JP2012067636A - Catalyst deterioration diagnostic device and catalyst deterioration diagnostic method - Google Patents

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悠司 三好
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst deterioration diagnostic device and catalyst deterioration diagnostic method, which can estimate sulfur concentration of fuel or exhaust gas regardless of deviation of the output of an oxygen sensor.SOLUTION: The catalyst deterioration diagnostic device (80) diagnoses the deterioration of a catalyst (60) arranged in an exhaust gas passage (30) of an internal combustion engine (10). The device includes: an active control performing means which performs active control for switching air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst between rich and lean alternately in a center air fuel ratio as a boundary; and a sulfur concentration estimating means which uses an initial value of oxygen storage amount serving as the oxygen storage amount of the catalyst during performance start of the active control and a convergence value of the oxygen storage amount serving as the oxygen storage amount of the catalyst when the active control is continued until the oxygen storage amount of the catalyst converges for estimating the sulfur concentration of the fuel or the exhaust gas.

Description

本発明は、触媒劣化診断装置および触媒劣化診断方法に関する。   The present invention relates to a catalyst deterioration diagnosis apparatus and a catalyst deterioration diagnosis method.

従来、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化用の触媒を備える内燃機関システムが知られている。この触媒の中には酸素吸蔵能を有するものがある。酸素吸蔵能を有する触媒は、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくなる(すなわちリーンになる)と、排気ガスの過剰酸素を吸着保持し、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチになると吸着保持された酸素を放出する。したがって、酸素吸蔵能を有する触媒を使用することによって、運転条件によって実際の空燃比が理論空燃比から多少振れた場合であっても、三元触媒による酸素の吸蔵・放出作用によって空燃比のずれを吸収することができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine system that includes an exhaust gas purification catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine is known. Some of these catalysts have oxygen storage capacity. When the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, becomes lean), the catalyst having oxygen storage capacity adsorbs and holds excess oxygen in the exhaust gas, and the air-fuel ratio of the exhaust gas is higher than the stoichiometric air-fuel ratio. When rich, the adsorbed oxygen is released. Therefore, by using a catalyst having an oxygen storage capacity, even if the actual air-fuel ratio slightly deviates from the stoichiometric air-fuel ratio depending on the operating conditions, the air-fuel ratio shifts due to the oxygen storage / release action by the three-way catalyst. Can be absorbed.

しかしながら、酸素吸蔵能を有する触媒が劣化した場合、触媒の浄化能力は低下してしまう。また、使用地域等によっては燃料中に硫黄(S)が比較的高濃度で含まれていることがある。このような燃料が供給された場合、排気ガスの硫黄成分が触媒に蓄積して、触媒の酸素吸着反応が妨げられる結果、触媒の酸素吸蔵能力が低下するおそれがある。   However, when the catalyst having oxygen storage ability deteriorates, the purification ability of the catalyst is lowered. Moreover, sulfur (S) may be contained in the fuel at a relatively high concentration depending on the region of use. When such a fuel is supplied, the sulfur component of the exhaust gas accumulates in the catalyst and the oxygen adsorption reaction of the catalyst is hindered, so that the oxygen storage capacity of the catalyst may be reduced.

しかしながら、この硫黄蓄積による触媒の性能低下は、一時的なものであることから、触媒の劣化診断においては、硫黄濃度による影響が排除されることが好ましい。そこで、特許文献1では、触媒の下流側に配置された酸素センサの出力に基づいて、排気ガスの硫黄濃度を推定する内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置は、触媒上流の空燃比をリーンからリッチへ切替えたときに、触媒下流に配置された酸素センサの出力電圧が規定出力へ到達しない場合に、排気ガスの硫黄濃度が高いと判定する。   However, since the performance degradation of the catalyst due to this sulfur accumulation is temporary, it is preferable to eliminate the influence of the sulfur concentration in the deterioration diagnosis of the catalyst. Therefore, Patent Document 1 discloses an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that estimates the sulfur concentration of exhaust gas based on the output of an oxygen sensor arranged on the downstream side of the catalyst. This exhaust purification system determines that the sulfur concentration of the exhaust gas is high when the output voltage of the oxygen sensor arranged downstream of the catalyst does not reach the specified output when the air-fuel ratio upstream of the catalyst is switched from lean to rich. To do.

なお、本発明に関する他の先行技術文献として、特許文献2が挙げられる。特許文献2では、アクティブ制御、触媒劣化判定等に関する技術が開示されている。   As another prior art document related to the present invention, Patent Document 2 is cited. Patent Document 2 discloses a technique related to active control, catalyst deterioration determination, and the like.

特開2002−349250号公報JP 2002-349250 A 特開2009−121414号公報JP 2009-121414 A

ところで、酸素センサに個体差がある場合、酸素センサの出力が当初の設計値とずれるおそれがある。また、排気ガスの影響によって酸素センサの出力が当初の設計値とずれるおそれもある。このように酸素センサの出力が当初の設計値とずれた場合、特許文献1に係る技術では、硫黄濃度推定の精度が悪化するおそれがある。   By the way, when there is an individual difference in the oxygen sensor, the output of the oxygen sensor may deviate from the original design value. In addition, the output of the oxygen sensor may deviate from the original design value due to the influence of exhaust gas. Thus, when the output of the oxygen sensor deviates from the original design value, the technology according to Patent Document 1 may deteriorate the accuracy of sulfur concentration estimation.

本発明は、酸素センサの出力のずれにかかわらず、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる触媒劣化診断装置および触媒劣化診断方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a catalyst deterioration diagnosis device and a catalyst deterioration diagnosis method capable of estimating the sulfur concentration of fuel or exhaust gas regardless of the deviation of the output of the oxygen sensor.

本発明に係る触媒劣化診断装置は、内燃機関の排気通路に配置された触媒の劣化を診断する装置であって、前記触媒に流入する排気ガスの空燃比を中心空燃比を境にリッチおよびリーンに交互に切替えるアクティブ制御を実行するアクティブ制御実行手段と、前記アクティブ制御の実行開始時における前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量初期値と、前記触媒の酸素吸蔵量が収束するまで前記アクティブ制御が継続されたときの前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量収束値と、を用いて、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定手段と、を備えている。   A catalyst deterioration diagnosis device according to the present invention is a device for diagnosing deterioration of a catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst is rich and lean with a central air-fuel ratio as a boundary. Active control execution means for performing active control that alternately switches to, an oxygen storage amount initial value that is an oxygen storage amount of the catalyst at the start of execution of the active control, and the active storage until the oxygen storage amount of the catalyst converges And a sulfur concentration estimation means for estimating the sulfur concentration of the fuel or exhaust gas using the oxygen storage amount convergence value that is the oxygen storage amount of the catalyst when the control is continued.

本発明に係る触媒劣化診断装置によれば、硫黄濃度推定手段が酸素吸蔵量初期値と酸素吸蔵量収束値とを用いて燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することから、触媒下流に設けられた酸素センサの出力がずれた場合であっても、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる。すなわち、触媒劣化診断装置によれば、酸素センサの出力のずれにかかわらず、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる。   According to the catalyst deterioration diagnosis device of the present invention, the sulfur concentration estimating means estimates the sulfur concentration of the fuel or the exhaust gas using the oxygen storage amount initial value and the oxygen storage amount convergence value. Even if the output of the oxygen sensor is deviated, the sulfur concentration of the fuel or exhaust gas can be estimated. That is, according to the catalyst deterioration diagnosis device, the sulfur concentration of the fuel or the exhaust gas can be estimated regardless of the deviation of the output of the oxygen sensor.

