JP4576464B2 - Deterioration judgment device for exhaust gas purification device - Google Patents

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Abstract

A deterioration determination device for an exhaust emission reduction device which is capable of accurately and rapidly determining deterioration of a NOx purifying catalyst. An ECU executes high NOx concentration control in deterioration determination, calculates a NOx supply (sumPreNOx) amount based on upstream NOx concentration detected during execution of the high NOx concentration control, calculates a NOx slip (sumPostNOx) amount based on downstream NOx concentration detected during execution of the high NOx concentration control, and determines the NOx purifying catalyst to be deteriorated when the condition of the NOx slip amount exceeds a reference value (NOxJUD) is satisfied, in a case where the NOx supply amount exceeds a predetermined threshold (NOxREF).

Description

本発明は、排ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化触媒を備えた排ガス浄化装置において、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定する排ガス浄化装置の劣化判定装置に関する。   The present invention relates to a deterioration determination device for an exhaust gas purification device that determines deterioration of a NOx purification catalyst in an exhaust gas purification device including a NOx purification catalyst for purifying NOx in exhaust gas.

従来、排ガス浄化装置の劣化判定装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この排ガス浄化装置は、リーンバーンエンジンの排気通路内に設けられたＮＯｘ浄化触媒を備えており、このＮＯｘ浄化触媒は、ＨＣ存在下での還元反応によって、排ガス中のＮＯｘを浄化するタイプのものである。また、劣化判定装置は、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定するものであり、ＮＯｘ濃度センサを備えている。このＮＯｘ濃度センサは、ＮＯｘ浄化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、ＮＯｘ浄化触媒を通り抜けた排ガスのＮＯｘ濃度ＮＯｘｃｏｎｃを検出する。   Conventionally, for example, a device described in Patent Document 1 is known as a deterioration determination device for an exhaust gas purification device. This exhaust gas purification device includes a NOx purification catalyst provided in an exhaust passage of a lean burn engine, and this NOx purification catalyst is of a type that purifies NOx in exhaust gas by a reduction reaction in the presence of HC. It is. The deterioration determination device is for determining the deterioration of the NOx purification catalyst, and includes a NOx concentration sensor. The NOx concentration sensor is provided in the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst, and detects the NOx concentration NOxconc of the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst.

この劣化判定装置では、エンジン回転数および吸入空気量に応じて、マップを検索することによって、ＮＯｘの標準濃度ＳＮＯｘｃｏｎｃを算出し、これと吸入空気量とＮＯｘの比重とに基づき、ＮＯｘの標準量Ｓｇを算出し、この標準量Ｓｇを積算することによって、標準値ＳＧが算出される（ステップ３〜５）。また、ＮＯｘ濃度センサによって検出されたＮＯｘ濃度ＮＯｘｃｏｎｃと吸入空気量とＮＯｘの比重とに基づき、ＮＯｘの排出量ｇを算出し、この排出量ｇを積算することによって、積算排出量Ｇが算出される（ステップ７〜９）。以上の積算動作を所定の実行時間が経過した時点で、積算排出量Ｇと標準値ＳＧを比較し、Ｇ＞ＳＧが成立したときに、ＮＯｘ浄化触媒が劣化したと判定される（ステップ６，１０，１１）。   In this deterioration determination device, the NOx standard concentration SNOxconc is calculated by searching a map according to the engine speed and the intake air amount, and based on this, the intake air amount and the specific gravity of NOx, the standard amount of NOx The standard value SG is calculated by calculating Sg and integrating the standard amount Sg (steps 3 to 5). Further, based on the NOx concentration NOxconc detected by the NOx concentration sensor, the intake air amount, and the specific gravity of NOx, the NOx emission amount g is calculated, and by integrating the discharge amount g, the integrated emission amount G is calculated. (Steps 7 to 9). When a predetermined execution time has elapsed for the above integration operation, the integrated discharge amount G is compared with the standard value SG, and when G> SG is satisfied, it is determined that the NOx purification catalyst has deteriorated (step 6,). 10, 11).

特開平７−１８０５３５号公報JP-A-7-180535

上記従来の劣化判定装置によれば、ＮＯｘ浄化触媒を通過した排ガスのＮＯｘ濃度ＮＯｘｃｏｎｃと吸入空気量とに基づいて排出量ｇを算出し、これを所定の実行時間が経過するまでの間、積算することによって、劣化判定に用いる積算排出量Ｇが算出される。そのため、所定の実行時間が短い時間に設定されている場合、エンジンが排ガス流量が小さくなるような運転状態にあるときや、排ガス中のＮＯｘ濃度が低くなるような運転状態にあるときには、積算排出量Ｇの演算結果が小さな値になってしまうことで、劣化の判定精度が低下するおそれがある。一方、所定の実行時間が長い時間に設定されている場合には、実行時間が短い場合と比べて、判定精度を向上させることができるものの、判定結果を得るまでに時間を要してしまう。   According to the conventional degradation determination apparatus, the exhaust amount g is calculated based on the NOx concentration NOxconc of the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst and the intake air amount, and this is integrated until a predetermined execution time elapses. By doing so, the integrated discharge amount G used for the deterioration determination is calculated. Therefore, when the predetermined execution time is set to a short time, when the engine is in an operating state where the exhaust gas flow rate becomes small or when the NOx concentration in the exhaust gas is low, the integrated exhaust Since the calculation result of the amount G becomes a small value, there is a risk that the deterioration determination accuracy may be lowered. On the other hand, when the predetermined execution time is set to a long time, the determination accuracy can be improved as compared with the case where the execution time is short, but it takes time to obtain the determination result.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を精度よく迅速に判定することができる排ガス浄化装置の劣化判定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a deterioration determination device for an exhaust gas purification device that can determine deterioration of a NOx purification catalyst accurately and quickly.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３の排気通路７に設けられ、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに排ガス中のＮＯｘを捕捉するＮＯｘ浄化触媒１１を備えた排ガス浄化装置１０において、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定する排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１であって、ＮＯｘ浄化触媒１１の上流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータを上流側ＮＯｘ濃度パラメータ（上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅ）として検出する上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、上流側ＮＯｘセンサ２２）と、ＮＯｘ浄化触媒１１の下流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータを下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）として検出する下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、下流側ＮＯｘセンサ２３）と、ＮＯｘ浄化触媒１１に流入する排ガスを酸化雰囲気になるように制御する酸化雰囲気制御を実行する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３，５）と、酸化雰囲気制御の実行中に検出された上流側ＮＯｘ濃度パラメータ（上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅ）を用いて、ＮＯｘ浄化触媒１１に流入したＮＯｘ量の積算値をＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘとして算出するＮＯｘ供給量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３２，９２）と、酸化雰囲気制御の実行中に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）を用いて、ＮＯｘ浄化触媒１１を通り抜けたＮＯｘ量の積算値をＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘとして算出するＮＯｘスリップ量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３３，９３）と、算出されたＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘが所定のしきい値（ＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦ）を超えたときに（ステップ３４，９５の判別結果がＹＥＳのときに）、算出されたＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを所定の判定値ＮＯｘＪＵＤ，ＮＯｘＪＵＤ２と比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定する劣化判定手段（ＥＣＵ２、ステップ５０〜５２，１０１〜１０３）と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a NOx purification catalyst 11 that is provided in the exhaust passage 7 of the internal combustion engine 3 and captures NOx in the exhaust gas when exhaust gas in an oxidizing atmosphere flows. In the exhaust gas purification device 10, the deterioration determination device 1 of the exhaust gas purification device 10 for determining the deterioration of the NOx purification catalyst 11, wherein a parameter indicating the concentration of NOx in the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst 11 is an upstream NOx concentration. An upstream NOx concentration parameter detecting means (ECU2, upstream NOx sensor 22) for detecting as a parameter (upstream NOx concentration CNOx_Pre), and a parameter indicating the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx purification catalyst 11 are set as downstream NOx. Downstream NOx concentration detected as a concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) Parameter detecting means (ECU2, downstream NOx sensor 23), control means (ECU2, steps 3 and 5) for executing an oxidizing atmosphere control for controlling the exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst 11 to become an oxidizing atmosphere, oxidation NOx supply amount calculation means for calculating the integrated value of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst 11 as the NOx supply amount sumPreNOx using the upstream NOx concentration parameter (upstream NOx concentration CNOx_Pre) detected during the execution of the atmosphere control. (ECU 2, steps 32 and 92) and the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) detected during the execution of the oxidizing atmosphere control, the integrated value of the NOx amount passing through the NOx purification catalyst 11 is determined as NOx. NOx slip amount calculation calculated as slip amount sumPostNOx And when the calculated NOx supply amount sumPreNOx exceeds a predetermined threshold (NOx supply amount determination value NOxREF) (when the determination result in steps 34 and 95 is YES) ), Deterioration determination means (ECU2, steps 50 to 52, 101 to 103) for determining deterioration of the NOx purification catalyst 11 by comparing the calculated NOx slip amount sumPostNOx with predetermined determination values NOxJUD and NOxJUD2. It is characterized by providing.

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排ガスを酸化雰囲気になるように制御する酸化雰囲気制御が実行され、この酸化雰囲気制御の実行中に検出された上流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、ＮＯｘ浄化触媒に流入したＮＯｘ量の積算値がＮＯｘ供給量として算出される。この場合、上流側ＮＯｘ濃度パラメータは、ＮＯｘ浄化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータであるので、ＮＯｘ供給量は、ＮＯｘ浄化触媒に実際に流入したＮＯｘ量を精度よく表すように算出される。また、酸化雰囲気制御の実行中に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、ＮＯｘ浄化触媒を通り抜けたＮＯｘ量の積算値がＮＯｘスリップ量として算出される。この場合、下流側ＮＯｘ濃度パラメータは、ＮＯｘ浄化触媒の下流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータであるので、ＮＯｘスリップ量は、ＮＯｘ浄化触媒を実際に通り抜けたＮＯｘの総量を精度よく表すように算出される。したがって、算出されたＮＯｘ供給量が所定のしきい値を超えたときに、算出されたＮＯｘスリップ量を所定の判定値と比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒の劣化が判定されるので、これらの所定のしきい値および所定の判定値を適切に設定することによって、ＮＯｘ浄化触媒に実際に流入したＮＯｘ量が十分な値に達した時点で、それまでＮＯｘ浄化触媒を実際に通り抜けたＮＯｘの総量の大小度合に基づいて、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定することができる。それにより、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を精度よく判定することができる。   According to the deterioration determination device of the exhaust gas purifying apparatus, the oxidizing atmosphere control for controlling the exhaust gas flowing into the NOx purifying catalyst to be an oxidizing atmosphere is executed, and the upstream NOx concentration detected during the execution of the oxidizing atmosphere control. Using the parameters, the integrated value of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst is calculated as the NOx supply amount. In this case, since the upstream NOx concentration parameter is a parameter representing the concentration of NOx in the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst, the NOx supply amount accurately represents the NOx amount actually flowing into the NOx purification catalyst. Is calculated. Further, the integrated value of the NOx amount passing through the NOx purification catalyst is calculated as the NOx slip amount using the downstream NOx concentration parameter detected during the execution of the oxidizing atmosphere control. In this case, since the downstream NOx concentration parameter is a parameter representing the concentration of NOx in the exhaust gas downstream of the NOx purification catalyst, the NOx slip amount accurately represents the total amount of NOx actually passing through the NOx purification catalyst. Is calculated as follows. Accordingly, when the calculated NOx supply amount exceeds a predetermined threshold value, the deterioration of the NOx purification catalyst is determined by comparing the calculated NOx slip amount with a predetermined determination value. By appropriately setting the predetermined threshold value and the predetermined determination value, when the amount of NOx actually flowing into the NOx purification catalyst reaches a sufficient value, the NOx that has actually passed through the NOx purification catalyst until then is reduced. Based on the degree of the total amount, it is possible to determine the deterioration of the NOx purification catalyst. Thereby, it is possible to accurately determine the deterioration of the NOx purification catalyst.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、酸化雰囲気制御の実行中、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２０）と、劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）のゼロ点を補正するゼロ点補正手段（ＥＣＵ２、ステップ２３）と、をさらに備え、ＮＯｘスリップ量算出手段は、ゼロ点を補正された下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）を用いて、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを算出する（ステップ３３）ことを特徴とする。   The invention according to claim 2 determines in the deterioration determination device 1 of the exhaust gas purification device 10 according to claim 1 whether or not the execution condition for the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control. Execution condition determining means (ECU2, step 20) to perform, and zero point correcting means (ECU2) for correcting the zero point of the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) detected after the execution condition for deterioration determination is satisfied , Step 23), and the NOx slip amount calculation means calculates the NOx slip amount sumPostNOx using the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) with the zero point corrected (step 33). It is characterized by that.

一般に、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段のような、ＮＯｘ浄化触媒の下流側の排ガス中のＮＯｘ濃度を表すパラメータを検出する検出手段の場合、ゼロ点のドリフトなどの経時変化が生じやすく、その出力特性が変化しやすいとともに、ＮＯｘ浄化触媒の活性状態などに起因して排ガス組成が変化した場合、それに伴って出力変動が生じるという特性を有している。そのため、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段を用いて、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定した場合、上述した出力特性の変化や出力変動が発生するのに起因して、劣化判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、ゼロ点補正手段によって、劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータのゼロ点が補正され、ゼロ点を補正された下流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、ＮＯｘスリップ量が算出されるので、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段において、上述した出力特性の変化や出力変動が発生している場合でも、その影響を回避しながら、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定することができ、それにより、劣化判定精度を向上させることができる。   In general, in the case of a detecting means for detecting a parameter indicating the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx purification catalyst, such as a downstream NOx concentration parameter detecting means, a change with time such as a zero point drift is likely to occur, and its output The characteristics are easily changed, and when the exhaust gas composition changes due to the active state of the NOx purification catalyst, the output fluctuates accordingly. For this reason, when the deterioration of the NOx purification catalyst is determined using the downstream NOx concentration parameter detecting means, the deterioration determination accuracy may be reduced due to the above-described change in output characteristics or output fluctuation. . On the other hand, according to the deterioration determination device of the exhaust gas purifying apparatus, the zero point of the downstream NOx concentration parameter detected after the execution condition of the deterioration determination is satisfied is corrected by the zero point correction means, and the zero point is corrected. Since the NOx slip amount is calculated using the downstream NOx concentration parameter corrected, the influence of the downstream NOx concentration parameter detecting means even when the output characteristic change or output fluctuation described above occurs. The deterioration of the NOx purification catalyst can be determined while avoiding the above, thereby improving the deterioration determination accuracy.

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、ゼロ点補正手段は、劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）の平均値に基づいて、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）のゼロ点を補正する（ステップ２３）ことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the deterioration determination device 1 of the exhaust gas purification device 10 according to the second aspect, the zero point correction means includes a plurality of points detected during a predetermined period after the execution condition of the deterioration determination is satisfied. The zero point of the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) is corrected based on the average value of the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) (step 23).

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値に基づいて、下流側ＮＯｘ濃度パラメータのゼロ点が補正されるので、この所定期間中において、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段の検出結果が一時的にばらついたり、比較的大きな誤差を一時的に生じたりした場合でも、その影響を回避しながら、下流側ＮＯｘ濃度パラメータのゼロ点を補正することができ、それにより、劣化判定精度をさらに向上させることができる。   According to the deterioration determination device for the exhaust gas purification apparatus, the downstream NOx concentration parameter is zero based on the average value of the plurality of downstream NOx concentration parameters detected during a predetermined period after the execution condition of deterioration determination is satisfied. Since the point is corrected, even if the detection result of the downstream NOx concentration parameter detecting means temporarily varies or a relatively large error occurs temporarily during this predetermined period, the influence is avoided. In addition, the zero point of the downstream NOx concentration parameter can be corrected, thereby further improving the degradation determination accuracy.

