JP2008038737A - 触媒劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒の劣化検出を精度良く行うことが可能な触媒劣化検出装置を提供する。
【解決手段】触媒劣化判定要求が有る場合に、先ず、排気燃料添加弁に還元剤を指示添加量だけ添加するように指示する（ステップ１０２）。次に、触媒下流の空燃比センサの出力に基づき、還元剤の添加量を計測する（ステップ１０４）。指示添加量に対する計測添加量（ステップ１０４で求められた添加量）の比率Rを算出する（ステップ１０６）。この比率Rが基準値Rthよりも小さい場合に、触媒が劣化していると判定する（ステップ１０８，１１０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、酸化能力を有する触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置に関する。

触媒の入口部と出口部の温度差を、経時的変化の時間遅れを考慮して算出し、その算出した温度差に基づいて触媒劣化を診断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−３０３８２３号公報 特開２００３−２９３７４５号公報 特開２００５−１４６９００号公報

しかしながら、触媒劣化度合に対する触媒温度の感度が小さい。このため、上記特許文献１の如く温度差に基づく方法では、精度良く触媒の劣化判定をすることができない場合がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、触媒の劣化検出を精度良く行うことが可能な触媒劣化検出装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置であって、
内燃機関の排気通路に配置され、酸化能力を有する触媒と、
前記触媒の下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記触媒の上流の排気通路に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記空燃比検出手段により検出された排気空燃比に基づき、前記還元剤の添加量を計測する添加量計測手段と、
前記還元剤添加手段への指示添加量と、前記添加量計測手段により計測された計測添加量とのずれに基づいて、前記触媒の劣化を検出する劣化検出手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記劣化検出手段は、前記指示添加量に対する前記計測添加量の比率を算出する比率算出手段を有し、該比率が基準値よりも小さい場合に前記触媒の劣化を検出することを特徴とする。

第１の発明によれば、指示噴射量と計測添加量とのずれに基づき、触媒の劣化が検出される。この指示噴射量と計測添加量とのずれは、触媒をすり抜けるＨＣ量もしくはＨＣ濃度、すなわち、触媒の酸化能力に対して相関を有している。従って、指示噴射量と計測添加量とのずれに基づいて、触媒の劣化検出を精度良く行うことができる。

第２の発明によれば、指示噴射量に対する計測添加量の比率に基づき、触媒の劣化が検出される。この比率は、触媒をすり抜けるＨＣ量もしくはＨＣ濃度、すなわち、触媒の酸化能力に対して相関を有している。従って、指示噴射量に対する計測添加量の比率に基づいて、触媒の劣化検出を精度良く行うことができる。さらに、運転条件に応じて指示噴射量が異なる場合でも、計測添加量のばらつきの影響を受けることなく、触媒の劣化検出を精度良く行うことができる。

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。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．

［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１として、４サイクルのディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）を備えている。ディーゼルエンジン１は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。図１に示すディーゼルエンジン１は直列４気筒型であるが、本発明において、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。

ディーゼルエンジン１の各気筒２のピストンは、クランク機構を介してクランク軸４に連結されている。クランク軸４の近傍には、クランク軸４の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ５が設けられている。

ディーゼルエンジン１の各気筒２には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ６が設置されている。各気筒のインジェクタ６は、共通のコモンレール７に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ８によって所定の燃圧まで加圧される。この加圧された燃料は、コモンレール７内に蓄えられ、コモンレール７から各インジェクタ６に供給される。インジェクタ６は、１サイクル中に複数回、任意のタイミングで燃料を筒内に噴射することができる。

ディーゼルエンジン１の吸気ポート１０には、吸気バルブ１２が設けられている。この吸気バルブ１２の開弁特性（開弁時期、リフト量、作用角）は、図示しない公知の可変動弁機構により変更可能である。

吸気ポート１０は、吸気マニホールド１６を介して吸気通路１８に接続されている。吸気通路１８の途中には、吸気絞り弁２０が設けられている。吸気絞り弁２０は、アクセル開度センサ２１により検出されるアクセル開度AAに基づき、その開度が決定される電子制御弁である。吸気絞り弁２０の上流には、インタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２の上流にはターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａが設けられている。コンプレッサ２４ａは、排気通路３８のタービン２４ｂと連結軸により連結されている。

