路3设置有上游侧NOx传感器13及空燃比传感器14。上游侧NOx传感器13检测向NSR催化剂6流入的排气(以下有时也称作“流入排气”)的NOx浓度。空燃比传感器14检测流入排气的空燃比。此外，也可以不必设置上游侧NOx传感器13。也就是说，也可以基于内燃机1的运转状态来推定流入排气的NOx浓度。另外，也可以不必设置空燃比传感器14。也就是说，也可以基于内燃机1的运转状态及来自燃料添加阀7的燃料添加量来推定流入排气的空燃比。另外，也可以使用上游侧NOx传感器13来检测流入排气的空燃比。另外，在NSR催化剂6的下游侧的排气通路3设置有下游侧NOx传感器15及温度传感器16。下游侧NOx传感器15检测从NSR催化剂6流出的排气(以下有时也称作“流出排气”)的NOx浓度。温度传感器16检测流出排气的温度。

在内燃机1一并设有用于控制该内燃机1的电子控制单元(ECU)10。在ECU10电连接有空气流量计4、上游侧NOx传感器13、空燃比传感器14、下游侧NOx传感器15及温度传感器16。进而，在ECU10电连接有曲轴角传感器11及加速器开度传感器12。曲轴角传感器11输出与内燃机1的曲轴角具有相关关系的信号。加速器开度传感器12输出与搭载有内燃机1的车辆的加速器开度具有相关关系的信号。

并且，上述各传感器的检测值被输入至ECU10。ECU10基于曲轴角传感器11的检测值来导出内燃机1的内燃机转速。另外，ECU10基于加速器开度传感器12的检测值来导出内燃机1的内燃机负荷。另外，ECU10基于空气流量计4及上游侧NOx传感器13的检测值来算出向NSR催化剂6流入的NOx的量即NOx流入量。另外，ECU10基于空气流量计4及下游侧NOx传感器15的检测值来算出从NSR催化剂6流出的NOx的量即NOx流出量。另外，ECU10基于温度传感器16的检测值来算出NSR催化剂6的温度。此外，也可以是，不仅在NSR催化剂6的下游侧设置温度传感器，在该NSR催化剂6的上游侧也设置温度传感器，基于两温度传感器的检测值来算出NSR催化剂6的温度。另外，也可以由温度传感器直接检测NSR催化剂6的温度。

进而，在ECU10电连接有内燃机1的燃料喷射阀(图示略)、节气门5及燃料添加阀7。并且，由ECU10来控制这些装置。另外，图2是示出ECU10所包括的各功能部的框图。如图2所示，ECU10具有NOx还原执行部101、稀升温执行部102及诊断部103作为功能部。NOx还原执行部101为用于执行后述的NOx还原处理的功能部。稀升温执行部102为用于执行后述的稀升温处理的功能部。诊断部103为用于执行后述的NSR催化剂6的故障诊断的功能部。这些功能部通过在ECU10中执行预定的控制程序来形成。

(NOx还原处理)

在此，对由ECU10的NOx还原执行部101执行的NOx还原处理进行说明。如上所述，在本实施例中，由ECU10算出向NSR催化剂6的NOx流入量及来自NSR催化剂6的NOx流出量。进而，ECU10基于NOx流入量及NOx流出量的算出值来推定NSR催化剂6中的NOx吸藏量。也就是说，ECU10在内燃机1的运转期间中将NOx流入量设为NOx吸藏量的增加量，将NOx流出量设为NOx吸藏量的减少量，并且对它们进行累计，由此来推定NSR催化剂6中的NOx吸藏量。并且，当该NOx吸藏量的推定值达到预定吸藏量时，为了使NSR催化剂6的NOx吸藏能力恢复而由NOx还原执行部101执行NOx还原处理。

在NOx还原处理中，在内燃机1的各汽缸中，在比主燃料喷射正时靠后且喷射的燃料未供燃烧的正时，由燃料喷射阀执行副燃料喷射，由此使流入排气的空燃比暂时降低至预定的还原空燃比。在此，预定的还原空燃比为理论空燃比以下的空燃比，作为能够还原被NSR催化剂6吸藏了的NOx的空燃比而基于实验等来预先确定。当执行该NOx还原处理时，NOx从NSR催化剂6脱离，进而在该NSR催化剂6中通过燃料成分所包含的还原剂(HC等)来还原脱离的NOx。此外，NOx还原处理也可以通过代替由燃料喷射阀进行的副燃料喷射而从燃料添加阀7向排气中添加燃料来实现。

(NSR催化剂的异常诊断)

接下来，对本实施例涉及的NSR催化剂的异常诊断的方法进行说明。如上所述，在本实施例中，ECU10使用上游侧NOx传感器13及下游侧NOx传感器15的检测值来算出NOx流入量及NOx流出量，进而对它们进行累计，由此来推定NSR催化剂6中的NOx吸藏量。在此，若NSR催化剂6的劣化加剧，则该NSR催化剂6的NOx吸藏效率(被NSR催化剂6吸藏的NOx量相对于NOx流入量的比率)会降低。也就是说，若NSR催化剂6的劣化加剧，则即使NOx流入量为相同量，被该NSR催化剂6吸藏的NOx量也会减少。结果，NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推定值也会减少。因此，可认为：能够基于NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推定值或与该NOx吸藏量具有相关关系的参数来进行该NSR催化剂6的异常诊断。

