JP2008002440A - Abnormality determination device for exhaust gas concentration sensor of internal combustion engine - Google Patents

Abnormality determination device for exhaust gas concentration sensor of internal combustion engine Download PDF

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Daisuke Shibata
大介 柴田
Yutaka Sawada
裕 澤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect an abnormality of a NOx sensor irrespective of whether a NOx catalyst deteriorates or not. <P>SOLUTION: An abnormality of the NOx sensor is determined from an output of the NOx sensor when an NOx concentration of exhaust gas is varied before the activation of the NOx catalyst. The activation of the NOx catalyst is estimated from a temperature of cooling water, and a concentration of NOx in exhaust gas is varied by controlling EGR. An abnormality of the NOx sensor is determined based on whether a difference between a controlled NOx concentration and the NOx concentration detected by the NOx sensor is in a predetermined range, or whether an output of the NOx sensor corresponding to the controlled NOx concentration is in a fixed period of time. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス濃度センサの異常判定装置に関する。   The present invention relates to an abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor of an internal combustion engine.

従来より、内燃機関の排気通路に排気ガス濃度を検出する排気ガス濃度センサが設けられ、その排気ガス濃度センサの出力値に基づいて内燃機関の燃料噴射量等が制御されている。排気ガス濃度センサが異常をきたすと最適なエンジン制御が行われないので、排気ガス濃度センサが異常か否かを判別する必要がある。一般に、NOxセンサや空燃比センサ等の排気ガス濃度センサにおいては、その出力値が本来正常であるときに取り得る値よりも小さいときは排気ガス濃度センサが異常と判断されるようになっている。   Conventionally, an exhaust gas concentration sensor for detecting an exhaust gas concentration is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and a fuel injection amount of the internal combustion engine is controlled based on an output value of the exhaust gas concentration sensor. If the exhaust gas concentration sensor is abnormal, optimal engine control is not performed, so it is necessary to determine whether or not the exhaust gas concentration sensor is abnormal. Generally, in an exhaust gas concentration sensor such as a NOx sensor or an air-fuel ratio sensor, when the output value is smaller than a value that can be taken when it is normally normal, the exhaust gas concentration sensor is determined to be abnormal. .

しかし、触媒が排気ガス濃度センサの上流に配置されると、触媒の浄化作用で排気ガス濃度センサに到達する排気ガス濃度が小さくなり、排気ガス濃度センサを異常と判断する基準濃度との差が出ず、排気ガス濃度センサの異常判定の判別精度が低いという問題があった。   However, when the catalyst is disposed upstream of the exhaust gas concentration sensor, the exhaust gas concentration reaching the exhaust gas concentration sensor is reduced by the purification action of the catalyst, and the difference from the reference concentration that determines that the exhaust gas concentration sensor is abnormal is reduced. There was a problem that the accuracy of determination of abnormality of the exhaust gas concentration sensor was low.

この問題を解決するため、特許文献1に示す公知資料では、エンジンから排出される排気ガス濃度を強制的に大きく振動させることで排気ガス濃度センサの異常判定の判別精度を高めている。
特開2003−120399
In order to solve this problem, in the known document shown in Patent Document 1, the exhaust gas concentration exhausted from the engine is forcibly greatly vibrated to improve the determination accuracy of the abnormality determination of the exhaust gas concentration sensor.
JP 2003-120399 A

上記特許文献1に示された、排気ガス濃度センサの一種であるNOxセンサの異常検出装置は、NOxセンサの上流に配置したNOx触媒が活性化しているか否かに関わらず、NOxセンサの異常を判定している。しかし、NOx触媒が活性化しているときにセンサの劣化判定を行うと、NOxセンサの異常判定を誤判定してしまうという問題があった。以下、図5及び図6を用いてその問題を引き起こす理由について詳細に説明する。   The abnormality detection device for a NOx sensor, which is a kind of exhaust gas concentration sensor, disclosed in Patent Document 1 described above detects abnormality in the NOx sensor regardless of whether or not the NOx catalyst arranged upstream of the NOx sensor is activated. Judgment. However, if the sensor deterioration determination is performed while the NOx catalyst is activated, there is a problem that the NOx sensor abnormality determination is erroneously determined. Hereinafter, the reason for causing the problem will be described in detail with reference to FIGS.

図5はNOxを含む排気ガスがNOx触媒に流入されたときのNOx触媒の前後のNOx濃度の変化を模式的に表した図である。図5において、実線はNOx触媒に流入する排気ガス中のNOx濃度を示し、破線はNOx触媒が正常である場合のNOx触媒下流の排気ガス中のNOx濃度を示している。また、一点鎖線はNOx触媒が劣化している場合のNOx触媒下流の排気ガス中のNOx濃度を示している。図6はNOxを含む排気ガスがNOxセンサを通過する際にNOxセンサが出力する値を模式的に表した図である。図6において、実線はNOxセンサ21が正常である場合の出力を示し、破線はNOxセンサ21が異常であった場合の出力を示す。     FIG. 5 is a diagram schematically showing changes in the NOx concentration before and after the NOx catalyst when exhaust gas containing NOx flows into the NOx catalyst. In FIG. 5, the solid line indicates the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst, and the broken line indicates the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx catalyst when the NOx catalyst is normal. The alternate long and short dash line indicates the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx catalyst when the NOx catalyst is deteriorated. FIG. 6 is a diagram schematically showing values output from the NOx sensor when exhaust gas containing NOx passes through the NOx sensor. In FIG. 6, the solid line indicates the output when the NOx sensor 21 is normal, and the broken line indicates the output when the NOx sensor 21 is abnormal.

NOx触媒に流入する排気ガス中のNOx濃度を図5の実線に示すように変動させた場合、NOx触媒が活性化する前、例えばエンジンの冷間始動時等は、NOx触媒が正常である場合と劣化している場合の両方ともNOx触媒下流の濃度がNOx触媒前のNOx濃度の変動とほぼ同一となる。これは、NOx触媒が活性化される前は、NOx触媒の正常または劣化に関わらず、NOxの浄化能力が低いため、NOx触媒に流入する排気ガス中のNOxがほとんど浄化されずにそのまま通過するからである。   When the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is changed as shown by the solid line in FIG. 5, the NOx catalyst is normal before the NOx catalyst is activated, for example, during a cold start of the engine. In both cases, the concentration downstream of the NOx catalyst is almost the same as the fluctuation of the NOx concentration before the NOx catalyst. This is because before the NOx catalyst is activated, the NOx purification ability is low regardless of whether the NOx catalyst is normal or deteriorated, so that the NOx in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst passes through without being purified. Because.

