JP2005171802A - 触媒劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒劣化検出装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに上昇させることにより、ＮＯx触媒の劣化判定を速やかに行い、劣化判定の精度を向上させる
ことができる技術を提供する。
【解決手段】内燃機関からのＮＯx排出量と、還元剤添加時のストイキ継続時間から得ら
れるＮＯx吸蔵量と、に基づいて吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定を行う触媒劣化検出装置において、ＮＯx触媒の劣化判定を行うための還元剤の添加前に内燃機関から排出される
単位時間あたりのＮＯx量を増加するＮＯx排出量増量手段（Ｓ１０４）を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定を行う触媒劣化検出装置に関する。

吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒とする。）を内燃機関の排気通路に配置し、酸化雰囲気のときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を該ＮＯx触媒に吸蔵し、還元雰囲気となったときは該ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxを還元して排気中のＮＯxを浄化する技術
が知られている。

このＮＯx触媒は、熱劣化や経年変化による劣化とともにＮＯxの吸蔵能力が低下することが知られており、この劣化の検出を該ＮＯx触媒前後に取り付けた酸素センサの出力に
基づいて行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１０７７４１号公報 特開平５−１３３２６４号公報 特開２０００−１７０５２７号公報

ところで、前記従来技術によりＮＯx触媒の劣化判定を行うときには、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力の限界付近までＮＯxを吸蔵させている。しかし、様々な要因によりＮＯx触媒
のＮＯx吸蔵能力の限界付近までＮＯxを吸蔵させることが困難な場合がある。また、ＮＯx触媒の吸蔵能力は該ＮＯx触媒の温度により変化する。従って、ＮＯx触媒の劣化判定に
時間がかかると、該ＮＯx触媒の温度が変化してしまい、精度の高い触媒劣化判定を行う
ことが困難となることがある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、触媒劣化検出装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに上昇させることにより、ＮＯx触媒
の劣化判定を速やかに行い、劣化判定の精度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために本発明による触媒劣化検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、
排気通路に設けられ、酸化雰囲気でＮＯxを吸蔵し還元雰囲気でＮＯxを還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の排気に対する上流側から該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の排気に対する下流の排気通路を流通する排気の空燃比を検
出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関から排出されるＮＯx量を推定するＮＯx排出量推定手段と、
前記還元剤添加手段により還元剤を添加したときに前記空燃比検出手段により検出される空燃比から前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxの吸蔵量を推定するＮＯx
吸蔵量推定手段と、
を備え、
前記ＮＯx排出量推定手段により推定されたＮＯx量に基づいて算出される前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯx量が所定量に達したときに前記還元剤添加手段により還元剤を添加し、このときの前記ＮＯx吸蔵量推定手段により推定されるＮＯx吸蔵量と前記所
定量とに基づいて前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化しているか否かを判定する触媒劣化検
出装置において、
吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定を行う際の還元剤の添加前に前記内燃機関から排出さ
れる単位時間あたりのＮＯx量を増量するＮＯx排出量増量手段を有することを特徴とする。

本発明の最大の特徴は、触媒劣化判定を行うときに内燃機関からのＮＯx排出量を増加
させることにより、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに増加させ、劣化判定を速やかに行うことにある。

ここで、触媒劣化判定装置による吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定では、還元剤添加手
段により還元剤を添加したときに、空燃比検出手段により検出される吸蔵還元型ＮＯx触
媒よりも下流の排気の空燃比に基づいて劣化判定が行われる。すなわち、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きくなると、該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵可能なＮＯx量や酸
素量が減少する。これに伴い、還元剤添加時に空燃比検出手段により検出される空燃比がストイキである時間が短くなる。このストイキが継続する時間に基づいて、ＮＯx吸蔵量
推定手段は、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯx量を推定することが可能となる。