然而，在NSR催化剂6的劣化程度较小的情况下，与其劣化相伴的该NSR催化剂中的NOx吸藏量的减少程度也较小。因此，在只是想要基于NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推定值或与该NOx吸藏量具有相关关系的参数来进行该NSR催化剂6的异常诊断时，有时难以在NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段诊断为NSR催化剂6异常。因此，在本实施例中，在进行NSR催化剂6的异常诊断时，执行将流入排气的空燃比维持为稀空燃比、并且使NSR催化剂6的温度上升至预定温度以上的稀升温处理。在此，预定温度是在使流入排气的空燃比为稀空燃比的状态下被NSR催化剂6吸藏了的NOx能够脱离的温度。这样的预定温度基于实验等来预先确定。

稀升温处理由ECU10的稀升温执行部102来执行。在该稀升温处理中，通过从燃料添加阀7向排气中添加燃料来向NSR催化剂6供给燃料。当向NSR催化剂6供给燃料时，该燃料被氧化，利用此时的氧化热使该NSR催化剂6的温度上升。因此，在稀升温处理中，以使得由空燃比传感器14检测的流入排气的空燃比维持为稀空燃比、并且NSR催化剂6的温度上升至预定温度以上的方式控制来自燃料添加阀7的燃料添加。当执行该稀升温处理时，NOx从NSR催化剂6脱离。但是，此时流入排气的空燃比为稀空燃比，所以脱离的NOx在NSR催化剂6中未被还原便从该NSR催化剂6流出。此外，稀升温处理也能够通过代替来自燃料添加阀7的燃料添加而与上述的NOx还原处理同样地由内燃机1的各汽缸中的燃料喷射阀执行副燃料喷射来实现。

以下，对通过执行稀升温处理获得的作用效果进行说明。图3是示出NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率的推移的图。在图3中，纵轴表示NSR催化剂6的NOx吸藏效率，横轴表示NSR催化剂6中的NOx吸藏量。另外，在图3中，虚线L1表示NSR催化剂6正常时的NOx还原处理的执行结束后的NOx吸藏效率的推移，虚线L2表示NSR催化剂6发生了劣化时的NOx还原处理的执行结束后的NOx吸藏效率的推移。另外，在图3中，实线L3表示NSR催化剂6正常时的稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率的推移，实线L4表示NSR催化剂6发生了劣化时的稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率的推移。

NOx还原处理或稀升温处理中的任一处理均是：在其执行结束时，NSR催化剂6中的NOx吸藏量大致为零。因此，NOx还原处理或稀升温处理中的任一处理均是：在其执行刚结束后，NSR催化剂6的NOx吸藏效率最高。在此，在图3中，横轴的NSR催化剂6中的NOx吸藏量为零的正时相当于NOx还原处理或稀升温处理结束的正时。并且，当这些处理的执行结束时，随着时间的经过，NSR催化剂6中的NOx吸藏量增加。并且，当在这些处理的执行结束后NSR催化剂6中的NOx吸藏量增加时，该NSR催化剂6的NOx吸藏效率降低。此时，如图3所示，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：在NSR催化剂6发生了劣化时(L2、L4)，与该NSR催化剂6正常时(L1、L3)相比，在该NSR催化剂6中的NOx吸藏量更少的时间点，NOx吸藏效率开始降低。

另外，若在NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率的推移之间进行比较，则稀升温处理的执行结束后(L3)与NOx还原处理的执行结束后(L1)相比，在该NSR催化剂6中的NOx吸藏量更少的时间点，NOx吸藏效率开始降低。进而，在NOx吸藏效率开始降低后，NSR催化剂6中的NOx吸藏量的每单位增加量的NOx吸藏效率的降低量(以下有时也称作“NOx吸藏效率的降低率”)在稀升温处理的执行结束后(L3)与NOx还原处理的执行结束后(L1)相比变大。另外，在NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的推移之间进行比较的情况下也与NSR催化剂6正常时同样，稀升温处理的执行结束后(L4)与NOx还原处理的执行结束后(L2)相比，在该NSR催化剂6中的NOx吸藏量更少的时间点，NOx吸藏效率开始降低。进而，在NOx吸藏效率开始降低后，NOx吸藏效率的降低率在稀升温处理的执行结束后(L4)与NOx还原处理的执行结束后(L3)相比变大。

另外，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：关于NOx吸藏效率开始降低后的该NOx吸藏效率的降低率，与该NSR催化剂6正常时(L1、L3)相比，该NSR催化剂6发生了劣化时(L2、L4)的降低率变大。并且，此时，关于NSR催化剂6正常时与该NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的降低率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。

在此，基于图4～图6对如下现象进行说明，该现象被推测为，之所以虽然在NOx还原处理或稀升温处理中的任一处理的执行结束的时间点，NSR催化剂6中的NOx吸藏量均大致为零，但各处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏效率的推移的方式会产生如图3所示的不同的主要原因。图4是用于对在NSR催化剂中吸藏NOx时的机理进行说明的影像图。在NSR催化剂中，在由氧化铝等构成的催化剂载体50上担载有由铂Pt、铑Rh或钯Pd等构成的贵金属催化剂51。进而，在催化剂载体50上担载有由如钡Ba那样的碱土类金属等构成的NOx吸藏材料52。此外，在此，举出贵金属催化剂51为铂Pt、NOx吸藏材料52为钡Ba的情况作为例子，对在NSR催化剂中可能发生的反应进行说明。