上記構成は、前記触媒の酸素吸蔵量に基づいて、前記触媒の劣化状態を判定する劣化判定手段と、前記劣化判定手段の判定に用いられる前記触媒の酸素吸蔵量を、前記硫黄濃度推定手段の推定結果に基づいて補正する補正手段と、を備えていてもよい。この構成によれば、燃料または排気ガスの硫黄濃度が触媒の劣化判定に与える影響を少なくするまたは無くすことができる。それにより、触媒の劣化を精度よく診断することができる。   According to the above configuration, the deterioration determination means for determining the deterioration state of the catalyst based on the oxygen storage amount of the catalyst, and the oxygen storage amount of the catalyst used for the determination of the deterioration determination means are calculated by the sulfur concentration estimation means. Correction means for correcting based on the estimation result. According to this configuration, the influence of the sulfur concentration of the fuel or exhaust gas on the deterioration determination of the catalyst can be reduced or eliminated. Thereby, the deterioration of the catalyst can be diagnosed with high accuracy.

本発明に係る触媒劣化診断方法は、内燃機関の排気通路に配置された触媒の劣化を診断する方法であって、前記触媒に流入する排気ガスの空燃比を中心空燃比を境にリッチおよびリーンに交互に切替えるアクティブ制御の実行開始時における前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量初期値と、前記触媒の酸素吸蔵量が収束するまで前記アクティブ制御が継続されたときの前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量収束値と、を用いて、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定ステップを含んでいる。   A catalyst deterioration diagnosis method according to the present invention is a method for diagnosing deterioration of a catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst is rich and lean with a central air-fuel ratio as a boundary. The oxygen storage amount of the catalyst when the active control is continued until the oxygen storage amount initial value which is the oxygen storage amount of the catalyst at the start of execution of the active control and the oxygen storage amount of the catalyst converge. And a sulfur concentration estimation step of estimating the sulfur concentration of the fuel or exhaust gas using the oxygen storage amount convergence value which is a quantity.

本発明に係る触媒劣化診断方法によれば、硫黄濃度推定ステップにおいて酸素吸蔵量初期値と酸素吸蔵量収束値とを用いて燃料または排気ガスの硫黄濃度が推定されることから、触媒下流に設けられた酸素センサの出力がずれた場合であっても、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる。すなわち、触媒劣化診断方法によれば、酸素センサの出力のずれにかかわらず、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる。   According to the catalyst deterioration diagnosis method of the present invention, since the sulfur concentration of fuel or exhaust gas is estimated using the oxygen storage amount initial value and the oxygen storage amount convergence value in the sulfur concentration estimation step, it is provided downstream of the catalyst. Even when the output of the obtained oxygen sensor is deviated, the sulfur concentration of the fuel or exhaust gas can be estimated. That is, according to the catalyst deterioration diagnosis method, the sulfur concentration of the fuel or the exhaust gas can be estimated regardless of the deviation of the output of the oxygen sensor.

上記方法は、前記触媒の酸素吸蔵量に基づいて、前記触媒の劣化状態を判定する劣化判定ステップと、前記劣化判定ステップの判定に用いられる前記触媒の酸素吸蔵量を、前記硫黄濃度推定ステップの推定結果に基づいて補正する補正ステップと、を含んでいてもよい。この方法によれば、燃料または排気ガスの硫黄濃度が触媒の劣化判定に与える影響を少なくするまたは無くすことができる。それにより、触媒の劣化を精度よく診断することができる。   The method includes a deterioration determination step of determining a deterioration state of the catalyst based on an oxygen storage amount of the catalyst, and an oxygen storage amount of the catalyst used for the determination of the deterioration determination step of the sulfur concentration estimation step. And a correction step of correcting based on the estimation result. According to this method, the influence of the sulfur concentration of the fuel or the exhaust gas on the deterioration determination of the catalyst can be reduced or eliminated. Thereby, the deterioration of the catalyst can be diagnosed with high accuracy.

本発明によれば、酸素センサの出力のずれにかかわらず、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定することができる触媒劣化診断装置および触媒劣化診断方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a catalyst deterioration diagnosis device and a catalyst deterioration diagnosis method capable of estimating the sulfur concentration of fuel or exhaust gas regardless of the deviation of the output of the oxygen sensor.

実施例1に係るECU(触媒劣化診断装置)を備える内燃機関システムの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine system including an ECU (catalyst deterioration diagnosis device) according to Embodiment 1. FIG. 触媒のOSCと触媒の硫黄蓄積量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the OSC of a catalyst, and the sulfur accumulation amount of a catalyst. アクティブ制御が行われたときの触媒のOSCの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the OSC of a catalyst when active control is performed. ECUが劣化診断を行う際のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart at the time of ECU performing a deterioration diagnosis. ECUが劣化診断を行う際のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart at the time of ECU performing a deterioration diagnosis.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施例1に係るECU80(触媒劣化診断装置)について説明する。図1は、ECU80を備える内燃機関システム5の構成を示す模式図である。内燃機関システム5は、内燃機関10、吸気通路20、排気通路30、インジェクタ40、スロットルバルブ50、第1触媒60、第2触媒65、各種検出手段(クランクポジションセンサ70、スロットルポジションセンサ71、エアフロメータ72、アクセルポジションセンサ73、空燃比センサ74および酸素センサ75)およびECU80を備えている。   The ECU 80 (catalyst deterioration diagnosis device) according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine system 5 including an ECU 80. The internal combustion engine system 5 includes an internal combustion engine 10, an intake passage 20, an exhaust passage 30, an injector 40, a throttle valve 50, a first catalyst 60, a second catalyst 65, various detection means (crank position sensor 70, throttle position sensor 71, air flow Meter 72, accelerator position sensor 73, air-fuel ratio sensor 74 and oxygen sensor 75) and ECU 80 are provided.

内燃機関10は、気筒内にピストン11を備えている。ピストン11はコンロッドを介してクランクシャフトに接続されている。クランクシャフトの近傍には、クランクポジションセンサ70が配置されている。クランクポジションセンサ70の出力はECU80に伝えられる。ECU80は、クランクポジションセンサ70の出力に基づいて、クランク角および内燃機関10の回転数を取得する。   The internal combustion engine 10 includes a piston 11 in a cylinder. The piston 11 is connected to the crankshaft via a connecting rod. A crank position sensor 70 is disposed in the vicinity of the crankshaft. The output of the crank position sensor 70 is transmitted to the ECU 80. The ECU 80 acquires the crank angle and the rotational speed of the internal combustion engine 10 based on the output of the crank position sensor 70.

内燃機関10の吸気ポートには吸気通路20が接続されている。内燃機関10の排気ポートには排気通路30が接続されている。吸気通路20の上流には、インジェクタ40が配置されている。インジェクタ40は、ECU80に制御されて、燃料を噴射する。噴射された燃料は、吸気と共に内燃機関10の気筒内に供給される。   An intake passage 20 is connected to the intake port of the internal combustion engine 10. An exhaust passage 30 is connected to the exhaust port of the internal combustion engine 10. An injector 40 is disposed upstream of the intake passage 20. The injector 40 is controlled by the ECU 80 to inject fuel. The injected fuel is supplied into the cylinder of the internal combustion engine 10 together with the intake air.

