JP4688941B2 - 触媒の劣化判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の劣化判定装置に関する。

従来の触媒の劣化判定装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この触媒はＮＯｘ触媒であり、この劣化判定装置では、ＮＯｘ触媒の劣化の判定が以下のようにして行われる。まず、必要還元剤量とＮＯｘ触媒によるＮＯｘ捕捉量との比に応じて、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの浄化率を算出する。この必要還元剤量は、ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気通路内の空燃比に基づいて算出され、ＮＯｘ捕捉量は、吸入空気量と内燃機関の回転数および負荷に応じて算出される。算出した浄化率が第１所定値未満のときには、この浄化率の低下の原因が、ＮＯｘ触媒の劣化ではなく、燃料に含まれていた硫黄分が蓄積したことによるＮＯｘ触媒の被毒である可能性があるため、それを確認すべく、ＮＯｘ触媒の被毒を除去するための被毒除去制御を実行する。この被毒除去制御は、ＮＯｘ触媒の温度を所定温度以上に昇温させた後、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御し、硫黄分を還元することによって行われる。その後、浄化率を再度、算出し、この浄化率が第２所定値以上のときには、浄化率が低下していた原因がＮＯｘ触媒の被毒であるとして、ＮＯｘ触媒は正常と判定する。

特開２００２−１９５０８９号公報

以上のように、従来の劣化判定装置では、ＮＯｘ触媒の浄化率が低下しているときに、その原因を確認するために被毒除去制御が実行される。このため、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料のときには、ＮＯｘ触媒は被毒しやすいことで浄化率が低下しやすいので、空燃比をリッチ側に制御する被毒除去制御を頻繁に実行しなければならなくなる。その結果、より多くの燃料が消費され、燃費が悪化してしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、触媒の被毒を除去するための制御の実行頻度を最小限に抑制しながら、触媒の劣化判定を適切に行うことができる触媒の劣化判定装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３の排気通路（実施形態における（以下、本項において同じ）排気管５）に設けられ、内燃機関３から排出された排ガスを浄化する触媒７の劣化判定装置１であって、触媒７による排ガスの浄化能力（酸素貯蔵能ＯＳＣ）に基づいて、触媒７が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１４，１５）と、劣化判定手段により触媒７が劣化していると判定されたときに、触媒７に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２１）と、第１硫黄分除去制御が終了したときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１５）と、劣化判定により触媒７が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２２）と、高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１２，２３，２４）と、内燃機関３の運転の進行に伴って触媒７に蓄積された硫黄分を除去するために、第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図２のステップ７）と、を備え、第１硫黄分除去制御の実行期間は、第２硫黄分除去制御の実行期間よりも長いことを特徴とする。

この構成によれば、排気通路に設けられた触媒によって排ガスが浄化される。また、触媒による排ガスの浄化能力に基づいて、触媒が劣化しているか否かを判定し、触媒が劣化していると判定されたときに、触媒に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する。その後、触媒の劣化判定を再度、実行する。また、内燃機関の運転の進行に伴って触媒に蓄積された硫黄分は、通常の第２硫黄分除去制御を実行することによって、除去される。

触媒が劣化しておらず、かつ被毒している場合、第１硫黄分除去制御の実行によって、触媒に蓄積された硫黄分が除去され、それにより、触媒の浄化能力は回復する。このため、第１硫黄分除去制御の実行後、触媒が劣化していないと判定されたときには、浄化能力の低下の原因が触媒の劣化ではなく、触媒の被毒によるものと特定し、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する。このように、高サルファ燃料であると判定された場合、そのことを前提として第１硫黄分除去制御を行うことによって、その実行頻度を最小限に抑制しながら、触媒の劣化判定を適切に行うことができる。また、高サルファ燃料の場合には、触媒に蓄積される硫黄分がより多いため、劣化判定の精度が低下する可能性が高くなる。本発明によれば、燃料が高サルファ燃料であると判定された場合には、触媒の劣化の判定を禁止するので、被毒による触媒の劣化の誤判定を回避することができる。さらに、第１硫黄分除去制御の実行期間を、第２硫黄分除去制御の実行期間より長く設定する。これにより、第１硫黄分除去制御がより長く実行されることによって、触媒の被毒を確実に除去することができるので、その後の触媒の劣化判定をより適切に行うことができる。

請求項２に係る発明は、内燃機関３の排気通路（排気管５）に設けられ、内燃機関３から排出された排ガスを浄化する触媒７の劣化判定装置１であって、触媒７による排ガスの浄化能力（酸素貯蔵能ＯＳＣ）に基づいて、触媒７が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１４，１５）と、劣化判定手段により触媒７が劣化していると判定されたときに、触媒７に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２１）と、第１硫黄分除去制御が終了したときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１５）と、劣化判定により触媒７が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２２）と、高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１２，２３，２４）と、内燃機関３の運転の進行に伴って触媒７に蓄積された硫黄分を除去するために、第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図２のステップ７）と、を備え、第１および第２硫黄分除去制御手段は、触媒７に流入する排ガスを還元雰囲気に制御し、第１硫黄分除去制御の実行中には、第２硫黄分除去制御の実行中よりも、排ガスの還元度合いを高くなるように制御することを特徴とする。

この構成によれば、第１および第２硫黄分除去制御を実行することによって、触媒に流入する排ガスが還元雰囲気に制御される。これにより、触媒に蓄積された硫黄分が還元され、除去される。また、第１硫黄分除去制御の実行中には、通常の第２硫黄分除去制御の実行中よりも、排ガスの還元度合いが高くなるように制御する。これにより、第１硫黄分除去制御の実行中には、触媒に蓄積された硫黄分がより多く除去されることによって、触媒の被毒を確実に除去することができるので、その後の触媒の劣化判定をより適切に行うことができる。