通常(也就是说，NSR催化剂的温度低于稀升温处理的预定温度的情况)，在流入排气的空燃比为稀空燃比时，如图4的左侧的图所示，排气中的NO的一部分在担载于催化剂载体50的铂Pt51上被氧化而成为NO₂。并且，这样生成的NO₂如图4的右侧的图所示那样以NO₃的形式被担载于催化剂载体50的钡Ba52吸藏。详细而言，经过以像以下那样的化学反应式表示的反应，NO₂在变换成硝酸钡Ba(NO₃)₂的状态下吸藏于NSR催化剂。

BaCO₂+2NO₂+1/2O₂→Ba(NO₃)₂+CO₂

另外，图5和图6是用于对执行了稀升温处理时的NSR催化剂的状态进行说明的影像图。如上所述，当执行稀升温处理时，将流入排气的空燃比维持为稀空燃比，并且使NSR催化剂的温度上升至预定温度以上。当执行这样的稀升温处理时，可能如图5所示那样发生担载于催化剂载体50的铂Pt51氧化的氧中毒。并且，关于像这样铂Pt51发生了氧中毒的状态，即使在稀升温处理的执行结束后，也会在流入排气的空燃比为稀空燃比的期间中维持该状态。因此，在铂Pt51上排气中的NO难以被氧化。也就是说，排气中的NO难以变换成NO₂。结果，从NO₂变换成硝酸钡Ba(NO₃)₂而被NSR催化剂吸藏的NOx的量减少。

另外，当执行稀升温处理时，可能如图6所示那样在催化剂载体50上存在于相互接近的位置的钡Ba52彼此结合，从而该钡Ba52粗大化。这样的话，与稀升温处理的执行前相比，催化剂载体50上的钡Ba的表面积减少。由此，钡Ba与NO₂的接触面积减少。结果，即使在担载于催化剂载体50的铂Pt51上通过NO被氧化而生成NO₂，从NO₂变换成硝酸钡Ba(NO₃)₂而被NSR催化剂吸藏的NOx的量也会减少。

如以上所说明的那样，当执行稀升温处理时，在NSR催化剂6中会发生贵金属催化剂51(例如铂Pt)的氧中毒及NOx吸藏材料52(例如钡Ba)的粗大化，因此在该稀升温处理的执行后，NSR催化剂6的状态可能成为难以吸藏NOx的状态。结果，认为：在稀升温处理的执行后，NSR催化剂6的状态成为NOx吸藏效率容易降低的状态。此外，如果将流入排气的空燃比控制为浓空燃比，则如上述那样通过执行稀升温处理而产生的、NSR催化剂6中的贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化可以被消除。

另一方面，在NOx还原处理中，将流入排气的空燃比控制为预定的还原空燃比，所述预定的还原空燃比是理论空燃比以下的空燃比。因此，在NSR催化剂6中，难以发生贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化。因此，认为：在NOx还原处理的执行结束后，与稀升温处理的执行结束后相比，NSR催化剂6的状态为容易吸藏NOx的状态。

进而，当NSR催化剂6发生了劣化时，原本就是与该NSR催化剂6正常时相比，NOx吸藏效率容易降低的状态。因此，在NSR催化剂6发生了劣化时，若通过执行稀升温处理使得发生贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化，则与该NSR催化剂6正常时相比，它们对NOx吸藏效率产生的影响容易变大。因此，当NSR催化剂6发生了劣化时，稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率的降低这一现象容易更显著地显现。

认为：起因于上述那样的现象的发生，在稀升温处理的执行结束后，与NOx还原处理的执行结束后相比，NSR催化剂6的NOx吸藏效率更提前开始降低，进而，与NOx还原处理的执行结束后相比，该NOx吸藏效率的降低率也变大。另外，认为：起因于上述那样的现象的发生，关于NSR催化剂6正常时与该NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的降低率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。

并且，由于在NOx还原处理的执行结束后和稀升温处理的执行结束后，NSR催化剂6中的NOx吸藏效率的推移的方式产生上述那样的差异，所以，关于NSR催化剂6中的NOx吸藏量相同的情况下的、该NSR催化剂6发生了劣化时与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。也就是说，如图3所示，关于NSR催化剂6中的NOx吸藏量为预定吸藏量Qnoxd时的、该NSR催化剂6发生了劣化时与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大(在图3中，dR1＜dR2)。

因此，在本实施例中，在进行NSR催化剂6的异常诊断时执行稀升温处理。并且，基于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率来诊断该NSR催化剂6的异常。由此，变成在NSR催化剂6发生了劣化时(即NSR催化剂6异常时)与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差更大的状况下，执行该NSR催化剂6的异常诊断。因此，即使是NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NSR催化剂6异常。

(异常诊断流程)

在此，基于图7所示的流程图对本实施例涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程进行说明。本流程通过执行存储于ECU10的预定的程序来实现。

在本流程中，首先，在S101中，判别NSR催化剂6的异常诊断的执行条件是否成立。作为该异常诊断的执行条件，例如包括NSR催化剂6的温度为活性温度、内燃机1的运转状态为稳定状态等。在S101中判定为否的情况下，暂时结束本流程。