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、酸化雰囲気制御の実行中、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段（ＥＣＵ２、ステップ８０）と、劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータ（下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ）に基づいて、所定の判定値ＮＯｘＪＵＤ２を算出する判定値算出手段（ＥＣＵ２、ステップ８３，１００）と、をさらに備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the deterioration determination apparatus 1 of the exhaust gas purification apparatus 10 according to the first aspect, it is determined whether or not an execution condition for determining the deterioration of the NOx purification catalyst 11 is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control. A predetermined determination value NOxJUD2 is calculated based on the execution condition determination means (ECU2, step 80) to perform and the downstream NOx concentration parameter (downstream NOx concentration CNOx_Post) detected after the deterioration determination execution condition is satisfied. And a judgment value calculation means (ECU2, steps 83 and 100).

前述したように、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段のような、ＮＯｘ浄化触媒の下流側の排ガス中のＮＯｘ濃度を表すパラメータを検出する検出手段の場合、出力特性の変化や出力変動が生じやすい特性を有しているので、そのような下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段を用いて、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を実行すると、その劣化判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、判定値算出手段によって、劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された下流側ＮＯｘ濃度パラメータに基づいて、所定の判定値が算出されるので、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段において、上述した出力特性の変化や出力変動が発生している場合でも、それを反映させながら所定の判定値を算出できるとともに、そのように算出された判定値を用いて、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定することができる。それにより、劣化判定精度を向上させることができる。   As described above, in the case of a detection unit that detects a parameter representing the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx purification catalyst, such as a downstream NOx concentration parameter detection unit, a characteristic in which a change in output characteristics or output fluctuation is likely to occur. Therefore, if the deterioration determination of the NOx purification catalyst is executed using such a downstream NOx concentration parameter detection means, the deterioration determination accuracy may be lowered. On the other hand, according to the deterioration determination device of the exhaust gas purifying apparatus, the predetermined determination value is calculated based on the downstream NOx concentration parameter detected by the determination value calculation means after the deterioration determination execution condition is satisfied. In the downstream NOx concentration parameter detecting means, even when the output characteristic change or output fluctuation described above occurs, the predetermined determination value can be calculated while reflecting the change, and the calculation is performed as such. It is possible to determine the deterioration of the NOx purification catalyst using the determined value. Thereby, degradation determination accuracy can be improved.

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、判定値算出手段は、劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値ａｖｅＣＮＯｘに基づいて、所定の判定値ＮＯｘＪＵＤ２を算出する（ステップ８３，１００）ことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the deterioration determination apparatus 1 of the exhaust gas purification apparatus 10 according to the fourth aspect, the determination value calculation means includes a plurality of detection values detected during a predetermined period after the execution condition of the deterioration determination is satisfied. Based on the average value aveCNOx of the downstream NOx concentration parameter, a predetermined determination value NOxJUD2 is calculated (steps 83, 100).

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値に基づいて、所定の判定値が算出されるので、この所定期間中において、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段の検出結果が一時的にばらついたり、比較的大きな誤差を一時的に生じたりした場合でも、その影響を回避しながら、所定の判定値を算出することができ、それにより、劣化判定精度をさらに向上させることができる。   According to the deterioration determination device of the exhaust gas purification apparatus, the predetermined determination value is calculated based on the average value of the plurality of downstream NOx concentration parameters detected during the predetermined period after the execution condition of the deterioration determination is satisfied. Therefore, even if the detection result of the downstream NOx concentration parameter detecting means temporarily varies or a relatively large error temporarily occurs during this predetermined period, the predetermined determination is performed while avoiding the influence. The value can be calculated, thereby further improving the degradation determination accuracy.

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、酸化雰囲気制御の実行中、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２０，８０）をさらに備え、制御手段は、酸化雰囲気制御の実行中、排ガス中のＮＯｘ濃度を、劣化判定の実行条件が成立しているときには、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも高くなるように制御する（ステップ５）ことを特徴とする。   In the invention according to claim 6, in the deterioration determination apparatus 1 of the exhaust gas purification apparatus 10 according to any one of claims 1 to 5, the execution condition for determining the deterioration of the NOx purification catalyst 11 is established during execution of the oxidizing atmosphere control. The control unit further includes an execution condition determination unit (ECU2, steps 20, 80) for determining whether the NOx concentration in the exhaust gas is deteriorated during execution of the oxidizing atmosphere control. In some cases, control is performed so as to be higher than when the execution condition for deterioration determination is not satisfied (step 5).

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、酸化雰囲気制御の実行中、排ガス中のＮＯｘ濃度が、劣化判定の実行条件が成立しているときには、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも高くなるように制御されるので、ＮＯｘ供給量が所定のしきい値を超えるまでの時間を短縮することができ、それにより、劣化判定を迅速に実行することができる。   According to the deterioration determination device of the exhaust gas purifying apparatus, during execution of the oxidizing atmosphere control, when the NOx concentration in the exhaust gas satisfies the deterioration determination execution condition, the deterioration determination execution condition is not satisfied. Therefore, the time until the NOx supply amount exceeds the predetermined threshold value can be shortened, whereby the deterioration determination can be performed quickly.

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、ＮＯｘ浄化触媒１１は、還元雰囲気の排ガスが流入したときに捕捉したＮＯｘを還元する特性を有し、酸化雰囲気制御の実行中にＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたＮＯｘ量をＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘとして算出するＮＯｘ捕捉量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ６１）をさらに備え、制御手段は、酸化雰囲気制御の実行中に算出されたＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが所定の捕捉判定値ＳＲＥＦを超えたときに、酸化雰囲気制御を終了するとともに、ＮＯｘ浄化触媒１１に流入する排ガスを還元雰囲気に制御し（ステップ１，４，６５，６７，）、所定の捕捉判定値ＳＲＥＦを、酸化雰囲気制御の実行中に劣化判定の実行条件が成立しているときには、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも大きな値（第２所定値ＳＲＥＦ２）に設定する捕捉判定値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ６０，６２〜６４）をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the deterioration determination device 1 of the exhaust gas purification device 10 according to claim 6, wherein the NOx purification catalyst 11 has a characteristic of reducing the trapped NOx when the exhaust gas in the reducing atmosphere flows. The NOx trapping amount calculating means (ECU2, step 61) for calculating the NOx trapped by the NOx purification catalyst 11 during the execution of the oxidizing atmosphere control as the NOx trapping amount S_QNOx is further provided, and the control means executes the oxidizing atmosphere control. When the NOx trapping amount S_QNOx calculated during this time exceeds a predetermined trapping determination value SREF, the oxidizing atmosphere control is terminated, and the exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst 11 is controlled to a reducing atmosphere (steps 1, 4, 65, 67,), when the execution condition for the deterioration determination is established during execution of the oxidizing atmosphere control, the predetermined capture determination value SREF is inferior. Trapping reference value setting means for setting a large value (second predetermined value SREF2) than when the conditions for executing the determination is not satisfied (ECU 2, step 60,62～64) and further comprising a.

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、酸化雰囲気制御の実行中に算出されたＮＯｘ捕捉量が所定の捕捉判定値を超えたときに、酸化雰囲気制御が終了されるとともに、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排ガスが還元雰囲気に制御される。それにより、ＮＯｘ浄化触媒が還元雰囲気の排ガスが流入したときに捕捉したＮＯｘを還元する特性を有していることで、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されたＮＯｘが還元される。この場合、前述したように、排ガス中のＮＯｘ濃度は、酸化雰囲気制御の実行中に劣化判定の実行条件が成立しているときには、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも高くなるように制御されるので、劣化判定の実行条件が成立している場合、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されるＮＯｘの増大度合は、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも大きくなることで、ＮＯｘ捕捉量が所定の捕捉判定値を超えやすくなり、その結果、排ガスの酸化雰囲気制御が中止されることで、ＮＯｘ浄化触媒の劣化を適切に判定できなくなるおそれがある。これに対して、この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、所定の捕捉判定値が、劣化判定の実行条件が成立しているときには、劣化判定の実行条件が成立していないときよりも大きな値に設定されるので、排ガスの酸化雰囲気制御を継続しながら、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を適切に実行することができる。   According to the deterioration determination device for the exhaust gas purifying apparatus, when the NOx trapping amount calculated during the execution of the oxidizing atmosphere control exceeds a predetermined trapping determination value, the oxidizing atmosphere control is terminated and the NOx purifying catalyst is used. The inflowing exhaust gas is controlled to a reducing atmosphere. Thereby, the NOx trapped by the NOx purifying catalyst is reduced because the NOx purifying catalyst has a characteristic of reducing the trapped NOx when the exhaust gas in the reducing atmosphere flows. In this case, as described above, the NOx concentration in the exhaust gas is higher when the deterioration determination execution condition is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control than when the deterioration determination execution condition is not satisfied. Therefore, when the deterioration determination execution condition is satisfied, the degree of increase in NOx trapped by the NOx purification catalyst is larger than when the deterioration determination execution condition is not satisfied. As a result, the trapping amount easily exceeds a predetermined trapping determination value, and as a result, the oxidation atmosphere control of the exhaust gas is stopped, so that the deterioration of the NOx purification catalyst may not be properly determined. On the other hand, according to the deterioration determination device of the exhaust gas purifying apparatus, the predetermined capture determination value is larger when the deterioration determination execution condition is satisfied than when the deterioration determination execution condition is not satisfied. Therefore, the deterioration determination of the NOx purification catalyst can be appropriately executed while continuing the control of the oxidizing atmosphere of the exhaust gas.

請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、劣化判定手段は、ＮＯｘ供給量が所定のしきい値（ＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦ）以下の場合（ステップ３４，９５の判別結果がＮＯの場合）において、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘが所定値（所定の判定値ＮＯｘＲＥＦ２）を超えたとき（ステップ３５，９６の判別結果がＹＥＳのとき）に、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を実行する（ステップ５０〜５２，１０１〜１０３）ことを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the deterioration determination apparatus 1 for the exhaust gas purification apparatus 10 according to any one of the first to seventh aspects, the deterioration determination means is configured such that the NOx supply amount is a predetermined threshold value (NOx supply amount determination value). NOxREF) or less (when the determination result of steps 34 and 95 is NO), when the NOx slip amount sumPostNOx exceeds a predetermined value (predetermined determination value NOxREF2) (when the determination result of steps 35 and 96 is YES) ), The deterioration determination of the NOx purification catalyst is executed (steps 50 to 52, 101 to 103).

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、ＮＯｘ供給量が所定のしきい値以下の場合において、ＮＯｘスリップ量が所定値を超えたときに、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定が実行されるので、この所定値を適切に設定することによって、ＮＯｘ浄化触媒に実際に流入したＮＯｘ量が十分な値に達していない時点でも、ＮＯｘ浄化触媒を実際に通り抜けたＮＯｘの総量が大きいときには、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を実行することができる。それにより、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を迅速に実行することができる。これに加えて、請求項６または７に係る排ガス浄化装置の劣化判定装置の場合には、排ガス中のＮＯｘを高濃度状態に制御する時間を短縮することができ、それにより、排ガス特性の悪化を抑制することができる。   According to this exhaust gas purification device deterioration determination device, when the NOx supply amount is equal to or less than the predetermined threshold value, the NOx purification catalyst deterioration determination is executed when the NOx slip amount exceeds the predetermined value. By appropriately setting the predetermined value, even when the amount of NOx actually flowing into the NOx purification catalyst does not reach a sufficient value, if the total amount of NOx actually passing through the NOx purification catalyst is large, the NOx purification catalyst. Can be performed. Thereby, the deterioration determination of the NOx purification catalyst can be executed quickly. In addition to this, in the case of the deterioration determination device for an exhaust gas purifying apparatus according to claim 6 or 7, the time for controlling NOx in the exhaust gas to a high concentration state can be shortened, thereby deteriorating the exhaust gas characteristics. Can be suppressed.

請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の排ガス浄化装置１０の劣化判定装置１において、内燃機関３の排気通路７のＮＯｘ浄化触媒１１の下流側には、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに排ガス中のＮＯｘを捕捉する下流側ＮＯｘ浄化触媒１２が設けられていることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the deterioration determination device 1 of the exhaust gas purification device 10 according to any one of claims 1 to 8, wherein an oxidizing atmosphere is provided downstream of the NOx purification catalyst 11 in the exhaust passage 7 of the internal combustion engine 3. A downstream NOx purification catalyst 12 that captures NOx in the exhaust gas when the exhaust gas flows in is provided.

この排ガス浄化装置の劣化判定装置によれば、排気通路のＮＯｘ浄化触媒の下流側に下流側ＮＯｘ浄化触媒が設けられているので、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定中、下流側ＮＯｘ浄化触媒によって、ＮＯｘ浄化触媒を通り抜けたＮＯｘを浄化することができる。それにより、ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定中における排ガス特性の悪化を確実に回避することができる。   According to this deterioration determination device for the exhaust gas purification device, the downstream NOx purification catalyst is provided on the downstream side of the NOx purification catalyst in the exhaust passage. NOx that has passed through the purification catalyst can be purified. Thereby, it is possible to reliably avoid the deterioration of the exhaust gas characteristics during the deterioration determination of the NOx purification catalyst.

本発明の第１実施形態に係る劣化判定装置およびこれを適用した排ガス浄化装置を備えた内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the internal combustion engine provided with the deterioration judging device concerning a 1st embodiment of the present invention, and the exhaust gas purification device to which this is applied. 空燃比制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an air fuel ratio control process. 高ＮＯｘ濃度制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a high NOx concentration control process. ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the deterioration determination process of a NOx purification catalyst. 判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤの設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting process of the determination condition satisfaction flag F_JUD. ＮＯｘ捕捉能ＮＯｘＳの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of NOx trapping ability NOxS. 触媒温補正係数ＣｏｒＴＣＡＴの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of the catalyst temperature correction coefficient CorTCAT. 排ガス流量補正係数ＣｏｒＱＧＡＳの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of exhaust gas flow volume correction coefficient CorQGAS. 触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting process of the catalyst deterioration flag F_CATNG. リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨの設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting process of rich condition flag F_RICH. 第１実施形態の劣化判定装置によって高ＮＯｘ濃度制御処理および劣化判定処理を実行したときの制御結果例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of a control result when performing the high NOx density | concentration control process and the deterioration determination process by the deterioration determination apparatus of 1st Embodiment. 高ＮＯｘ濃度制御処理の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of a high NOx concentration control process. 第２実施形態の劣化判定装置における下流側触媒の劣化判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the deterioration determination process of the downstream catalyst in the deterioration determination apparatus of 2nd Embodiment. 第２実施形態の劣化判定装置における触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting process of the catalyst deterioration flag F_CATNG in the deterioration determination apparatus of 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の劣化判定装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の劣化判定装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、内燃機関（以下「エンジン」という）３の空燃比制御などの各種の制御処理を実行するとともに、後述するように、排ガス浄化装置１０の劣化判定処理を実行する。   Hereinafter, an exhaust gas purification apparatus deterioration determination apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the deterioration determination device 1 of this embodiment includes an ECU 2, which executes various control processes such as air-fuel ratio control of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3. At the same time, as will be described later, a deterioration determination process of the exhaust gas purification device 10 is executed.

エンジン３は、図示しない車両に搭載されたディーゼルエンジンタイプのものであり、複数組（１組のみ図示）の気筒３ａおよびピストン３ｂを備えている。エンジン３のシリンダヘッド３ｃには、燃料噴射弁４が気筒３ａ毎に燃焼室に臨むように取り付けられている。   The engine 3 is of a diesel engine type mounted on a vehicle (not shown), and includes a plurality of cylinders 3a and pistons 3b (only one set is shown). A fuel injection valve 4 is attached to the cylinder head 3c of the engine 3 so as to face the combustion chamber for each cylinder 3a.

この燃料噴射弁４は、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に接続されている。高圧ポンプによって昇圧された燃料は、コモンレールを介して燃料噴射弁４に供給され、燃料噴射弁４から気筒３ａ内に噴射される。燃料噴射弁４の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２によって制御され、それにより、燃料噴射制御が実行される。   The fuel injection valve 4 is connected to a high pressure pump and a fuel tank (both not shown) via a common rail. The fuel boosted by the high-pressure pump is supplied to the fuel injection valve 4 through the common rail, and is injected from the fuel injection valve 4 into the cylinder 3a. The valve opening time and valve opening timing of the fuel injection valve 4 are controlled by the ECU 2, thereby executing fuel injection control.