一方、NOx触媒が活性化した後はNOx触媒が劣化している場合と正常である場合とでNOxセンサの出力に差がでてくる。すなわち、NOx触媒が劣化している場合は、NOx触媒はほとんどNOxを浄化することができないため、NOx触媒通過後のNOx濃度(一点鎖線)はNOx触媒に流入するNOx濃度(実線)よりもやや小さい濃度で推移する。一方、NOx触媒が正常な場合はほとんどのNOxを浄化することができるため、NOx触媒通過後のNOx濃度(破線)は非常に小さい。   On the other hand, after the NOx catalyst is activated, there is a difference in the output of the NOx sensor between when the NOx catalyst is deteriorated and when it is normal. That is, when the NOx catalyst is deteriorated, the NOx catalyst can hardly purify NOx, and therefore, the NOx concentration (dashed line) after passing through the NOx catalyst is slightly higher than the NOx concentration (solid line) flowing into the NOx catalyst. Transition at small concentrations. On the other hand, since most NOx can be purified when the NOx catalyst is normal, the NOx concentration (broken line) after passing through the NOx catalyst is very small.

次に、図6を用いてNOxセンサが正常の場合と異常の場合の出力について説明する。NOxセンサが正常の場合は、NOx濃度に比例してNOxセンサの出力(実線)も高くなる。これに対し、NOxセンサが異常の場合は、NOxセンサの出力値は破線で示されるように低下する。これは、NOxセンサの排気通路が排気ガス中に含まれる物質等により目詰まりを起こし、排気通路径が小さくなることで、本来NOxセンサの検知部に到達するガス量が低下することが1つの要因と考えられる。また、NOxセンサが劣化することでNOxセンサの感度が鈍くなることも1つの要因と考えられる。   Next, output when the NOx sensor is normal and abnormal will be described with reference to FIG. When the NOx sensor is normal, the output (solid line) of the NOx sensor increases in proportion to the NOx concentration. On the other hand, when the NOx sensor is abnormal, the output value of the NOx sensor decreases as indicated by a broken line. One reason for this is that the exhaust passage of the NOx sensor is clogged by substances contained in the exhaust gas, and the exhaust passage diameter is reduced, so that the amount of gas that originally reaches the detection portion of the NOx sensor is reduced. It is thought to be a factor. Moreover, it is thought that one factor is that the sensitivity of the NOx sensor becomes dull due to deterioration of the NOx sensor.

従来においては、NOx触媒が活性化した後にNOxセンサの異常判定を行うと以下のように誤判定する場合があった。すなわち、NOx触媒が正常であると、上述した通り図5の破線のように低いNOx濃度の排気ガスがNOxセンサに流入する。このときNOxセンサが正常であれば、NOxセンサは破線と同一の低いNOx濃度を出力する。一方、NOx触媒が劣化していると、一点鎖線のように高いNOx濃度の排気ガスがNOxセンサに流入する。しかしながら、このときNOxセンサが異常であるとNOxセンサの出力は実際のNOx濃度よりも低い値を示すことになる。したがって、NOxセンサが出力する濃度が低い値の場合、NOx触媒が正常だから低い値を取ったのか、NOxセンサが異常だから低い値を取ったのかの識別ができない。これより、精度よくNOxセンサの異常を検出することができないという問題があった。   Conventionally, when the NOx sensor abnormality determination is made after the NOx catalyst is activated, there are cases in which an erroneous determination is made as follows. That is, when the NOx catalyst is normal, exhaust gas having a low NOx concentration flows into the NOx sensor as indicated by the broken line in FIG. 5 as described above. If the NOx sensor is normal at this time, the NOx sensor outputs the same low NOx concentration as the broken line. On the other hand, when the NOx catalyst is deteriorated, exhaust gas having a high NOx concentration flows into the NOx sensor as indicated by a one-dot chain line. However, if the NOx sensor is abnormal at this time, the output of the NOx sensor shows a value lower than the actual NOx concentration. Therefore, when the concentration output from the NOx sensor is a low value, it is not possible to identify whether the NOx catalyst is low because the NOx catalyst is normal, or whether it is low because the NOx sensor is abnormal. As a result, there has been a problem that the abnormality of the NOx sensor cannot be detected with high accuracy.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、排気ガスセンサの異常判定に際し、排気ガス濃度センサ上流に設けられた触媒の劣化による影響を排除することで、排気ガス濃度センサの異常を高精度に検出することのできる排気ガス濃度センサの異常判定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and in determining the abnormality of the exhaust gas sensor, the influence of the deterioration of the catalyst provided upstream of the exhaust gas concentration sensor is eliminated, thereby correcting the abnormality of the exhaust gas concentration sensor. An object of the present invention is to provide an abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor that can detect the above with high accuracy.

請求項1記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、触媒の下流に設けられ、排気ガスの特定の成分の濃度を検出する排気ガス濃度センサと、触媒の活性化の有無を検出する活性化検出手段と、活性化検出手段により触媒が活性化していないと判定されたときに、排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度に基づいて排気ガス濃度センサの異常を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。触媒が活性化する前は触媒が劣化しているか否かにかかわらず、触媒下流の排気ガスの特定の成分の濃度がほぼ変化しないため、精度よく排気ガス濃度センサの異常を判定することができる。   An abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor according to claim 1 is a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an exhaust gas concentration sensor that is provided downstream of the catalyst and detects a concentration of a specific component of the exhaust gas; An activation detecting means for detecting the presence or absence of activation of the catalyst, and a concentration of a specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor when the activation detecting means determines that the catalyst is not activated. And an abnormality determining means for determining abnormality of the exhaust gas concentration sensor based on the above. Before the catalyst is activated, regardless of whether the catalyst has deteriorated or not, the concentration of a specific component of the exhaust gas downstream of the catalyst does not substantially change, so it is possible to accurately determine the abnormality of the exhaust gas concentration sensor. .