另一方面，在S101中判定为是的情况下，在S102中，由稀升温执行部102执行稀升温处理。此时，稀升温执行部102以使得流入排气的空燃比维持为稀空燃比、并且NSR催化剂6的温度为预定温度以上的方式控制来自燃料添加阀7的燃料添加量和燃料添加间隔。另外，此时，稀升温处理执行预定的升温处理期间。在此，预定的升温处理期间是假定NSR催化剂6中的NOx吸藏量变得大致为零的期间。该预定的升温处理期间可以是基于实验等预先确定的一定的期间。另外，如上所述，在本实施例中，ECU10持续地对NSR催化剂6中的NOx吸藏量进行推定。因此，可以基于在S101中判定为是的时间点下的NSR催化剂6中的NOx吸藏量来决定预定的升温处理期间。

在S102中，当稀升温处理执行了预定的升温处理期间时，停止该稀升温处理的执行。这样的话，NOx向NSR催化剂6的吸藏会再次开始。因此，NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox开始增加。并且，接着，在S103中判别NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox是否成为了预定的判定吸藏量Qnoxd(与图3的预定吸藏量Qnoxd相同的值)以上。在此，预定的判定吸藏量Qnoxd是可认为，如果是在稀升温处理的执行结束后，则会在NSR催化剂6正常时与异常时之间在NOx吸藏效率上产生足够的差的值，基于实验等来预先确定。在S103中判定为否的情况下，NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox未达到预定的判定吸藏量Qnoxd，因此再次执行该S103的处理。

另一方面，在S103中判定为是的情况下，接下来在S104中判别在NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox达到了预定的判定吸藏量Qnoxd时的该NSR催化剂6的NOx吸藏效率Ronox是否为预定的阈值吸藏效率Ronoxth以上。在此，预定的阈值吸藏效率Ronoxth是如下阈值：在稀升温处理的执行结束后NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox达到了预定的判定吸藏量Qnoxd时，如果该NSR催化剂6的NOx吸藏效率Ronox为该预定的阈值吸藏效率Ronoxth以上，则能够判定为该NSR催化剂6正常。该预定的阈值吸藏效率Ronoxth基于实验等来预先确定。

并且，在S104中判定为是的情况下，在S105中判定为NSR催化剂6正常。另一方面，在S104中判定为否的情况下，在S106中判定为NSR催化剂6异常。在执行了S105或S106的处理后，暂时结束本流程的执行。此外，S104～S106的处理由ECU10的诊断部103来执行。

根据上述那样的异常诊断的流程，能够基于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率来诊断该NSR催化剂6的异常。

(变形例1)

接下来，对本实施例涉及的NSR催化剂的异常诊断的第1变形例进行说明。如图3所示，在NOx还原处理的执行结束后和稀升温处理的执行结束后，NSR催化剂6的NOx吸藏效率的推移存在差异。但是，NSR催化剂6的异常诊断的参数不限于NSR催化剂6的NOx吸藏效率本身。也就是说，也可以将稀升温处理的执行结束后的与NSR催化剂6的NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数设为该NSR催化剂6的异常诊断的参数。

例如，NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏量当然与各处理的执行结束后的NOx吸藏效率具有相关关系。因此，在NOx还原处理的执行结束后和稀升温处理的执行结束后，NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推移也必然不同。

图8是示出NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推移的图。图8中的纵轴表示NSR催化剂6中的NOx吸藏量。另外，图8中的横轴表示从NOx还原处理的执行结束时间点或稀升温处理的执行结束时间点起的NOx流入量的累计值。另外，在图8中，虚线L5示出了NSR催化剂6正常时的NOx还原处理的执行结束后的NOx吸藏量的推移，虚线L6示出了NSR催化剂6发生了劣化时的NOx还原处理的执行结束后的NOx吸藏量的推移。另外，在图8中，实线L7示出了NSR催化剂6正常时的稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏量的推移，实线L8示出了NSR催化剂6发生了劣化时的稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏量的推移。

当NOx还原处理或稀升温处理的执行结束时，与NOx流入量的累计值的增加相应地，NSR催化剂6中的NOx吸藏量增加。此时，如图3所示，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：在NSR催化剂6发生了劣化时(L2、L4)，与该NSR催化剂6正常时(L1、L3)相比，与该NSR催化剂6中的NOx吸藏量相对的NOx吸藏效率变小。因此，如图8所示，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：在NSR催化剂6发生了劣化时(L6、L8)，与该NSR催化剂6正常时(L5、L7)相比，同一正时(即NOx流入量的累计值相同的时间)下的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量变少。

另外，如图3所示，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：关于NOx吸藏效率开始降低后的该NOx吸藏效率的降低率，与该NSR催化剂6正常时(L1、L3)相比，该NSR催化剂6发生了劣化时(L2、L4)的所述降低率变大。并且，如上所述，关于NSR催化剂6正常时与该NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的降低率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。因此，关于NSR催化剂6正常时与NSR催化剂6发生了劣化时的同一正时(即NOx流入量的累计值相同的时间)下的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大(在图8中，dQ1＜dQ2)。

因此，在本变形例中，基于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏量来诊断该NSR催化剂6的异常。由此，变成在NSR催化剂6发生了劣化时(即NSR催化剂6异常时)与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏量之差变得更大的状况下，执行该NSR催化剂6的异常诊断。因此，在代替NOx吸藏效率而使用NOx吸藏量作为用于异常诊断的参数的情况下，也能够在NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段诊断为该NSR催化剂6异常。