エンジン３には、クランク角センサ２０が設けられている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１０゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に１パルスが出力される。   The engine 3 is provided with a crank angle sensor 20. The crank angle sensor 20 includes a magnet rotor and an MRE pickup, and outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft 3d rotates. The CRK signal is output at one pulse every predetermined crank angle (for example, 10 °), and the ECU 2 calculates the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3b of each cylinder 3a is at a predetermined crank angle position slightly ahead of the TDC position of the intake stroke, and one pulse is output for each predetermined crank angle.

エンジン３の吸気通路５には、エアフローセンサ２１が設けられており、このエアフローセンサ２１は、気筒内に吸入される空気量（以下「吸入空気量」という）ＧＡＩＲを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。   An air flow sensor 21 is provided in the intake passage 5 of the engine 3, and this air flow sensor 21 detects an air amount (hereinafter referred to as “intake air amount”) GAIR sucked into the cylinder and represents it. A detection signal is output to the ECU 2.

一方、エンジン３の排気通路７には、排ガス浄化装置１０が設けられており、この排ガス浄化装置１０は、ＮＯｘ浄化触媒１１および下流側ＮＯｘ浄化触媒１２などを備えている。このＮＯｘ浄化触媒１１は、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに、排ガス中のＮＯｘを捕捉（貯蔵）する能力を有している。このＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたＮＯｘは、還元雰囲気の排ガスがＮＯｘ浄化触媒１１に流入したときに、還元剤と反応することによって還元される。   On the other hand, an exhaust gas purification device 10 is provided in the exhaust passage 7 of the engine 3, and the exhaust gas purification device 10 includes a NOx purification catalyst 11, a downstream side NOx purification catalyst 12, and the like. The NOx purification catalyst 11 has an ability to capture (store) NOx in the exhaust gas when the exhaust gas in the oxidizing atmosphere flows. The NOx trapped by the NOx purification catalyst 11 is reduced by reacting with the reducing agent when the exhaust gas in the reducing atmosphere flows into the NOx purification catalyst 11.

また、下流側ＮＯｘ浄化触媒１２も、ＮＯｘ浄化触媒１１と同様に、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに、排ガス中のＮＯｘを捕捉する能力を有しており、この下流側ＮＯｘ浄化触媒１２に捕捉されたＮＯｘは、還元雰囲気の排ガスが下流側ＮＯｘ浄化触媒１２に流入したときに、還元剤と反応することによって還元される。   Similarly to the NOx purification catalyst 11, the downstream NOx purification catalyst 12 has a capability of capturing NOx in the exhaust gas when the exhaust gas in the oxidizing atmosphere flows, and the downstream NOx purification catalyst 12 includes The trapped NOx is reduced by reacting with the reducing agent when the exhaust gas in the reducing atmosphere flows into the downstream NOx purification catalyst 12.

さらに、排気通路７には、上流側ＮＯｘセンサ２２がＮＯｘ浄化触媒１１の上流側に、下流側ＮＯｘセンサ２３がＮＯｘ浄化触媒１１の下流側にそれぞれ設けられている。この上流側ＮＯｘセンサ２２は、排気通路７を流れる排ガス中のＮＯｘ濃度を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この上流側ＮＯｘセンサ２２の検出信号に基づき、ＮＯｘ浄化触媒１１の上流側の排ガス中のＮＯｘ濃度（以下「上流側ＮＯｘ濃度」という）ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅを算出する。なお、本実施形態では、上流側ＮＯｘセンサ２２が上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段に相当し、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが上流側ＮＯｘ濃度パラメータに相当する。   Further, in the exhaust passage 7, an upstream NOx sensor 22 is provided on the upstream side of the NOx purification catalyst 11, and a downstream NOx sensor 23 is provided on the downstream side of the NOx purification catalyst 11. The upstream NOx sensor 22 detects the NOx concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7 and outputs a detection signal representing it to the ECU 2. The ECU 2 calculates the NOx concentration (hereinafter referred to as “upstream NOx concentration”) CNOx_Pre in the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst 11 based on the detection signal of the upstream NOx sensor 22. In the present embodiment, the upstream NOx sensor 22 corresponds to the upstream NOx concentration parameter detection means, and the upstream NOx concentration CNOx_Pre corresponds to the upstream NOx concentration parameter.

また、下流側ＮＯｘセンサ２３も、上流側ＮＯｘセンサ２２と同様に、排気通路７を流れる排ガス中のＮＯｘ濃度を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づき、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過した排ガス中のＮＯｘ濃度（以下「下流側ＮＯｘ濃度」という）ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを算出する。なお、本実施形態では、下流側ＮＯｘセンサ２３が下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段に相当し、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが下流側ＮＯｘ濃度パラメータに相当する。   Similarly to the upstream NOx sensor 22, the downstream NOx sensor 23 also detects the NOx concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7 and outputs a detection signal representing it to the ECU 2. The ECU 2 calculates the NOx concentration (hereinafter referred to as “downstream NOx concentration”) CNOx_Post in the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst 11 based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23. In the present embodiment, the downstream NOx sensor 23 corresponds to the downstream NOx concentration parameter detection means, and the downstream NOx concentration CNOx_Post corresponds to the downstream NOx concentration parameter.

また、ＮＯｘ浄化触媒１１には、触媒温センサ２４が取り付けられており、この触媒温センサ２４は、ＮＯｘ浄化触媒１１の温度（以下「触媒温」という）ＴＣＡＴを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。   Further, a catalyst temperature sensor 24 is attached to the NOx purification catalyst 11, and this catalyst temperature sensor 24 detects the temperature (hereinafter referred to as “catalyst temperature”) TCAT of the NOx purification catalyst 11 and indicates it. A signal is output to the ECU 2.

さらに、エンジン３には、排気還流機構８が設けられている。この排気還流機構８は、排気通路７内の排ガスの一部を吸気通路５側に還流するものであり、吸気通路５および排気通路７の間に接続されたＥＧＲ通路８ａと、このＥＧＲ通路８ａを開閉するＥＧＲ制御弁８ｂなどで構成されている。ＥＧＲ通路８ａの一端は、排気通路７のＮＯｘ浄化触媒１１よりも上流側の部位に開口し、他端は、吸気通路５のエアフローセンサ２１よりも下流側の部位に開口している。   Further, the engine 3 is provided with an exhaust gas recirculation mechanism 8. The exhaust gas recirculation mechanism 8 recirculates a part of the exhaust gas in the exhaust passage 7 to the intake passage 5 side. The EGR passage 8a connected between the intake passage 5 and the exhaust passage 7, and the EGR passage 8a And an EGR control valve 8b that opens and closes. One end of the EGR passage 8 a opens to a portion of the exhaust passage 7 upstream of the NOx purification catalyst 11, and the other end opens to a portion of the intake passage 5 downstream of the air flow sensor 21.

ＥＧＲ制御弁８ｂは、その開度が最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、ＥＧＲ制御弁８ｂを介して、ＥＧＲ通路８ａの開度を変化させることにより、排ガスの還流量すなわちＥＧＲ量を制御する。このＥＧＲ量の制御と、前述した燃料噴射制御とによって、後述するように、空燃比が制御される。その結果、エンジン３は、通常時は理論空燃比よりもリーンな混合気を燃焼させるリーン燃焼状態で運転され、後述するリッチスパイク制御時には、リッチな混合気を燃焼させるリッチ燃焼状態で運転される。   The EGR control valve 8b is a linear electromagnetic valve whose opening degree changes linearly between a maximum value and a minimum value, and is electrically connected to the ECU 2. The ECU 2 controls the recirculation amount of exhaust gas, that is, the EGR amount, by changing the opening degree of the EGR passage 8a via the EGR control valve 8b. As will be described later, the air-fuel ratio is controlled by the control of the EGR amount and the fuel injection control described above. As a result, the engine 3 is normally operated in a lean combustion state in which an air-fuel mixture leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is combusted, and is operated in a rich combustion state in which the rich air-fuel mixture is combusted during rich spike control described later. .

さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２５が電気的に接続されている。このアクセル開度センサ２５は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。   Further, an accelerator opening sensor 25 is electrically connected to the ECU 2. The accelerator opening sensor 25 detects a depression amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, and outputs a detection signal indicating it to the ECU 2.

一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、各種の制御処理などを実行する。具体的には、以下に述べるように、空燃比制御処理などを実行するとともに、排ガス浄化装置１０におけるＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定処理を行う。   On the other hand, the ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, an I / O interface (all not shown), and the engine according to the detection signals of the various sensors 20 to 25 described above. 3 is determined, and various control processes are executed. Specifically, as described below, an air-fuel ratio control process and the like are performed, and a deterioration determination process for the NOx purification catalyst 11 in the exhaust gas purification apparatus 10 is performed.

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段、制御手段、ＮＯｘ供給量算出手段、ＮＯｘスリップ量算出手段、劣化判定手段、実行条件判定手段、ゼロ点補正手段、ＮＯｘ捕捉量算出手段および捕捉判定値設定手段に相当する。   In the present embodiment, the ECU 2 includes an upstream NOx concentration parameter detection means, a downstream NOx concentration parameter detection means, a control means, a NOx supply amount calculation means, a NOx slip amount calculation means, a deterioration determination means, an execution condition determination means, It corresponds to zero point correction means, NOx trapping amount calculation means, and trapping determination value setting means.

以下、図２を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される空燃比制御処理について説明する。この処理は、燃料噴射弁４による燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射タイミングφＩＮＪを算出するとともに、ＥＧＲ制御弁８ｂを介してＥＧＲ量を制御するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期する制御周期で実行される。   Hereinafter, the air-fuel ratio control process executed by the ECU 2 will be described with reference to FIG. This process calculates the fuel injection amount QINJ and the fuel injection timing φINJ by the fuel injection valve 4, and controls the EGR amount via the EGR control valve 8b, and is executed at a control cycle synchronized with the generation of the TDC signal. Is done.

この処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する。このリッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨは、後述するように、リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨの設定処理において設定される。   In this process, first, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the rich condition flag F_RICH is “1”. The rich condition flag F_RICH is set in the setting process of the rich condition flag F_RICH, as will be described later.

ステップ１の判別結果がＮＯのときには、ステップ２に進み、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」であるか否かを判別する。この高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰの値は、後述する劣化判定処理において設定される。   When the determination result of step 1 is NO, the process proceeds to step 2 to determine whether or not the high NOx condition flag F_NOxUP is “1”. The value of the high NOx condition flag F_NOxUP is set in a deterioration determination process described later.

ステップ２の判別結果がＮＯのときには、空燃比のリーン制御を実行すべきであると判定して、ステップ３に進み、リーン制御処理を実行する。このリーン制御処理では、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リーン制御用の要求トルクＰＭＣＭＤが算出され、このリーン制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リーン制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪが算出される。さらに、このリーン制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リーン制御用の燃料噴射タイミングφＩＮＪが算出される。   When the determination result in step 2 is NO, it is determined that the air-fuel ratio lean control should be executed, and the process proceeds to step 3 to execute the lean control process. In this lean control processing, a required torque PMCMD for lean control is calculated by searching a map (not shown) according to the accelerator opening AP and the engine speed NE, and the required torque PMCMD for lean control and the engine speed are calculated. By searching a map (not shown) according to the number NE, the fuel injection amount QINJ for lean control is calculated. Further, a fuel injection timing φINJ for lean control is calculated by searching a map (not shown) according to the fuel injection amount QINJ for lean control and the engine speed NE.

これに加えて、リーン制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リーン制御用の目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤが算出され、吸入空気量ＧＡＩＲがこの目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤに収束するように、ＥＧＲ制御弁８ｂがフィードバック制御される。   In addition, a target intake air amount GAIR_CMD for lean control is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque PMCMD for lean control and the engine speed NE, and the intake air amount GAIR is calculated as the target air amount GAIR. The EGR control valve 8b is feedback controlled so as to converge to the intake air amount GAIR_CMD.

ステップ３でリーン制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。以上により、エンジン３の空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値になるように制御され、その結果、酸化雰囲気の排ガスがエンジン３から排気通路７に排出される。   After executing the lean control process in step 3 as described above, the present process is terminated. As described above, the air-fuel ratio of the engine 3 is controlled to be a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the exhaust gas in the oxidizing atmosphere is discharged from the engine 3 to the exhaust passage 7.

一方、ステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、空燃比のリッチスパイク制御を実行すべきであると判定して、ステップ４に進み、リッチスパイク制御処理を実行する。このリッチスパイク制御処理では、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リッチスパイク制御用の要求トルクＰＭＣＭＤが算出され、このリッチスパイク制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リッチスパイク制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪが算出される。さらに、このリッチスパイク制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リッチスパイク制御用の燃料噴射タイミングφＩＮＪが算出される。   On the other hand, when the determination result of step 1 is YES, it is determined that the rich spike control of the air-fuel ratio should be executed, the process proceeds to step 4 and the rich spike control process is executed. In this rich spike control process, a required torque PMCMD for rich spike control is calculated by searching a map (not shown) according to the accelerator opening AP and the engine speed NE, and the required torque PMCMD for rich spike control is calculated. The fuel injection amount QINJ for rich spike control is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE. Furthermore, a fuel injection timing φINJ for rich spike control is calculated by searching a map (not shown) according to the fuel injection amount QINJ for rich spike control and the engine speed NE.

これに加えて、リッチスパイク制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、リッチスパイク制御用の目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤが算出され、吸入空気量ＧＡＩＲがこの目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤに収束するように、ＥＧＲ制御弁８ｂがフィードバック制御される。   In addition to this, by searching a map (not shown) according to the required torque PMCMD for rich spike control and the engine speed NE, the target intake air amount GAIR_CMD for rich spike control is calculated, and the intake air amount GAIR is The EGR control valve 8b is feedback-controlled so as to converge to the target intake air amount GAIR_CMD.

ステップ４でリッチスパイク制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。以上により、エンジン３の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値になるように制御される。その結果、還元雰囲気の排ガスがエンジン３から排気通路７に排出されることで、ＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたＮＯｘが還元される。   After the rich spike control process is executed in step 4 as described above, this process ends. As described above, the air-fuel ratio of the engine 3 is controlled to be a richer value than the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, exhaust gas in a reducing atmosphere is discharged from the engine 3 to the exhaust passage 7, so that NOx captured by the NOx purification catalyst 11 is reduced.

一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳのときには、高ＮＯｘ濃度制御を実行すべきであると判定して、ステップ５に進み、高ＮＯｘ濃度制御処理を実行する。この高ＮＯｘ濃度制御処理は、具体的には、図３に示すように実行される。   On the other hand, when the determination result of step 2 is YES, it is determined that the high NOx concentration control should be executed, the process proceeds to step 5 and the high NOx concentration control process is executed. Specifically, this high NOx concentration control process is executed as shown in FIG.

まず、ステップ１０で、前述したリーン制御処理およびリッチスパイク制御処理と同様の手法により、高ＮＯｘ濃度制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射タイミングφＩＮＪを算出する。すなわち、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、高ＮＯｘ濃度制御用の要求トルクＰＭＣＭＤを算出し、この高ＮＯｘ濃度制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、高ＮＯｘ濃度制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射タイミングφＩＮＪを算出する。   First, in step 10, the fuel injection amount QINJ for high NOx concentration control and the fuel injection timing φINJ are calculated by the same method as the lean control process and the rich spike control process described above. That is, a required torque PMCMD for high NOx concentration control is calculated by searching a map (not shown) according to the accelerator opening AP and the engine speed NE, and the required torque PMCMD for high NOx concentration control and the engine rotation are calculated. By searching a map (not shown) according to the number NE, the fuel injection amount QINJ for high NOx concentration control and the fuel injection timing φINJ are calculated.