請求項2記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、さらに、触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更する濃度変更手段を備え、異常判定手段は、濃度変更手段により触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更させたときの排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度に基づいて排気ガス濃度センサの異常を判定することを特徴とする。これにより、排気ガス濃度センサの出力に変化が起こし、その変化を基に排気ガス濃度センサの異常を判定するため、より精度よく排気ガス濃度センサの異常を判定することができる。   The abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor according to claim 2 further comprises concentration changing means for changing the concentration of a specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst, and the abnormality determining means is provided to the catalyst by the concentration changing means. An abnormality of the exhaust gas concentration sensor is determined based on the concentration of the specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor when the concentration of the specific component of the inflowing exhaust gas is changed. . As a result, a change occurs in the output of the exhaust gas concentration sensor, and the abnormality of the exhaust gas concentration sensor is determined based on the change, so that the abnormality of the exhaust gas concentration sensor can be determined with higher accuracy.

請求項3記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、濃度変更手段は、触媒に流入する排気ガスの特定の成分の濃度を変動させるものであり、異常判定手段は、排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度の振幅が目標振幅以下の場合に排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする。これにより、複数回排気ガス濃度センサの出力に変化が起こり、排気ガス濃度センサの異常を判定する回数が増加するため、より精度よく排気ガス濃度センサの異常を判定することができる。   The abnormality determination device for the exhaust gas concentration sensor according to claim 3, wherein the concentration changing means varies the concentration of a specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst, and the abnormality determination means is detected by the exhaust gas concentration sensor. The exhaust gas concentration sensor is determined to be abnormal when the amplitude of the concentration of the specific component of the exhaust gas is equal to or less than the target amplitude. As a result, a change occurs in the output of the exhaust gas concentration sensor a plurality of times, and the number of times the abnormality of the exhaust gas concentration sensor is determined increases, so that the abnormality of the exhaust gas concentration sensor can be determined with higher accuracy.

請求項4記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、異常判定手段は、排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度が目標濃度以下の場合は、排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする。   The abnormality determination device for the exhaust gas concentration sensor according to claim 4, wherein the abnormality determination means indicates that the exhaust gas concentration sensor is abnormal when the concentration of a specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor is equal to or lower than the target concentration. It is determined that it is.

請求項5記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、異常判定手段において、濃度変更手段によって触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更させた場合に、この変更された排気ガスの特定の成分の濃度に対応する排気ガス濃度センサの出力の応答が所定期間内にないときは、排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする。   The abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor according to claim 5, wherein in the abnormality determination means, when the concentration of the specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst is changed by the concentration changing means, the changed exhaust gas is changed. When the response of the output of the exhaust gas concentration sensor corresponding to the concentration of the specific component is not within a predetermined period, it is determined that the exhaust gas concentration sensor is abnormal.

請求項6記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、濃度変更手段が、筒内のEGR率を制御するEGR率制御手段であることを特徴とする。   The abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor according to claim 6 is characterized in that the concentration changing means is an EGR rate control means for controlling the EGR rate in the cylinder.

請求項7記載の排気ガス濃度センサの異常判定装置は、排気ガス濃度センサがNOxセンサであり、触媒がNOx触媒であることを特徴とする。   The abnormality determination device for an exhaust gas concentration sensor according to claim 7 is characterized in that the exhaust gas concentration sensor is a NOx sensor and the catalyst is a NOx catalyst.

本発明によれば、触媒が活性化する前に排気ガス濃度センサの異常を判定することで、触媒が劣化しているか否かに関わらず、精度よく排気ガス濃度センサの異常を判定することができる。   According to the present invention, the abnormality of the exhaust gas concentration sensor can be accurately determined regardless of whether or not the catalyst has deteriorated by determining the abnormality of the exhaust gas concentration sensor before the catalyst is activated. it can.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施例では排気ガス濃度センサの一種であるNOxセンサについて説明するが、空燃比センサ、酸素センサ、水素センサ及びHCセンサ等の他のセンサであってもよい。また、本発明を筒内噴射式ガソリンエンジンに適用した実施例を説明するが、本発明は吸気ポート噴射式エンジンであっても、ディーゼルエンジンであっても適用可能である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a NOx sensor which is a kind of exhaust gas concentration sensor will be described, but other sensors such as an air-fuel ratio sensor, an oxygen sensor, a hydrogen sensor, and an HC sensor may be used. Further, although an embodiment in which the present invention is applied to a direct injection gasoline engine will be described, the present invention can be applied to an intake port injection engine or a diesel engine.

〔実施例1〕
図1は、第1の実施の形態において用いられるエンジン1(内燃機関)の構成を説明するための図である。エンジン1は、複数の気筒2(1つのみ図示)を有し、この気筒2内で往復動するピストン3を備え、気筒2とピストン3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、燃焼室4内に充填された吸気と燃料の混合気を爆発させる点火プラグ5が取付けられ、さらに、燃焼室4に燃料を直接噴射する燃料噴射弁6が取り付けられている。
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an engine 1 (internal combustion engine) used in the first embodiment. The engine 1 includes a plurality of cylinders 2 (only one is shown) and includes a piston 3 that reciprocates within the cylinder 2, and a combustion chamber 4 is formed by the cylinder 2 and the piston 3. An ignition plug 5 that explodes a mixture of intake air and fuel filled in the combustion chamber 4 is attached to the upper portion of the combustion chamber 4, and a fuel injection valve 6 that directly injects fuel into the combustion chamber 4 is attached. ing.

燃焼室4は、吸気弁7が配置された吸気ポート8を介して吸気通路9と接続されている。この吸気通路9には、その上流側から順に、吸気を濾過するエアクリーナ10と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ11と、吸気通路9を絞り、吸入空気量を調整するスロットル弁12と、サージタンク13が設けられている。   The combustion chamber 4 is connected to an intake passage 9 through an intake port 8 in which an intake valve 7 is disposed. The intake passage 9 includes an air cleaner 10 that filters intake air, an airflow sensor 11 that detects the intake air amount, a throttle valve 12 that restricts the intake passage 9 and adjusts the intake air amount, and a surge, in that order from the upstream side. A tank 13 is provided.

スロットル弁12には、スロットル弁12の開度を検出するスロットル開度センサ14が設けられている。   The throttle valve 12 is provided with a throttle opening sensor 14 that detects the opening of the throttle valve 12.