吸気通路20のインジェクタ40より上流には、内燃機関10に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブ50が配置されている。スロットルバルブ50は、ECU80によって制御される。スロットルバルブ50の近傍には、スロットルポジションセンサ71が配置されている。スロットルポジションセンサ71の出力は、ECU80に伝えられる。   A throttle valve 50 for adjusting the amount of air supplied to the internal combustion engine 10 is disposed upstream of the injector 40 in the intake passage 20. The throttle valve 50 is controlled by the ECU 80. A throttle position sensor 71 is disposed in the vicinity of the throttle valve 50. The output of the throttle position sensor 71 is transmitted to the ECU 80.

吸気通路20のスロットルバルブ50より上流には、エアフロメータ72が配置されている。エアフロメータ72の出力は、ECU80に伝えられる。また、ECU80には、アクセル100の操作量を検出するためのアクセルポジションセンサ73の出力が伝えられる。ECU80は、クランクポジションセンサ70、スロットルポジションセンサ71、エアフロメータ72およびアクセルポジションセンサ73の出力に基づいて、適切なスロットル開度になるようにスロットルバルブ50を制御する。   An air flow meter 72 is disposed upstream of the throttle valve 50 in the intake passage 20. The output of the air flow meter 72 is transmitted to the ECU 80. Further, the ECU 80 is informed of the output of the accelerator position sensor 73 for detecting the operation amount of the accelerator 100. The ECU 80 controls the throttle valve 50 based on the outputs of the crank position sensor 70, the throttle position sensor 71, the air flow meter 72, and the accelerator position sensor 73 so that an appropriate throttle opening is obtained.

排気通路30の下流には、排気を浄化するための第1触媒60および第2触媒65が直列に配置されている。第1触媒60は第2触媒65よりも上流に配置されている。第1触媒60および第2触媒65として、酸素吸蔵能を有する三元触媒が用いられる。このような三元触媒として、例えば、二酸化セリウム、ジルコニア等の酸素吸蔵成分を含むコート材に、微粒子状の触媒成分(Pt、Pd等)が配置されたものを用いることができる。なお、酸素吸蔵能は、第1触媒60および第2触媒65が現状で吸蔵し得る最大酸素量である酸素吸蔵量(OSC;O Strage Capacity、単位はg)の大きさによって表される。 A first catalyst 60 and a second catalyst 65 for purifying exhaust gas are arranged in series downstream of the exhaust passage 30. The first catalyst 60 is disposed upstream of the second catalyst 65. As the first catalyst 60 and the second catalyst 65, a three-way catalyst having an oxygen storage capacity is used. As such a three-way catalyst, for example, a coating material containing an oxygen storage component such as cerium dioxide, zirconia, or the like, in which particulate catalyst components (Pt, Pd, etc.) are arranged can be used. The oxygen storage capacity is represented by the size of the oxygen storage amount (OSC; O 2 Storage Capacity, the unit is g), which is the maximum amount of oxygen that can be stored by the first catalyst 60 and the second catalyst 65 at present.

排気通路30の第1触媒60より上流には、空燃比センサ74が配置されている。排気通路30の第1触媒60と第2触媒65との間には、酸素センサ75が配置されている。空燃比センサ74および酸素センサ75の出力は、ECU80に伝えられる。   An air-fuel ratio sensor 74 is disposed upstream of the first catalyst 60 in the exhaust passage 30. An oxygen sensor 75 is disposed between the first catalyst 60 and the second catalyst 65 in the exhaust passage 30. Outputs of the air-fuel ratio sensor 74 and the oxygen sensor 75 are transmitted to the ECU 80.

ここで、第1触媒60および第2触媒65は、流入する排気ガスの空燃比(A/F)が理論空燃比(ストイキ)のときに、排気浄化機能を最も発揮する。そこで、ECU80は、空燃比センサ74の出力が理論空燃比に一致するように、排気ガスの空燃比を制御する。具体的には、ECU80は、理論空燃比に近い目標空燃比を記憶しておく。ECU80は、空燃比センサ74の出力が目標空燃比に一致するように、インジェクタ40から噴射される燃料噴射量をフィードバック制御する。それにより、第1触媒60に流入する排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍に保たれる。その結果、第1触媒60の排気浄化性能は、最大に発揮される。   Here, the first catalyst 60 and the second catalyst 65 exhibit the exhaust purification function most when the air-fuel ratio (A / F) of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). Therefore, the ECU 80 controls the air-fuel ratio of the exhaust gas so that the output of the air-fuel ratio sensor 74 matches the stoichiometric air-fuel ratio. Specifically, the ECU 80 stores a target air / fuel ratio close to the theoretical air / fuel ratio. The ECU 80 performs feedback control on the fuel injection amount injected from the injector 40 so that the output of the air-fuel ratio sensor 74 matches the target air-fuel ratio. Thereby, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the first catalyst 60 is kept near the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, the exhaust gas purification performance of the first catalyst 60 is maximized.

ECU80は、演算部としてのCPU81と、記憶部としてのROM82およびRAM83と、を備えるマイクロコンピュータである。ECU80は、ROM82に記憶されているプログラム等に基づいてRAM83を一時記憶メモリとして使用しながらCPU81が動作することによって、スロットルバルブ50およびインジェクタ40を制御する制御手段としての機能を有する。   The ECU 80 is a microcomputer including a CPU 81 as a calculation unit, and a ROM 82 and a RAM 83 as storage units. The ECU 80 has a function as control means for controlling the throttle valve 50 and the injector 40 when the CPU 81 operates while using the RAM 83 as a temporary storage memory based on a program or the like stored in the ROM 82.

また、ECU80は、ROM82に記憶されているプログラム等に基づいてRAM83を一時記憶メモリとして使用しながらCPU81が動作することによって、第1触媒60の劣化を診断する触媒劣化診断装置としての機能も有している。   The ECU 80 also has a function as a catalyst deterioration diagnosis device that diagnoses the deterioration of the first catalyst 60 by operating the CPU 81 while using the RAM 83 as a temporary storage memory based on a program or the like stored in the ROM 82. is doing.

続いて、ECU80による第1触媒60の劣化診断について説明する。これ以後の説明において、第1触媒60のことを、「触媒」と略称する。本実施例に係るECU80は、触媒の劣化状態を判定する劣化判定処理を行う。劣化判定処理において、ECU80は、触媒のOSCと基準値とを比較することによって、触媒の劣化状態を判定する。例えば触媒のOSCが基準値より大きい場合、ECU80は、触媒が正常であると判定する。触媒のOSCが基準値以下の場合、ECU80は、触媒が異常である(すなわち、劣化している)と判定する。   Subsequently, the deterioration diagnosis of the first catalyst 60 by the ECU 80 will be described. In the following description, the first catalyst 60 is abbreviated as “catalyst”. The ECU 80 according to the present embodiment performs a deterioration determination process for determining the deterioration state of the catalyst. In the deterioration determination process, the ECU 80 determines the deterioration state of the catalyst by comparing the OSC of the catalyst with a reference value. For example, when the OSC of the catalyst is larger than the reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is normal. When the OSC of the catalyst is equal to or less than the reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is abnormal (that is, deteriorated).