コンプレッサ２４ａの上流には、吸入空気量Gaを検出するエアフロメータ２６が設けられている。エアフロメータ２６の上流にはエアクリーナ２８が設けられている。

このような構成によれば、ターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａにより圧縮された吸入空気は、インタークーラ２２で冷却される。インタークーラ２２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド１６によって各気筒の吸気ポート１０に分配される。

また、ディーゼルエンジン１の排気ポート３０には、排気バルブ３２が設けられている。この排気バルブ３２の開弁特性（開弁時期、リフト量、作用角）は、図示しない公知の可変動弁機構により変更可能である。

排気ポート３０は、排気マニホールド３６を介して排気通路３８に接続されている。排気通路３８には、ターボ過給機２４のタービン２４ｂが設けられている。タービン２４ｂの下流には、酸化触媒４０が設けられている。酸化触媒４０は、酸化機能を有する触媒である。酸化触媒４０の下流には、ＮＯｘ触媒４２が設けられている。ＮＯｘ触媒４２は、空燃比が理論空燃比より大きい雰囲気中、つまり理論空燃比よりリーンな雰囲気中では排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比以下の雰囲気中、つまり理論空燃比以下のリッチの雰囲気中では吸蔵されたＮＯｘを還元浄化して放出する機能を有している。このＮＯｘ触媒４２は、ＮＯｘを吸蔵還元する機能のみを有するものでもよく、あるいは、排気ガス中のすすを捕集する機能を併せ持つＤＰＮＲ(Diesel Particulate-NOx-Reduction system)のようなものでもよい。また、ＮＯｘ触媒４２は、すすを捕集すること以外の機能を併せ持つものでもよい。

タービン２４ｂと酸化触媒４０との間には、排気ガス中に還元剤である燃料を添加する排気燃料添加弁４４が設けられている。また、酸化触媒４０とＮＯｘ触媒４２との間には、第１空燃比センサ４６が設けられている。また、ＮＯｘ触媒４２の下流には、第２空燃比センサ４８が設けられている。これらの空燃比センサ４６，４８は、設置位置での排気空燃比をそれぞれ検出するように構成されている。

吸気通路１８の吸気マニホールド１６の近傍には、外部ＥＧＲ通路５２の一端が接続されている。外部ＥＧＲ通路５２の他端は、排気通路３８の排気マニホールド３６近傍に接続されている。本システムでは、この外部ＥＧＲ通路５２を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路１８に還流させること、つまり外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。

外部ＥＧＲ通路５２の途中には、外部ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。外部ＥＧＲ通路５２におけるＥＧＲクーラ５４の下流には、ＥＧＲ弁５６が設けられている。このＥＧＲ弁５６の開度を大きくするほど、外部ＥＧＲ通路５２を通る排気ガス量（すなわち、外部ＥＧＲ量もしくは外部ＥＧＲ率）を増大させることができる。

また、本実施の形態１のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ６、サプライポンプ８、吸気絞り弁２０、排気燃料添加弁４４、ＥＧＲ弁５６等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ５、アクセル開度センサ２１、エアフロメータ２６、第１空燃比センサ４６、第２空燃比センサ４８等が接続されている。

また、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ５の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、アクセル開度AA等に基づいて、機関負荷KLを算出する。また、ＥＣＵ６０は、この機関負荷KLに基づいて、インジェクタ６からの燃料噴射量（筒内噴射量）Qを算出する。ＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼルエンジン１の運転状態を制御する。

［本実施の形態１の特徴］
上記システムのＮＯｘ触媒４２に吸蔵されたＮＯｘ量が所定値以上になると、ＮＯｘを還元・放出させるため、いわゆるリッチスパイクが実施される。すなわち、排気燃料添加弁４４から還元剤である燃料の添加が行われ、この還元剤によりＮＯｘ触媒４２の再生処理が行われる。本実施の形態１では、このリッチスパイク実施時に、ＮＯｘ触媒４２の上流に配置された酸化触媒４０の劣化を検出する手法について提案する。