次に、ステップ１１で、高ＮＯｘ濃度制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、高ＮＯｘ濃度制御用の目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤを算出する。   Next, in step 11, a target intake air amount GAIR_CMD for high NOx concentration control is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque PMCMD for high NOx concentration control and the engine speed NE.

次いで、ステップ１２に進み、ＥＧＲ制御処理を実行した後、本処理を終了する。このＥＧＲ制御処理では、吸入空気量ＧＡＩＲが目標吸入空気量ＧＡＩＲ＿ＣＭＤに収束するように、ＥＧＲ制御弁８ｂがフィードバック制御され、それにより、ＥＧＲ量がリーン制御中よりも減少するように制御される。以上によって、エンジン３から排気通路７に排出される排ガスは、リーン制御中と同じ酸化雰囲気に制御されるとともに、ＮＯｘ濃度がリーン制御中よりも高い値になるように制御される。具体的には、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが、後述する所定の上限値ＣＮＯｘ＿Ｈになるように制御される。   Next, the process proceeds to step 12, and after executing the EGR control process, this process ends. In this EGR control process, the EGR control valve 8b is feedback-controlled so that the intake air amount GAIR converges to the target intake air amount GAIR_CMD, thereby controlling the EGR amount to be smaller than that during the lean control. As described above, the exhaust gas discharged from the engine 3 to the exhaust passage 7 is controlled to the same oxidizing atmosphere as that during lean control, and the NOx concentration is controlled to be higher than that during lean control. Specifically, the upstream NOx concentration CNOx_Pre is controlled so as to become a predetermined upper limit value CNOx_H described later.

図２に戻り、ステップ５で高ＮＯｘ濃度制御処理を以上のように実行した後、空燃比制御処理を終了する。   Returning to FIG. 2, after the high NOx concentration control process is executed in step 5 as described above, the air-fuel ratio control process is terminated.

次に、図４を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される劣化判定処理について説明する。この処理は、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅと下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔに基づいて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を行うものであり、所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。   Next, the deterioration determination process executed by the ECU 2 will be described with reference to FIG. This process determines the deterioration of the NOx purification catalyst 11 based on the upstream NOx concentration CNOx_Pre and the downstream NOx concentration CNOx_Post, and is executed at a predetermined control cycle ΔT (for example, 10 msec).

この処理では、まず、ステップ２０で、判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤが「１」であるか否かを判別する。この判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤは、具体的には、図５に示す設定処理において設定される。この処理では、ステップ４０において、まず、以下の条件（ｆ１）〜（ｆ１１）がいずれも成立しているか否かを判別する。
（ｆ１）リッチスパイク制御を終了してから所定時間が経過していること（この所定時間は値０を含む）。
（ｆ２）今回の運転サイクル中（すなわちエンジン始動時から停止時までの間）において、劣化判定処理を実行済みでないこと。
（ｆ３）エンジン回転数ＮＥが所定の上限値ＮＥ＿Ｈ（例えば２５００ｒｐｍ）と所定の下限値ＮＥ＿Ｌ（例えば１５００ｒｐｍ）の間の範囲内にあること。
（ｆ４）要求トルクＰＭＣＭＤが所定の上限値ＰＭ＿Ｈ（例えば１００Ｎｍ）と所定の下限値ＰＭ＿Ｌ（例えば８０Ｎｍ）の間の範囲内にあること。
（ｆ５）触媒温ＴＣＡＴが所定の上限値ＴＣＡＴ＿Ｈ（例えば４５０℃）と所定の下限値ＴＣＡＴ＿Ｌ（例えば３５０℃）の間の範囲内にあること。
（ｆ６）排ガス温度ＴＥＸが所定の上限値ＴＥＸ＿Ｈ（例えば５００℃）と所定の下限値ＴＣＡＴ＿Ｌ（例えば３５０℃）の間の範囲内にあること。なお、この排ガス温度ＴＥＸは、ＮＯｘ浄化触媒１１に流入する排ガスの温度であり、図示しない排ガス温度センサを用いて検出される。 In this process, first, in step 20, it is determined whether or not a determination condition satisfaction flag F_JUD is “1”. Specifically, the determination condition satisfaction flag F_JUD is set in the setting process shown in FIG. In this process, in step 40, it is first determined whether or not any of the following conditions (f1) to (f11) is satisfied.
(F1) A predetermined time has elapsed since the end of the rich spike control (this predetermined time includes a value of 0).
(F2) Deterioration determination processing has not been executed during the current operation cycle (that is, from engine start to stop).
(F3) The engine speed NE is within a range between a predetermined upper limit value NE_H (for example, 2500 rpm) and a predetermined lower limit value NE_L (for example, 1500 rpm).
(F4) The required torque PMCMD is within a range between a predetermined upper limit value PM_H (for example, 100 Nm) and a predetermined lower limit value PM_L (for example, 80 Nm).
(F5) The catalyst temperature TCAT is in a range between a predetermined upper limit value TCAT_H (for example, 450 ° C.) and a predetermined lower limit value TCAT_L (for example, 350 ° C.).
(F6) The exhaust gas temperature TEX is within a range between a predetermined upper limit value TEX_H (for example, 500 ° C.) and a predetermined lower limit value TCAT_L (for example, 350 ° C.). The exhaust gas temperature TEX is the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst 11, and is detected using an exhaust gas temperature sensor (not shown).

（ｆ７）上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが所定の上限値ＣＮＯｘ＿Ｈ（例えば３００ｐｐｍ）と所定の下限値ＣＮＯｘ＿Ｌ（例えば１００ｐｐｍ）の間の範囲内にあること。
（ｆ８）ＮＯｘ流量ＧＮＯｘが所定の上限値ＧＮＯｘ＿Ｈ（例えば６ｇ／ｈｒ）と所定の下限値ＧＮＯｘ＿Ｌ（例えば３ｇ／ｈｒ）の間の範囲内にあること。なお、このＮＯｘ流量ＧＮＯｘは、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＧＡＩＲなどに基づき、排ガス流量ＱＧＡＳを算出し、これに上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅを乗算することにより算出される。
（ｆ９）ＮＯｘ浄化触媒１１におけるＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが所定の上限値Ｓ＿ＱＮＯｘ＿Ｈ（例えば０．２ｇ）と所定の下限Ｓ＿ＱＮＯｘ＿Ｌ（例えば０．１ｇ）の間の範囲内にあること。なお、このＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘは、ＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたと推定されるＮＯｘ量の積算値であり、後述するＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘと同じ手法により算出される。
（ｆ１０）ＥＧＲ率ＲＥＧＲが所定の上限値ＲＥＧＲ＿Ｈ（例えば５０％）以上の範囲内にあること。なお、このＥＧＲ率ＲＥＧＲは、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＱＡＩＲなどに基づいて算出される。
（ｆ１１）ＥＧＲ制御弁８ｂの開度θＥＧＲが所定の上限値θＥＧＲ＿Ｈ（例えば６０゜）以上であること。なお、このＥＧＲ制御弁８ｂの開度θＥＧＲは、図示しない開度センサを用いて検出される。 (F7) The upstream NOx concentration CNOx_Pre is in a range between a predetermined upper limit value CNOx_H (for example, 300 ppm) and a predetermined lower limit value CNOx_L (for example, 100 ppm).
(F8) The NOx flow rate GNOx is within a range between a predetermined upper limit value GNOx_H (for example, 6 g / hr) and a predetermined lower limit value GNOx_L (for example, 3 g / hr). The NOx flow rate GNOx is calculated by calculating the exhaust gas flow rate QGAS based on the engine speed NE and the intake air amount GAIR, and multiplying this by the upstream NOx concentration CNOx_Pre.
(F9) The NOx trapping amount S_QNOx in the NOx purification catalyst 11 is in a range between a predetermined upper limit value S_QNOx_H (for example, 0.2 g) and a predetermined lower limit S_QNOx_L (for example, 0.1 g). The NOx trapping amount S_QNOx is an integrated value of the NOx amount estimated to be trapped by the NOx purification catalyst 11, and is calculated by the same method as the NOx supply amount sumPreNOx described later.
(F10) The EGR rate REGR is within a predetermined upper limit value REGR_H (for example, 50%) or more. The EGR rate REGR is calculated based on the engine speed NE and the intake air amount QAIR.
(F11) The opening degree θEGR of the EGR control valve 8b is not less than a predetermined upper limit value θEGR_H (for example, 60 °). The opening degree θEGR of the EGR control valve 8b is detected using an opening degree sensor (not shown).

以上の条件（ｆ１）〜（ｆ１１）において、条件（ｆ５），（ｆ６）は、ＮＯｘ浄化触媒１１が適度な活性状態にあることを表す条件であり、条件（ｆ７）〜（ｆ１１）は、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給される排ガスが、劣化判定に最適な状態にあることを表す条件である。   In the above conditions (f1) to (f11), the conditions (f5) and (f6) are conditions indicating that the NOx purification catalyst 11 is in an appropriate active state, and the conditions (f7) to (f11) are This is a condition indicating that the exhaust gas supplied to the NOx purification catalyst 11 is in an optimal state for deterioration determination.

次いで、これらの条件（ｆ１）〜（ｆ１１）がいずれも成立していると判別されたときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立しているとして、判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤが「１」に設定され、それ以外のときには判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤが「０」に設定される。ステップ４０で、判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤを以上のように設定した後、本処理を終了する。   Next, when it is determined that all of these conditions (f1) to (f11) are satisfied, it is determined that the deterioration determination condition for the NOx purification catalyst 11 is satisfied, and the determination condition satisfaction flag F_JUD is set to “1”. Otherwise, the determination condition satisfaction flag F_JUD is set to “0”. In step 40, after the determination condition satisfaction flag F_JUD is set as described above, the present process is terminated.

図４に戻り、ステップ２０の判別結果がＮＯで、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立していないときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を実行すべきでないと判定して、ステップ２１に進み、後述する２つのフラグＦ＿ＺＥＲＯ，Ｆ＿ＣＡＬをいずれも「０」に設定した後、本処理を終了する。   Returning to FIG. 4, when the determination result of step 20 is NO and the deterioration determination condition of the NOx purification catalyst 11 is not satisfied, it is determined that the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 should not be executed, and the process proceeds to step 21. Then, after setting two flags F_ZERO and F_CAL, which will be described later, to “0”, this processing is terminated.

一方、ステップ２０の判別結果がＹＥＳで、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立しているときには、ステップ２２に進み、ゼロ点補正済みフラグＦ＿ＺＥＲＯが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔのゼロ点補正を実行すべきであると判定して、ステップ２３に進み、ゼロ点補正処理を以下に述べるように実行した後、本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 20 is YES and the deterioration determination condition for the NOx purification catalyst 11 is satisfied, the process proceeds to step 22 to determine whether or not the zero point corrected flag F_ZERO is “1”. When the determination result is NO, it is determined that the zero point correction of the downstream NOx concentration CNOx_Post should be executed, the process proceeds to step 23, and the zero point correction process is executed as described below, and then this process is performed. finish.

このステップ２３のゼロ点補正処理では、まず、下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づいて算出した下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを、制御周期ΔＴ毎にサンプリングし、所定個数（例えば１００個）の下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの算出値がサンプリングされた時点で、所定個数のサンプリング値を相加平均演算することによって、平均値が算出される。そして、この平均値の算出以降は、下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づいて算出した下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの実際値から平均値を減算することによって、ゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが算出される。   In the zero point correction process of step 23, first, the downstream NOx concentration CNOx_Post calculated based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23 is sampled every control cycle ΔT, and a predetermined number (for example, 100) of downstream sides is sampled. When the calculated value of the NOx concentration CNOx_Post is sampled, an average value is calculated by performing an arithmetic mean operation on a predetermined number of sampled values. After the calculation of this average value, the zero value corrected downstream NOx concentration CNOx_Post is obtained by subtracting the average value from the actual value of the downstream NOx concentration CNOx_Post calculated based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23. Is calculated.

また、ステップ２３のゼロ点補正処理では、上記の補正項が算出された時点で、ゼロ点補正処理を実行済みであることを表すために、ゼロ点補正済みフラグＦ＿ＺＥＲＯが「１」に設定される。なお、本実施形態では、所定個数の下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの算出値がサンプリングされるまでの間が所定時間に相当する。   Further, in the zero point correction process of step 23, the zero point corrected flag F_ZERO is set to “1” to indicate that the zero point correction process has already been executed when the above correction term is calculated. The In the present embodiment, the time until the calculated value of the predetermined number of downstream NOx concentrations CNOx_Post is sampled corresponds to the predetermined time.

このように、ステップ２３でゼロ点補正済みフラグＦ＿ＺＥＲＯが「１」に設定されると、ステップ２２の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ２４に進み、判定値算出済みフラグＦ＿ＣＡＬが「１」であるか否かを判別する。   As described above, when the zero point corrected flag F_ZERO is set to “1” in step 23, the determination result in step 22 is YES. In this case, the process proceeds to step 24, and the determination value calculated flag F_CAL is “ It is determined whether or not “1”.

この判別結果がＮＯのときには、後述するＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦを算出すべきであると判定して、ステップ２５に進み、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘに応じて、図６に示すマップを検索することにより、ＮＯｘ捕捉能ＮＯｘＳを算出する。このＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘは、ＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたと推定されるＮＯｘ量であり、後述するように、リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨの設定処理において算出される。   When the determination result is NO, it is determined that a NOx supply amount determination value NOxREF, which will be described later, should be calculated, the process proceeds to step 25, and the map shown in FIG. 6 is searched according to the NOx trapping amount S_QNOx. , NOx trapping ability NOxS is calculated. This NOx trapping amount S_QNOx is the NOx amount estimated to be trapped by the NOx purification catalyst 11, and is calculated in the rich condition flag F_RICH setting process, as will be described later.

また、ＮＯｘ捕捉能ＮＯｘＳは、ＮＯｘ浄化触媒１１が捕捉可能なＮＯｘ量を表すものであり、図６のマップでは、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが大きいほど、より小さい値に設定されている。これは、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘがＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたと推定されるＮＯｘ量である関係上、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが大きいほど、ＮＯｘ浄化触媒１１が捕捉可能なＮＯｘ量がより小さくなるためである。   Further, the NOx trapping ability NOxS represents the amount of NOx that can be trapped by the NOx purification catalyst 11, and in the map of FIG. 6, it is set to a smaller value as the NOx trapping amount S_QNOx is larger. This is because the NOx trapping amount S_QNOx is the NOx amount estimated to have been trapped by the NOx purification catalyst 11, and therefore the larger the NOx trapping amount S_QNOx, the smaller the NOx trappable amount that the NOx purification catalyst 11 can trap. is there.

次いで、ステップ２６に進み、触媒温ＴＣＡＴに応じて、図７に示すマップを検索することにより、触媒温補正係数ＣｏｒＴＣＡＴを算出する。同図において、ＴＲＥＦａ〜ＴＲＥＦｄは、ＴＲＥＦａ＜ＴＲＥＦｂ＜ＴＲＥＦｃ＜ＴＲＥＦｄが成立するように設定される触媒温ＴＣＡＴの所定値である。このマップでは、触媒温補正係数ＣｏｒＴＣＡＴは、ＴＲＥＦａ≦ＴＣＡＴ＜ＴＲＥＦｂの範囲において、触媒温ＴＣＡＴが低いほど、より小さい値に設定されている。これは、触媒温ＴＣＡＴがＴＲＥＦａ≦ＴＣＡＴ＜ＴＲＥＦｂの範囲にある場合、触媒温ＴＣＡＴが低いほど、ＮＯｘ浄化触媒１１の活性度合がより低いことで、そのＮＯｘ捕捉能力がより低い状態になるので、それに対応するためである。   Next, the routine proceeds to step 26, where the catalyst temperature correction coefficient CorTCAT is calculated by searching the map shown in FIG. 7 according to the catalyst temperature TCAT. In the figure, TREFa to TREFd are predetermined values of the catalyst temperature TCAT set to satisfy TREFa <TREFb <TREFc <TREFd. In this map, the catalyst temperature correction coefficient CorTCAT is set to a smaller value as the catalyst temperature TCAT is lower in the range of TREFa ≦ TCAT <TREFb. This is because when the catalyst temperature TCAT is in the range of TREFa ≦ TCAT <TREFb, the lower the catalyst temperature TCAT, the lower the degree of activity of the NOx purification catalyst 11, and thus the lower the NOx trapping ability. This is to cope with it.