また、ＮＯx排出量推定手段により推定される内燃機関からのＮＯxの排出量に基づいて、吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化していないときのＮＯxの吸蔵量を推定することができる。そして、吸蔵還元型ＮＯx触媒に劣化が生じていない場合には、ＮＯx排出量推定手段によるＮＯxの排出量に基づいて得られたＮＯxの吸蔵量が所定量となったとき、ＮＯx吸蔵量
推定手段により推定されるＮＯx量もこの所定量と同じ量となるはずである。しかし、吸
蔵還元型ＮＯx触媒に劣化が生じていると、その劣化の度合いが大きくなるほど、ＮＯx吸蔵量推定手段により推定されるＮＯxの量が前記所定量よりも少なくなる。このようなこ
とに基づいて、触媒劣化判定装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定を行うことができ
る。

この際、内燃機関から排出されるＮＯx量を増加させることにより、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに増加させれば、速やかに劣化判定を行うことが可能となる。

例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が変化すると、ＮＯxの吸蔵能力が変化するので、ＮＯxに吸蔵されているＮＯx量に基づいて触媒劣化判定を行うと、ＮＯx触媒の温度の変
化によりＮＯxの吸蔵量が減少したにも関わらす、触媒の劣化によりＮＯxの吸蔵量が減少したとされ、触媒が劣化していると判定されてしまうことがある。しかし、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに増加させることにより、触媒劣化判定を行うまでの時間を短縮することができるので、吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度変化によるＮＯx吸蔵量の変動の影響を減少させることが可能となる。

また、ＮＯx吸蔵量が所定量に達するまでに時間がかかると、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が変化してＮＯxの吸蔵能力が低下することがある。このような場合、前記所定量
が吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力の限界付近のＮＯx吸蔵量に設定されていると、
該吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されなくなり、該吸蔵還元型ＮＯx触媒の下流へＮ
Ｏxが流出する虞がある。しかし、本発明によれば吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を
所定量まで速やかに増加させることができるので、該吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度変化に
よるＮＯxの流出を抑制できる。

本発明においては、排気再循環装置をさらに備え、前記ＮＯx排出量増量手段は、前記
排気再循環装置により再循環させる排気の量を減量することで前記内燃機関から排出され
るＮＯx量を増量することができる。

ここで、排気の再循環量が増量されると、気筒内での混合気の燃焼温度が低められ、以てＮＯxの発生量が抑制される。反対に、再循環させる排気の量を減量させることにより
、内燃機関から排出されるＮＯxの量を増量させることが可能となる。

なお、触媒劣化判定時には、排気の再循環を停止させることが望ましい。

本発明に係る触媒劣化検出装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を速やかに上昇さることにより、吸蔵還元型ＮＯx触媒や排気等の状態の変化による触媒劣化判定への
影響を減少させることができ、触媒劣化判定の判定精度を向上させることができる。また、触媒劣化判定時に吸蔵還元型ＮＯx触媒の下流にＮＯxが流出することを抑制できる。

以下、本発明に係る触媒劣化検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る触媒劣化検出装置を適用する内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。

内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路２が接続されている。この排気通路２は、下流にて大気へと通じている。

前記排気通路２の途中には、酸化触媒３、及び吸蔵還元型ＮＯx触媒４（以下、ＮＯx触媒４という。）が内燃機関１側から順に備えられている。

ＮＯx触媒４は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機
能を有する。

また、酸化触媒３よりも下流で且つＮＯx触媒４よりも上流の排気通路２には、該排気
通路２を流通する排気の空燃比を検出する上流側空燃比センサ５が取り付けられている。一方、ＮＯx触媒４よりも下流の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気の温度を
検出する排気温度センサ６、及び該排気通路２を流通する排気の空燃比を検出する下流側空燃比センサ７が取り付けられている。排気温度センサ６によりＮＯx触媒４の温度を得
ることができる。

ところで、内燃機関１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒４のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒４に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要がある。