燃焼室4は、排気弁15が設けられた排気ポート16を介して排気通路17と接続され、各気筒2からの排気通路17は下流で合流している。合流した排気通路17には、上流側から順に、HC、CO、NOxを理論空燃比で浄化する三元触媒18と、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ19と、排気ガス中のNOxを浄化するNOx触媒20と、NOx触媒20を通過した排気ガスのNOx濃度を検出するNOxセンサ21が設けられている。   The combustion chamber 4 is connected to an exhaust passage 17 via an exhaust port 16 provided with an exhaust valve 15, and the exhaust passage 17 from each cylinder 2 joins downstream. In the joined exhaust passage 17, in order from the upstream side, a three-way catalyst 18 that purifies HC, CO, and NOx with a theoretical air-fuel ratio, an oxygen sensor 19 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and NOx in the exhaust gas. And a NOx sensor 21 that detects the NOx concentration of the exhaust gas that has passed through the NOx catalyst 20 is provided.

NOx触媒20は、排気ガスの酸素濃度が高いリーン状態のときはNOxを保持し、保持されたNOxは排気ガスの酸素濃度が低いリッチあるいはストイキ状態のときに排気ガス中のHCにより還元・浄化する。NOx触媒20は、触媒の温度が所定温度以下のとき、すなわちNOx触媒20が活性する前には、NOxを浄化する能力が小さい性質を有する。つまり、図6に示される通り、NOx触媒20が活性化する前は活性化した後とは異なり、NOx触媒20が劣化しているか否かに関わらず、NOx触媒20下流の排気ガス中のNOx濃度がほとんど同一の濃度となる。   The NOx catalyst 20 holds NOx when the exhaust gas oxygen concentration is in a lean state, and the retained NOx is reduced and purified by HC in the exhaust gas when the exhaust gas oxygen concentration is low or in a stoichiometric state. To do. The NOx catalyst 20 has a property that its ability to purify NOx is small when the temperature of the catalyst is equal to or lower than a predetermined temperature, that is, before the NOx catalyst 20 is activated. That is, as shown in FIG. 6, before the NOx catalyst 20 is activated, unlike after it is activated, the NOx in the exhaust gas downstream of the NOx catalyst 20 regardless of whether or not the NOx catalyst 20 is deteriorated. The density is almost the same.

NOxセンサ21は、排気ガス中のNOx濃度に応じた出力を発するセンサであり、その概略図を図2に示す。NOxセンサ21は、排気ガスが流入する排気ガス通路51を有し、排気ガス通路51には上流側から、酸素ポンプセル52、モニタセル53、センサセル54の3つのセルが配置される。それぞれのセルの一端は排気ガス通路51内に設けられ、もう一端は大気が流入する大気空間55、56に設けられる。なお、図2中の実線矢印は排気ガスの流れを示したものである。   The NOx sensor 21 is a sensor that generates an output corresponding to the NOx concentration in the exhaust gas, and a schematic diagram thereof is shown in FIG. The NOx sensor 21 has an exhaust gas passage 51 into which exhaust gas flows, and three cells of an oxygen pump cell 52, a monitor cell 53, and a sensor cell 54 are arranged in the exhaust gas passage 51 from the upstream side. One end of each cell is provided in the exhaust gas passage 51, and the other end is provided in the atmospheric spaces 55 and 56 into which the atmosphere flows. In addition, the solid line arrow in FIG. 2 shows the flow of exhaust gas.

NOxセンサ21の排気ガス通路に流入した排気ガス中の酸素は、図示しない電圧源から所定電圧を印加された酸素ポンプセル52と接触してイオン化され、NOxセンサ21の外部に大気空間55及び56を通してほとんど汲み出される。このとき、同時にNOx以外のHCやCO等は酸素ポンプセル52上で燃焼し、さらに、NOxは還元反応して単ガス化(NO)する。酸素ポンプセル52により、NOと少量の酸素となった排気ガスは、次にモニタセル53と接触し、上記排気ガス中の酸素が図示しない電圧源から所定電圧を印加されたモニタセル53によってイオン化され、NOxセンサ21の外部に汲み出される。このときにモニタセル53に流れる電流からモニタセル53と接触する排気ガスの酸素濃度を検出し、モニタセル53に流れる排気ガス中の酸素量が一定値になるように酸素ポンプセル52において汲み出される酸素の量、すなわち電圧値を制御する。モニタセル53と接触し、ほとんどNOのみとなった排気ガスは最後にセンサセル54と接触する。そして、センサセル54上でNOが窒素と酸素に分解され、酸素ポンプセル52及びモニタセル53と同様に酸素はNOxセンサ21の外部に汲み出される。そのときにセンサセル54に流れる電流を検出部57によって測定し、検出された電流値からNO量を検出する。そして、NO量を基にNOxの濃度を検出することができる。   Oxygen in the exhaust gas flowing into the exhaust gas passage of the NOx sensor 21 comes into contact with the oxygen pump cell 52 to which a predetermined voltage is applied from a voltage source (not shown) and is ionized, and passes through the atmospheric spaces 55 and 56 outside the NOx sensor 21. Almost pumped out. At this time, HC, CO, etc. other than NOx are simultaneously combusted on the oxygen pump cell 52, and NOx is reduced to a single gas (NO). The exhaust gas converted into NO and a small amount of oxygen by the oxygen pump cell 52 is then brought into contact with the monitor cell 53, and oxygen in the exhaust gas is ionized by the monitor cell 53 to which a predetermined voltage is applied from a voltage source (not shown). Pumped out of the sensor 21. At this time, the oxygen concentration of the exhaust gas in contact with the monitor cell 53 is detected from the current flowing through the monitor cell 53, and the amount of oxygen pumped out in the oxygen pump cell 52 so that the amount of oxygen in the exhaust gas flowing into the monitor cell 53 becomes a constant value. That is, the voltage value is controlled. The exhaust gas that comes into contact with the monitor cell 53 and is almost NO only finally comes into contact with the sensor cell 54. Then, NO is decomposed into nitrogen and oxygen on the sensor cell 54, and oxygen is pumped out of the NOx sensor 21 in the same manner as the oxygen pump cell 52 and the monitor cell 53. At that time, the current flowing through the sensor cell 54 is measured by the detection unit 57, and the NO amount is detected from the detected current value. The concentration of NOx can be detected based on the NO amount.