また、触媒温補正係数ＣｏｒＴＣＡＴは、ＴＲＥＦｂ≦ＴＣＡＴ≦ＴＲＥＦｃの範囲では一定値に設定されており、これは、ＮＯｘ浄化触媒１１の活性度合がＴＲＥＦｂ≦ＴＣＡＴ≦ＴＲＥＦｃの範囲において変化しないためである。さらに、触媒温補正係数ＣｏｒＴＣＡＴは、ＴＲＥＦｃ＜ＴＣＡＴ≦ＴＲＥＦｄの範囲では、触媒温ＴＣＡＴが高いほど、より小さい値に設定されている。これは、触媒温ＴＣＡＴがＴＲＥＦｃ＜ＴＣＡＴ≦ＴＲＥＦｄの範囲にある場合、触媒温ＴＣＡＴが高いほど、ＮＯｘ浄化触媒１１のＮＯｘ捕捉能力が低下するので、それに対応するためである。   Further, the catalyst temperature correction coefficient CorTCAT is set to a constant value in the range of TREFb ≦ TCAT ≦ TREFc, because the degree of activity of the NOx purification catalyst 11 does not change in the range of TREFb ≦ TCAT ≦ TREFc. Further, the catalyst temperature correction coefficient CorTCAT is set to a smaller value as the catalyst temperature TCAT is higher in the range of TREFc <TCAT ≦ TREFd. This is because when the catalyst temperature TCAT is in the range of TREFc <TCAT ≦ TREFd, the higher the catalyst temperature TCAT, the lower the NOx trapping ability of the NOx purification catalyst 11, and this is to cope with it.

ステップ２６に続くステップ２７で、排ガス流量ＱＧＡＳに応じて、図８に示すマップを検索することにより、排ガス流量補正係数ＣｏｒＱＧＡＳを算出する。このマップでは、排ガス流量補正係数ＣｏｒＱＧＡＳは、排ガス流量ＱＧＡＳが大きいほど、より小さい値に設定されている。これは、排ガス流量ＱＧＡＳが大きい場合、排ガスがＮＯｘ浄化触媒１１を通過する際にＮＯｘ浄化触媒１１と反応しにくくなり、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過した排ガスの活性度合が低くなることに起因して、ＮＯｘ浄化触媒１１が実際よりも低いＮＯｘ捕捉能力を示す状態が発生したり、ＮＯｘ浄化触媒１１自体の排ガスとの反応時間（接触時間）が短くなること、および排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されにくくなることに起因して、ＮＯｘ浄化触媒１１に実際に捕捉されるＮＯｘ量が低下してしまう状態が発生したりするので、それに対応するためである。   In step 27 following step 26, an exhaust gas flow rate correction coefficient CorQGAS is calculated by searching a map shown in FIG. 8 according to the exhaust gas flow rate QGAS. In this map, the exhaust gas flow rate correction coefficient CorQGAS is set to a smaller value as the exhaust gas flow rate QGAS is larger. This is because when the exhaust gas flow rate QGAS is large, the exhaust gas hardly reacts with the NOx purification catalyst 11 when passing through the NOx purification catalyst 11, and the activity of the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst 11 becomes low. In addition, a state in which the NOx purification catalyst 11 exhibits a lower NOx trapping capacity than actual occurs, the reaction time (contact time) of the NOx purification catalyst 11 itself with the exhaust gas is shortened, and NOx in the exhaust gas is reduced to the NOx purification catalyst. This is because a state in which the amount of NOx actually trapped by the NOx purification catalyst 11 is reduced due to the fact that it becomes difficult for the NOx trapping to be trapped by the NOx 11 is to cope with it.

次に、ステップ２８に進み、下式（１）により、ＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦ（所定のしきい値）を算出する。

Figure 0004576464
Next, the process proceeds to step 28, where the NOx supply amount determination value NOxREF (predetermined threshold value) is calculated by the following equation (1).
Figure 0004576464

次いで、ＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦを算出済みであることを表すために、ステップ２９に進み、判定値算出済みフラグＦ＿ＣＡＬを「１」に設定した後、本処理を終了する。   Next, in order to indicate that the NOx supply amount determination value NOxREF has been calculated, the routine proceeds to step 29, where the determination value calculated flag F_CAL is set to “1”, and then this processing ends.

上記のように、ステップ２９で判定値算出済みフラグＦ＿ＣＡＬが「１」に設定されると、ステップ２４の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ３０に進み、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ３１に進み、高ＮＯｘ濃度制御を実行すべきであることを表すために、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰを「１」に設定した後、本処理を終了する。   As described above, when the determination value calculated flag F_CAL is set to “1” in step 29, the determination result in step 24 is YES. In this case, the process proceeds to step 30, and the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “ It is determined whether or not “1”. When the determination result is NO, the process proceeds to step 31 to set the high NOx condition flag F_NOxUP to “1” to indicate that the high NOx concentration control should be executed, and then the present process is terminated.

このように、ステップ３１で高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」に設定されると、ステップ３０の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ３２に進み、下式（２）により、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘを算出する。

Figure 0004576464
As described above, when the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “1” in step 31, the determination result in step 30 is YES. In this case, the process proceeds to step 32, and the NOx supply is performed by the following equation (2) The amount sumPreNOx is calculated.
Figure 0004576464

この式（２）において、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘＺは、ＮＯｘ供給量の前回値を表している。また、式（２）の右辺の第２項は、上流側ＮＯｘ濃度と排ガス流量と制御周期の積ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅ・ＱＧＡＳ・ΔＴであるので、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたＮＯｘ量を表すものである。したがって、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘは、そのような値ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅ・ＱＧＡＳ・ΔＴを積算することによって算出されるので、高ＮＯｘ濃度制御処理の開始タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと推定されるＮＯｘの総量を表すものになる。   In this formula (2), sumPreNOxZ represents the previous value of the NOx supply amount. In addition, the second term on the right side of the equation (2) is the product CNOx_Pre · QGAS · ΔT of the upstream NOx concentration, the exhaust gas flow rate, and the control cycle, so that the NOx is between the previous control timing and the current control timing. This represents the amount of NOx supplied to the purification catalyst 11. Therefore, since the NOx supply amount sumPreNOx is calculated by integrating such values CNOx_Pre · QGAS · ΔT, the NOx purification catalyst 11 receives the NOx purification catalyst 11 between the start timing of the high NOx concentration control process and the current control timing. It represents the total amount of NOx estimated to be supplied.

次いで、ステップ３３に進み、下式（３）により、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを算出する。

Figure 0004576464
Next, the routine proceeds to step 33, where the NOx slip amount sumPostNOx is calculated by the following equation (3).
Figure 0004576464

この式（３）において、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘＺは、ＮＯｘスリップ量の前回値を表している。また、式（３）の右辺の第２項は、下流側ＮＯｘ濃度と排ガス流量と制御周期の積ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ・ＱＧＡＳ・ΔＴであるので、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されることなく、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過したＮＯｘ量を表すものである。したがって、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘは、そのような値ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔ・ＱＧＡＳ・ΔＴを積算することによって算出されるので、高ＮＯｘ濃度制御処理の開始タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過したと推定されるＮＯｘの総量を表すものになる。   In this formula (3), sumPostNOxZ represents the previous value of the NOx slip amount. Further, the second term on the right side of the equation (3) is the product CNOx_Post · QGAS · ΔT of the downstream NOx concentration, the exhaust gas flow rate, and the control cycle, and therefore, the NOx between the previous control timing and the current control timing. This represents the amount of NOx that has passed through the NOx purification catalyst 11 without being captured by the purification catalyst 11. Therefore, the NOx slip amount sumPostNOx is calculated by accumulating such values CNOx_Post · QGAS · ΔT, so that the NOx purification catalyst 11 is not changed between the start timing of the high NOx concentration control process and the current control timing. It represents the total amount of NOx estimated to have passed.

次に、ステップ３４で、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立しているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立しているときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を行うのに十分な量のＮＯｘがＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと判定して、後述するステップ３６に進む。   Next, in step 34, it is determined whether sumPreNOx> NOxREF is satisfied. If the determination result is YES and sumPreNOx> NOxREF is established, it is determined that a sufficient amount of NOx has been supplied to the NOx purification catalyst 11 for determining the deterioration of the NOx purification catalyst 11, and step 36 described later is performed. Proceed to

一方、ステップ３４の判別結果がＮＯで、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ≦ＮＯｘＲＥＦのときには、ステップ３５に進み、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦ２が成立しているか否かを判別する。このＮＯｘＲＥＦ２は、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘの所定の判定値（所定値）であり、一定値に設定される。   On the other hand, if the determination result in step 34 is NO and sumPreNOx ≦ NOxREF, the process proceeds to step 35 to determine whether or not sumPostNOx> NOxREF2. This NOxREF2 is a predetermined determination value (predetermined value) of the NOx slip amount sumPostNOx, and is set to a constant value.

ステップ３５の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ３５の判別結果がＹＥＳで、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦ２が成立しているときには、ＮＯｘ浄化触媒１１を通り抜けたＮＯｘ量が多い状態にあることで、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を行うべきであると判定して、ステップ３６に進む。   When the determination result of step 35 is NO, this process is ended as it is. On the other hand, when the determination result in step 35 is YES and sumPostNOx> NOxREF2 is established, the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 should be performed because the amount of NOx passing through the NOx purification catalyst 11 is large. To proceed to step 36.

以上のステップ３４または３５に続くステップ３６で、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を実行する。この触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理は、具体的には図９に示すように実行される。   In step 36 following step 34 or 35 described above, a catalyst deterioration flag F_CATNG setting process is executed. The catalyst deterioration flag F_CATNG setting process is specifically executed as shown in FIG.

この処理では、まず、ステップ５０で、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘが所定の判定値ＮＯｘＪＵＤよりも大きいか否かを判別する。この判定値ＮＯｘＪＵＤは、一定値に設定されている。この判別結果がＮＯで、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ≦ＮＯｘＪＵＤのときには、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化していないと判定して、ステップ５１に進み、それを表すために、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「０」に設定する。   In this process, first, in step 50, it is determined whether or not the NOx slip amount sumPostNOx is larger than a predetermined determination value NOxJUD. This determination value NOxJUD is set to a constant value. When the determination result is NO and sumPostNOx ≦ NOxJUD, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has not deteriorated, the process proceeds to step 51, and the catalyst deterioration flag F_CATNG is set to “0” to indicate that.

一方、ステップ５０の判別結果がＹＥＳで、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＪＵＤのときには、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化したと判定して、ステップ５２に進み、それを表すために、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「１」に設定する。   On the other hand, if the determination result in step 50 is YES and sumPostNOx> NOxJUD, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has deteriorated, the process proceeds to step 52, and the catalyst deterioration flag F_CATNG is set to “1” in order to represent it. To do.

以上のステップ５１または５２に続くステップ５３で、高ＮＯｘ濃度制御処理を終了すべきであることを表すために、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰを「０」に設定する。   In step 53 following step 51 or 52 above, the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “0” to indicate that the high NOx concentration control process should be terminated.

次に、ステップ５４に進み、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘと、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘをいずれも値０に設定した後、本処理を終了する。   Next, the process proceeds to step 54, where the NOx supply amount sumPreNOx and the NOx slip amount sumPostNOx are both set to the value 0, and then this process is terminated.

図４に戻り、ステップ３６で、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を以上のように実行した後、劣化判定処理を終了する。   Returning to FIG. 4, in step 36, the catalyst deterioration flag F_CATNG setting process is executed as described above, and then the deterioration determination process is terminated.

なお、前述したステップ３５において、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを、判定値ＮＯｘＲＥＦ２に代えて、前述したステップ５０で用いた判定値ＮＯｘＪＵＤと比較するように構成してもよい。   In step 35 described above, the NOx slip amount sumPostNOx may be compared with the determination value NOxJUD used in step 50 described above instead of the determination value NOxREF2.

次に、図１０を参照しながら、前述したリッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨの設定処理について説明する。同図に示すように、この設定処理では、まず、ステップ６０で、リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ６１に進み、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘを算出する。   Next, the above-described rich condition flag F_RICH setting process will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in this setting process, first, in step 60, it is determined whether or not the rich condition flag F_RICH is “1”. When the determination result is NO, the process proceeds to step 61, and the NOx trapping amount S_QNOx is calculated.

このＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘは、前述したように、ＮＯｘ浄化触媒１１に捕捉されたと推定されるＮＯｘ量であり、具体的には以下に述べるように算出される。すなわち、要求トルクＰＭＣＭＤ、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡＩＲおよびＥＧＲ制御弁８ｂの開度（すなわちＥＧＲ量）などのパラメータに応じて、図示しないマップを検索することにより、エンジン３の燃焼室から排気通路７に排出されるＮＯｘ排出量ＱＮＯｘを算出するとともに、これを積算することによって、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが算出される。   This NOx trapping amount S_QNOx is the NOx amount estimated to be trapped by the NOx purification catalyst 11 as described above, and is specifically calculated as described below. That is, by searching a map (not shown) according to parameters such as required torque PMCMD, engine speed NE, intake air amount GAIR, and opening degree of EGR control valve 8b (that is, EGR amount), a combustion chamber of engine 3 can be searched. A NOx trapping amount S_QNOx is calculated by calculating the NOx emission amount QNOx discharged to the exhaust passage 7 and integrating the NOx emission amount QNOx.

次いで、ステップ６２に進み、前述した高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、リーン制御中であるときには、ステップ６３に進み、捕捉判定値ＳＲＥＦを第１所定値ＳＲＥＦ１に設定する。   Next, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the above-described high NOx condition flag F_NOxUP is “1”. If the determination result is NO and lean control is being performed, the process proceeds to step 63, where the capture determination value SREF is set to the first predetermined value SREF1.

一方、ステップ６２の判別結果がＹＥＳで、高ＮＯｘ濃度制御中であるときには、ステップ６４に進み、捕捉判定値ＳＲＥＦを第２所定値ＳＲＥＦ２に設定する。ここで、第１および第２所定値ＳＲＥＦ１，ＳＲＥＦ２は、ＳＲＥＦ１＜ＳＲＥＦ２が成立するような一定値に設定されている。これは、高ＮＯｘ濃度制御の実行中、排ガスのＮＯｘ濃度がリーン制御中よりも高くなるように、エンジン３の運転状態が制御されることで、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘの増大度合がリーン制御中よりも大きくなることによる。   On the other hand, if the determination result in step 62 is YES and the high NOx concentration control is being performed, the process proceeds to step 64 and the capture determination value SREF is set to the second predetermined value SREF2. Here, the first and second predetermined values SREF1, SREF2 are set to constant values so that SREF1 <SREF2 is satisfied. This is because, during the execution of the high NOx concentration control, the operating state of the engine 3 is controlled so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes higher than during the lean control, so that the increase degree of the NOx trapping amount S_QNOx is higher than during the lean control. Also because it grows.

ステップ６３または６４に続くステップ６５で、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが捕捉判定値ＳＲＥＦよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、リーン制御または高ＮＯｘ濃度制御を継続すべきであると判定して、そのまま本処理を終了する一方、この判別結果がＹＥＳのときには、リッチスパイク制御を実行すべきであると判定して、ステップ６６に進み、それを表すために、リッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨを「１」に設定した後、本処理を終了する。   In step 65 following step 63 or 64, it is determined whether or not the NOx trapping amount S_QNOx is larger than the trapping determination value SREF. When the determination result is NO, it is determined that the lean control or the high NOx concentration control should be continued, and the present process is terminated as it is. When the determination result is YES, the rich spike control should be executed. In step 66, the rich condition flag F_RICH is set to “1” to indicate this, and then this process ends.