そこで、本実施例では、ＮＯx触媒４より上流の排気通路２を流通する排気中に還元剤
たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁８を備えている。ここで、燃料添加弁８は、後述するＥＣＵ９からの信号により開弁して燃料を噴射する。燃料添加弁８から排気通路２内へ噴射された燃料は、排気通路２の上流から流れてきた排気の空燃比をリッチにすると共に、ＮＯx触媒４に吸蔵されていたＮＯxを還元する。ＮＯx還元時には、ＮＯx触媒４に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチとする、所謂リ
ッチスパイク制御を実行する。

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ９が併設されている。このＥＣＵ９は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。

ＥＣＵ９には、各種センサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。

一方、ＥＣＵ９には、燃料添加弁８が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ９により制御することが可能になっている。

また、内燃機関１には、吸気通路１０が接続されている。そして、内燃機関１には、排気再循環装置１１（以下、ＥＧＲ装置１１という。）が備えられている。このＥＧＲ装置１１は、排気再循環通路１２（以下、ＥＧＲ通路１２という。）及び流量調整弁１３（以下、ＥＧＲ弁１３という。）を備えて構成されている。ＥＧＲ通路１２は、排気通路２と吸気通路１０とを接続している。このＥＧＲ通路１２を介して、排気通路２内を流通する排気の一部（以下、ＥＧＲガスという。）が吸気通路１０へ再循環される。このＥＧＲ通路１２の途中に、ＥＣＵ９からの信号により開閉し、該ＥＧＲ通路１２内を流通するＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁１３が設けられている。

ところで、ＮＯx触媒４は、経年変化や熱により劣化することがある。この劣化は、Ｎ
Ｏxの吸蔵能力に顕著に現れる。そして、ＮＯxの吸蔵能力が低下し、排気中のＮＯxの一
部が該ＮＯx触媒４の下流へ流出することがある。これに対し、ＮＯx触媒４のＮＯx吸蔵
能力の低下を、ＮＯx触媒４前後の空燃比センサ５、７を用いて検出することができる。
これにより、劣化の度合いに応じた還元剤の供給を行うことが可能となる。また、運転者等にＮＯx触媒４の交換を促すことも可能となる。

ここで、図２は、リッチスパイクにより排気の空燃比が低められているときの上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサにより検出される空燃比の時間推移を示したタイムチャート図である。

ＮＯx触媒４にＮＯxが吸蔵されている場合に、該ＮＯx触媒４にリッチ空燃比の排気を
供給すると、該ＮＯx触媒４に吸蔵されているＮＯx及び酸素が放出される。リッチスパイクによりリッチ空燃比の排気がＮＯx触媒４に流入すると、該ＮＯx触媒４の上流側の空燃比すなわち上流側空燃比センサ５により検出される空燃比はリッチとなるが、ＮＯx触媒
４からＮＯx及び酸素が放出されている間は、ＮＯx触媒４の下流の空燃比すなわち下流側空燃比センサ７により検出される空燃比はストイキとなることが知られている。そして、ＮＯx及び酸素が放出された後、下流側空燃比センサ７により検出される空燃比がリッチ
空燃比に移行する。このように下流側空燃比センサ７によりストイキが検出され、リッチ空燃比に移行するまでの時間は、ＮＯx触媒４に吸蔵されているＮＯx及び酸素の量が多いほど長くなる。

ここで、図３は、劣化の度合いとＮＯx触媒に最大限吸蔵可能なＮＯx量との関係を示した図である。このように、ＮＯx触媒４の劣化の度合いが大きくなるほど、該ＮＯx触媒４が吸蔵できるＮＯx量が減少する。従って、ＮＯx触媒４の劣化の度合いが大きくなるほど、リッチスパイク時に下流側空燃比センサ７によりストイキが検出された後リッチ空燃比に移行するまでの時間、すなわちストイキの継続時間が短くなる。以上より、ストイキの継続時間に基づいて、ＮＯx触媒４の劣化の度合いを判定することが可能となる。