しかしながら、触媒の劣化判定は、燃料および排気ガスの硫黄濃度によって影響を受けるおそれがある。図2は、触媒のOSCと触媒の硫黄蓄積量との関係を示す図である。縦軸はOSCを示し、横軸は触媒の硫黄蓄積量を示している。ライン200aは、硫黄濃度が所定値より低い通常燃料が用いられた場合のOSCを示している。ライン200bは、通常燃料より硫黄濃度が高い燃料が用いられた場合のOSCを示している。ライン200cは、ライン200bよりも硫黄濃度が高い燃料が用いられた場合のOSCを示している。   However, the catalyst deterioration determination may be affected by the sulfur concentration of the fuel and exhaust gas. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the OSC of the catalyst and the sulfur accumulation amount of the catalyst. The vertical axis represents OSC, and the horizontal axis represents the sulfur accumulation amount of the catalyst. Line 200a shows the OSC when normal fuel having a sulfur concentration lower than a predetermined value is used. Line 200b shows the OSC when a fuel having a higher sulfur concentration than the normal fuel is used. Line 200c shows the OSC when a fuel having a higher sulfur concentration than line 200b is used.

図2から分るように、OSCと触媒の硫黄蓄積量とは、反比例の関係を有している。また、同一の硫黄蓄積量で比較した場合、燃料の硫黄濃度が高いほど、OSCは小さくなっている。燃料の硫黄濃度が高いほど排気ガスの硫黄濃度も高くなることから、触媒の硫黄蓄積量も多くなる。その結果、燃料の硫黄濃度が高いほど(または排気ガスの硫黄濃度が高いほど)、触媒のOSCは低下するのである。内燃機関10が長時間アイドリング運転された場合、低負荷で使用された場合等において、硫黄は触媒に蓄積しやすい。特に低温時において、触媒の硫黄蓄積量は多くなる傾向がある。   As can be seen from FIG. 2, the OSC and the sulfur accumulation amount of the catalyst have an inversely proportional relationship. Further, when compared with the same sulfur accumulation amount, the higher the sulfur concentration of the fuel, the smaller the OSC. As the sulfur concentration of the fuel is higher, the sulfur concentration of the exhaust gas is also higher, so that the amount of sulfur accumulation in the catalyst is also increased. As a result, the higher the fuel sulfur concentration (or the higher the exhaust gas sulfur concentration), the lower the catalyst OSC. When the internal combustion engine 10 is idling for a long time, or when it is used at a low load, sulfur tends to accumulate in the catalyst. In particular, the sulfur accumulation amount of the catalyst tends to increase at low temperatures.

このように、触媒のOSCは燃料の硫黄濃度および排気ガスの硫黄濃度によって影響を受けることから、触媒の劣化判定も燃料および排気ガスの硫黄濃度によって影響を受けるおそれがある。しかしながら、触媒の硫黄蓄積は、例えば、硫黄濃度の低い燃料が再度給油された場合等に、解消され得る。このように、硫黄被蓄積による触媒の性能低下(劣化)は一時的なものであることから、触媒の劣化判定においては、硫黄濃度による影響が排除されることが好ましい。   Thus, since the OSC of the catalyst is affected by the sulfur concentration of the fuel and the sulfur concentration of the exhaust gas, the deterioration determination of the catalyst may also be affected by the sulfur concentration of the fuel and the exhaust gas. However, the sulfur accumulation of the catalyst can be eliminated, for example, when a fuel having a low sulfur concentration is refueled. As described above, since the catalyst performance deterioration (deterioration) due to sulfur accumulation is temporary, it is preferable to eliminate the influence of the sulfur concentration in the catalyst deterioration determination.

そこで、本実施例に係るECU80は、燃料の硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定処理を行う。ECU80は、この推定結果に基づいて、劣化判定処理で用いられる触媒のOSCを補正する補正処理を行う。ECU80は、補正処理で補正されたOSCを用いて、劣化判定処理を行う。すなわち、ECU80は、燃料の硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定手段としての機能、触媒のOSCを補正する補正手段としての機能および触媒の劣化状態を判定する劣化判定手段としての機能を有している。   Therefore, the ECU 80 according to the present embodiment performs a sulfur concentration estimation process for estimating the sulfur concentration of the fuel. The ECU 80 performs a correction process for correcting the OSC of the catalyst used in the deterioration determination process based on the estimation result. The ECU 80 performs the deterioration determination process using the OSC corrected by the correction process. That is, the ECU 80 has a function as a sulfur concentration estimating means for estimating the sulfur concentration of the fuel, a function as a correcting means for correcting the OSC of the catalyst, and a function as a deterioration determining means for determining the deterioration state of the catalyst. .

ECU80による硫黄濃度推定処理の概要は、以下のとおりである。まず、ECU80は、触媒に流入する排気ガスの空燃比を中心空燃比を境にしてリッチおよびリーンに交互に切替えるアクティブ制御を行う。すなわち、ECU80は、アクティブ制御実行手段としての機能を有している。本実施例においては、中心空燃比として理論空燃比を用いる。アクティブ制御の具体的な実行手法については、特許文献2その他の公知のアクティブ制御に関する技術を用いることができるため、説明を省略する。   The outline of the sulfur concentration estimation process by the ECU 80 is as follows. First, the ECU 80 performs active control in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is alternately switched between rich and lean with the central air-fuel ratio as a boundary. That is, the ECU 80 has a function as active control execution means. In this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio is used as the central air-fuel ratio. The specific execution method of the active control can be described in Patent Document 2 and other known techniques related to active control, and thus description thereof is omitted.

図3は、アクティブ制御が行われたときの触媒のOSCの変化を示す図である。縦軸は触媒のOSCを示し、横軸はアクティブ制御実行開始からの経過時間を示している。ライン200dは、通常燃料が用いられた場合のOSCを示し、ライン200eおよびライン200fは、通常燃料より硫黄濃度が高い燃料が用いられた場合のOSCを示している。また、ライン200eは、ECU80が空燃比を中心空燃比よりリーン側に切替えた場合のOSCを示し、ライン200fは、ECU80が空燃比を中心空燃比よりリッチ側に切替えた場合のOSCを示している。   FIG. 3 is a diagram showing changes in the OSC of the catalyst when active control is performed. The vertical axis represents the OSC of the catalyst, and the horizontal axis represents the elapsed time from the start of execution of active control. Line 200d shows the OSC when the normal fuel is used, and line 200e and line 200f show the OSC when the fuel having a higher sulfur concentration than the normal fuel is used. Line 200e indicates the OSC when the ECU 80 switches the air-fuel ratio from the center air-fuel ratio to the lean side, and line 200f indicates the OSC when the ECU 80 switches the air-fuel ratio from the center air-fuel ratio to the rich side. Yes.

図3から分るように、アクティブ制御実行開始からの経過時間が進行するにつれて、触媒のOSCは所定の値(A)に収束する。これは、触媒の硫黄蓄積量と硫黄放出量とのバランスが取れた状態になったことを意味している。この収束値(A)は、硫黄濃度と触媒の温度とによって一義的に定まる。   As can be seen from FIG. 3, the OSC of the catalyst converges to a predetermined value (A) as the elapsed time from the start of the active control progresses. This means that the sulfur accumulation amount and sulfur release amount of the catalyst are balanced. This convergence value (A) is uniquely determined by the sulfur concentration and the temperature of the catalyst.