図２は、リッチスパイク実施時の第１空燃比センサ４６の出力（以下「空燃比センサ出力」という。）の変化を示す図である。
リッチスパイクが実施されていない時、つまり、排気燃料添加弁４４から燃料添加が行われていない時には、空燃比センサ出力は、図２において一点鎖線で示すような出力A/F_Aとなる。
一方、リッチスパイクが実施されている時、つまり、排気燃料添加弁４４から燃料添加が行われている時には、空燃比センサ出力は、図２において実線で示すような出力A/Ｆ_Bに変化する。
後述するように、これらのリッチスパイク非実施時の空燃比センサ出力A/F_Aとリッチスパイク実施時の空燃比センサ出力A/F_Bとを用いて、排気燃料添加弁４４から添加された燃料量を計測することができる。すなわち、空燃比センサ出力A/F_A,A/F_Bに基づいて、計測添加量を求めることができる。

ところで、筒内噴射量が多い場合には、排気通路３８へのＨＣ排出量が多くなり、排気ガス中のＨＣ濃度が高くなる。その結果、図２において破線で示すように、空燃比センサ出力が、上記出力A/F_Bよりもリーン側の出力A/F_Cとなってしまう。すなわち、空燃比センサ出力がリーンずれを起こしてしまう。このリーンずれの発生理由は、燃料（ＨＣ）は高分子であるため、空燃比センサ４６の図示しない拡散抵抗層（例えば、ジルコニア層）を通過することができず、センサ部に到達することができないためである。よって、排気ガス中のＨＣ濃度が高いほど、空燃比センサ出力がよりリーン側にずれることとなる。

図３は、空燃比センサ出力A/F_A,A/F_Bに基づいて、排気燃料添加弁４４から添加された燃料量を計測する方法を説明するための図である。図３において、上記図２と同様に、符号「A/F_A」はリッチスパイク非実施時の空燃比センサ出力を、符号「A/F_B」はリッチスパイク実施時の空燃比センサ出力を、それぞれ表している。

リッチスパイク非実施時の空燃比センサ出力A/F_Aは、次式(1)のように表すことができる。次式(1)において、「Ga」は吸入空気量であり、「Q」は筒内燃料噴射量である。
A/F_A=Ga/Q・・・(1)
上式(1)を変形すると、次式(2)が得られる。
Q=Ga/(A/F_A)・・・(2)

また、リッチスパイク実施時の空燃比センサ出力A/F_Bは、次式(3)のように表すことができる。次式(3)において、「Qex」は排気燃料添加弁４４から添加された燃料量である。
A/F_B=Ga/(Q+Qex)・・・(3)
上式(3)を変形すると、次式(4)が得られる。
Q+Qex=Ga/(A/F_B)・・・(4)

上式(4)から上式(2)を減算することにより次式(5)が得られ、さらに次式(5)を変形することにより次式(6)が得られる。
Qex=Ga×{1/(A/F_B)-1/(A/F_A)}・・・(5)
=Ga×{(A/F_A)-(A/F_B)}/(A/F_A)/(A/F_B)・・・(6)

上式(6)中の空燃比センサ出力A/F_Aは、リッチスパイク非実施時に取得することができる。よって、吸入空気量Gaと空燃比センサ出力A/F_Bを用いて、上式(6)に従って、リッチスパイク実施中における瞬時（ある時刻）の添加燃料量が算出される。この添加燃料量を、図３に示すリッチスパイク時間tの間だけ積算することで、リッチスパイク実施時に排気燃料添加弁４４から添加された燃料量を計測することができる。すなわち、計測添加量が求められる。
かかる方法により求められる計測添加量に基づいて、酸化触媒４０の劣化検出を行う手法が考えられる。

図４は、運転条件毎の計測添加量を示す図である。
図４に示すように、機関回転数Ne(rpm)と筒内噴射量（mm³/st）とが異なる４つの運転条件において、計測添加量(g)がそれぞれ求められている。さらに、各運転条件において、正常触媒（「新触」とも称される。）と劣化触媒の両方について計測添加量が求められている。図４に示すように、正常触媒については、運転条件が異なっても、計測添加量は同じであることが分かった。しかし、劣化触媒については、運転条件が異なると、同じ劣化度合であるにも関わらず計測添加量がばらついてしまうことが分かった。これより、計測添加量を基準値と比較するだけでは、酸化触媒４０の劣化検出を精度良く行うことが難しいことが分かった。