在此，基于图9所示的流程图对本变形例涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程进行说明。本流程通过执行存储于ECU10的预定的程序来实现。此外，在本流程中，在S101、S102、S105及S106的各步骤中执行的处理与在图7所示的异常诊断的流程中的标记了同一参照编号的步骤中执行的处理相同。因此，省略对在这些步骤中执行的处理的说明。

在本流程中，当在S102中稀升温处理的执行停止时，接下来执行S203的处理。在S203中，判别从在S102中停止稀升温处理的执行的时间点起的NOx流入量的累计值Iinnox是否为预定的判定累计值Iind以上。在此，预定的判定累计值Iind是可认为，如果是在稀升温处理的执行结束后，则会在NSR催化剂6正常时与异常时之间在NOx吸藏量上产生足够的差的值，基于实验等来预先确定。此外，在本实施例中，也可以基于NOx流入量等而由ECU10推定假定NSR催化剂6为预定的正常状态时的、稀升温处理的执行结束后的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量(以下有时也称作“预定正常NOx吸藏量”)。并且，在推定出了这样的NSR催化剂6中的预定正常NOx吸藏量的情况下，在S203的处理中，也可以代替NOx流入量的累计值Iinnox而使用该预定正常NOx吸藏量作为参数。也就是说，也可以在S203中判别预定正常NOx吸藏量是否为预定值以上。

在S203中判定为否的情况下，NOx流入量的累计值Iinnox未达到判定累计值Iind，因此再次执行该S203的处理。另一方面，在S203中判定为是的情况下，接下来在S204中判别NOx流入量的累计值Iinnox达到了预定的判定累计值Iind时的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox是否为预定的阈值吸藏量Qenoxth以上。在此，预定的阈值吸藏量Qenoxth是如下阈值：在稀升温处理的执行结束后NOx流入量的累计值Iinnox达到了预定的判定累计值Iind时，如果该NSR催化剂6中的NOx吸藏量Qnox为该预定的阈值吸藏量Qenoxth以上，则能够判定为该NSR催化剂6正常。该预定的阈值吸藏量Qenoxth是假定处于在能够判定为NSR催化剂6正常的范围内最劣化的状态(以下称作标准状态)时的、NOx流入量的累计值Iinnox达到了预定的判定累计值Iind时的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量。此外，在本实施例中，假定NSR催化剂6为标准状态时的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量由ECU10基于NOx流入量来持续地推定。并且，在S204中判定为是的情况下，执行S105的处理，在S204中判定为否的情况下，执行S106的处理。此外，在本变形例中，S204、S105及S106的处理由ECU10的诊断部103来执行。

此外，与稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率具有相关关系的参数不限于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏量。例如，在稀升温处理的执行结束后，到NSR催化剂6的NOx吸藏量达到预定的NOx吸藏量为止的期间中的NOx流入量的累计值也当然与NSR催化剂6的NOx吸藏效率具有相关关系。因此，也可以基于稀升温处理的执行结束后的、到NSR催化剂6的NOx吸藏量达到预定的NOx吸藏量为止的期间中的NOx流入量的累计值来诊断该NSR催化剂6的异常。

(变形例2)

接下来，对本实施例涉及的NSR催化剂的异常诊断的第2变形例进行说明。如在上述内容中基于图3所说明的那样，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：当NSR催化剂6中的NOx吸藏量达到某一量时，该NSR催化剂6的NOx吸藏效率开始降低。并且，在NOx还原处理的执行结束后或稀升温处理的执行结束后均是：关于NOx吸藏效率开始降低后的该NOx吸藏效率的降低率，与该NSR催化剂6正常时(L1、L3)相比，该NSR催化剂6发生了劣化时(L2、L4)的所述降低率变大。进而，此时，关于NSR催化剂6正常时与该NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的降低率之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。

因此，在本变形例中，着眼于这样的NOx吸藏效率的推移的差异，使用稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率的变化程度作为NSR催化剂6的异常诊断的参数。在此，图10是示出以图3所示的NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率的推移为基础求出的、各情况下的NOx吸藏效率的变化程度的图。此外，在此，将“NOx吸藏效率的变化程度”设为NSR催化剂的NOx吸藏效率从100％降低至50％时的该NOx吸藏效率的降低率。这样的“NOx吸藏效率的变化程度”通过下述的式子1求得。通过该式子1求得的“NOx吸藏效率的变化程度”必然为负值。但是，求得“NOx吸藏效率的变化程度”的式子不限于下述式子1。也就是说，“NOx吸藏效率的变化程度”可以定义为随着NSR催化剂中的NOx吸藏量的增加而该NSR催化剂的NOx吸藏效率降低时的任意期间中的该NOx吸藏效率的降低率。

Cronox＝(100－50)/(Qnoxf－Qnoxh)···式子1

Cronox：NOx吸藏效率的变化程度

Qnoxf：NSR催化剂的NOx吸藏效率从100％起开始降低的时间点下的该NSR催化剂中的NOx吸藏量

Qnoxh：NSR催化剂的NOx吸藏效率成为50％的时间点下的该NSR催化剂中的NOx吸藏量

另外，在图10中，针对NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后分别示出NSR催化剂6正常时和该NSR催化剂6发生了劣化时(即，NSR催化剂6异常时)的NOx吸藏效率的变化程度。如该图10所示，在NOx还原处理的执行结束后及稀升温处理的执行结束后均是：当NSR催化剂6异常时，与NSR催化剂6正常时相比，NOx吸藏效率的变化程度的值变小。并且，关于此时的、NSR催化剂6正常时与该NSR催化剂6发生了劣化时的NOx吸藏效率的变化程度之差，稀升温处理的执行结束后的所述差比NOx还原处理的执行结束后的所述差大。