一方、ステップ６０の判別結果がＹＥＳで、リッチスパイク制御中のときには、ステップ６７に進み、減算値ＤＥＣを算出する。この減算値ＤＥＣは、リッチスパイク制御の実行により、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１で還元されたと推定されるＮＯｘ量であり、具体的には、運転状態を表すパラメータ（例えば、要求トルクＰＭＣＭＤ、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡＩＲおよびＥＧＲ制御弁８ｂの開度など）に応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。   On the other hand, if the determination result in step 60 is YES and rich spike control is being performed, the process proceeds to step 67 to calculate the subtraction value DEC. This subtraction value DEC is the amount of NOx estimated to have been reduced by the NOx purification catalyst 11 during the period from the previous control timing to the current control timing due to the execution of rich spike control. Is calculated by searching a map (not shown) according to parameters (for example, required torque PMCMD, engine speed NE, intake air amount GAIR, opening degree of EGR control valve 8b, etc.).

次いで、ステップ６８に進み、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘを、その前回値Ｓ＿ＱＮＯｘＺから減算値ＤＥＣを減算した値（Ｓ＿ＱＮＯｘＺ−ＤＥＣ）に設定する。次に、ステップ６９で、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘが所定の終了判定値ＳＤＥＣ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、リッチスパイク制御を継続すべきであると判定して、そのまま本処理を終了する。   Next, the routine proceeds to step 68, where the NOx trapping amount S_QNOx is set to a value (S_QNOxZ-DEC) obtained by subtracting the subtraction value DEC from the previous value S_QNOxZ. Next, in step 69, it is determined whether or not the NOx trapping amount S_QNOx is equal to or less than a predetermined end determination value SDEC. When the determination result is NO, it is determined that the rich spike control should be continued, and this process is terminated as it is.

一方、ステップ６９の判別結果がＹＥＳのときには、リッチスパイク制御を終了すべきであると判定して、ステップ７０に進み、それを表すためにリッチ条件フラグＦ＿ＲＩＣＨを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result in step 69 is YES, it is determined that the rich spike control should be terminated, the process proceeds to step 70, and the rich condition flag F_RICH is set to “0” to represent it. Thereafter, this process is terminated.

次に、図１１を参照しながら、高ＮＯｘ濃度制御処理および劣化判定処理を以上のように実行した場合の制御結果例について説明する。なお、同図中の下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔと、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘとにおいて、実線で示す曲線は、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化している場合のものであり、破線で示す曲線は、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化していない場合のものである。   Next, an example of control results when the high NOx concentration control process and the deterioration determination process are executed as described above will be described with reference to FIG. Note that, in the downstream side NOx concentration CNOx_Post and the NOx slip amount sumPostNOx in the same figure, the curve indicated by the solid line is that when the NOx purification catalyst 11 is deteriorated, and the curve indicated by the broken line is the NOx purification catalyst. This is the case when 11 is not deteriorated.

同図に示すように、時刻ｔ１で、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立し、Ｆ＿ＪＵＤ＝１が成立すると、その後のＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦが算出された時点（時刻ｔ２）で、Ｆ＿ＮＯｘＵＰ＝１が成立し、高ＮＯｘ濃度制御処理が開始されるとともに、この高ＮＯｘ濃度制御処理の開始時点から任意の時間が経過したタイミング（時刻ｔ３）で、高ＮＯｘ濃度の排ガスが上流側ＮＯｘセンサ２２に到達し、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘが上昇し始める。このＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘの上昇開始以降において、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化しているときには、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔも時間の経過に伴って上昇するとともに、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘも時間の経過に伴って上昇する。そして、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立した時点（時刻ｔ４）で、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＪＵＤが成立する。それにより、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化したと判定される。   As shown in the figure, when the deterioration determination condition for the NOx purification catalyst 11 is satisfied at time t1 and F_JUD = 1 is satisfied, F_NOxUP is calculated at the time (time t2) when the subsequent NOx supply amount determination value NOxREF is calculated. = 1 is established, and the high NOx concentration control process is started, and at the timing (time t3) when an arbitrary time has elapsed from the start of the high NOx concentration control process, the exhaust gas having the high NOx concentration becomes the upstream NOx sensor. The NOx supply amount sumPreNOx begins to rise. When the NOx purification catalyst 11 has deteriorated after the start of the increase in the NOx supply amount sumPreNOx, the downstream NOx concentration CNOx_Post also increases with time, and the NOx slip amount sumPostNOx also increases with time. To do. Then, sumPostNOx> NOxJUD is established when sumPreNOx> NOxREF is established (time t4). Thereby, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has deteriorated.

一方、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化していないときには、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ＰｏｓｔおよびＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘがほとんど変化しない。それにより、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立した時点（時刻ｔ４）でも、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ≦ＮＯｘＪＵＤが成立する。それにより、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化していないと判定される。   On the other hand, when the NOx purification catalyst 11 is not deteriorated, the downstream side NOx concentration CNOx_Post and the NOx slip amount sumPostNOx hardly change. Thereby, even when sumPreNOx> NOxREF is satisfied (time t4), sumPostNOx ≦ NOxJUD is satisfied. Thereby, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has not deteriorated.

以上のように、第１実施形態の劣化判定装置１によれば、図４の劣化判定処理において、下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号値に基づいて、ゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが算出されるとともに、このゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔに基づいて、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘが算出される。また、上流側ＮＯｘセンサ２２の検出信号値に基づいて、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが算出され、この上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅに基づいて、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘが算出される。そして、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立したときに、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを所定の判定値ＮＯｘＪＵＤと比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定が実行される。すなわち、ＮＯｘ浄化触媒１１に実際に流入したＮＯｘ量が十分な値に達した時点での、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過したと推定されるＮＯｘの総量の大小度合に基づいて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化が判定される。   As described above, according to the deterioration determination device 1 of the first embodiment, in the deterioration determination process of FIG. 4, the zero-point corrected downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated based on the detection signal value of the downstream NOx sensor 23. In addition to the calculation, the NOx slip amount sumPostNOx is calculated based on the zero-point corrected downstream NOx concentration CNOx_Post. Further, the upstream NOx concentration CNOx_Pre is calculated based on the detection signal value of the upstream NOx sensor 22, and the NOx supply amount sumPreNOx is calculated based on the upstream NOx concentration CNOx_Pre. Then, when sumPreNOx> NOxREF is established, the NOx purification catalyst 11 is judged for deterioration by comparing the NOx slip amount sumPostNOx with a predetermined judgment value NOxJUD. That is, based on the degree of the total amount of NOx estimated to have passed through the NOx purification catalyst 11 when the amount of NOx actually flowing into the NOx purification catalyst 11 reaches a sufficient value, the NOx purification catalyst 11 Deterioration is determined.

一般に、下流側ＮＯｘセンサ２３のような、ＮＯｘ浄化触媒１１よりも下流側の排ガス中のＮＯｘ濃度を表すパラメータを検出するセンサの場合、ゼロ点のドリフトなどの経時変化が生じやすく、その出力特性が変化しやすいとともに、ＮＯｘ浄化触媒１１の活性状態などに起因して排ガス組成が変化すると、それに伴って出力変動を生じるという特性を有している。そのため、下流側ＮＯｘセンサ２３を用いて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定した場合、上述した出力特性の変化や出力変動が発生するのに起因して、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの算出精度が低下し、劣化判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この劣化判定装置１によれば、劣化判定処理において、ゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが用いられるので、劣化判定の開始直前において、上述した出力特性の変化や出力変動が下流側ＮＯｘセンサ２３で発生している場合でも、その影響を回避しながら、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定することができ、それにより、劣化判定精度を向上させることができる。   In general, in the case of a sensor that detects a parameter indicating the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the NOx purification catalyst 11, such as the downstream NOx sensor 23, a change with time such as a zero point drift is likely to occur, and its output characteristics Is easily changed, and when the exhaust gas composition changes due to the active state of the NOx purification catalyst 11 or the like, the output fluctuates accordingly. Therefore, when the deterioration of the NOx purification catalyst 11 is determined using the downstream side NOx sensor 23, the calculation accuracy of the downstream side NOx concentration CNOx_Post is reduced due to the change in the output characteristics and the output fluctuation described above. In addition, there is a risk that the degradation determination accuracy is lowered. On the other hand, according to the deterioration determination device 1, since the downstream NOx concentration CNOx_Post that has been subjected to zero point correction is used in the deterioration determination process, immediately before the start of the deterioration determination, the change in the output characteristics and the output fluctuation described above. Even when the NOx sensor 23 is generated in the downstream side NOx sensor 23, it is possible to determine the deterioration of the NOx purification catalyst 11 while avoiding the influence thereof, thereby improving the deterioration determination accuracy.

また、図４のステップ２３のゼロ点補正処理では、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立した以降の下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づいて算出した下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを所定個数サンプリングし、これらの平均値を補正項として用いることにより、ゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが算出されるので、このサンプリング期間中において、下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号値が一時的にばらついたり、比較的大きな誤差を一時的に生じたりした場合でも、その影響を回避しながら、ゼロ点補正済みの下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを精度よく算出することができ、それにより、劣化判定精度をさらに向上させることができる。   Further, in the zero point correction process of step 23 of FIG. 4, a predetermined number of downstream NOx concentrations CNOx_Post calculated based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23 after the deterioration determination condition of the NOx purification catalyst 11 is satisfied are sampled. By using these average values as the correction terms, the zero-point corrected downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated. Therefore, the detection signal value of the downstream NOx sensor 23 varies temporarily during this sampling period. Even if a relatively large error occurs temporarily, the zero-point corrected downstream NOx concentration CNOx_Post can be accurately calculated while avoiding the influence, thereby further improving the accuracy of deterioration determination. Can be made.

さらに、図４のステップ３１で、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」に設定されると、図２の空燃比制御処理において、ステップ５の高ＮＯｘ濃度制御処理が実行される。それにより、エンジン３から排気通路７に排出される排ガスが、リーン制御中と同じ酸化雰囲気に制御されるとともに、そのＮＯｘ濃度がリーン制御中よりも高い値になるように制御されることによって、図４のステップ３４または３５の判別結果がＹＥＳとなるまでの時間を短縮することができる。その結果、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を迅速に実行することができる。   Further, when the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “1” in step 31 of FIG. 4, the high NOx concentration control process of step 5 is executed in the air-fuel ratio control process of FIG. Thereby, the exhaust gas discharged from the engine 3 to the exhaust passage 7 is controlled to the same oxidizing atmosphere as during lean control, and the NOx concentration is controlled to be higher than that during lean control. The time until the determination result of step 34 or 35 in FIG. 4 becomes YES can be shortened. As a result, the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 can be executed quickly.

また、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ≦ＮＯｘＲＥＦの場合でも、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦ２が成立したときには、ステップ５０〜５２で、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを所定の判定値ＮＯｘＪＵＤと比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定が実行される。すなわち、ＮＯｘ浄化触媒１１に実際に流入したＮＯｘ量が小さい場合でも、ＮＯｘ浄化触媒１１を実際に通り抜けたＮＯｘの総量が多いことで、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化した可能性が高いときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定が実行されることで、高ＮＯｘ濃度制御が中止される。それにより、高ＮＯｘ濃度制御処理の実行時間を短縮でき、排ガス特性の悪化を抑制することができる。   Even when sumPreNOx ≦ NOxREF, when sumPostNOx> NOxREF2 is satisfied, the NOx purification catalyst 11 is judged for deterioration by comparing the NOx slip amount sumPostNOx with a predetermined judgment value NOxJUD in steps 50 to 52. . That is, even when the amount of NOx actually flowing into the NOx purification catalyst 11 is small, if the NOx purification catalyst 11 is highly likely to be deteriorated due to the large total amount of NOx actually passing through the NOx purification catalyst 11, the NOx purification is performed. By executing the deterioration determination of the catalyst 11, the high NOx concentration control is stopped. Thereby, the execution time of the high NOx concentration control process can be shortened, and the deterioration of the exhaust gas characteristics can be suppressed.

さらに、高ＮＯｘ濃度制御の実行中、図１０のステップ６４において、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘと比較される捕捉判定値ＳＲＥＦが、リーン制御中のときの第１所定値ＳＲＥＦ１よりも大きい第２所定値ＳＲＥＦ２に設定されるので、高ＮＯｘ濃度制御中であることで、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘの増大度合がリーン制御中よりも大きい場合でも、Ｓ＿ＱＮＯｘ＞ＳＲＥＦが成立しにくくなり、それにより、高ＮＯｘ濃度制御を継続しながら、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を適切に実行することができる。   Further, during the execution of the high NOx concentration control, in step 64 of FIG. 10, the capture determination value SREF compared with the NOx capture amount S_QNOx is larger than the first predetermined value SREF1 when the lean control is being performed. Therefore, even when the degree of increase in the NOx trapping amount S_QNOx is larger than that during lean control, S_QNOx> SREF is less likely to be established, thereby enabling high NOx concentration control. While continuing, the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 can be appropriately executed.

これに加えて、排気通路７のＮＯｘ浄化触媒１１の下流側に下流側ＮＯｘ浄化触媒１２が設けられているので、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定中、下流側ＮＯｘ浄化触媒１２によって、ＮＯｘ浄化触媒１１を通り抜けたＮＯｘを浄化することができる。それにより、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定中における排ガス特性の悪化を確実に回避することができる。   In addition, since the downstream NOx purification catalyst 12 is provided downstream of the NOx purification catalyst 11 in the exhaust passage 7, the NOx purification catalyst 12 is used by the downstream NOx purification catalyst 12 during the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11. NOx having passed through 11 can be purified. Thereby, it is possible to reliably avoid the deterioration of the exhaust gas characteristics during the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11.

なお、第１実施形態は、上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段として、上流側ＮＯｘセンサ２２を用いた例であるが、本発明の上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段はこれに限らず、ＮＯｘ浄化触媒の上流側におけるＮＯｘ濃度を表すパラメータを検出可能なものであればよい。   The first embodiment is an example in which the upstream NOx sensor 22 is used as the upstream NOx concentration parameter detecting means. However, the upstream NOx concentration parameter detecting means of the present invention is not limited to this, and the NOx purification catalyst is not limited to this. What is necessary is just to be able to detect a parameter representing the NOx concentration on the upstream side.

また、第１実施形態は、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段として、下流側ＮＯｘセンサ２３を用いた例であるが、本発明の下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段はこれに限らず、ＮＯｘ浄化触媒の下流側におけるＮＯｘ濃度を表すパラメータを検出可能なものであればよい。   The first embodiment is an example in which the downstream NOx sensor 23 is used as the downstream NOx concentration parameter detecting means, but the downstream NOx concentration parameter detecting means of the present invention is not limited to this, and the NOx purification catalyst is not limited to this. What is necessary is just to be able to detect a parameter representing the NOx concentration on the downstream side.

さらに、第１実施形態は、図４のステップ２３において、前述したようにゼロ点補正処理を実行した例であるが、ゼロ点補正処理を以下に述べるように実行してもよい。すなわち、下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号値を、制御周期ΔＴ毎にサンプリングし、所定個数（例えば１００個）の検出信号値がサンプリングされた時点で、所定個数のサンプリング値を相加平均演算することによって、補正項を算出する。そして、この補正項の算出以降は、下流側ＮＯｘセンサ２３の実際の検出信号値から補正項を減算した値に基づいて、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを算出する。図４のステップ２３において、以上のようにゼロ点補正処理を実行した場合でも、第１実施形態の手法と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, although 1st Embodiment is an example which performed the zero point correction process as mentioned above in step 23 of FIG. 4, you may perform a zero point correction process as described below. That is, the detection signal value of the downstream NOx sensor 23 is sampled every control cycle ΔT, and when a predetermined number (for example, 100) of detection signal values is sampled, an arithmetic average operation is performed on the predetermined number of sampling values. Thus, a correction term is calculated. After the calculation of the correction term, the downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated based on the value obtained by subtracting the correction term from the actual detection signal value of the downstream NOx sensor 23. Even in the case where the zero point correction process is executed as described above in Step 23 of FIG. 4, it is possible to obtain the same operation effect as the method of the first embodiment.

