JP2013174149A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒を精度良く判定する。
【解決手段】ＮＯトラップ触媒２８が硫黄被毒している場合には、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されるＮＯｘが少なくなり、排気空燃比をリーンからリッチに切り替えたときにＮＯｘトラップ触媒２８から脱離したＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒２８のそのときのＮＯｘ浄化量を大きく上回ることはないので、ＮＯｘ＿ＬとＮＯｘ＿Ｒとは略等しい値となり、ＮＯｘ＿ＲをＮＯｘ＿Ｌで除した値である劣化判定値は略一定値（約１．０）となる。そこで、劣化判定値が所定値以下（例えば１．１）であればＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒していると判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒による劣化を精度よく判定する内燃機関の制御装置に関する。

排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着し、排気空燃比がリッチのときに吸着したＮＯｘを脱離して浄化する機能を有するＮＯｘトラップ触媒が従来から知られている。このようなＮＯｘトラップ触媒が排気通路に介装された内燃機関においては、通常はリーン燃焼運転を行い、ＮＯｘトラップ触媒にある程度ＮＯｘが吸着した時点で排気空燃比をリッチ化する制御（いわゆるリッチスパイク制御）を行うことでＮＯｘトラップ触媒からＮＯｘを脱離させ還元処理するようにしている。また、ＮＯｘトラップ触媒は、劣化より浄化性能が低下するため、ＮＯｘトラップ触媒の劣化判定を実施している。

例えば、特許文献１には、ＮＯトラップ触媒の下流側にＮＯｘセンサを設け、排気空燃比がリーンとなる運転状態から排気空燃比がリッチとなる運転状態に切り替わる際に、排気空燃比がリーンとなった後のＮＯｘセンサの検出値のピーク値または排気空燃比がリッチとなる直前に検出されたＮＯｘセンサの検出値に対する上記ピーク値の増加分が大きくなるほど、ＮＯｘトラップ触媒の劣化度合が大きいと診断している。そして、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着性能が低下し、劣化度合が大きいと判定されると、警告灯を点灯させている。

特開２０００−３３７１３１号公報

しかしながら、ＮＯｘトラップ触媒の下流側で検出されるＮＯｘセンサの検出値は、そのときのＮＯｘトラップ触媒の状態（ＮＯｘの吸着量、硫黄被毒の有無、温度等）によって変化する。

例えば、ＮＯｘトラップ触媒に吸着されているＮＯｘ量が多い場合には、排気空燃比をリッチに変更した直後にＮＯｘトラップ触媒から脱離するＮＯｘ量が非常に多くなり、このＮＯｘ脱離量がＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ浄化量を一時的に大きく上回ってしまう。つまり、ＮＯｘトラップ触媒に吸着されているＮＯｘ量が多くなるほど、排気空燃比をリーンからリッチに変更後にＮＯｘトラップ触媒の下流側で検知されるＮＯｘ濃度のピーク値が大きくなってしまう。

また、ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒している場合には、硫黄被毒している部分でＮＯｘを吸着することができないため、ＮＯｘトラップ触媒に吸着されるＮＯｘ量が少なくなり、ＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒が進行するほどＮＯｘトラップ触媒の下流側で検知されるＮＯｘ濃度が多くなる。つまり、ＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒が進行するほどＮＯｘトラップ触媒の下流側で検知されるＮＯｘ濃度は高くなり、ＮＯｘトラップ触媒の下流側で検知されるＮＯｘ濃度のピーク値も大きくなってしまう。

そして、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着能力は、ＮＯｘトラップ触媒の熱劣化による減少分は回復することはないが、ＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒により減少分は、硫黄被毒を解除することで回復させることができる。

そのため、上記特許文献１においては、ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒している場合、硫黄被毒を解除すればＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着性能が回復するにもかかわらず、ＮＯｘトラップ触媒の劣化度が大きいと判定して警告灯を点灯させてしまう可能性がある。

また、排気空燃比をリーンからリッチに変更後のＮＯｘトラップ触媒下流側のＮＯｘ濃度のピーク値の大きさや、排気空燃比をリーンからリッチに変更する直前のＮＯｘトラップ触媒下流側のＮＯｘ濃度に対する上記ピーク値の増加量の大きさからでは、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着性能の低下が硫黄被毒によるものなか判別できないという問題がある。