因此，基于稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率的变化程度来诊断NSR催化剂6的异常，从而与基于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率的值本身进行异常诊断的情况同样，即使是NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NSR催化剂6异常。

(其他变形例)

另外，本实施例涉及的稀升温处理中的预定温度也可以不必为被NSR催化剂6吸藏了的NOx脱离的温度。也就是说，若可通过执行稀升温处理使得在NSR催化剂6中发生上述那样的贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化，则即使NOx未从该NSR催化剂6脱离，在该稀升温处理的执行结束后，该NSR催化剂6发生了劣化时与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差也与未执行该稀升温处理的情况相比变大。因此，若稀升温处理中的预定温度为发生贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化的温度，则在该稀升温处理的执行结束后，能够在NSR催化剂6发生了劣化时与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差变得更大的状况下，执行该NSR催化剂6的异常诊断。结果，即使是NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NSR催化剂6异常。

但是，在想要使用稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率或NOx吸藏量等与该吸藏效率具有相关关系的参数来进行该NSR催化剂6的异常诊断的情况下，需要掌握该稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏量。例如，即使是在将稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率设为异常诊断的参数的情况下，作为该参数而使用的NOx吸藏效率的取得正时及用于该异常诊断的阈值即预定的阈值吸藏效率Ronoxth也根据NSR催化剂6中的NOx吸藏量来确定。

在此，在本实施例中，如上所述，NSR催化剂6中的NOx吸藏量由ECU10持续地推定。但是，该NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推定值为NOx流入量与NOx流出量的累计值，因此存在相对于实际的NOx吸藏量产生误差的可能。考虑到这样的情况，通过执行稀升温处理来使NSR催化剂6中的NOx吸藏量暂时大致为零，由此能够提高该稀升温处理的执行结束后的该NSR催化剂6中的NOx吸藏量的推定精度。因此，通过将稀升温处理中的预定温度设为被该NSR催化剂6吸藏了的NOx能够脱离的温度，从而能够提高该NSR催化剂6的异常诊断的精度。

另外，在本实施例中，NSR催化剂6相当于本发明涉及的NOx捕集催化剂。但是，在本实施例中，也可以代替NSR催化剂6而将虽然具有吸藏NOx的功能但不具有将所吸藏的NOx还原的功能的预定NOx捕集催化剂设置于排气通路3。并且，在这样的构成中，在执行预定NOx捕集催化剂的异常诊断时也可以应用本实施例涉及的异常诊断的方法。也就是说，在预定NOx捕集催化剂的异常诊断时也可以执行稀升温处理。并且，也可以基于稀升温处理的执行结束后的预定NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数来诊断该预定NOx捕集催化剂的异常。

在不具有NOx还原功能的预定NOx捕集催化剂中，也通过与图4所示的在NSR催化剂中吸藏NOx的机理同样的机理来吸藏排气中的NOx。另外，在预定NOx捕集催化剂中，也是随着该NOx吸藏量的增加而NOx吸藏效率降低。并且，在稀升温处理的执行后，预定NOx捕集催化剂的状态成为NOx吸藏效率容易降低的状态。认为这是因为：当执行稀升温处理时，在预定NOx捕集催化剂中也会发生如图5所示的贵金属催化剂的氧中毒及与如图6所示的NOx吸藏材料的粗大化同样的NOx吸藏材料的粗大化。

在此，将通过在将流入排气的空燃比维持为浓空燃比的状态下使预定NOx捕集催化剂的温度上升来使NOx从该预定NOx捕集催化剂脱离的处理称作浓升温处理。此时，在利用稀升温处理使NOx从预定NOx捕集催化剂脱离后、或者在利用浓升温处理使NOx从预定NOx捕集催化剂脱离后，NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量均逐渐增加。另外，随着预定NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量的增加而NOx吸藏效率降低。此时，在任一处理的执行后均是：在预定NOx捕集催化剂发生了劣化时，与该预定NOx捕集催化剂正常时相比，NOx吸藏效率更容易降低。

但是，与对NSR催化剂执行了NOx还原处理的情况同样，在浓升温处理中，在预定NOx捕集催化剂中难以发生贵金属催化剂的氧中毒及NOx吸藏材料的粗大化。因此认为：在浓升温处理的执行结束后，与稀升温处理的执行结束后相比，预定NOx捕集催化剂的状态成为容易吸藏NOx的状态。进而，本来是当预定NOx捕集催化剂发生了劣化时，与该预定NOx捕集催化剂正常时相比，成为NOx吸藏效率容易降低的状态。因此，若通过在预定NOx捕集催化剂发生了劣化时执行稀升温处理而发生贵金属催化剂的氧中毒及NOx吸藏材料的粗大化，则与预定NOx捕集催化剂正常时相比，它们对NOx吸藏效率产生的影响容易变大。因此，若预定NOx捕集催化剂发生了劣化，则稀升温处理的执行结束后的NOx吸藏效率降低这一现象容易更显著地显现。