さらに、本発明者等が検討を行った結果、上記計測添加量とＥＣＵ６０から排気燃料添加弁４４に対して与えられる指示添加量とのずれが、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ濃度もしくはＨＣ量に対して相関を有していることが分かった。すなわち、計測添加量と指示添加量とのずれが、酸化触媒４０の酸化能力に対して相関を有していることが分かった。

図５は、運転条件毎に、指示添加量に対する計測添加量の比率Rと、酸化触媒４０下流のＨＣ濃度との関係をプロットした図である。図６は、図５に示した比率RとHC濃度との関係を示す図である。
図５に示すように、機関回転数Ne(rpm)と筒内噴射量（mm³/st）とが異なる４つの運転条件において、比率RとHC濃度との関係がそれぞれプロットされている。なお、図５に示した運転条件は、図４に示した運転条件と同じである。

図５及び図６の横軸であるＨＣ濃度は、酸化触媒４０の酸化能力（すなわち、酸化触媒４０の劣化度合）の指標である。酸化触媒４０の酸化能力が低下すると（すなわち、酸化触媒４０が劣化すると）、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ量が多くなり、酸化触媒４０下流のＨＣ濃度が高くなるためである。よって、ＨＣ濃度が低い場合には、酸化触媒４０の酸化能力が高いため、酸化触媒４０は正常である。一方、ＨＣ濃度が高い場合には、酸化触媒４０の酸化能力が低いため、酸化触媒４０は劣化している。従って、図６に示すように、ＨＣ濃度が基準値HCthを超えると、つまり、比率Rが基準値Rthよりも小さくなると、酸化触媒４０が劣化していると判定することができる。

上述したように、本実施の形態１によれば、酸化触媒４０下流のＨＣ濃度と相関を有する比率Rに基づき酸化触媒４０の劣化判定が行われる。よって、この比率Rと相関を有する酸化触媒４０の酸化能力を考慮して、酸化触媒４０の劣化判定を精度良く行うことができる。
また、比率Rに基づき酸化触媒４０の劣化判定を行うため、指示噴射量が一定でなくてもよく、内燃機関１の運転条件に応じて指示噴射量を変更することができる。よって、幅広い運転条件で、酸化触媒４０の劣化判定を精度良く行うことができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図７は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図７に示すルーチンは、所定間隔毎に起動される。

図７に示すルーチンによれば、先ず、触媒劣化判定要求が有るか否かを判別する（ステップ１００）。ここで、例えば、ＥＣＵ６０は、触媒暖機が完了した直後と、前回触媒劣化判定を実行してから所定距離もしくは所定時間走行後とにおいて、触媒劣化判定要求が有ると判別することができる。このステップ１００で触媒劣化判定要求が無いと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

上記ステップ１００で触媒劣化判定要求が有ると判別された場合には、排気燃料添加弁４４に対して所定量の還元剤を添加するよう指示する（ステップ１０２）。このステップ１０２でＥＣＵ６０から排気燃料添加弁４４に対して与えられる燃料添加量は、上記の指示添加量である。これにより、リッチスパイクが実施されることとなる。

次に、リッチスパイク実施時の第１空燃比センサ４６の出力A/F_Bと吸入空気量Gaを用いて、上式(6)に従って還元剤添加量を計測する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、上記の計測添加量が求められる。

次に、上記ステップ１０２で排気燃料添加弁４４に対して指示された指示添加量に対する上記ステップ１０４で求められた計測添加量の比率Rを算出する（ステップ１０６）。

次に、上記ステップ１０６で算出された比率Rが基準値Rthよりも小さいか否かを判別する（ステップ１０８）。この基準値Rthは、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ濃度との関係で、酸化触媒４０の劣化判定を行うための基準値である（図６参照）。すなわち、この基準値Rthは、酸化触媒４０下流の許容されるＨＣ濃度を示す基準値HCthと相関を有している。よって、このステップ１０８では、酸化触媒４０の酸化能力が十分であるか、あるいは低下しているかが判別される。