そこで、ECU80は、アクティブ制御実行開始時における触媒のOSC(以下、OSC初期値と称する)と、アクティブ制御の実行が継続して触媒のOSCが収束した収束値(以下、OSC収束値と称する)と、に基づいて燃料の硫黄濃度を推定する。   Therefore, the ECU 80 detects the OSC of the catalyst at the start of the active control execution (hereinafter referred to as the OSC initial value) and the convergence value (hereinafter referred to as the OSC convergence value) where the execution of the active control has continued and the catalyst OSC has converged. Based on the above, the sulfur concentration of the fuel is estimated.

例えば、ECU80は、OSC初期値およびOSC収束値を算出し、両者の比(以下、OSC比と称する)を求める。ECU80は、このOSC比の大きさを用いて、燃料の硫黄濃度を推定する。例えば、燃料の硫黄濃度が低いほど、OSC初期値の値は小さくなる。よって、OSC初期値をOSC収束値で除したOSC比は、燃料の硫黄濃度が低いほど小さくなり、燃料の硫黄濃度が高いほど大きくなる。このように、OSC比に基づいて、燃料の硫黄濃度を推定することができる。例えば、ECU80は、OSC比から燃料の硫黄濃度を算出する際に参照するマップを事前に記憶部に記憶しておく。ECU80は、算出したOSC比に基づいてマップを参照することによって、燃料の硫黄濃度を推定することができる。   For example, the ECU 80 calculates an OSC initial value and an OSC convergence value, and obtains a ratio between them (hereinafter referred to as an OSC ratio). The ECU 80 estimates the sulfur concentration of the fuel using the magnitude of the OSC ratio. For example, the lower the fuel sulfur concentration, the smaller the OSC initial value. Therefore, the OSC ratio obtained by dividing the OSC initial value by the OSC convergence value decreases as the fuel sulfur concentration decreases, and increases as the fuel sulfur concentration increases. Thus, the sulfur concentration of the fuel can be estimated based on the OSC ratio. For example, the ECU 80 stores a map to be referred to when calculating the sulfur concentration of the fuel from the OSC ratio in the storage unit in advance. The ECU 80 can estimate the sulfur concentration of the fuel by referring to the map based on the calculated OSC ratio.

なお、燃料の硫黄濃度を推定するために、ECU80はOSC初期値およびOSC収束値を算出する必要がある。続いて、ECU80によるOSC初期値およびOSC収束値の算出手法について説明する。   In order to estimate the sulfur concentration of the fuel, the ECU 80 needs to calculate the OSC initial value and the OSC convergence value. Subsequently, a method of calculating the OSC initial value and the OSC convergence value by the ECU 80 will be described.

OSC初期値については、ECU80は、アクティブ制御実行直前の触媒のOSCと、アクティブ制御実行開始直後のOSCと、に基づいて算出する。例えば、ECU80は、アクティブ制御実行直前の触媒のOSCとアクティブ制御実行開始直後のOSCとの差によって、OSC初期値を算出する。   The ECU 80 calculates the OSC initial value based on the OSC of the catalyst immediately before the execution of the active control and the OSC immediately after the start of the active control. For example, the ECU 80 calculates the OSC initial value based on the difference between the OSC of the catalyst immediately before execution of active control and the OSC immediately after start of execution of active control.

アクティブ制御実行直前の触媒のOSCは、例えば、アクティブ制御実行直前の触媒の温度に基づいて算出することができる。触媒の温度が低い程、触媒の硫黄蓄積量は多くなることから、触媒のOSCは低くなる。このように、触媒の温度と触媒のOSCとは相関関係を有していることから、触媒の温度に基づいて、アクティブ制御実行直前の触媒のOSCを算出することができるのである。すなわち、本実施例に係るECU80は、アクティブ制御実行直前の触媒の温度と、アクティブ制御実行開始直後のOSCと、に基づいて、OSC初期値を算出している。   The OSC of the catalyst immediately before execution of active control can be calculated based on, for example, the temperature of the catalyst immediately before execution of active control. The lower the catalyst temperature, the greater the amount of sulfur accumulation in the catalyst, and the lower the OSC of the catalyst. Thus, since the catalyst temperature and the catalyst OSC have a correlation, the OSC of the catalyst immediately before execution of active control can be calculated based on the catalyst temperature. That is, the ECU 80 according to the present embodiment calculates the OSC initial value based on the temperature of the catalyst immediately before execution of active control and the OSC immediately after start of active control.

例えば、ECU80は、触媒の温度と触媒のOSCとの関係を示すマップを記憶部に記憶しておく。そしてECU80は、アクティブ制御実行直前の触媒の温度を取得し、この取得された温度に基づいてマップを参照することによって、アクティブ制御実行直前の触媒のOSCを算出する。   For example, the ECU 80 stores a map indicating the relationship between the catalyst temperature and the catalyst OSC in the storage unit. Then, the ECU 80 obtains the temperature of the catalyst immediately before the execution of the active control, and calculates the OSC of the catalyst immediately before the execution of the active control by referring to the map based on the obtained temperature.

なお、ECU80による触媒の温度の取得手法は、特に限定されない。ECU80は、触媒の温度を、例えば触媒に配置された温度センサの出力に基づいて取得してもよく、内燃機関10の運転状態から推定することによって取得してもよい。この触媒温度の推定手法は、例えば特許文献2その他の公知の触媒温度推定手法を用いることができるため、説明を省略する。   The method for acquiring the catalyst temperature by the ECU 80 is not particularly limited. The ECU 80 may acquire the temperature of the catalyst based on, for example, the output of a temperature sensor arranged on the catalyst, or may be acquired by estimating from the operating state of the internal combustion engine 10. For example, Patent Document 2 and other known catalyst temperature estimation methods can be used for this catalyst temperature estimation method, and thus description thereof is omitted.

一方、アクティブ制御実行直後の触媒のOSCは、アクティブ制御が1回実行されたときの空燃比変化量に基づいて算出される。なお、アクティブ制御が1回実行されたときとしては、空燃比がリーン側に1回切替えられたときおよび空燃比がリッチ側に1回切替えられたときのいずれか一方を用いることができる。   On the other hand, the OSC of the catalyst immediately after execution of active control is calculated based on the air-fuel ratio change amount when active control is executed once. Note that when the active control is executed once, any one of when the air-fuel ratio is switched once to the lean side and when the air-fuel ratio is switched once to the rich side can be used.

具体的には、アクティブ制御実行直後の触媒のOSCは、下記式(1)を用いて算出する。なお、下記式(1)において空気量に代えて燃料噴射量を用いてもよい。
OSC=∫((空燃比センサ74の検出値−理論空燃比)×空気量)dt・・・(1)
Specifically, the OSC of the catalyst immediately after execution of active control is calculated using the following formula (1). In the following formula (1), a fuel injection amount may be used instead of the air amount.
OSC = ∫ ((detected value of air / fuel ratio sensor 74−theoretical air / fuel ratio) × air amount) dt (1)

一方、硫黄濃度推定に用いられるOSC収束値については、ECU80は、アクティブ制御が最後に実行されたときにおける空燃比変化量に基づいて算出する。具体的には、ECU80は、上記式(1)を用いてアクティブ制御が最後に実行されたときにおけるOSCを求め、このOSCをOSC収束値として取得する。   On the other hand, the OSC convergence value used for the sulfur concentration estimation is calculated based on the air-fuel ratio change amount when the active control is last executed. Specifically, the ECU 80 obtains the OSC when the active control is last executed using the above formula (1), and obtains this OSC as the OSC convergence value.