起因于以上那样的现象的发生，在浓升温处理的执行结束后与稀升温处理的执行结束后的预定NOx捕集催化剂中的NOx吸藏效率的推移的方式上产生如下差异，该差异与如图3所示的、在NOx还原处理的执行结束后与稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6中的NOx吸藏效率的推移的方式的差异是同样的差异。结果，预定NOx捕集催化剂中的NOx吸藏量相同的情况下的、该NOx捕集催化剂发生了劣化时与该NOx捕集催化剂正常时的NOx吸藏效率之差，在稀升温处理的执行结束后与浓升温处理的执行结束后相比变大。

因此，通过基于稀升温处理的执行结束后的预定NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数来诊断该NOx捕集催化剂的异常，从而变成在该预定NOx捕集催化剂发生了劣化时(即NOx捕集催化剂异常时)与该预定NOx捕集催化剂正常时的这些参数的值之差更大的状况下，执行该预定NOx捕集催化剂的异常诊断。因此，即使是预定NOx捕集催化剂的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该预定NOx捕集催化剂异常。

此外，与为了NSR催化剂的异常诊断而执行稀升温处理的情况同样，在为了预定NOx捕集催化剂的异常诊断而执行稀升温处理的情况下，该稀升温处理中的预定温度也可以不必为被预定NOx捕集催化剂吸藏了的NOx脱离的温度。也就是说，稀升温处理中的预定温度只要是在预定NOx捕集催化剂中发生贵金属催化剂的氧中毒及NOx吸藏材料的粗大化的温度即可。

＜实施例2＞

本实施例涉及的内燃机的进气排气系统的大致构成与实施例1涉及的构成相同。在此，当为了进行NSR催化剂6的异常诊断而执行稀升温处理时，随着该稀升温处理的执行而从该NSR催化剂6脱离的NOx有时会释放到外部。在该情况下，在进行NSR催化剂6的异常诊断时会导致排气排放的恶化。因此，在本实施例中，为了抑制这样的排气排放的恶化，在进行NSR催化剂6的异常诊断时，在由稀升温执行部102执行稀升温处理之前由NOx还原执行部101执行NOx还原处理。

图11是示出本实施例涉及的NSR催化剂的异常诊断的流程的流程图。本流程通过执行存储于ECU10的预定的程序来实现。此外，在本流程中，在S302以外的各步骤中执行的处理与在图7所示的异常诊断的流程中的标记了同一参照编号的步骤中执行的处理相同。因此，省略关于在这些步骤中执行的处理的说明。

在本流程中，在S101中判定为是的情况下，即，在NSR催化剂6的异常诊断的执行条件成立的情况下，接下来执行S302的处理。在S302中，由NOx还原执行部101执行NOx还原处理。此时，NOx还原执行部101以使得流入排气的空燃比成为预定的还原空燃比的方式控制内燃机1的各汽缸中的燃料喷射阀的副燃料喷射量。另外，此时，NOx还原处理执行预定的还原处理期间。在此，预定的还原处理期间是假定NSR催化剂6中的NOx吸藏量变得大致为零的期间。该预定的还原处理期间可以是基于实验等预先确定的一定的期间。另外，可以基于在S101中判定为是的时间点下的NSR催化剂6中的NOx吸藏量来决定预定的升温处理期间。通过像这样在S302中执行NOx还原处理，被NSR催化剂6吸藏了的NOx脱离并且被还原。

在S302中，当NOx还原处理执行预定的还原处理期间时，停止该NOx还原处理的执行。并且，接下来在S102中由稀升温执行部102执行稀升温处理。此外，在该情况下，在开始稀升温处理的执行的时间点，NSR催化剂6中的NOx吸藏量大致为零。因此，在S102中执行稀升温处理的预定的升温处理期间为预先确定的一定的期间。并且，在S102中稀升温处理执行了预定的升温处理期间后，执行S103以后的处理。

根据上述流程，在进行NSR催化剂6的异常诊断时，在由稀升温执行部102执行稀升温处理之前，由NOx还原执行部101执行NOx还原处理。结果，变成在NSR催化剂6中的NOx吸藏量大致为零的状态下执行稀升温处理。因此，能够抑制随着稀升温处理的执行而从NSR催化剂6脱离的NOx释放到外部的情况。因此，能够在进行NSR催化剂6的异常诊断时抑制排气排放的恶化。

另外，即使是在NSR催化剂6中的NOx吸藏量大致为零的状态下执行稀升温处理的情况下，在NSR催化剂6中也可能发生贵金属催化剂51的氧中毒及NOx吸藏材料52的粗大化。因此，在本实施例涉及的NSR催化剂6的异常诊断中，也与实施例1同样地通过基于稀升温处理的执行结束后的NSR催化剂6的NOx吸藏效率来诊断该NSR催化剂6的异常，从而在该NSR催化剂6发生了劣化时与该NSR催化剂6正常时的NOx吸藏效率之差变得更大的状况下执行该NSR催化剂6的异常诊断。因此，即使是NSR催化剂6的劣化程度较小的阶段，也能够诊断为该NSR催化剂6异常。

此外，在本实施例中，NSR催化剂6的异常诊断的参数也不限于NSR催化剂6的NOx吸藏效率本身。也就是说，与实施例1同样，也可以将稀升温处理的执行结束后的与NSR催化剂6的NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数设为该NSR催化剂6的异常诊断的参数。