また、NOxセンサ21はヒータ58により、温められる。これによりNOxセンサ21は活性化が早まり、早期に排ガス中のNOx濃度を検出することができる。   The NOx sensor 21 is warmed by the heater 58. Thereby, the activation of the NOx sensor 21 is accelerated, and the NOx concentration in the exhaust gas can be detected at an early stage.

次に、図1に示されるように、排気通路17には、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるEGR通路22の一端が、酸素センサの上流に接続されている。EGR通路22のもう一端は、サージタンク13に接続されている。   Next, as shown in FIG. 1, one end of an EGR passage 22 that recirculates part of the exhaust gas to the intake passage is connected to the exhaust passage 17 upstream of the oxygen sensor. The other end of the EGR passage 22 is connected to the surge tank 13.

EGR通路22にはEGR通路22の通路径を電気的に調整可能であるEGR弁23と、EGR通路22の通路径を変化させるEGR弁23の開度を検出するEGR開度センサ24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。   The EGR passage 22 is provided with an EGR valve 23 that can electrically adjust the passage diameter of the EGR passage 22 and an EGR opening degree sensor 24 that detects the opening degree of the EGR valve 23 that changes the passage diameter of the EGR passage 22. These constitute the exhaust gas recirculation means.

また、エンジン1は、エンジン1の制御命令を行うECU25を備えている。ECU25は、ディジタルコンピュータからなり、双方向性バス26を介して相互に接続されたRAM27、ROM28、CPU29、入力ポート30及び出力ポート31を有する。また、ECU25には、エアフローセンサ11、スロットル開度センサ14、酸素センサ19、NOxセンサ21、EGR開度センサ24等からのセンサ出力値が入力される。ECU25には、さらに、エンジン1の冷却水温度を検出する水温センサ32、エンジン回転数を検出する回転数センサ36、および、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ37からの応答等も入力される。各センサからの入力はAD変換器38を介して入力ポート30に入力される。入力されたセンサの値によってCPU29等は最適な制御命令を算出し、出力ポート31及び対応する駆動回路39を介して点火プラグ5や燃料噴射弁6等を制御する。   The engine 1 also includes an ECU 25 that issues a control command for the engine 1. The ECU 25 is composed of a digital computer and has a RAM 27, a ROM 28, a CPU 29, an input port 30 and an output port 31 which are connected to each other via a bidirectional bus 26. Further, sensor output values from the air flow sensor 11, the throttle opening sensor 14, the oxygen sensor 19, the NOx sensor 21, the EGR opening sensor 24, and the like are input to the ECU 25. The ECU 25 further receives a response from a water temperature sensor 32 that detects the coolant temperature of the engine 1, a rotation speed sensor 36 that detects the engine speed, and an accelerator opening sensor 37 that detects the accelerator opening. The Input from each sensor is input to the input port 30 via the AD converter 38. The CPU 29 or the like calculates an optimal control command based on the input sensor value, and controls the spark plug 5, the fuel injection valve 6 and the like via the output port 31 and the corresponding drive circuit 39.

ECU25は、エンジン1の運転状態に応じたEGR量及び時期を制御し、EGR率(「EGR量」と「吸入空気量とEGR量を足したもの」との比)を変化させるEGR制御、点火プラグ5によって燃焼室4内の混合気に点火する時期を制御する点火時期制御、燃料噴射弁6から噴射される燃料の噴射圧をエンジン1の運転状態に応じて制御する燃料噴射圧制御、排気ガスの空燃比をリッチに制御してNOx触媒20に保持されたNOxを放出し、浄化させるリッチスパイク制御、後述するNOxセンサ21の出力値に基づいてNOx触媒20の劣化を判定するNOx触媒劣化判定制御、後述するNOx触媒20が活性化する前にNOx濃度を変動させ、NOxセンサ21の出力を基にNOxセンサの異常を判定するNOxセンサ21異常判定制御等を行う。   The ECU 25 controls the EGR amount and timing according to the operating state of the engine 1 to change the EGR rate (the ratio between the “EGR amount” and “the intake air amount plus the EGR amount”), ignition, and ignition Ignition timing control for controlling the timing at which the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 is ignited by the plug 5, fuel injection pressure control for controlling the injection pressure of fuel injected from the fuel injection valve 6 according to the operating state of the engine 1, exhaust Rich spike control that releases and purifies NOx held in the NOx catalyst 20 by controlling the air-fuel ratio of the gas to be rich, and NOx catalyst deterioration that determines deterioration of the NOx catalyst 20 based on an output value of a NOx sensor 21 described later NOx sensor 21 abnormality in which judgment control, NOx concentration is fluctuated before the NOx catalyst 20 described later is activated, and abnormality of the NOx sensor is judged based on the output of the NOx sensor 21 The constant control and the like.

排気ガス中のNOx濃度は燃焼室4内の燃焼温度によって変化するため、EGR量、点火時期、燃料噴射圧等を変更することでNOx濃度を変えることができる。すなわち、EGR制御によってEGR率を高くした場合には、燃焼温度が低くなるため排気ガス中のNOx濃度を低くすることができる。一方、EGR率を低くした場合には、燃焼温度が高くなるため排気ガス中のNOx濃度を高くすることができる。また、点火時期制御によって点火時期を圧縮上死点よりも進角させた場合には、燃焼温度が高くなるため排気ガス中のNOx濃度を高くすることができる。一方、点火時期を圧縮上死点よりも遅角させた場合には、燃焼温度が低くなるため排気ガス中のNOx濃度を低くすることができる。さらに、燃料噴射圧制御によって燃料噴射圧を高くした場合には、燃焼温度が高くなるため排気ガス中のNOx濃度を高くすることができる。一方、燃料噴射圧を低くした場合には、燃焼温度が低くなるため排気ガス中のNOx濃度を低くすることができる。   Since the NOx concentration in the exhaust gas changes depending on the combustion temperature in the combustion chamber 4, the NOx concentration can be changed by changing the EGR amount, ignition timing, fuel injection pressure, and the like. That is, when the EGR rate is increased by EGR control, the combustion temperature decreases, so that the NOx concentration in the exhaust gas can be decreased. On the other hand, when the EGR rate is lowered, the NOx concentration in the exhaust gas can be increased because the combustion temperature becomes higher. Further, when the ignition timing is advanced from the compression top dead center by the ignition timing control, the combustion temperature becomes high, so that the NOx concentration in the exhaust gas can be increased. On the other hand, when the ignition timing is retarded from the compression top dead center, the combustion temperature becomes lower, so the NOx concentration in the exhaust gas can be lowered. Further, when the fuel injection pressure is increased by the fuel injection pressure control, the combustion temperature increases, so that the NOx concentration in the exhaust gas can be increased. On the other hand, when the fuel injection pressure is lowered, the combustion temperature becomes lower, so the NOx concentration in the exhaust gas can be lowered.