続いて、補正処理について説明する。ECU80は、燃料の硫黄濃度が触媒の劣化判定に及ぼす影響が少なくなるまたは無くなるように、触媒のOSCを補正する。例えば、補正処理において、ECU80は、硫黄蓄積によるOSC低下分を補えるようにOSCを増大させる。例えば、ECU80は、硫黄濃度推定処理で推定された硫黄濃度が高いほど、α×OSCの値が大きくなるようにαを算出し、算出されたαをOSCに乗じる。ECU80は、劣化判定処理において、補正後のOSCと劣化判定処理の基準値とを比較する。この場合、劣化判定処理で用いられるOSCが補正処理によって燃料の硫黄濃度の影響によるOSC低下分を補うように増大補正されていることから、燃料の硫黄濃度が触媒の劣化判定に及ぼす影響を少なくするまたは無くすことできる。   Next, the correction process will be described. The ECU 80 corrects the OSC of the catalyst so that the influence of the fuel sulfur concentration on the deterioration determination of the catalyst is reduced or eliminated. For example, in the correction process, the ECU 80 increases the OSC so as to compensate for the OSC decrease due to sulfur accumulation. For example, the ECU 80 calculates α so that the value of α × OSC increases as the sulfur concentration estimated in the sulfur concentration estimation process increases, and multiplies the calculated α by OSC. In the deterioration determination process, the ECU 80 compares the corrected OSC with the reference value for the deterioration determination process. In this case, since the OSC used in the deterioration determination process is increased and corrected so as to compensate for the OSC decrease due to the influence of the fuel sulfur concentration by the correction process, the influence of the fuel sulfur concentration on the catalyst deterioration determination is reduced. Can be done or eliminated.

図4および図5は、ECU80が劣化診断を行う際のフローチャートの一例を示す図である。なお、図4および図5は、一つのフローチャートを2つに分割して図示している。ECU80は、所定周期で図4および図5のフローチャートを繰り返し実行する。図4に示すように、ECU80は、触媒の劣化診断を開始するための開始条件が満たされたか否かを判定する(ステップS10)。開始条件は、特に限定されない。例えば、ECU80は、内燃機関10が定常運転状態であり、かつ触媒の温度が所定の活性温度域にある場合に、開始条件が満たされたと判定することができる。ECU80は、開始条件が満たされたと判定されるまで、ステップS10を繰り返し実行する。   4 and 5 are diagrams illustrating an example of a flowchart when the ECU 80 performs the deterioration diagnosis. 4 and 5 show one flowchart divided into two. The ECU 80 repeatedly executes the flowcharts of FIGS. 4 and 5 at a predetermined cycle. As shown in FIG. 4, the ECU 80 determines whether or not a start condition for starting the deterioration diagnosis of the catalyst is satisfied (step S10). The start condition is not particularly limited. For example, the ECU 80 can determine that the start condition is satisfied when the internal combustion engine 10 is in a steady operation state and the temperature of the catalyst is in a predetermined activation temperature range. The ECU 80 repeatedly executes step S10 until it is determined that the start condition is satisfied.

ステップS10において開始条件が満たされたと判定された場合、ECU80は、硫黄濃度推定完了フラグがクリアになっているか否かを判定する(ステップS20)。本実施例において、ECU80は、後述する硫黄濃度推定処理(ステップS110)が行われた場合に、硫黄濃度推定完了フラグを設定する。一方、ECU80は、内燃機関10が給油される毎に、硫黄濃度推定完了フラグをクリアにする。すなわち、本実施例において、硫黄濃度推定完了フラグがクリアになっているとは、硫黄濃度推定処理が給油後に未だ行われていないことを意味している。   When it is determined in step S10 that the start condition is satisfied, the ECU 80 determines whether or not the sulfur concentration estimation completion flag is cleared (step S20). In this embodiment, the ECU 80 sets a sulfur concentration estimation completion flag when a sulfur concentration estimation process (step S110) described later is performed. On the other hand, every time the internal combustion engine 10 is refueled, the ECU 80 clears the sulfur concentration estimation completion flag. That is, in the present embodiment, the fact that the sulfur concentration estimation completion flag is clear means that the sulfur concentration estimation processing has not yet been performed after refueling.

ステップS20において硫黄濃度推定完了フラグがクリアになっていると判定された場合、ECU80は、アクティブ制御延長要求フラグを設定する(ステップS30)。   When it is determined in step S20 that the sulfur concentration estimation completion flag is cleared, the ECU 80 sets an active control extension request flag (step S30).

次いでECU80は、アクティブ制御を行う(ステップS40)。なお、ステップS20において硫黄濃度推定完了フラグがクリアになっていると判定されなかった場合(すなわち、既に硫黄濃度が推定されている場合)にも、ECU80は、ステップS40を行う。ステップS40のアクティブ制御は、OSC初期値の算出(ステップS50)のために行われるものである。本実施例に係るECU80は、ステップS40において空燃比がリッチ側またはリーン側に1回切替わるように、アクティブ制御を実行する。   Next, the ECU 80 performs active control (step S40). Note that the ECU 80 also performs step S40 when it is not determined in step S20 that the sulfur concentration estimation completion flag is cleared (that is, when the sulfur concentration has already been estimated). The active control in step S40 is performed for calculating the OSC initial value (step S50). In step S40, the ECU 80 according to the present embodiment performs active control so that the air-fuel ratio is switched once to the rich side or the lean side.

次いでECU80は、OSC初期値を算出し、算出結果をRAM83等の記憶部に記憶する(ステップS50)。   Next, the ECU 80 calculates the OSC initial value and stores the calculation result in a storage unit such as the RAM 83 (step S50).

次いでECU80は、図5に示すように、OSC初期値が所定の基準値(以下、第1基準値と称する)より小さいか否かを判定する(ステップS60)。第1基準値は、特に限定されない。本実施例においては、第1基準値以上であると判定された場合、補正処理(ステップS120)が行われることなく、劣化判定処理(ステップS130〜S150)が行われることになる。したがって、例えば、補正処理を行わなくても触媒の劣化判定を精度よく行えるような燃料の硫黄濃度に対応したOSC、すなわち燃料の硫黄濃度が触媒の劣化判定処理に及ぼす影響がほとんどないと考えられるような燃料の硫黄濃度に対応したOSCを、第1基準値に用いることができる。   Next, as shown in FIG. 5, the ECU 80 determines whether or not the OSC initial value is smaller than a predetermined reference value (hereinafter referred to as a first reference value) (step S60). The first reference value is not particularly limited. In this embodiment, when it is determined that the value is equal to or greater than the first reference value, the deterioration determination process (steps S130 to S150) is performed without performing the correction process (step S120). Therefore, for example, it is considered that the OSC corresponding to the sulfur concentration of the fuel that can accurately determine the deterioration of the catalyst without performing the correction process, that is, the influence of the sulfur concentration of the fuel on the deterioration determination process of the catalyst is hardly present. An OSC corresponding to the sulfur concentration of the fuel can be used as the first reference value.

ステップS60においてOSC初期値が第1基準値より小さいと判定された場合、ECU80はアクティブ制御延長要求フラグが設定されているか否かを判定する(ステップS70)。   When it is determined in step S60 that the OSC initial value is smaller than the first reference value, the ECU 80 determines whether or not an active control extension request flag is set (step S70).