＜实施例3＞

图12是示出本实施例涉及的内燃机的进气排气系统的大致构成的图。此外，以下，在本实施例涉及的内燃机的进气排气系统的构成中，仅对与图1所示的构成不同的点进行说明。

在本实施例中，在下游侧NOx传感器15及温度传感器16的下游侧的排气通路3设置有SCR催化剂8。另外，在比下游侧NOx传感器15及温度传感器16靠下游侧且比SCR催化剂8靠上游侧的排气通路3设置有向排气中添加尿素水的尿素添加阀9。该尿素添加阀9电连接于ECU10，并且由该ECU10来控制。并且，在SCR催化剂8中，将从尿素添加阀9添加的尿素通过加水分解而生成的氨作为还原剂来还原排气中的NOx。

另外，在SCR催化剂8的下游侧的排气通路3设置有温度传感器17。该温度传感器17检测从SCR催化剂8流出的排气的温度。另外，温度传感器17电连接于ECU10，其检测值被输入至该ECU10。并且，ECU10基于温度传感器17的检测值来算出SCR催化剂8的温度。

在此，在本实施例中，在排气通路3，SCR催化剂8配置在从NSR催化剂6离开预定距离以上的位置(例如NSR催化剂6配置在车辆的发动机室内，SCR催化剂8配置在位于发动机室的外侧且位于该车辆的底板下的位置)。由此，即使在由于执行稀升温处理而NSR催化剂6升温了的情况下，也可抑制SCR催化剂8的温度上升。另外，SCR催化剂8在其温度为预定的还原温度范围内时发挥充分的NOx还原功能。

因此，在本实施例中，稀升温执行部102在执行稀升温处理时将SCR催化剂8的温度维持在预定的还原温度范围内，并且使NSR催化剂6的温度上升至预定温度以上。由此，即使随着稀升温处理的执行而NOx从NSR催化剂6脱离，也能够利用SCR催化剂8来还原该脱离的NOx。因此，能够抑制随着稀升温处理的执行而从NSR催化剂6脱离并释放到外部的NOx的量。

此外，在本实施例中，也可以代替SCR催化剂8而设置NSR催化剂。并且，在将该NSR催化剂设为下游侧NSR催化剂的情况下，稀升温执行部102在执行稀升温处理时将下游侧NSR催化剂的温度维持在能够充分发挥NOx吸藏功能的预定的可吸藏温度范围内、并且使NSR催化剂6的温度上升至预定温度以上。由此，即使随着稀升温处理的执行而NOx从NSR催化剂6脱离，也能够利用下游侧NSR催化剂来吸藏该脱离的NOx。因此，能够抑制随着稀升温处理的执行而从NSR催化剂6脱离并释放到外部的NOx的量。另外，通过使流入下游侧NSR催化剂的排气的空燃比降低至还原空燃比，从而能够对被下游侧NSR催化剂吸藏了的NOx进行还原。

Claims (4)

1.一种排气净化装置的异常诊断系统，所述排气净化装置具备NOx捕集催化剂，所述NOx捕集催化剂设置于进行稀燃烧运转的内燃机的排气通路，吸藏排气中的NOx，

所述排气净化装置的异常诊断系统具备：

稀升温执行部，其在预定的异常诊断条件成立时执行稀升温处理，所述稀升温处理是将流入所述NOx捕集催化剂的排气的空燃比维持为比理论空燃比高的稀空燃比，并且使所述NOx捕集催化剂的温度上升至预定温度以上的处理；和

诊断部，其基于由所述稀升温执行部执行的所述稀升温处理的执行结束后的、所述NOx捕集催化剂的NOx吸藏效率或与该NOx吸藏效率具有相关关系的预定的参数，来诊断所述NOx捕集催化剂的异常。

2.根据权利要求1所述的排气净化装置的异常诊断系统，

所述预定温度是在流入所述NOx捕集催化剂的排气的空燃比为稀空燃比的状态下，被所述NOx捕集催化剂吸藏了的NOx能够脱离的温度。

3.根据权利要求1或2所述的排气净化装置的异常诊断系统，

所述NOx捕集催化剂为吸藏还原型NOx催化剂，

所述排气净化装置还具备NOx还原执行部，所述NOx还原执行部执行NOx还原处理，所述NOx还原处理是通过使流入所述NOx捕集催化剂的排气的空燃比降低至在理论空燃比以下且能够进行NOx的还原的预定的还原空燃比，来使被所述NOx捕集催化剂吸藏了的NOx还原的处理，

在所述预定的异常诊断条件成立时，由所述NOx还原执行部执行NOx还原处理，之后，由所述稀升温执行部执行所述稀升温处理。

4.根据权利要求1或2所述的排气净化装置的异常诊断系统，

在所述排气净化装置中，在所述排气通路中的比所述NOx捕集催化剂靠下游侧、且从所述NOx捕集催化剂离开预定距离以上的位置，设置有NOx还原催化剂，所述NOx还原催化剂为选择还原型NOx催化剂或吸藏还原型NOx催化剂，

所述稀升温执行部在执行所述稀升温处理时，在所述NOx还原催化剂为选择还原型NOx催化剂的情况下，将所述NOx还原催化剂的温度维持在能够进行NOx的还原的预定的可还原温度范围内，并且，使所述NOx捕集催化剂的温度上升至所述预定温度以上，或者在所述NOx还原催化剂为吸藏还原型NOx催化剂的情况下，将所述NOx还原催化剂的温度维持在能够进行NOx的吸藏的预定的可吸藏温度范围内，并且，使所述NOx捕集催化剂的温度上升至所述预定温度以上。