なお、本実施例においては、ＮＯx触媒に該ＮＯx触媒４が最大限吸蔵可能なＮＯx量ま
でＮＯxを吸蔵させた後に触媒劣化判定を行う。そして、許容できる劣化の度合いを規制
値等から予め定め、この許容できる劣化の度合いに応じたストイキの継続時間を図２に示す「所定時間」として規定している。すなわち、ストイキの継続時間がこの所定時間以上の場合には、ＮＯx触媒４の劣化の度合いは許容できる範囲内とし、これよりも短い場合
には、ＮＯx触媒４の劣化の度合いは許容できないとしている。

なお、前記ストイキの継続時間からＮＯx触媒４に吸蔵されていたＮＯx吸蔵量を求め、この求められたＮＯx吸蔵量が、予め定められた許容されるＮＯx吸蔵量よりも少ない場合にＮＯx触媒４に劣化が生じていると判定しても良い。

次に、図４は、ＮＯx触媒４の温度とＮＯx４に最大限吸蔵可能なＮＯx量との関係を示
した図である。

新品に対し劣化品は、ＮＯx触媒４の温度によらずＮＯxの吸蔵量が少なくなっている。また、新品及び劣化品ともに、例えば４００℃近傍にてＮＯxの吸蔵量が最大となる。つ
まり、ＮＯx触媒４の温度によって最大限吸蔵できるＮＯx量が変化するので、リッチスパイク時に下流側空燃比センサ７により検出されるストイキの継続時間もＮＯx触媒４の温
度によって変化することになる。従って、ストイキの継続時間に基づいてＮＯx触媒４の
劣化判定を行う場合には、その判定精度を向上させるために、触媒劣化判定中におけるＮＯx触媒４の温度を一定に保つことが好ましい。

しかし、内燃機関１の運転状態の変動等により、ＮＯx触媒４の温度は変動しやすく、
長時間ＮＯx触媒４の温度を一定に保つのは困難である。その点、本実施例においては、
速やかにＮＯx触媒４の劣化判定を行うので、ＮＯx触媒４の温度の変動の影響を受け難い。なお、本実施例においては、予めＮＯx触媒４の温度を規定の温度（例えば、４００℃
）まで上昇させ、その規定の温度のときにＮＯx触媒４が最大限吸蔵することのできるＮ
Ｏx量に基づいて触媒劣化判定を行う。また、本実施例においては、特に断らない限り「
触媒劣化判定」には、触媒劣化判定に必要となる量のＮＯxをＮＯx触媒４に吸蔵させるための処理をも含むものとする。

ここで、本実施例による触媒劣化判定について説明する。

図５及び図６は、本実施例による触媒劣化の判定フローを示したフローチャート図である。

本ルーチンは、所定の期間毎に実行される。

ステップＳ１０１では、リッチスパイク制御時であって、燃料添加弁８から燃料が噴射されＮＯx触媒４に流入する排気の空燃比がリッチであるか否か判定される。判定は、上
流側空燃比センサ５により得られる排気の空燃比がリッチであるか否かにより判定することができる。

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、劣化判定に必要な事前準備の条件が成立しているか否か判定する。例えば、内燃機関１の運転状態が所定の運転状態となっているか否か、ＮＯx触媒４
の温度が所定の範囲内となっているか否かにより判定する。

ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１０３では、ＥＧＲ停止条件が成立しているか否か判定される。ここでは、ＥＧＲガスの供給を停止しても排気エミッションが許容できる範囲内となるか否かにより判定する。

ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１０４では、ＥＧＲガスの供給量が減量される。すなわち、ＥＣＵ９はＥＧＲ弁１３を閉じ側へ制御してＥＧＲガスの供給を減量する。ここでは、ＥＧＲ弁１３を完全に閉弁して、ＥＧＲガスの供給を停止しても良い。また、単位時間あたりのＮＯx排出
量が多すぎると、ＮＯx触媒４の単位時間あたりの吸蔵能力を超えることがあるため、該
ＮＯx触媒４が単位時間あたりに吸蔵可能なＮＯx量を内燃機関１から排出させるように、ＥＧＲガスの供給量を決定しても良い。