ステップS70においてアクティブ延長要求フラグが設定されていると判定された場合、ECU80は、アクティブ制御を行う(ステップS80)。   When it is determined in step S70 that the active extension request flag is set, the ECU 80 performs active control (step S80).

次いでECU80は、ステップS80のアクティブ制御実行開始から所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS90)。所定時間としては、触媒のOSCが収束する時間以上の時間であれば特に限定されない。所定時間は、例えばROM82等の記憶部が記憶しておけばよい。ステップS90において所定時間が経過したと判定されなかった場合、ECU80は、ステップS80を実行する。すなわち、ステップS80のアクティブ制御は、ステップS90の所定時間が経過したと判定されるまで、継続して実行される。   Next, the ECU 80 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of execution of active control in step S80 (step S90). The predetermined time is not particularly limited as long as it is equal to or longer than the time at which the catalyst OSC converges. The predetermined time may be stored in a storage unit such as the ROM 82, for example. If it is not determined in step S90 that the predetermined time has elapsed, the ECU 80 executes step S80. That is, the active control in step S80 is continuously executed until it is determined that the predetermined time in step S90 has elapsed.

ステップS90において所定時間が経過したと判定された場合、ECU80は、OSC収束値を算出し、算出結果をRAM83等の記憶部に記憶する(ステップS100)。   If it is determined in step S90 that the predetermined time has elapsed, the ECU 80 calculates an OSC convergence value and stores the calculation result in a storage unit such as the RAM 83 (step S100).

次いでECU80は、硫黄濃度推定処理を行う(ステップS110)。具体的には、ECU80は、OSC比に基づいて、燃料の硫黄濃度を推定する。ECU80は、推定結果をRAM83等の記憶部に記憶する。なお、ECU80は、ステップS110を行った場合、硫黄濃度推定完了フラグを設定する。   Next, the ECU 80 performs a sulfur concentration estimation process (step S110). Specifically, the ECU 80 estimates the sulfur concentration of the fuel based on the OSC ratio. The ECU 80 stores the estimation result in a storage unit such as the RAM 83. In addition, ECU80 sets a sulfur concentration estimation completion flag, when performing step S110.

次いでECU80は、補正処理を行う(ステップS120)。具体的には、ECU80は、燃料の硫黄濃度が触媒の劣化判定に及ぼす影響を少なくするまたは無くすように、ステップS100で算出したOSC収束値を補正する。   Next, the ECU 80 performs a correction process (step S120). Specifically, the ECU 80 corrects the OSC convergence value calculated in step S100 so as to reduce or eliminate the influence of the sulfur concentration of the fuel on the deterioration determination of the catalyst.

なお、ステップS70においてアクティブ制御延長要求フラグが設定されていないと判定された場合にも、ECU80は、ステップS120を行う。ここで、ステップS70においてアクティブ制御延長要求フラグが設定されていないと判定された場合は、ステップS20で硫黄濃度推定完了フラグが設定されていると判定された場合に対応している。したがって、この場合においても、既にステップS110が行われており、記憶部には、燃料の硫黄濃度およびOSC収束値が記憶されている。よって、ECU80はステップS120において、OSC収束値を補正することができる。   In addition, also when it determines with the active control extension request | requirement flag not being set in step S70, ECU80 performs step S120. Here, when it is determined in step S70 that the active control extension request flag is not set, this corresponds to the case where it is determined in step S20 that the sulfur concentration estimation completion flag is set. Therefore, even in this case, step S110 has already been performed, and the storage unit stores the sulfur concentration of fuel and the OSC convergence value. Therefore, the ECU 80 can correct the OSC convergence value in step S120.

次いでECU80は、劣化判定処理を行う(ステップS130〜S150)。具体的には、ECU80は、ステップS120が行われた後には、補正後のOSC収束値が所定の基準値(以下、第2基準値と称する)より大きいか否かを判定する(ステップS130)。補正後のOSC収束値が第2基準値より大きいと判定された場合、ECU80は、触媒は正常であると判定する(ステップS140)。補正後のOSC収束値が第2基準値より大きいと判定されなかった場合、ECU80は、触媒は異常である(つまり劣化している)と判定する(ステップS150)。なお、ECU80は、ステップS140の判定結果およびステップS150の判定結果を例えばディスプレイ等に表示させてもよい。   Next, the ECU 80 performs a deterioration determination process (steps S130 to S150). Specifically, after step S120 is performed, ECU 80 determines whether or not the corrected OSC convergence value is greater than a predetermined reference value (hereinafter referred to as a second reference value) (step S130). . When it is determined that the corrected OSC convergence value is greater than the second reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is normal (step S140). If it is not determined that the corrected OSC convergence value is greater than the second reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is abnormal (that is, deteriorated) (step S150). The ECU 80 may display the determination result in step S140 and the determination result in step S150 on, for example, a display.

また、ステップS60においてOSC初期値が第1基準値より小さいと判定されなかった場合にも、ECU80はステップS130を実行する。この場合、ステップS130において、ECU80は、OSC初期値が第2基準値より大きいか否かを判定する。OSC初期値が第2基準値より大きいと判定された場合、ECU80は、触媒は正常であると判定する(ステップS140)。OSC初期値が第2基準値より大きいと判定されなかった場合、ECU80は、触媒は異常であると判定する(ステップS150)。次いで、ECU80はフローチャートの実行を終了する。   Also, when it is not determined in step S60 that the OSC initial value is smaller than the first reference value, the ECU 80 executes step S130. In this case, in step S130, the ECU 80 determines whether or not the OSC initial value is larger than the second reference value. When it is determined that the OSC initial value is greater than the second reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is normal (step S140). When it is not determined that the OSC initial value is greater than the second reference value, the ECU 80 determines that the catalyst is abnormal (step S150). Next, the ECU 80 ends the execution of the flowchart.

以上のように、本実施例に係るECU80によれば、硫黄濃度推定処理においてOSC初期値とOSC収束値とを用いて燃料の硫黄濃度を推定していることから、酸素センサ75の出力が当初の設計値からずれた場合であっても、硫黄濃度を推定することができる。すなわち、ECU80によれば、酸素センサ75の出力のずれにかかわらず、硫黄濃度を推定することができる。   As described above, according to the ECU 80 according to the present embodiment, since the sulfur concentration of the fuel is estimated using the OSC initial value and the OSC convergence value in the sulfur concentration estimation processing, the output of the oxygen sensor 75 is initially set. Even if it deviates from the design value, the sulfur concentration can be estimated. That is, according to the ECU 80, the sulfur concentration can be estimated regardless of the deviation of the output of the oxygen sensor 75.

また、ECU80によれば、劣化判定処理において、硫黄濃度推定処理の推定結果に基づいて補正処理において補正されたOSCを用いて触媒の劣化状態を判定している。それにより、燃料の硫黄濃度が劣化判定処理における触媒の劣化判定に与える影響を少なくするまたは無くすことができる。その結果、触媒の劣化を精度よく診断することができる。   Further, according to the ECU 80, in the deterioration determination process, the deterioration state of the catalyst is determined using the OSC corrected in the correction process based on the estimation result of the sulfur concentration estimation process. Thereby, the influence of the sulfur concentration of the fuel on the deterioration determination of the catalyst in the deterioration determination process can be reduced or eliminated. As a result, it is possible to accurately diagnose the deterioration of the catalyst.