そこで、本発明の内燃機関の制御装置は、ＮＯｘトラップ触媒の劣化判定を行うＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段を有し、該ＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段は、排気空燃比をリーンからリッチに変更する前にＮＯｘ検出手段で検出される第１ＮＯｘ量と、排気空燃比をリーンからリッチに変更した後にＮＯ検出手段で検出される第２ＮＯｘ量とを比較し、上記第１ＮＯｘ量に対する上記第２ＮＯｘ量の比率が予め設定された所定比率以下である場合に、上記ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒により劣化していると判定することを特徴としている。

排気空燃比をリーンからリッチに変更したときに、ＮＯｘトラップ触媒が熱劣化した状態であればＮＯｘトラップ触媒から脱離するＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ浄化量よりも一時的に多くなる。また、排気空燃比をリーンからリッチに変更したときに、ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒した状態であれば、ＮＯｘトラップ触媒から脱離するＮＯｘ量は少なく、ＮＯｘトラップ触媒の下流側で検知される第２ＮＯｘ検出量が一時的に大きく増加することもない。

本発明によれば、ＮＯｘトラップ触媒の状態に関わらず、ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒しているか否かを精度よく判定することができる。

本発明が適用されるディーゼルエンジンの全体構成を模式的に示した説明図。 排気空燃比をリーンからリッチに切り替えたときのＮＯｘトラップ触媒下流側のＮＯｘ濃度の変化を示す説明図。 劣化判定値とＮＯｘ＿Ｌとの相関を示した説明図。 本発明に係る内燃機関の制御装置の制御の流れの概略を示すフローチャート。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明が適用されるディーゼルエンジン（内燃機関）１の全体構成を模式的に示した説明図である。このディーゼルエンジン１は、コモンレール式の燃料噴射装置を備えたもので、各気筒の燃焼室２の上部中央に燃料噴射弁３を有し、サプライポンプ４により加圧された燃料が蓄圧室（コモンレール）５に蓄えられたあとに各気筒の燃料噴射弁３に分配され、各燃料噴射弁３の開閉に応じてそれぞれ噴射される。蓄圧室５には、燃料圧力（レール圧）を検出するための燃料圧力センサ６が設けられている。

また、このディーゼルエンジン１は、排気タービン１２とコンプレッサ１３とを同軸状に備えたターボ過給機１１を有している。排気タービン１２は、可変ノズル１２ａを備えた容量可変型の構成となっている。この可変ノズル１２ａの開度は、圧力制御弁１２ｂよって調整される。可変ノズル１２ａの開度を小さくした状態では、低速域のような排気流量の少ない条件に適した小容量の特性となり、可変ノズル１２ａの開度を大きくした状態では、高速域のような排気流量の多い条件に適した大容量の特性となる。

コンプレッサ１３から燃焼室２に至る吸気通路１４には、インタークーラ１５が介装されている。燃焼室２から排気タービン１２に至る排気通路１６と吸気通路１４との間には、ＥＧＲ通路１７が設けられており、このＥＧＲ通路１７には、ＥＧＲクーラ１８及びＥＧＲ制御弁１９が介装されている。ＥＧＲクーラ１８は、ＥＧＲ通路１７に導入されたＥＧＲガス（排気）を冷却するものである。ＥＧＲ制御弁１９は、運転状態に応じて吸気通路１４に還流する排気還流量を調整するものである。吸気通路１４のコンプレッサ１３よりも上流側には、エアクリーナ２１及びエアフローメータ２２が設けられている。吸気通路１４のコンプレッサ１３よりも下流側には、吸入空気量を調整するスロットル弁２３が設けられている。

排気通路１６には、排気タービン１２の下流側に、上流側から順に、酸化触媒２７、ＮＯｘトラップ触媒２８、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）２９が設けられている。酸化触媒２７は、排気中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する。ＮＯｘトラップ触媒２８は、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着し、排気空燃比がリッチのときに吸着したＮＯｘを脱離して浄化する。ＤＰＦ２９は、排気中の排気微粒子（ＰＭ）を捕集する。

コントロールユニット３０には、上述したエアフローメータ２２の検出信号のほかに、クランク角を検出するクランク角センサ３１、冷却水温を検出する水温センサ３２、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ３３、酸化触媒２７上流側の空燃比を検出する空燃比センサ３４、ＮＯｘトラップ触媒２８出口のＮＯｘ濃度（ＮＯｘ量）を検知するＮＯｘセンサ３５、ＤＰＦ２９の前後の差圧を検出するＤＰＦ差圧センサ３６等の各種センサからの検出信号が入力されている。