一方、第１実施形態は、高ＮＯｘ濃度制御処理を図３に示すように実行した例であるが、高ＮＯｘ濃度制御処理はこれに限らず、ＮＯｘ浄化触媒１１に流入する排ガスを、リーン制御中と同じように酸化雰囲気に制御するとともに、そのＮＯｘ濃度をリーン制御中よりも高い値になるように制御する処理であればよい。例えば、高ＮＯｘ濃度制御処理を図１２に示すように実行してもよい。   On the other hand, the first embodiment is an example in which the high NOx concentration control process is executed as shown in FIG. 3, but the high NOx concentration control process is not limited to this, and the exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst 11 is lean-controlled. As long as the inside is controlled to an oxidizing atmosphere, the processing may be performed so that the NOx concentration is controlled to be higher than that during lean control. For example, the high NOx concentration control process may be executed as shown in FIG.

同図に示すように、この高ＮＯｘ濃度制御処理では、まず、ステップ７１で、前述したステップ１０と同じ手法により、高ＮＯｘ濃度制御用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射タイミングφＩＮＪを算出する。   As shown in the figure, in this high NOx concentration control process, first, in step 71, the fuel injection amount QINJ and fuel injection timing φINJ for high NOx concentration control are calculated by the same method as in step 10 described above.

次いで、ステップ７２で、高ＮＯｘ濃度制御用の要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅの目標値ＣＮＯｘ＿ＰｒｅＣＭＤを算出する。この目標値ＣＮＯｘ＿ＰｒｅＣＭＤは、リーン制御中の上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅよりも高い値に設定されている。   Next, at step 72, a target value CNOx_PreCMD of the upstream NOx concentration CNOx_Pre is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque PMCMD for high NOx concentration control and the engine speed NE. This target value CNOx_PreCMD is set to a value higher than the upstream NOx concentration CNOx_Pre during lean control.

ステップ７２に続くステップ７３で、ＥＧＲ制御処理を実行する。具体的には、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが上記目標値ＣＮＯｘ＿ＰｒｅＣＭＤに収束するように、ＥＧＲ制御弁８ｂをフィードバック制御する。その後、本処理を終了する。以上によって、エンジン３から排気通路７に排出される排ガスは、リーン制御中と同じ酸化雰囲気に制御されるとともに、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅがリーン制御中よりも高い値になるように制御される。それによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を精度よく迅速に実行することができる。   In step 73 following step 72, an EGR control process is executed. Specifically, the EGR control valve 8b is feedback-controlled so that the upstream NOx concentration CNOx_Pre converges to the target value CNOx_PreCMD. Thereafter, this process is terminated. As described above, the exhaust gas discharged from the engine 3 to the exhaust passage 7 is controlled to have the same oxidizing atmosphere as that during lean control, and the upstream NOx concentration CNOx_Pre is controlled to be higher than that during lean control. As a result, the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 can be performed accurately and quickly.

次に、本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置の劣化判定装置について説明する。この劣化判定装置は、第１実施形態の劣化判定装置１と比較すると、第１実施形態の図４に示す劣化判定処理に代えて、図１３に示す劣化判定処理をＥＣＵ２によって実行する点のみが異なっているので、以下、図１３に示す劣化判定処理についてのみ説明する。   Next, a deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention will be described. Compared with the deterioration determination device 1 of the first embodiment, this deterioration determination device is different from the deterioration determination processing shown in FIG. 4 of the first embodiment only in that the ECU 2 performs the deterioration determination processing shown in FIG. Since they are different, only the deterioration determination process shown in FIG. 13 will be described below.

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段、制御手段、ＮＯｘ供給量算出手段、ＮＯｘスリップ量算出手段、劣化判定手段、実行条件判定手段、判定値算出手段、ＮＯｘ捕捉量算出手段および捕捉判定値設定手段に相当する。   In the present embodiment, the ECU 2 includes an upstream NOx concentration parameter detection means, a downstream NOx concentration parameter detection means, a control means, a NOx supply amount calculation means, a NOx slip amount calculation means, a deterioration determination means, an execution condition determination means, It corresponds to a determination value calculation means, a NOx trapping amount calculation means, and a capture determination value setting means.

図１３に示す劣化判定処理も、前述した図４の劣化判定処理と同様に、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅと下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔに基づいて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を行うものであり、所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。   The deterioration determination process shown in FIG. 13 also performs the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 on the basis of the upstream NOx concentration CNOx_Pre and the downstream NOx concentration CNOx_Post, similarly to the deterioration determination process of FIG. The control period ΔT (for example, 10 msec) is executed.

この処理では、まず、ステップ８０で、前述した判定条件成立フラグＦ＿ＪＵＤが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立していないときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を実行すべきでないと判定して、ステップ８１に進み、後述する平均値算出済みフラグＦ＿ＡＶＥと、前述した判定値算出済みフラグＦ＿ＣＡＬとをいずれも「０」に設定した後、本処理を終了する。   In this process, first, in step 80, it is determined whether or not the above-described determination condition satisfaction flag F_JUD is “1”. When the determination result is NO and the deterioration determination condition of the NOx purification catalyst 11 is not satisfied, it is determined that the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 should not be executed, the process proceeds to step 81 and an average value calculated later is calculated. After setting both the flag F_AVE and the above-described determination value calculated flag F_CAL to “0”, the present process is terminated.

一方、ステップ８０の判別結果がＹＥＳで、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立しているときには、ステップ８２に進み、平均値算出済みフラグＦ＿ＡＶＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの平均値ａｖｅＣＮＯｘを算出すべきであると判定して、ステップ８３に進み、平均値ａｖｅＣＮＯｘの算出処理を実行した後、本処理を終了する。なお、本実施形態では、平均値ａｖｅＣＮＯｘが下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値に相当する。   On the other hand, if the determination result in step 80 is YES and the deterioration determination condition for the NOx purification catalyst 11 is satisfied, the process proceeds to step 82 to determine whether or not the average value calculated flag F_AVE is “1”. When the determination result is NO, it is determined that the average value aveCNOx of the downstream NOx concentration CNOx_Post should be calculated, the process proceeds to step 83, the calculation process of the average value aveCNOx is executed, and then the present process is terminated. In the present embodiment, the average value aveCNOx corresponds to the average value of the downstream NOx concentration parameter.

このステップ８３では、平均値ａｖｅＣＮＯｘが以下に述べるように算出される。まず、制御周期ΔＴ毎に、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを下流側ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づいて算出し、この算出値をサンプリングする。そして、所定個数（例えば１００個）の算出値がサンプリングされた時点で、所定個数のサンプリング値を相加平均演算することによって、平均値ａｖｅＣＮＯｘを算出する。なお、本実施形態では、所定個数の下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの算出値がサンプリングされるまでの間が所定時間に相当する。そして、この平均値ａｖｅＣＮＯｘが算出された時点で、これを算出済みであることを表すために、平均値算出済みフラグＦ＿ＡＶＥが「１」に設定される。   In this step 83, the average value aveCNOx is calculated as described below. First, at each control period ΔT, the downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23, and the calculated value is sampled. Then, when a predetermined number (for example, 100) of calculated values are sampled, an average value aveCNOx is calculated by performing an arithmetic mean operation on the predetermined number of sampled values. In the present embodiment, the time until the calculated value of the predetermined number of downstream NOx concentrations CNOx_Post is sampled corresponds to the predetermined time. Then, when the average value aveCNOx is calculated, the average value calculated flag F_AVE is set to “1” to indicate that the average value aveCNOx has been calculated.

このように、ステップ８３で平均値算出済みフラグＦ＿ＡＶＥが「１」に設定されると、ステップ８２の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ８４に進み、判定値算出済みフラグＦ＿ＣＡＬが「１」であるか否かを判別する。   Thus, when the average value calculated flag F_AVE is set to “1” in step 83, the determination result in step 82 is YES. In this case, the process proceeds to step 84, where the determination value calculated flag F_CAL is “ It is determined whether or not “1”.

この判別結果がＮＯのときには、ＮＯｘ供給量判定値ＮＯｘＲＥＦを算出すべきであると判定して、ステップ８５〜８９を、前述した図４のステップ２５〜２９と同様に実行した後、本処理を終了する。   If the determination result is NO, it is determined that the NOx supply amount determination value NOxREF should be calculated, and steps 85 to 89 are executed in the same manner as steps 25 to 29 in FIG. finish.

上記のようにステップ８９を実行すると、ステップ８４の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ９０に進み、前述した高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、高ＮＯｘ濃度制御を実行すべきであると判定して、ステップ９１に進み、それを表すために、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰを「１」に設定した後、本処理を終了する。   When step 89 is executed as described above, the determination result of step 84 is YES. In this case, the process proceeds to step 90, where it is determined whether or not the above-described high NOx condition flag F_NOxUP is “1”. When the determination result is NO, it is determined that the high NOx concentration control should be executed, and the process proceeds to step 91. In order to express this, after setting the high NOx condition flag F_NOxUP to “1”, this processing is performed. Exit.

このように、ステップ９１で高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰが「１」に設定されると、ステップ９０の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ９２に進み、前述した式（２）により、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘを算出する。   As described above, when the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “1” in step 91, the determination result in step 90 is YES. In this case, the process proceeds to step 92, where NOx The supply amount sumPreNOx is calculated.

次いで、ステップ９３に進み、前述した式（３）により、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを算出する。   Next, the routine proceeds to step 93, where the NOx slip amount sumPostNOx is calculated by the aforementioned equation (3).

次に、ステップ９４で、下式（４）により、排ガス供給量ｓｕｍＱＧＡＳを算出する。

Figure 0004576464
Next, in step 94, the exhaust gas supply amount sumQGAS is calculated by the following equation (4).
Figure 0004576464

この式（４）において、ｓｕｍＱＧＡＳＺは、排ガス供給量の前回値を表している。また、式（４）の右辺の第２項は、排ガス流量と制御周期の積ＱＧＡＳ・ΔＴであるので、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと推定される排ガス量を表すものである。したがって、排ガス供給量ｓｕｍＱＧＡＳは、そのような値ＱＧＡＳ・ΔＴを積算することによって算出されるので、高ＮＯｘ濃度制御処理の開始タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと推定される排ガスの総量を表すものになる。   In this formula (4), sumQGASZ represents the previous value of the exhaust gas supply amount. Further, since the second term on the right side of the equation (4) is the product QGAS · ΔT of the exhaust gas flow rate and the control period, it is supplied to the NOx purification catalyst 11 between the previous control timing and the current control timing. This represents the estimated amount of exhaust gas. Therefore, since the exhaust gas supply amount sumQGAS is calculated by integrating such values QGAS · ΔT, the exhaust gas supply amount sumQGAS is supplied to the NOx purification catalyst 11 between the start timing of the high NOx concentration control process and the current control timing. It represents the total amount of exhaust gas estimated to have been.

次いで、ステップ９５に進み、前述したステップ３４と同様に、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立しているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立しているときには、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定を行うのに十分な量のＮＯｘがＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと判定して、後述するステップ９７に進む。   Next, the routine proceeds to step 95, where it is determined whether or not sumPreNOx> NOxREF is established as in step 34 described above. If the determination result is YES and sumPreNOx> NOxREF is established, it is determined that a sufficient amount of NOx has been supplied to the NOx purification catalyst 11 for determining the deterioration of the NOx purification catalyst 11, and step 97 described later is performed. Proceed to

一方、ステップ９５の判別結果がＮＯで、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ≦ＮＯｘＲＥＦのときには、ステップ９６に進み、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦ２が成立しているか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ９６の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ９７に進む。   On the other hand, when the determination result in step 95 is NO and sumPreNOx ≦ NOxREF, the process proceeds to step 96 to determine whether or not sumPostNOx> NOxREF2. When this determination result is NO, this process is terminated as it is. On the other hand, when the determination result of step 96 is YES, the process proceeds to step 97.

以上のステップ９５または９６に続くステップ９７で、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を実行する。この触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理は、具体的には図１４に示すように実行される。この処理では、まず、ステップ１００で、下式（５）により、判定値ＮＯｘＪＵＤ２を算出する。

Figure 0004576464
In step 97 following step 95 or 96 described above, a process for setting the catalyst deterioration flag F_CATNG is executed. Specifically, the catalyst deterioration flag F_CATNG setting process is executed as shown in FIG. In this process, first, at step 100, the determination value NOxJUD2 is calculated by the following equation (5).
Figure 0004576464

この式（５）において、Ｃ１は所定の定数を表している。この式（５）を参照すると明らかなように、判定値ＮＯｘＪＵＤ２は、定数Ｃ１に、排ガス供給量と平均値の積ｓｕｍＱＧＡＳ・ａｖｅＣＮＯｘを加算することによって算出されるので、高ＮＯｘ濃度制御処理の開始タイミングから今回の制御タイミングまでの間において、ＮＯｘ浄化触媒１１に供給されたと推定されるＮＯｘの総量を表すように算出される。   In this equation (5), C1 represents a predetermined constant. As apparent from reference to this equation (5), the determination value NOxJUD2 is calculated by adding the product sumQGAS · aveCNOx of the exhaust gas supply amount and the average value to the constant C1, so the start of the high NOx concentration control process It is calculated so as to represent the total amount of NOx estimated to be supplied to the NOx purification catalyst 11 between the timing and the current control timing.

次いで、ステップ１０１に進み、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘが判定値ＮＯｘＪＵＤ２よりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ≦ＮＯｘＪＵＤ２のときには、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化していないと判定して、ステップ１０２に進み、それを表すために、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「０」に設定する。   Next, the routine proceeds to step 101, where it is determined whether or not the NOx slip amount sumPostNOx is larger than a determination value NOxJUD2. If the determination result is NO and sumPostNOx ≦ NOxJUD2, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has not deteriorated, the process proceeds to step 102, and the catalyst deterioration flag F_CATNG is set to “0” to indicate that.

一方、ステップ１０１の判別結果がＹＥＳで、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＪＵＤ２のときには、ＮＯｘ浄化触媒１１が劣化したと判定して、ステップ１０３に進み、それを表すために、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「１」に設定する。   On the other hand, when the determination result in step 101 is YES and sumPostNOx> NOxJUD2, it is determined that the NOx purification catalyst 11 has deteriorated, the process proceeds to step 103, and the catalyst deterioration flag F_CATNG is set to “1” in order to represent it. To do.

以上のステップ１０２または１０３に続くステップ１０４で、高ＮＯｘ濃度制御処理を終了すべきであることを表すために、高ＮＯｘ条件フラグＦ＿ＮＯｘＵＰを「０」に設定する。   In step 104 following step 102 or 103 above, the high NOx condition flag F_NOxUP is set to “0” to indicate that the high NOx concentration control process should be terminated.

次に、ステップ１０５に進み、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘと、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘと、排ガス供給量ｓｕｍＱＧＡＳとをいずれも値０に設定した後、本処理を終了する。   Next, the routine proceeds to step 105, where the NOx supply amount sumPreNOx, the NOx slip amount sumPostNOx, and the exhaust gas supply amount sumQGAS are all set to a value of 0, and then this process is terminated.

図１３に戻り、ステップ９７で、触媒劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧの設定処理を以上のように実行した後、劣化判定処理を終了する。   Returning to FIG. 13, in step 97, the catalyst deterioration flag F_CATNG setting process is executed as described above, and then the deterioration determination process ends.

なお、前述したステップ９６において、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを、判定値ＮＯｘＲＥＦ２に代えて、前述したステップ１００で算出した判定値ＮＯｘＪＵＤ２と比較するように構成してもよい。   In step 96 described above, the NOx slip amount sumPostNOx may be compared with the determination value NOxJUD2 calculated in step 100 described above instead of the determination value NOxREF2.