次に、図3に示されたフローチャートを用いて本発明のNOxセンサ21の異常判定方法について説明する。   Next, the abnormality determination method for the NOx sensor 21 of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップ100では、水温センサ27により冷却水水温を検出する。   In step 100, the coolant temperature is detected by the water temperature sensor 27.

ステップ110では、ステップ100で検出された冷却水水温が所定値未満か否かを判定する。冷却水水温が所定値未満の場合はNOx触媒20が活性していないと判定され、ステップ120に進む。一方、冷却水水温が所定値以上の場合にはNOx触媒20が十分に活性化されており、精度よくNOxセンサ21の異常を判定することができないため、NOxセンサ21の異常判定制御を終了する。   In step 110, it is determined whether or not the cooling water temperature detected in step 100 is less than a predetermined value. If the coolant temperature is less than the predetermined value, it is determined that the NOx catalyst 20 is not active, and the routine proceeds to step 120. On the other hand, when the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined value, the NOx catalyst 20 is sufficiently activated, and the abnormality determination of the NOx sensor 21 cannot be accurately determined. .

ステップ120では、筒内に流入する全ガス量に対するEGR量の割合であるEGR率をEGR弁23を制御して所定の周期で変動させる。EGR率が小さい場合は、混合気の酸素濃度が高く、これにより燃焼温度が高まるため、内燃機関から排出される排気ガスのNOx濃度が高くなる。一方EGR率が大きい場合は、混合気の酸素濃度が低くなり、これによって燃焼温度が高まるため、排気ガスのNOx濃度を低くすることができる。本実施例では、EGR率を所定の周期及び振幅で変動させることで排気ガス中のNOx濃度を変動させ、このとき出力されるNOxセンサ21の出力値に基づいてNOxセンサ21の異常判定を行う。   In step 120, the EGR rate, which is the ratio of the EGR amount to the total gas amount flowing into the cylinder, is controlled at a predetermined cycle by controlling the EGR valve 23. When the EGR rate is small, the oxygen concentration of the air-fuel mixture is high, thereby increasing the combustion temperature, so that the NOx concentration of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is high. On the other hand, when the EGR rate is large, the oxygen concentration of the air-fuel mixture becomes low, which increases the combustion temperature, so that the NOx concentration of the exhaust gas can be lowered. In this embodiment, the NOx concentration in the exhaust gas is changed by changing the EGR rate with a predetermined period and amplitude, and the abnormality determination of the NOx sensor 21 is performed based on the output value of the NOx sensor 21 output at this time. .

ステップ130では、NOxセンサ21により検出される排気ガス中のNOx濃度の振幅が、ステップ120で制御されたNOx濃度の変動に基づいて決定される目標振幅(以下、「目標振幅」という。)より大きい場合、ステップ150に進み、NOxセンサ21の異常と判定し、例えば表示灯や警告音等により運転者に警告を促す。NOxセンサ21の出力値の振幅が目標振幅以下の場合には、ステップ140に進む。   In step 130, the amplitude of the NOx concentration in the exhaust gas detected by the NOx sensor 21 is based on a target amplitude (hereinafter referred to as “target amplitude”) determined based on the fluctuation of the NOx concentration controlled in step 120. If larger, the process proceeds to step 150, where it is determined that the NOx sensor 21 is abnormal, and the driver is warned by, for example, an indicator light or a warning sound. If the amplitude of the output value of the NOx sensor 21 is less than or equal to the target amplitude, the process proceeds to step 140.

ステップ140では、ステップ120で制御されたNOx濃度に対応するNOxセンサ21の出力の応答が所定期間内にあるか否かを判別する。NOxセンサ21は、例えば図2に示す排気ガス通路51が目詰まりし、排気ガスの流れが悪化することでNOxセンサ21の排気ガス通路正常の場合と比べてNOxセンサ21の応答が遅くなる場合がある。NOxセンサ21の応答が所定期間内にない場合は、ステップ150に進み、NOxセンサ21が応答遅れ異常と判定され、運転者に警告を促す。NOxセンサ21の応答が所定期間内にある場合は、ステップ160に進み、NOxセンサ21は正常であると判定され、NOxセンサ21の異常判定制御を終了する。   In step 140, it is determined whether or not the response of the output of the NOx sensor 21 corresponding to the NOx concentration controlled in step 120 is within a predetermined period. In the NOx sensor 21, for example, when the exhaust gas passage 51 shown in FIG. 2 is clogged and the exhaust gas flow deteriorates, the response of the NOx sensor 21 is delayed compared to the normal exhaust gas passage of the NOx sensor 21. There is. When the response of the NOx sensor 21 is not within the predetermined period, the process proceeds to step 150, where it is determined that the NOx sensor 21 is abnormal in response delay, and the driver is warned. When the response of the NOx sensor 21 is within the predetermined period, the process proceeds to step 160 where it is determined that the NOx sensor 21 is normal and the abnormality determination control of the NOx sensor 21 is terminated.

以上説明の通り、実施例1ではNOx触媒20が十分に活性していない状態でNOxセンサ21の異常判定を行うようにしたため、NOx触媒20の劣化の有無に関わらず、精度よくNOxセンサ21の異常を判定することができる。   As described above, in the first embodiment, since the NOx sensor 21 is determined to be abnormal when the NOx catalyst 20 is not sufficiently activated, the NOx sensor 21 is accurately detected regardless of whether the NOx catalyst 20 is deteriorated. Abnormality can be determined.