ステップＳ１０５では、内燃機関１からのＮＯx排出量をカウントするＮＯxカウンタ制御を開始する。ＮＯxの排出量は、単位時間あたりのＮＯx排出量と内燃機関１の運転状態（回転数、負荷）との関係を予め実験等によりもとめマップ化したものに内燃機関１の運転状態を代入して得ることができる。また、このマップから得られたＮＯx排出量を積算
することにより、ＮＯxの総排出量を算出することができる。なお、このマップは、ＥＧ
Ｒの供給量に応じて変更する。

ステップＳ１０６では、ＮＯxカウンタが所定値以上となったか否か、すなわちＮＯxの排出量が所定量以上となったか否か判定する。この所定値は、ＮＯx触媒４が最大限吸蔵
可能なＮＯx量と等しい。そして、最大限吸蔵可能なＮＯx量がＮＯx触媒４に吸蔵された
後に、リッチスパイク制御が行われる。

ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１０７では、触媒劣化判定用のリッチスパイク制御を実施する。

ステップＳ１０８では、下流側空燃比センサ７により検出される空燃比がリッチか否か判定する。

ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１０９では、リッチスパイク制御を停止し、ＮＯx触媒４に吸蔵されたＮＯxの量を算出する。ＥＣＵ９は、ストイキの継続時間をカウントしておき、このストイキの継続時間に基づいてＮＯxの吸蔵量を算出する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９にて算出されたＮＯx吸蔵量が所定量以下で
あるか否か判定する。この所定量は、ステップＳ１０６で説明した所定値、すなわちＮＯx触媒４が最大限吸蔵可能なＮＯx量と、許容できる劣化の度合いと、から予め求めておく。なお、前記したように、ＮＯxの吸蔵量を直接求めずにリッチスパイク時のストイキ継
続時間が所定時間以下であるか否かにより触媒劣化判定を行っても良い。

ステップＳ１１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１１１では、ＮＯx触媒４は許容できないほど劣化しているとされる。すな
わち、触媒が異常であるとされる。

ステップＳ１１２では、ＮＯx触媒４は劣化していない、若しくは許容できる劣化の範
囲内であるとされる。すなわち、触媒が正常であるとされる。

このようにして、下流側空燃比センサ７の出力信号に基づいてＮＯx触媒４の劣化判定
を行うことができる。そして、触媒劣化判定時には、ＥＧＲガスの導入を停止させることにより、ＮＯx触媒４のＮＯx吸蔵量を速やかに上昇させることができ、ＮＯx触媒４の劣
化判定を速やかに完了させることができる。また、触媒劣化判定に要する時間を短縮することにより、ＮＯx触媒４の温度の変化による触媒劣化判定の精度が低下することを抑制
できる。

以上説明したように、本実施例によれば、触媒劣化判定時におけるＮＯx触媒４の温度
の変動や外乱等の様々な影響を受けにくくなり、精度の高い触媒劣化判定を行うことができる。

なお、本実施例においては、ＥＧＲガスの供給を停止して内燃機関１からのＮＯx排出
量を増量させたが、これに代えて、内燃機関１の気筒内に供給する燃料の噴射圧を上昇させてＮＯxの排出量を増量させるようにしても良い。また、気筒内の燃焼圧を上昇させる
ように気筒内への燃料噴射時期を最適化し、これによりＮＯxの排出量を増量させても良
い。さらに、可変容量型ターボチャージャを備えている内燃機関１の場合には、ノズルベーンを開き側へ制御してＥＧＲの供給量を減少させても良い。

実施例１においては、ＮＯx触媒４にＮＯxを可及的に多く吸蔵させた状態で触媒劣化判定を行っていた。しかし、ＮＯx触媒４に吸蔵可能なＮＯx量（以下、限界吸蔵ＮＯx量と
いう。）までＮＯxを吸蔵させると、何らかの要因により限界吸蔵ＮＯx量よりも多くのＮＯxがＮＯx触媒４に流入したときに該ＮＯx触媒４ではＮＯxを吸蔵しきれず、その結果該ＮＯx触媒４の下流にＮＯxが流出する虞がある。また、限界吸蔵ＮＯx量近傍までＮＯxを吸蔵させると、ＮＯxの吸蔵率が低下するため、ＮＯx触媒４からＮＯxが流出する虞もあ
る。