なお、本実施例においてECU80は硫黄濃度推定処理において燃料の硫黄濃度を推定したが、これに限られない。ECU80は、硫黄濃度推定処理において排気ガスの硫黄濃度を推定してもよい。排気ガスの硫黄濃度推定処理は、燃料の硫黄濃度推定処理と同じ手法を用いることができる。よって、排気ガスの硫黄濃度推定処理の詳細な説明は省略する。ECU80が硫黄濃度推定処理において排気ガスの硫黄濃度を推定する場合、ECU80は、排気ガスの硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定手段としての機能を有することになる。   In the present embodiment, the ECU 80 estimates the sulfur concentration of the fuel in the sulfur concentration estimation process, but is not limited thereto. The ECU 80 may estimate the sulfur concentration of the exhaust gas in the sulfur concentration estimation process. The exhaust gas sulfur concentration estimation process can use the same technique as the fuel sulfur concentration estimation process. Therefore, a detailed description of the exhaust gas sulfur concentration estimation process is omitted. When the ECU 80 estimates the sulfur concentration of the exhaust gas in the sulfur concentration estimation process, the ECU 80 has a function as a sulfur concentration estimating means for estimating the sulfur concentration of the exhaust gas.

また、本実施例においてECU80は、第1触媒60について劣化診断を行っているが、これに限られない。ECU80は、第2触媒65の劣化を診断してもよい。第2触媒65の劣化診断手法は、第1触媒60の劣化診断手法を応用することができる。例えば、第2触媒65の上流および下流にそれぞれ空燃比センサ74および酸素センサ75が配置されることによって、ECU80は、第1触媒60の劣化診断手法と同様の手法で第2触媒65の劣化診断を行うことができる。   In the present embodiment, the ECU 80 performs the deterioration diagnosis for the first catalyst 60, but is not limited thereto. The ECU 80 may diagnose the deterioration of the second catalyst 65. The deterioration diagnosis method of the first catalyst 60 can be applied to the deterioration diagnosis method of the second catalyst 65. For example, the air-fuel ratio sensor 74 and the oxygen sensor 75 are arranged upstream and downstream of the second catalyst 65, respectively, so that the ECU 80 performs the deterioration diagnosis of the second catalyst 65 by the same method as the deterioration diagnosis method of the first catalyst 60. It can be performed.

なお、本発明に係る触媒劣化診断方法は、ECU80によって実現することができるため詳細な説明は省略する。具体的には、ECU80が行う硫黄濃度推定処理が、触媒劣化診断方法に係る硫黄濃度推定ステップに相当し、ECU80が行う補正処理が触媒劣化診断方法に係る補正ステップに相当し、ECU80が行う劣化判定処理が触媒劣化診断方法に係る劣化判定ステップに相当している。   Since the catalyst deterioration diagnosis method according to the present invention can be realized by the ECU 80, detailed description thereof is omitted. Specifically, the sulfur concentration estimation process performed by the ECU 80 corresponds to a sulfur concentration estimation step according to the catalyst deterioration diagnosis method, the correction process performed by the ECU 80 corresponds to a correction step according to the catalyst deterioration diagnosis method, and the deterioration performed by the ECU 80 The determination process corresponds to a deterioration determination step according to the catalyst deterioration diagnosis method.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

5 内燃機関システム
10 内燃機関
20 吸気通路
30 排気通路
40 インジェクタ
50 スロットルバルブ
60 第1触媒
65 第2触媒
74 空燃比センサ
75 酸素センサ
80 ECU
100 アクセル
5 Internal combustion engine system 10 Internal combustion engine 20 Intake passage 30 Exhaust passage 40 Injector 50 Throttle valve 60 First catalyst 65 Second catalyst 74 Air-fuel ratio sensor 75 Oxygen sensor 80 ECU
100 accelerator

Claims (4)

内燃機関の排気通路に配置された触媒の劣化を診断する装置であって、
前記触媒に流入する排気ガスの空燃比を中心空燃比を境にリッチおよびリーンに交互に切替えるアクティブ制御を実行するアクティブ制御実行手段と、
前記アクティブ制御の実行開始時における前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量初期値と、前記触媒の酸素吸蔵量が収束するまで前記アクティブ制御が継続されたときの前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量収束値と、を用いて、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定手段と、を備える触媒劣化診断装置。
An apparatus for diagnosing deterioration of a catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Active control execution means for executing active control for alternately switching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst to rich and lean with a central air-fuel ratio as a boundary;
An oxygen storage amount initial value that is an oxygen storage amount of the catalyst at the start of execution of the active control, and an oxygen storage amount of the catalyst when the active control is continued until the oxygen storage amount of the catalyst converges And a sulfur concentration estimating means for estimating a sulfur concentration of fuel or exhaust gas using an oxygen storage amount convergence value.
前記触媒の酸素吸蔵量に基づいて、前記触媒の劣化状態を判定する劣化判定手段と、
前記劣化判定手段の判定に用いられる前記触媒の酸素吸蔵量を、前記硫黄濃度推定手段の推定結果に基づいて補正する補正手段と、を備える請求項1記載の触媒劣化診断装置。
Deterioration determining means for determining the deterioration state of the catalyst based on the oxygen storage amount of the catalyst;
The catalyst deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising: a correction unit that corrects an oxygen storage amount of the catalyst used for determination by the deterioration determination unit based on an estimation result of the sulfur concentration estimation unit.
内燃機関の排気通路に配置された触媒の劣化を診断する方法であって、
前記触媒に流入する排気ガスの空燃比を中心空燃比を境にリッチおよびリーンに交互に切替えるアクティブ制御の実行開始時における前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量初期値と、前記触媒の酸素吸蔵量が収束するまで前記アクティブ制御が継続されたときの前記触媒の酸素吸蔵量である酸素吸蔵量収束値と、を用いて、燃料または排気ガスの硫黄濃度を推定する硫黄濃度推定ステップを含む触媒劣化診断方法。
A method for diagnosing deterioration of a catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An oxygen storage amount initial value that is an oxygen storage amount of the catalyst at the start of execution of active control for alternately switching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst to rich and lean with the central air-fuel ratio as a boundary; A sulfur concentration estimation step of estimating a sulfur concentration of fuel or exhaust gas using an oxygen storage amount convergence value that is an oxygen storage amount of the catalyst when the active control is continued until the storage amount converges Catalyst deterioration diagnosis method.
前記触媒の酸素吸蔵量に基づいて、前記触媒の劣化状態を判定する劣化判定ステップと、
前記劣化判定ステップの判定に用いられる前記触媒の酸素吸蔵量を、前記硫黄濃度推定ステップの推定結果に基づいて補正する補正ステップと、を含む請求項3記載の触媒劣化診断方法。
A deterioration determination step for determining a deterioration state of the catalyst based on the oxygen storage amount of the catalyst;
The catalyst deterioration diagnosis method according to claim 3, further comprising: a correction step of correcting the oxygen storage amount of the catalyst used for the determination of the deterioration determination step based on the estimation result of the sulfur concentration estimation step.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016079911A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 トヨタ自動車株式会社 Sulfur concentration determination system for internal combustion engine
CN114592946A (en) * 2022-03-15 2022-06-07 潍柴动力股份有限公司 Aftertreatment sulfur removal system and control strategy thereof

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