このステップ１０８で比率Rが基準値Rthよりも小さいと判別された場合には、酸化触媒４０の酸化能力が低下していると判断される。この場合、酸化触媒４０は劣化していると判定される（ステップ１１０）。一方、上記ステップ１０８で比率Rが基準値Rth以上であると判別された場合には、酸化触媒４０の酸化能力が低下していないと判断される。この場合、酸化触媒４０は正常であると判定される（ステップ１１２）。その後、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、図７に示すルーチンによれば、第１空燃比センサ４６の出力A/F_Bに基づき計測添加量が求められ、指示添加量に対する計測添加量の比率Rが算出される。この比率Rは、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ量もしくはＨＣ濃度（すなわち、酸化触媒４０の酸化能力）に対して相関を有している。よって、この比率Rと基準値Rthとを比較することで、酸化触媒４０の劣化検出が行われる。従って、酸化触媒４０の酸化能力を考慮して、精度良く酸化触媒４０の劣化検出を行うことができる。

ところで、本実施の形態１では、第１空燃比センサ４６の出力A/F_Bに基づいて計測添加量を求めているが、第２空燃比センサ４８の出力に基づいて求めることもできる。但し、第１空燃比センサ４６の出力を用いる方が、第２空燃比センサ４８の出力を用いる場合に比して精度良く計測添加量を求めることができる。

また、本実施の形態１では、排気燃料添加弁４４がタービン２４ｂと酸化触媒４０との間に設けられているが、タービン２４ｂの上流に設けられてもよい。この場合も、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

尚、本実施の形態１においては、酸化触媒４０が第１の発明における「触媒」に、第１空燃比センサ４６が第１の発明における「空燃比検出手段」に、排気燃料添加弁４４が第１の発明における「還元剤添加手段」に、それぞれ相当している。また、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１の発明における「添加量計測手段」が、ステップ１０６の処理を実行することにより第２の発明における「比率算出手段」が、ステップ１０６，１０８，１１０，１１２の処理を実行することにより第１及び第２の発明における「劣化検出手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態８のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、指示添加量に対する計測添加量の比率Rに基づき、触媒劣化が検出されている。ところで、指示添加量と計測添加量とのずれは、かかる比率Rに限られない。

実施の形態２では、指示添加量と計測添加量との差分Dに基づいて、触媒劣化を検出する方法について説明する。
ところで、上記実施の形態１では、指示添加量に対する計測添加量の比率Rに基づいて、酸化触媒４０の劣化検出が行われる。このため、内燃機関１の運転条件に応じて指示添加量を変化させても、劣化検出への影響はほとんどないものと考えられる。一方、本実施の形態２では、指示添加量と計測添加量との差分Dという絶対量に基づいて、酸化触媒４０の劣化検出が行われる。このため、内燃機関１の運転条件に応じて指示添加量を変化させると、劣化検出への影響が出てしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態２では、内燃機関の運転条件に関わらず、指示添加量を一定とする。これにより、指示添加量と計測添加量との差分Dと、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ濃度（もしくはＨＣ量）との間に、図６に示す相関と同様の相関を得ることができる。

また、かかる差分Dに基づく場合には、指示添加量に比して十分な量の空気又は酸素が存在することを要する。空気又は酸素の量が不十分である場合には、酸化触媒４０の酸化能力が十分であるにも関わらず、酸化触媒４０の下流のＨＣ濃度が高くなる事態が生じ得るためである。

そこで、本実施の形態２では、次式(7)の条件を満たす場合に、酸化触媒４０の劣化検出を行うこととする。次式(7)において、「Ga」は吸入空気量を、「Q」は筒内噴射量を、「Co」は排気ガス中の酸素濃度を、「Gad」は指示噴射量を、それぞれ表している。
(Ga+Q)×Co>>Qad・・・(7)
上式(7)における「Ga+Q」は排気ガス量である。よって、上式(7)は、「排気ガスに含まれる酸素量が、指示噴射量に比して十分大きい」という条件を意味している。上式(7)の条件を満たす典型的な運転状態は、高速定常運転である。従って、本実施の形態２では、高速定常運転時に、差分Dに基づく酸化触媒４０の劣化検出を実行する。