また、水温センサ27による冷却水水温を用いてNOx触媒20の活性状態を判定することで大幅なシステムの変更を必要とせずに、精度よくNOx触媒20の活性状態を判定することができる。   Further, the active state of the NOx catalyst 20 can be accurately determined without requiring a significant system change by determining the active state of the NOx catalyst 20 using the coolant temperature by the water temperature sensor 27.

また、排気ガス中のNOx濃度を筒内のEGR率を変更することで達成させることで、既存のシステムを用いて制御できる。   Further, the NOx concentration in the exhaust gas can be controlled by changing the EGR rate in the cylinder, and can be controlled using an existing system.

さらに、NOxセンサ21が異常であると判定された場合に運転者等に警告をすることで、NOxセンサ21の交換等を促し、早期に安定した運転状態とすることができる。   Furthermore, when it is determined that the NOx sensor 21 is abnormal, a warning is given to the driver or the like, so that the replacement of the NOx sensor 21 or the like can be promoted, and a stable driving state can be established early.

なお、本実施例1では、EGR率を変動させているがEGR率を変動させなくてもよい。すなわち、触媒が活性する前であればNOx触媒20の浄化作用に左右されずに精度よくNOxセンサの異常を判定することができる。   In the first embodiment, the EGR rate is changed, but the EGR rate may not be changed. That is, before the catalyst is activated, the abnormality of the NOx sensor can be accurately determined without being influenced by the purification action of the NOx catalyst 20.

また、本異常判定方法は、例えばイグニッションオン後又はNOxセンサ21のヒータが通電されてNOxセンサ21が活性化した後すぐに開始され、早期にNOxセンサ21の異常を検出するのが望ましい。     In addition, this abnormality determination method is preferably started immediately after the ignition is turned on or immediately after the NOx sensor 21 is energized by activation of the heater of the NOx sensor 21, and it is desirable to detect the abnormality of the NOx sensor 21 at an early stage.

また、本実施例1では、ステップ100及び110において、冷却水水温からNOx触媒20の活性化の有無を検出しているが、これに代えて、例えば、イグニッションオンからの時間やNOx触媒20の温度を直接検出する温度センサによって、NOx触媒20の活性化の有無を検出することも可能である。   In the first embodiment, in steps 100 and 110, the presence or absence of activation of the NOx catalyst 20 is detected from the cooling water temperature. Instead of this, for example, the time from ignition on or the NOx catalyst 20 It is also possible to detect whether the NOx catalyst 20 is activated by a temperature sensor that directly detects the temperature.

また、ステップ120の前に筒内のEGR率を制御するEGR弁23が正常に動作するか否かの制御を追加してもよい。これにより、より確実にEGR率の制御によって排気ガスのNOx濃度を変動させることができるため、NOxセンサ21の異常判定の信頼性を上げることができる。   Moreover, you may add control before the step 120 whether the EGR valve 23 which controls the EGR rate in a cylinder operate | moves normally. Thereby, since the NOx concentration of the exhaust gas can be changed more reliably by controlling the EGR rate, the reliability of the abnormality determination of the NOx sensor 21 can be improved.

また、本実施例1では、ステップ120で筒内のEGR率を変動させて排気ガス中のNOx濃度を変更させているが、これに代えて、例えば、点火プラグ5の点火タイミングや燃料の噴射圧を変更させることによって、排気ガスのNOx濃度を変更させることも可能である。   In the first embodiment, the NOx concentration in the exhaust gas is changed in step 120 by changing the EGR rate in the cylinder. Instead, for example, the ignition timing of the spark plug 5 or the fuel injection is changed. It is also possible to change the NOx concentration of the exhaust gas by changing the pressure.

さらに、本実施例1では、NOxセンサ21の出力振幅及び出力応答の両方からNOxセンサ21の異常を判定しているが、どちらか一方により判定することも可能である。   Furthermore, in the first embodiment, the abnormality of the NOx sensor 21 is determined from both the output amplitude and the output response of the NOx sensor 21, but it is also possible to determine by either one.

〔実施例2〕
実施例1では、筒内のEGR率を所定の振幅で振動させてNOxセンサ21により検出されるNOx濃度の振幅と所定振幅を比較してNOxセンサ21の異常を判定する装置について説明した。実施例2では、EGR率を振動させずに、単に変更させるのみでNOxセンサ21の異常を判定する装置について説明する。なお、図1及び図3と対応するものについては同符号を付してその重複説明を省略する。
[Example 2]
In the first embodiment, the apparatus that determines the abnormality of the NOx sensor 21 by oscillating the EGR rate in the cylinder with a predetermined amplitude and comparing the amplitude of the NOx concentration detected by the NOx sensor 21 with the predetermined amplitude has been described. In the second embodiment, an apparatus for determining an abnormality of the NOx sensor 21 by simply changing the EGR rate without oscillating it will be described. In addition, about the thing corresponding to FIG.1 and FIG.3, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.

図4に示すフローチャートにおいて、ステップ100〜110及び140〜160までは実施例1と同様に制御を行う。すなわち、NOx触媒20が活性化しているか否かを判定し、活性化していない場合はステップ200に進む。   In the flowchart shown in FIG. 4, steps 100 to 110 and 140 to 160 are controlled in the same manner as in the first embodiment. That is, it is determined whether or not the NOx catalyst 20 is activated.

ステップ200では、筒内のEGR率をEGR弁23の制御により現在の状態から変更させる。本実施例では、EGR率を一回変更させる。このときのNOxセンサ21の出力値に基づいて、NOxセンサ21の異常判定を行う。EGR率を変更するとステップ210に進む。   In step 200, the EGR rate in the cylinder is changed from the current state by the control of the EGR valve 23. In this embodiment, the EGR rate is changed once. Based on the output value of the NOx sensor 21 at this time, the abnormality determination of the NOx sensor 21 is performed. When the EGR rate is changed, the process proceeds to step 210.

ステップ210では、NOxセンサ21により検出される排気ガス中のNOx濃度が、ステップ200で制御されたNOx濃度に基づいて決定される目標濃度(以下、「目標濃度」という。)より大きい場合、ステップ150に進む。一方、目標濃度以下の場合は、ステップ140に進む。   In step 210, if the NOx concentration in the exhaust gas detected by the NOx sensor 21 is larger than the target concentration determined based on the NOx concentration controlled in step 200 (hereinafter referred to as “target concentration”), step 210. Proceed to 150. On the other hand, if the density is less than the target density, the process proceeds to step 140.