コントロールユニット３０は、入力された各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射弁３の他、スロットル弁２３や、ＥＧＲ制御弁１９、可変ノズル１２ａの開度を調整する圧力制御弁１２ｂ等へ制御信号を出力し、ディーゼルエンジン１に対する各種制御を実行する。なお、コントロールユニット３０は、通常は、リーン燃焼運転を行うようにディーゼルエンジン１を制御する。

また、このコントロールユニット３０は、ＤＰＦ２９に捕集されて堆積した排気微粒子の浄化（ＤＰＦ再生）、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されたＮＯｘの浄化（ＮＯｘトラップ触媒再生）、ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒の浄化（硫黄被毒解除）のための制御を実施する。

ＤＰＦ再生のための制御は、例えば、主燃料噴射時期の遅角化、主燃料噴射後（膨張行程または排気行程）に少量の燃料を噴射するポスト噴射、ＥＧＲ制御弁１９によるＥＧＲガスの排気還流量の絞り、スロットル弁２３による吸入空気量の絞り等を行うことで、ＤＰＦ２９が排気微粒子燃焼温度（例えば約６３０℃）を超える高温のリーン雰囲気に晒されるようにするものである。このＤＰＦ再生は、例えば、ＤＰＦ２９に堆積した排気微粒子が所定量以上で、かつディーゼルエンジン１が所定の運転状態になった場合に実施される。ＤＰＦ２９に堆積している排気微粒子の量は、ＤＰＦ２９の前後差圧に基づいて算出可能である。

ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒解除のための制御は、例えば、燃料噴射量の増量制御や、スロットル弁２３による吸入空気量の絞り等を行うことで、ＮＯｘトラップ触媒２８が高温（上記排気微粒子燃焼温度よりも高温で例えば約７００℃）で、かつリッチ雰囲気に晒されるようにするものである。この硫黄被毒解除は、後述するＮＯトラップ触媒劣化判定により、ＮＯトラップ触媒２８が硫黄被毒していると判定された場合に実施される。

ＮＯｘトラップ触媒再生のための制御は、いわゆるリッチスパイク制御と呼ばれるものであり、排気空燃比をリーンからリッチに切り替えることで、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されたＮＯｘを脱離し還元する制御である。このリッチスパイク制御は、所定の条件（リッチスパイク条件）が成立した際に、スロットル弁２３の開度、ＥＧＲ制御弁１９の開度、排気タービン１２の可変ノズル１２ａの開度、燃料噴射弁３からの燃料噴射量のうちの少なくとも１つを制御することで排気空燃比をリッチに変更するものである。スロットル弁２３、ＥＧＲ制御弁１９及び可変ノズル１２ａについては、それぞれ閉方向に制御することで、燃料噴射弁３については、燃料噴射量を増量することで、排気空燃比がリッチとなる方向に変化する。

リッチスパイク制御が実施される条件（リッチスパイク条件）としては、例えば、ＮＯｘトラップ触媒２８に予め設定された所定量以上のＮＯｘが吸着されており、ディーゼルエンジン１の運転状態が比較的高負荷、かつＮＯｘトラップ触媒２８が所定温度以上のときである。つまり、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されているＮＯｘ量が上記所定量以上になったとしても、他の条件が成立しない限りリッチスパイク制御は実施されないので、リッチスパイク制御が実施される際に、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されているＮＯｘ量は運転履歴に応じて変化する。ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されているＮＯｘ量は、例えば、機関回転速度、燃焼噴射量等の運転状態から推定したＮＯｘ量を運転履歴に応じて積算することで算出される。

そして、このコントロールユニット３０は、上記リッチスパイク制御が実施され、排気空燃比がリーンからリッチに切り替わる際に、ＮＯｘトラップ触媒２８の劣化判定を実施する。

排気空燃比がリーンとなるような運転状態においてＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度が増加する場合、ＮＯｘトラップ触媒２８の熱劣化や硫黄被毒によるＮＯｘ吸着能力の低下が原因と考えられる。

ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化している場合、一旦低下したＮＯｘトラップ触媒２８のＮＯｘ吸着能力が回復することはない。一方、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒している場合、硫黄被毒された部分がＮＯｘ吸着能力を失ってＮＯｘトラップ触媒２８のＮＯｘ吸着能力を低下させているので、硫黄被毒を解除することで、ＮＯｘトラップ触媒２８のＮＯｘ吸着能力が回復する。つまり、ＮＯｘトラップ触媒２８のＮＯｘ吸着能力が低下している原因が、熱劣化によるものか、硫黄被毒によるものかを見極めることがＮＯｘトラップ触媒２８の劣化判定をする上で重要となる。

ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していなければ、ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化していたとしても、上記リッチスパイク条件が成立したときに、ある程度のＮＯｘがＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されている。そのため、上記リッチスパイク条件が成立し、排気空燃比をリーンからリッチに変更すると、ＮＯｘトラップ触媒２８からＮＯｘが脱離することにより、脱離したＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒２８のそのときのＮＯｘ浄化量よりも一時的に多くなり、ＮＯｘ濃度が一時的に高くなる。つまり、図２に示すように、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していなければ、上記リッチスパイク条件が成立して排気空燃比をリーンからリッチに切り替えたときに、ＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）におけるＮＯｘ濃度が急激に増加する。ここで、図２におけるＮＯｘ＿Ｌは、ＮＯｘセンサ３４で検出される第１ＮＯｘ量であり、本実施例では排気空燃比をリーンからリッチに切り替える直前のＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度である。また、図２におけるＮＯｘ＿Ｒは、ＮＯｘセンサ３４で検出される第２ＮＯｘ量であり、本実施例では排気空燃比をリーンからリッチに切り替えた後のＮＯｘ濃度のピーク値（極大値）である。

一方、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していると、ＮＯｘトラップ触媒２８は硫黄被毒している部分でＮＯｘを吸着できない状態となっているので、上記リッチスパイク条件が成立したとしても、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されているＮＯｘ量はその分少なくなっている。そのため、上記リッチスパイク条件が成立し、排気空燃比をリーンからリッチに変更しても、ＮＯｘトラップ触媒２８から脱離したＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒２８のそのときのＮＯｘ浄化量を大きく上回ることはないので、ＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）におけるＮＯｘ濃度が急激に増加することはない。

つまり、排気空燃比をリーンからリッチに切り替えた後のＮＯｘ濃度のピーク値であるＮＯｘ＿Ｒを、排気空燃比をリーンからリッチに切り替える直前にＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）で検出されたＮＯｘ濃度であるＮＯｘ＿Ｌで除して得られる値を劣化判定値とすれば、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していれば上記劣化判定値は略「１」に近い値となり、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していなければ上記劣化判定値は「１」よりも大きい値をとることになる。

図３は、上述した劣化判定値と第１ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｌとの相関を示した説明図である。この図３は、本願の発明者らが行った実験結果に基づくものである。図３中の三角形のプロットは、ＮＯトラップ触媒２８が硫黄被毒している場合の劣化判定値と第１ＮＯｘ量との相関を示し、図３中の四角形のプロットは、ＮＯトラップ触媒２８が硫黄被毒していない場合の劣化判定値と第１ＮＯｘ量との相関を示している。

ＮＯトラップ触媒２８が硫黄被毒している場合には、ＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されるＮＯｘが少なくなり、排気空燃比をリーンからリッチに切り替えたときにＮＯｘトラップ触媒２８から脱離したＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒２８のそのときのＮＯｘ浄化量を大きく上回ることはないので、第１ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｌと第２ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｒとは略等しい値となり、上記劣化判定値は略一定値（約１．０）となる。

一方、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していない場合には、ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化していたとしても、ＮＯｘトラップ触媒２８にはある程度ＮＯｘが吸着されるので、排気空燃比をリーンからリッチに切り替えたときにＮＯｘトラップ触媒２８から脱離したＮＯｘ量がＮＯｘトラップ触媒２８のそのときのＮＯｘ浄化量よりも一時的に多くなり、第１ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｌに対して第２ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｒが大きくなって、上記劣化判定値はＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒しているときに比べて大きな値となる。また、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していない場合、ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化していないほど排気空燃比がリーンのときにＮＯｘトラップ触媒２８に吸着されるＮＯｘ量が多くなるので、上記劣化判定値は、ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化していないほど大きな値となる。