上述したように、本実施の形態２によれば、ＨＣ濃度と相関を有する差分Dに基づき酸化触媒４０の劣化判定が行われる。よって、この差分Dと相関を有する酸化触媒４０の酸化能力を考慮して、酸化触媒４０の劣化判定を精度良く行うことができる。

［実施の形態２における具体的処理］
図８は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図８に示すルーチンは、所定間隔毎に起動される。

図８に示すルーチンによれば、図７に示すルーチンと同様に、触媒劣化判定要求が有るか否かを判別する（ステップ１００）。このステップ１００で触媒劣化判定要求が有ると判別された場合には、内燃機関１が高速定常運転中であるか否かを判別する（ステップ１１４）。このステップ１１４で高速定常運転中ではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記ステップ１１４で高速定常運転中であると判別された場合には、図７に示すルーチンと同様に、添加剤の添加を指示し（ステップ１０２）、上式(6)に従って還元剤添加量を計測する（ステップ１０４）。
その後、上記ステップ１０２で排気燃料添加弁４４に対して指示された指示添加量と、上記ステップ１０４で求められた計測添加量との差分Dを算出する（ステップ１１６）。

次に、上記ステップ１１６で算出された差分Dが基準値Dthよりも小さいか否かを判別する（ステップ１１８）。この基準値Dthは、上記実施の形態１の基準値Rthと同様に、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ濃度との関係で、酸化触媒４０の劣化判定を行う基準値である。

このステップ１１８で差分Dが基準値Dthよりも大きい場合には、酸化触媒４０の酸化能力が低下していると判断される。この場合、酸化触媒４０は劣化していると判定される（ステップ１１０）。一方、上記ステップ１１８で差分Dが基準値Dth以下であると判別された場合には、酸化触媒４０の酸化能力が低下していないと判断される。この場合、酸化触媒４０は正常であると判定される（ステップ１１２）。その後、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、図８に示すルーチンによれば、第１空燃比センサ４６の出力A/F_Bに基づき計測添加量が求められ、指示添加量と計測添加量との差分Dが算出される。この差分Dは、酸化触媒４０をすり抜けるＨＣ量もしくはＨＣ濃度（すなわち、酸化触媒４０の酸化能力）に対して相関を有している。よって、この差分Dと基準値Dthとを比較することで、酸化触媒４０の劣化検出が行われる。従って、酸化触媒４０の酸素能力を考慮して、精度良く酸化触媒４０の劣化検出を行うことができる。

尚、本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１１６，１１８，１１０，１１２の処理を実行することにより第１の発明における「劣化検出手段」が、実現されている。

本発明の実施の形態１によるシステム構成を説明するための図である。 リッチスパイク実施時の第１空燃比センサ４６の出力（以下「空燃比センサ出力」という。）の変化を示す図である。 空燃比センサ出力A/F_A,A/F_Bに基づいて、排気燃料添加弁４４から添加された燃料量を計測する方法を説明するための図である。 運転条件毎の計測添加量を示す図である。 運転条件毎に、指示添加量に対する計測添加量の比率Rと、酸化触媒４０下流のＨＣ濃度との関係をプロットした図である。 図５に示した比率RとHC濃度との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
５ クランク角センサ
２６ エアフロメータ
３８ 排気通路
４０ 酸化触媒
４２ ＮＯｘ触媒
４４ 排気燃料添加弁
４６ 第１空燃比センサ
４８ 第２空燃比センサ
６０ ＥＣＵ

Claims (2)

1. 触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置であって、
   内燃機関の排気通路に配置され、酸化能力を有する触媒と、
   前記触媒の下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記触媒の上流の排気通路に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
   前記空燃比検出手段により検出された排気空燃比に基づき、前記還元剤の添加量を計測する添加量計測手段と、
   前記還元剤添加手段への指示添加量と、前記添加量計測手段により計測された計測添加量とのずれに基づいて、前記触媒の劣化を検出する劣化検出手段とを備えたことを特徴とする触媒劣化検出装置。
2. 請求項１に記載の触媒劣化検出装置において、
   前記劣化検出手段は、前記指示添加量に対する前記計測添加量の比率を算出する比率算出手段を有し、該比率が基準値よりも小さい場合に前記触媒の劣化を検出することを特徴とする触媒劣化検出装置。

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