ステップ140では、実施例1と同様に、ステップ200で制御されてたNOx濃度に対応するNOxセンサ21の出力の応答が所定期間内にない場合は、ステップ150に進む。この応答が所定期間内にある場合は、ステップ160に進み、NOxセンサ21の異常判定制御を終了する。   In step 140, as in the first embodiment, if the response of the output of the NOx sensor 21 corresponding to the NOx concentration controlled in step 200 is not within the predetermined period, the process proceeds to step 150. When this response is within the predetermined period, the process proceeds to step 160, and the abnormality determination control of the NOx sensor 21 is terminated.

以上説明の通り、実施例2では、EGR率を変更させるのみでNOxセンサ21の異常を判定することができる。   As described above, in the second embodiment, the abnormality of the NOx sensor 21 can be determined only by changing the EGR rate.

なお、本実施例では、ステップ200においてEGR率を一回のみ変更しているが、EGR率を複数回変更し、そのEGR率に基づいた目標濃度からNOxセンサ21の異常を判定してもよい。   In this embodiment, the EGR rate is changed only once in step 200, but the EGR rate may be changed a plurality of times, and the abnormality of the NOx sensor 21 may be determined from the target concentration based on the EGR rate. .

さらに、本実施例1及び2において、NOx触媒20に流入する排気ガス中のNOx濃度を変更するためにEGR率を制御しているが、NOx濃度を変更又は振動させずに、通常の制御よりもNOx濃度を高めた状態でNOxセンサ21の異常を判定してもよい。この場合は、トルク変動を起こさないでNOxセンサ21の異常判定することができる。   Further, in Examples 1 and 2, the EGR rate is controlled to change the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 20, but the normal control is performed without changing or vibrating the NOx concentration. Alternatively, the abnormality of the NOx sensor 21 may be determined in a state where the NOx concentration is increased. In this case, the abnormality of the NOx sensor 21 can be determined without causing torque fluctuation.

本発明の実施形態におけるNOxセンサ21の異常判定装置を備えたエンジンを示す図。The figure which shows the engine provided with the abnormality determination apparatus of the NOx sensor 21 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるNOxセンサ21の構成図。The block diagram of the NOx sensor 21 in embodiment of this invention. 実施例1における異常判定の手法を説明するためのフローチャート。3 is a flowchart for explaining an abnormality determination method according to the first embodiment. 実施例2における異常判定の手法を説明するためのフローチャート。7 is a flowchart for explaining an abnormality determination method according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
23 NOx触媒
24 NOxセンサ21
26 EGR弁
29 水温センサ
1 Engine 23 NOx catalyst 24 NOx sensor 21
26 EGR valve 29 Water temperature sensor

Claims (7)

内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの特定の成分の濃度を検出する排気ガス濃度センサと、前記触媒の活性化の有無を検出する活性化検出手段と、前記活性化検出手段により前記触媒が活性化していないと判定されたときに、前記排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度に基づいて前記排気ガス濃度センサの異常を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 A catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, an exhaust gas concentration sensor provided downstream of the catalyst and detecting the concentration of a specific component of the exhaust gas, and activation detection detecting whether or not the catalyst is activated And an abnormality of the exhaust gas concentration sensor based on the concentration of a specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor when it is determined by the activation detection means that the catalyst is not activated An abnormality determination device for an exhaust gas sensor of an internal combustion engine, comprising: an abnormality determination means for determining さらに、前記触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更する濃度変更手段を備え、
前記異常判定手段は、前記濃度変更手段により前記触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更させたときの前記排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度に基づいて前記排気ガス濃度センサの異常を判定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。
Furthermore, it comprises concentration changing means for changing the concentration of a specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst,
The abnormality determining means is based on the concentration of the specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor when the concentration of the specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst is changed by the concentration changing means. 2. The exhaust gas sensor abnormality determination device according to claim 1, wherein abnormality of the exhaust gas concentration sensor is determined.
前記濃度変更手段は、前記触媒に流入する排気ガスの特定の成分の濃度を所定の周期で変動させるものであり、前記異常判定手段は、前記排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度の振幅が目標振幅以下の場合に前記排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 The concentration changing means varies the concentration of a specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst at a predetermined cycle, and the abnormality determining means is configured to specify a specific exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor. 3. The exhaust gas sensor abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the exhaust gas concentration sensor is determined to be abnormal when an amplitude of a component concentration is equal to or less than a target amplitude. 前記異常判定手段は、前記排気ガス濃度センサにより検出された排気ガスの特定の成分の濃度が目標濃度以下の場合は、前記排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 The abnormality determination unit determines that the exhaust gas concentration sensor is abnormal when a concentration of a specific component of the exhaust gas detected by the exhaust gas concentration sensor is equal to or lower than a target concentration. 3. An abnormality determination device for an exhaust gas sensor of an internal combustion engine according to 1 or 2. 前記異常判定手段において、前記濃度変更手段によって前記触媒に流入される排気ガスの特定の成分の濃度を変更させた場合に、該変更された排気ガスの特定の成分の濃度に対応する前記排気ガス濃度センサの出力の応答が所定期間内にないときは、前記排気ガス濃度センサが異常であると判定することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 In the abnormality determining means, when the concentration of the specific component of the exhaust gas flowing into the catalyst is changed by the concentration changing means, the exhaust gas corresponding to the changed concentration of the specific component of the exhaust gas 3. The exhaust gas sensor abnormality determination device according to claim 2, wherein the exhaust gas concentration sensor determines that the exhaust gas concentration sensor is abnormal when a response of the output of the concentration sensor is not within a predetermined period. 前記濃度変更手段は、EGR率を制御するEGR率制御手段であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 The abnormality determination device for an exhaust gas sensor of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the concentration changing means is an EGR rate control means for controlling an EGR rate. 前記排気ガス濃度センサがNOxセンサであり、前記触媒がNOx触媒であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の内燃機関の排気ガスセンサの異常判定装置。 The abnormality determination device for an exhaust gas sensor of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas concentration sensor is a NOx sensor, and the catalyst is a NOx catalyst.
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