以上のように、第２実施形態の劣化判定装置によれば、図１３の劣化判定処理において、下流ＮＯｘセンサ２３の検出信号値に基づいて、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔが算出されるとともに、この下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔに基づいて、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘが算出される。また、上流側ＮＯｘセンサ２２の検出信号値に基づいて、上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅが算出され、この上流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｒｅに基づいて、ＮＯｘ供給量ｓｕｍＰｒｅＮＯｘが算出される。そして、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦが成立したときに、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを判定値ＮＯｘＪＵＤ２と比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定が実行される。すなわち、ＮＯｘ浄化触媒１１に実際に流入したＮＯｘ量が十分な値に達した時点での、ＮＯｘ浄化触媒１１を通過したと推定されるＮＯｘの総量の大小度合に基づいて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化が判定される。   As described above, according to the deterioration determination device of the second embodiment, the downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated based on the detection signal value of the downstream NOx sensor 23 in the deterioration determination process of FIG. The NOx slip amount sumPostNOx is calculated based on the side NOx concentration CNOx_Post. Further, the upstream NOx concentration CNOx_Pre is calculated based on the detection signal value of the upstream NOx sensor 22, and the NOx supply amount sumPreNOx is calculated based on the upstream NOx concentration CNOx_Pre. Then, when sumPreNOx> NOxREF is established, the deterioration determination of the NOx purification catalyst 11 is executed by comparing the NOx slip amount sumPostNOx with the determination value NOxJUD2. That is, based on the degree of the total amount of NOx estimated to have passed through the NOx purification catalyst 11 when the amount of NOx actually flowing into the NOx purification catalyst 11 reaches a sufficient value, the NOx purification catalyst 11 Deterioration is determined.

前述したように、下流ＮＯｘセンサ２３を用いて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定した場合、下流側ＮＯｘセンサ２３の出力特性の変化などが発生するのに起因して、劣化判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この劣化判定装置によれば、ステップ８３で、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔの平均値ａｖｅＣＮＯｘを算出するとともに、この平均値ａｖｅＣＮＯｘに基づいて、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘと比較する判定値ＮＯｘＪＵＤ２が算出される。そのため、上述した出力特性の変化などが下流ＮＯｘセンサ２３で発生している場合でも、それを反映させながら判定値ＮＯｘＪＵＤ２を算出できるとともに、そのように算出された判定値を用いて、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化を判定することができ、それにより、劣化判定精度を向上させることができる。   As described above, when the deterioration of the NOx purification catalyst 11 is determined using the downstream NOx sensor 23, the deterioration determination accuracy decreases due to a change in the output characteristics of the downstream NOx sensor 23 and the like. There is a fear. On the other hand, according to this deterioration determination device, in step 83, the average value aveCNOx of the downstream NOx concentration CNOx_Post is calculated, and the determination value NOxJUD2 to be compared with the NOx slip amount sumPostNOx is based on this average value aveCNOx. Calculated. Therefore, even when the above-described change in output characteristics or the like occurs in the downstream NOx sensor 23, the determination value NOxJUD2 can be calculated while reflecting the change, and the NOx purification catalyst can be calculated using the calculated determination value. 11 deterioration can be determined, thereby improving the deterioration determination accuracy.

また、ステップ８３の平均値ａｖｅＣＮＯｘの算出処理では、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定条件が成立した以降の下流ＮＯｘセンサ２３の検出信号に基づいて算出した下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを、所定個数サンプリングし、これらのサンプリング値を相加平均演算することによって、平均値ａｖｅＣＮＯｘが算出されるので、このサンプリング期間中において、下流ＮＯｘセンサ２３の検出信号値が一時的にばらついたり、比較的大きな誤差を一時的に生じたりした場合でも、その影響を回避しながら、平均値ａｖｅＣＮＯｘを算出することができ、そのように算出された平均値ａｖｅＣＮＯｘを用いて、下流側ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿Ｐｏｓｔを算出することができる。それにより、劣化判定精度をさらに向上させることができる。   In addition, in the calculation process of the average value aveCNOx in step 83, a predetermined number of downstream NOx concentrations CNOx_Post calculated based on the detection signal of the downstream NOx sensor 23 after the deterioration determination condition of the NOx purification catalyst 11 is satisfied, are sampled. Since the average value aveCNOx is calculated by calculating the arithmetic mean of these sampling values, the detection signal value of the downstream NOx sensor 23 temporarily varies during this sampling period, or a relatively large error is temporarily detected. Even if it occurs, the average value aveCNOx can be calculated while avoiding the influence, and the downstream side NOx concentration CNOx_Post can be calculated using the average value aveCNOx thus calculated. Thereby, the degradation determination accuracy can be further improved.

また、ｓｕｍＰｒｅＮＯｘ≦ＮＯｘＲＥＦの場合でも、ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘ＞ＮＯｘＲＥＦ２が成立したときには、ステップ１０１〜１０３で、ＮＯｘスリップ量ｓｕｍＰｏｓｔＮＯｘを判定値ＮＯｘＪＵＤ２と比較することによって、ＮＯｘ浄化触媒１１の劣化判定が実行されるので、前述したように、高ＮＯｘ濃度制御処理の実行時間を短縮でき、排ガス特性の悪化を抑制することができる。   Even when sumPreNOx ≦ NOxREF, if sumPostNOx> NOxREF2 is satisfied, the NOx purification catalyst 11 deterioration determination is executed by comparing the NOx slip amount sumPostNOx with the determination value NOxJUD2 in steps 101 to 103. As described above, the execution time of the high NOx concentration control process can be shortened, and deterioration of exhaust gas characteristics can be suppressed.

１ 劣化判定装置
２ ＥＣＵ（上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段、下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検 出手段、制御手段、ＮＯｘ供給量算出手段、ＮＯｘスリップ量算出手段、劣化判 定手段、実行条件判定手段、ゼロ点補正手段、判定値算出手段、ＮＯｘ捕捉量算 出手段、捕捉判定値設定手段）
３ 内燃機関
７ 排気通路
１０ 排ガス浄化装置
１１ ＮＯｘ浄化触媒
１２ 下流側ＮＯｘ浄化触媒
２２ 上流側ＮＯｘセンサ（上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段）
２３ 下流側ＮＯｘセンサ（下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段）
CNOx_Pre 上流側ＮＯｘ濃度（上流側ＮＯｘ濃度パラメータ）
CNOx_Post 下流側ＮＯｘ濃度（下流側ＮＯｘ濃度パラメータ）
sumPreNOx ＮＯｘ供給量
sumPostNOx ＮＯｘスリップ量
NOxREF ＮＯｘ供給量判定値（所定のしきい値）
NOxREF2 所定の判定値（所定値）
NOxJUD 判定値
NOxJUD2 判定値
aveCNOx 下流側ＮＯｘ濃度の平均値（下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値）
S_QNOx ＮＯｘ捕捉量
SREF 捕捉判定値
SREF1 第１所定値
SREF2 第２所定値 1 Degradation determination device 2 ECU (Upstream NOx concentration parameter detection means, downstream NOx concentration parameter detection means, control means, NOx supply amount calculation means, NOx slip amount calculation means, deterioration determination means, execution condition determination means, zero Point correction means, determination value calculation means, NOx trapping amount calculation means, capture determination value setting means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Internal combustion engine 7 Exhaust passage 10 Exhaust gas purification apparatus 11 NOx purification catalyst 12 Downstream NOx purification catalyst 22 Upstream NOx sensor (upstream NOx concentration parameter detection means)
23 downstream NOx sensor (downstream NOx concentration parameter detection means)
CNOx_Pre Upstream NOx concentration (Upstream NOx concentration parameter)
CNOx_Post Downstream NOx concentration (downstream NOx concentration parameter)
sumPreNOx NOx supply volume
sumPostNOx NOx slip amount
NOxREF NOx supply amount judgment value (predetermined threshold)
NOxREF2 Predetermined judgment value (predetermined value)
NOxJUD judgment value
NOxJUD2 judgment value
aveCNOx Average downstream NOx concentration (average downstream NOx concentration parameter)
S_QNOx NOx trapping amount
SREF capture judgment value
SREF1 First predetermined value
SREF2 Second predetermined value

Claims (9)

内燃機関の排気通路に設けられ、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに排ガス中のＮＯｘを捕捉するＮＯｘ浄化触媒を備えた排ガス浄化装置において、当該ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定する排ガス浄化装置の劣化判定装置であって、
前記ＮＯｘ浄化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータを上流側ＮＯｘ濃度パラメータとして検出する上流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段と、
前記ＮＯｘ浄化触媒の下流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を表すパラメータを下流側ＮＯｘ濃度パラメータとして検出する下流側ＮＯｘ濃度パラメータ検出手段と、
前記ＮＯｘ浄化触媒に流入する排ガスを酸化雰囲気になるように制御する酸化雰囲気制御を実行する制御手段と、
前記酸化雰囲気制御の実行中に検出された前記上流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、前記ＮＯｘ浄化触媒に流入したＮＯｘ量の積算値をＮＯｘ供給量として算出するＮＯｘ供給量算出手段と、
前記酸化雰囲気制御の実行中に検出された前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、前記ＮＯｘ浄化触媒を通り抜けたＮＯｘ量の積算値をＮＯｘスリップ量として算出するＮＯｘスリップ量算出手段と、
前記算出されたＮＯｘ供給量が所定のしきい値を超えたときに、前記算出されたＮＯｘスリップ量を所定の判定値と比較することによって、前記ＮＯｘ浄化触媒の劣化を判定する劣化判定手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置の劣化判定装置。 Deterioration of exhaust gas purification apparatus for determining deterioration of NOx purification catalyst in exhaust gas purification apparatus provided with NOx purification catalyst provided in exhaust passage of internal combustion engine and capturing NOx in exhaust gas when exhaust gas in oxidizing atmosphere flows A determination device,
Upstream NOx concentration parameter detection means for detecting, as an upstream NOx concentration parameter, a parameter representing the concentration of NOx in the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst;
Downstream NOx concentration parameter detecting means for detecting, as a downstream NOx concentration parameter, a parameter representing the concentration of NOx in the exhaust gas on the downstream side of the NOx purification catalyst;
Control means for performing an oxidizing atmosphere control for controlling the exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst to become an oxidizing atmosphere;
NOx supply amount calculation means for calculating an integrated value of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst as a NOx supply amount using the upstream NOx concentration parameter detected during execution of the oxidizing atmosphere control;
NOx slip amount calculating means for calculating, as the NOx slip amount, an integrated value of the NOx amount passing through the NOx purification catalyst, using the downstream NOx concentration parameter detected during the execution of the oxidizing atmosphere control;
A deterioration determination means for determining deterioration of the NOx purification catalyst by comparing the calculated NOx slip amount with a predetermined determination value when the calculated NOx supply amount exceeds a predetermined threshold; ,
A deterioration determination device for an exhaust gas purification device, comprising: 前記酸化雰囲気制御の実行中、前記ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段と、
前記劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータのゼロ点を補正するゼロ点補正手段と、をさらに備え、
前記ＮＯｘスリップ量算出手段は、前記ゼロ点を補正された下流側ＮＯｘ濃度パラメータを用いて、前記ＮＯｘスリップ量を算出することを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。 Execution condition determining means for determining whether or not an execution condition for deterioration determination of the NOx purification catalyst is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control;
A zero point correcting means for correcting a zero point of the downstream NOx concentration parameter detected after the execution condition of the deterioration determination is satisfied,
The deterioration determination device for an exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the NOx slip amount calculation means calculates the NOx slip amount using a downstream NOx concentration parameter with the zero point corrected. 前記ゼロ点補正手段は、前記劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値に基づいて、前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータのゼロ点を補正することを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。   The zero point correction means determines a zero point of the downstream NOx concentration parameter based on an average value of the plurality of downstream NOx concentration parameters detected during a predetermined period after the execution condition of the deterioration determination is satisfied. The deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to claim 2, wherein correction is performed. 前記酸化雰囲気制御の実行中、前記ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段と、
前記劣化判定の実行条件が成立した以降に検出された前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータに基づいて、前記所定の判定値を算出する判定値算出手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。 Execution condition determining means for determining whether or not an execution condition for deterioration determination of the NOx purification catalyst is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control;
The determination value calculating means for calculating the predetermined determination value based on the downstream NOx concentration parameter detected after the deterioration determination execution condition is satisfied, further comprising: Deterioration determination device for exhaust gas purification device as described. 前記判定値算出手段は、前記劣化判定の実行条件が成立した以降の所定期間中に検出された複数の前記下流側ＮＯｘ濃度パラメータの平均値に基づいて、前記所定の判定値を算出することを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。   The determination value calculation means calculates the predetermined determination value based on an average value of the plurality of downstream NOx concentration parameters detected during a predetermined period after the execution condition for the deterioration determination is satisfied. The deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to claim 4, wherein the device is a deterioration determination device. 前記酸化雰囲気制御の実行中、前記ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定の実行条件が成立したか否かを判定する実行条件判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記酸化雰囲気制御の実行中、排ガス中のＮＯｘ濃度を、前記劣化判定の実行条件が成立しているときには、前記劣化判定の実行条件が成立していないときよりも高くなるように制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。 An execution condition determining means for determining whether or not an execution condition for determining the deterioration of the NOx purification catalyst is satisfied during the execution of the oxidizing atmosphere control;
During execution of the oxidizing atmosphere control, the control means causes the NOx concentration in the exhaust gas to be higher when the deterioration determination execution condition is satisfied than when the deterioration determination execution condition is not satisfied. The deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 5, wherein 前記ＮＯｘ浄化触媒は、還元雰囲気の排ガスが流入したときに捕捉したＮＯｘを還元する特性を有し、
前記酸化雰囲気制御の実行中に前記ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されたＮＯｘ量をＮＯｘ捕捉量として算出するＮＯｘ捕捉量算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記酸化雰囲気制御の実行中に算出された前記ＮＯｘ捕捉量が所定の捕捉判定値を超えたときに、前記酸化雰囲気制御を終了するとともに、前記ＮＯｘ浄化触媒に流入する排ガスを還元雰囲気に制御し、
前記所定の捕捉判定値を、前記酸化雰囲気制御の実行中に前記劣化判定の実行条件が成立しているときには、当該劣化判定の実行条件が成立していないときよりも大きな値に設定する捕捉判定値設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。 The NOx purification catalyst has a characteristic of reducing trapped NOx when exhaust gas in a reducing atmosphere flows.
NOx trapping amount calculating means for calculating the NOx trapped by the NOx purification catalyst during execution of the oxidizing atmosphere control as a NOx trapping amount;
The control means terminates the oxidizing atmosphere control and removes exhaust gas flowing into the NOx purification catalyst when the NOx trapping amount calculated during the execution of the oxidizing atmosphere control exceeds a predetermined trapping determination value. Control to reducing atmosphere,
The capture determination that sets the predetermined capture determination value to a larger value when the deterioration determination execution condition is satisfied during execution of the oxidizing atmosphere control than when the deterioration determination execution condition is not satisfied. The deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to claim 6, further comprising a value setting means. 前記劣化判定手段は、前記ＮＯｘ供給量が前記所定のしきい値以下の場合において、前記ＮＯｘスリップ量が所定値を超えたときに、前記ＮＯｘ浄化触媒の劣化判定を実行することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。   The deterioration determining means performs the deterioration determination of the NOx purification catalyst when the NOx slip amount exceeds a predetermined value when the NOx supply amount is equal to or less than the predetermined threshold value. The deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 7. 前記内燃機関の前記排気通路の前記ＮＯｘ浄化触媒の下流側には、酸化雰囲気の排ガスが流入したときに排ガス中のＮＯｘを捕捉する下流側ＮＯｘ浄化触媒が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の排ガス浄化装置の劣化判定装置。   The downstream NOx purification catalyst that captures NOx in exhaust gas when exhaust gas in an oxidizing atmosphere flows is provided downstream of the NOx purification catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine. Item 10. A deterioration determination device for an exhaust gas purification device according to any one of Items 1 to 8.
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