そこで、本実施例においては、ＮＯx触媒４に吸蔵しているＮＯx量が限界吸蔵ＮＯx量
となる前に、触媒劣化判定を行う。例えば、限界吸蔵ＮＯx量よりも少ない量を所定量と
して定め、この所定量となるようにＮＯx触媒４にＮＯxを吸蔵させる。そして、この所定量と、リッチスパイク時のストイキ継続時間から得られるＮＯx吸蔵量と、から触媒劣化
判定を行う。その他の点については実施例１と同様であるので説明を省略する。

なお、限界吸蔵ＮＯx量よりも少ない所定量は、触媒劣化判定を行い得る範囲内で可及
的に小さくしても良い。また、ＮＯxの放出量に関する規制値からこの所定量を決定して
も良い。

このように、ＮＯxの吸蔵量を限界吸蔵ＮＯx量よりも少なくして、触媒劣化判定時のＮＯx触媒４からのＮＯxの流出を抑制することができる。

また、ＮＯxの吸蔵量が少ない状態で触媒劣化判定を行うことができるので、ＮＯx触媒
４にＮＯxを吸蔵させるための時間をより短縮することができる。これにより、ＮＯx触媒４の温度変化や外乱等の影響をより受けにくくなり、より精度の高い触媒劣化判定を行うことができる。

実施例に係る触媒劣化検出装置を適用する内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。 リッチスパイクにより排気の空燃比が低められているときの上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサにより検出される空燃比の時間推移を示したタイムチャート図である。 劣化の度合いとＮＯx触媒に最大限吸蔵可能なＮＯx量との関係を示した図である。 ＮＯx触媒の温度とＮＯx触媒に最大限吸蔵可能なＮＯx量との関係を示した図である。 実施例１による触媒劣化の判定フローの前半部分を示したフローチャート図である。 実施例１による触媒劣化の判定フローの後半部分を示したフローチャート図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 排気通路
３ 酸化触媒
４ 吸蔵還元型ＮＯx触媒
５ 上流側空燃比センサ
６ 排気温度センサ
７ 下流側空燃比センサ
８ 燃料添加弁
９ ＥＣＵ
１０ 吸気通路
１１ ＥＧＲ装置（排気再循環装置）
１２ ＥＧＲ通路（排気再循環通路）
１３ ＥＧＲ弁（流量調整弁）

Claims (2)

1. 排気通路に設けられ、酸化雰囲気でＮＯxを吸蔵し還元雰囲気でＮＯxを還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、
   前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の排気に対する上流側から該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
   前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の排気に対する下流の排気通路を流通する排気の空燃比を検
   出する空燃比検出手段と、
   前記内燃機関から排出されるＮＯx量を推定するＮＯx排出量推定手段と、
   前記還元剤添加手段により還元剤を添加したときに前記空燃比検出手段により検出される空燃比から前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxの吸蔵量を推定するＮＯx
   吸蔵量推定手段と、
   を備え、
   前記ＮＯx排出量推定手段により推定されたＮＯx量に基づいて算出される前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯx量が所定量に達したときに前記還元剤添加手段により還元剤を添加し、このときの前記ＮＯx吸蔵量推定手段により推定されるＮＯx吸蔵量と前記所定量とに基づいて前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化しているか否かを判定する触媒劣化検
   出装置において、
   吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定を行う際の還元剤の添加前に前記内燃機関から排出さ
   れる単位時間あたりのＮＯx量を増量するＮＯx排出量増量手段を有することを特徴とする触媒劣化検出装置。
2. 排気再循環装置をさらに備え、前記ＮＯx排出量増量手段は、前記排気再循環装置によ
   り再循環させる排気の量を減量することで前記内燃機関から排出されるＮＯx量を増量す
   ることを特徴とする請求項１に記載の触媒劣化検出装置。

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