従って、上記劣化判定値を用いることで、図３からも明らかなように、ＮＯｘトラップ触媒２８内の状態（ＳＮＯｘ量）によらず、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒しているか否かを精度よく判定することが可能となる。本実施例では、上記劣化判定値が予め設定された所定値（所定比率）以下（１．１以下）のときにＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していると判定している。

そして、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していると判定されると、上述した硫黄被毒解除のための制御を実施する。これによって、硫黄被毒の解除を過不足なく実施できるので、ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒解除に伴う燃費の悪化が最小限となり、総じて燃費を向上させることができるとともに、ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒解除不足による排気性能の悪化を抑制することができる。

また、ＮＯｘトラップ触媒２８が熱劣化しているほど、第１ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｌの値は大きくなり、上記劣化判定値の値は小さくなるので、ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒していないと判定された場合には、第１ＮＯｘ量であるＮＯｘ＿Ｌの値が大きいほど、ＮＯｘトラップ触媒２８の熱劣化が進行していると判定することができる。

図４は、上述した本実施例の制御の流れを示すフローチャートである。

Ｓ１１では、リッチスパイク制御を実施するための所定の条件（リッチスパイク条件）が成立しているか否かを判定し、成立している場合にはＳ１２へ進み、成立していない場合には今回のルーチンを終了する。

Ｓ１２では、リッチスパイク制御を実施し、ＮＯｘトラップ触媒２８の再生を行う。

Ｓ１３では、リッチスパイク制御の実施直前のＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度であるＮＯｘ＿Ｌと、リッチスパイク制御の実施後のＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度のピーク値であるＮＯｘ＿Ｒとから劣化判定値（ＮＯｘ＿Ｒ／ＮＯｘ＿Ｌ）を算出する。

Ｓ１４では、劣化判定値が予め設定された所定値以下であるか否かを判定し、所定値以下であればＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒しているものと判定してＳ１５へ進み、所定値よりも大きければＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していないものと判定してＳ１６へ進む。

そして、Ｓ１５では、ＮＯｘトラップ触媒２８の硫黄被毒を解除すべく、硫黄被毒解除のための制御を実施する。

Ｓ１６では、浄化できないＨＣやＣＯがそのまま排出されないように、リッチスパイク制御の次回の制御内容を変更する。具体的には、排気中の単位時間当たりのＨＣ及びＣＯの量が少なくなるよう（リッチスパイクの深さをリーン側となるよう）に燃料噴射量やスロットル開度を変更したり、リッチスパイク制御により排気空燃比がリッチになっている期間が短くなるよう（リッチスパイクの長さが短くなるよう）に燃料噴射量やスロットル開度を変更する。

ここで、ＮＯｘトラップ触媒２８の状態（温度、ＮＯｘ吸着量）に応じて、最適となるリッチスパイク制御の内容（還元材の与え方）は異なるので、Ｓ１４にてＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していないと判定され、Ｓ１６にてリッチスパイク制御の次回の制御内容を変更しても、ある程度はＮＯｘ浄化率を維持することが可能である。そして、このようなリッチスパイク制御の範囲を超えてＮＯｘ浄化率が低下してしまうと、熱もしくは被毒により触媒が劣化していると判定できる。従って、上記劣化判定値が予め設定された所定値よりも高い場合にリッチスパイク制御の次回の制御内容を変更することで、浄化できないＨＣやＣＯがそのまま排出されないようにすることは可能である。

なお、上述した実施例においては、第１ＮＯｘ量としてリッチスパイク制御の実施直前のＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度であるＮＯｘ＿Ｌを用い、第２ＮＯｘ量としてリッチスパイク制御の実施後のＮＯｘトラップ触媒２８の下流側（出口側）のＮＯｘ濃度のピーク値であるＮＯｘ＿Ｒを用いているが、第１ＮＯｘ量としてリッチスパイク制御の実施直前にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値を用い、第２ＮＯｘ量としてリッチスパイク制御の実施後にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値を用いることも可能である。

つまり、リッチスパイク制御の実施直前にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値で、リッチスパイク制御の実施後にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値を除した値を劣化判定値としても、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していれば上記劣化判定値は略「１」に近い値となり、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒していなければ上記劣化判定値は「１」よりも大きい値をとることになるため、上述した実施例と同様に、ＮＯｘトラップ触媒２８内の状態によらず（ＳＮＯｘ量）によらず、ＮＯｘトラップ触媒２８が硫黄被毒しているか否かを精度よく判定することが可能となる。

ここで、リッチスパイク制御の実施直前にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値とは、リッチスパイク制御の実施直前の所定期間内にＮＯｘセンサ３４で検出されるＮＯｘ濃度の積算値であり、リッチスパイク制御の実施後にＮＯｘセンサ３４で検出される検出値の積分値とは、リッチスパイク制御の実施後の所定期間内にＮＯｘセンサ３４で検出されるＮＯｘ濃度の積算値である。

また、上述した実施例では、リッチスパイク制御が実施される毎にＮＯｘトラップ触媒２８の劣化判定を実施しているが、リッチスパイク制御が所定回数実施される毎にＮＯｘトラップ触媒２８の劣化判定を実施するようにしてもよい。これにより、ＮＯｘトラップ触媒２８の劣化判定の実施回数を削減することができる。

１…ディーゼルエンジン
３…燃料噴射弁
１１…ターボ過給機
１２…排気タービン
１２ａ…可変ノズル
１２ｂ…圧力調整弁
１３…コンプレッサ
１４…吸気通路
１６…排気通路
１７…ＥＧＲ通路
１８…ＥＧＲクーラ
１９…ＥＧＲ制御弁
２２…エアフローメータ
２３…スロットル弁
２７…酸化触媒
２８…ＮＯｘトラップ触媒
２９…ＤＰＦ
３０…コントロールユニット
３４…ＮＯｘセンサ

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路に配置され、排気空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸着し、排気空燃比がリッチのときに吸着したＮＯｘを脱離して浄化するＮＯｘトラップ触媒と、上記ＮＯｘトラップ触媒の下流側のＮＯｘ量を検出するＮＯｘ検出手段と、所定の条件が成立すると上記ＮＯｘトラップ触媒に吸着されたＮＯｘを脱離して浄化するために排気空燃比をリッチに変更する排気空燃比リッチ化手段と、を有する内燃機関の制御装置において、
   上記ＮＯｘトラップ触媒の劣化判定を行うＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段を有し、該ＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段は、排気空燃比をリーンからリッチに変更する前に上記ＮＯｘ検出手段で検出される第１ＮＯｘ量と、排気空燃比をリーンからリッチに変更した後に上記ＮＯ検出手段で検出される第２ＮＯｘ量とを比較し、上記第１ＮＯｘ量に対する上記第２ＮＯｘ量の比率が予め設定された所定比率以下である場合に、上記ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒により劣化していると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 上記第１ＮＯｘ量は、排気空燃比をリーンからリッチに変更する直前に上記ＮＯｘ検出手段で検出されるＮＯｘ濃度であり、
   上記第２ＮＯｘ量は、排気空燃比をリーンからリッチに変更した後に上記ＮＯｘ検出手段で検出されるＮＯｘ濃度のピーク値であって、
   上記ＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段は、上記第１ＮＯｘ値で上記第２ＮＯｘ値を除して得られる値が予め設定された所定比率以下である場合に、上記ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒により劣化していると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 上記第１ＮＯｘ量は、排気空燃比をリーンからリッチに変更する前に上記ＮＯｘ検出手段で検出されるＮＯｘ量の積分値であり、
   上記第２ＮＯｘ量は、排気空燃比をリーンからリッチに変更した後に上記ＮＯｘ検出手段で検出されるＮＯｘ量の積分値であって、
   上記ＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段は、上記第１ＮＯｘ値で上記第２ＮＯｘ値を除して得られる値が予め設定された所定比率以下である場合に、上記ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒により劣化していると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記ＮＯｘトラップ触媒が硫黄被毒していると判定された際に、該ＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒を解除する硫黄被毒解除制御を実施する硫黄被毒解除手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記排気空燃比リッチ化手段は、吸気通路に設けられたスロットル弁の開度、吸気通路に還流する排気還流量を制御するＥＧＲ制御弁の開度、容量可変型の過給機の排気タービンの可変ノズルの開度、燃料噴射弁からの燃料噴射量のうちの少なくとも１つを制御することで排気空燃比をリッチに変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 上記ＮＯｘトラップ触媒劣化判定手段は、排気空燃比リッチ化手段により排気空燃比がリーンからリッチに所定回数切り替わった後に、ＮＯｘトラップ触媒の劣化診断を実施することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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