請求項３に係る発明は、内燃機関３の排気通路（排気管５）に設けられ、内燃機関３から排出された排ガスを浄化する触媒７の劣化判定装置１であって、触媒７による排ガスの浄化能力（酸素貯蔵能ＯＳＣ）に基づいて、触媒７が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１４，１５）と、劣化判定手段により触媒７が劣化していると判定されたときに、触媒７に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２１）と、第１硫黄分除去制御が終了したときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１５）と、劣化判定により触媒７が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２２）と、高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、劣化判定手段による触媒７の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１２，２３，２４）と、内燃機関３の運転の進行に伴って触媒７に蓄積された硫黄分を除去するために、第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段（ＥＣＵ２、図２のステップ７）と、を備え、第１硫黄分除去制御の実行中には、第２硫黄分除去制御の実行中よりも、触媒７の温度を高くなるように制御することを特徴とする。

一般に、触媒の温度が高いほど、その活性度合いは高くなり、それに伴い、硫黄分の除去能力が高くなる。本発明によれば、第１硫黄分除去制御の実行中には、通常の第２硫黄分除去制御の実行中よりも、触媒の温度が高くなるように制御される。これにより、第１硫黄分除去制御の実行中には、触媒がより活性化した状態で触媒の被毒を確実に除去することができるので、その後の触媒の劣化判定をより適切に行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の触媒７の劣化判定装置１において、燃料の消費量を算出する燃料消費量算出手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、劣化判定禁止手段は、算出された燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが所定の第１しきい値ＩＲＥＦ１に達したときに、劣化判定を禁止することを特徴とする。

高サルファ燃料の場合には、燃料消費量が多くなるほど、触媒に蓄積される硫黄分がより多くなるため、劣化判定の精度が低下する可能性が高くなる。本発明によれば、燃料が高サルファ燃料であると判定された場合には、算出された燃料消費量が所定の第１しきい値に達したときに、触媒の劣化判定を禁止する。したがって、被毒による触媒の劣化判定の精度が低下する可能性が高いときに、劣化判定を禁止することで、その誤判定を確実に回避することができる。また、燃料消費量が所定の第１しきい値に達するまでは、触媒の劣化判定の実行を許容するので、判定精度を確保しながら、触媒の劣化判定を可能な限り、行うことができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の触媒７の劣化判定装置１において、高サルファ燃料と判定された燃料が消費されたか否かを判定する燃料消費判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２４）と、触媒７の劣化判定の禁止中、燃料消費判定手段により燃料が消費されたと判定されたときに、劣化判定を再開する劣化判定再開手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２１，２３，２４）と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、劣化判定の禁止中、高サルファ燃料と判定された燃料が消費されたと判定されたときに、触媒の劣化判定を再開する。このため、その燃料の消費が終了したタイミングで劣化判定を再開でき、被毒による触媒の劣化の誤判定を回避することができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の触媒７の劣化判定装置１において、燃料消費判定手段は、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１よりも大きな所定の第２しきい値ＩＲＥＦ２に達したときに、燃料が消費されたと判定することを特徴とする。

この構成によれば、触媒の劣化判定の禁止中、燃料消費量が第１しきい値よりも大きな第２しきい値に達したときに、触媒の劣化判定を再開する。このため、第２しきい値として、それを超えれば高サルファ燃料が確実に消費されたと想定される値を用いることによって、高サルファ燃料が確実に消費されたタイミングで、劣化判定を再開することができる。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載の触媒７の劣化判定装置１において、燃料の給油が行われたか否かを判定する給油判定手段（ＥＣＵ２、図６のステップ４１）をさらに備え、燃料消費判定手段は、給油判定手段により燃料の給油が行われたと判定されたときに、燃料が消費されたと判定することを特徴とする。

この構成によれば、触媒の劣化判定の禁止中、燃料の給油が行われたと判定されたときに、触媒の劣化判定を再開する。燃料の給油が行われれば、それまで使用されていた燃料が消費されたと判定することができる。このため、燃料の給油に伴い、高サルファ燃料が確実に消費されたタイミングで、劣化判定を再開することができる。

請求項８に係る発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載の触媒７の劣化判定装置１において、劣化判定再開手段による触媒７の劣化判定の再開に先立ち、第１硫黄分除去制御を実行することを特徴とする。

この構成によれば、触媒の劣化判定の再開に先立ち、第１硫黄分除去制御を実行するので、それにより、触媒の被毒が確実に除去された状態で劣化判定を再開することができ、劣化判定を適切に行うことができる。

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触媒７の劣化判定装置１において、高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、第２硫黄分除去制御の実行周期を短く設定する第２硫黄分除去制御周期設定手段（ＥＣＵ２、図２のステップ２，４）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、燃料が高サルファ燃料の場合には、触媒が早く被毒しやすいので、通常の第２硫黄分除去制御の実行周期を短くすることによって、触媒の被毒を適切なタイミングで除去することができる。これにより、触媒によるＮＯｘの捕捉能力を維持することができ、排ガス特性を維持することができる。

請求項１０に係る発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の触媒７の劣化判定装置１において、触媒７は、酸化雰囲気下で排ガス中のＮＯｘを捕捉するように構成され、触媒７に捕捉されたＮＯｘを還元するために、触媒７に流入する排ガスを還元雰囲気に制御する還元制御を実行する還元制御手段（ＥＣＵ２、インジェクタ６）と、高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、還元制御の実行周期を短く設定する還元制御周期設定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３２，３４）と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、排ガス中のＮＯｘは、酸化雰囲気下で触媒に捕捉され、捕捉されたＮＯｘは、触媒に流入する排ガスを還元雰囲気に制御する還元制御を実行することによって、還元される。燃料が高サルファ燃料の場合には、触媒に蓄積される硫黄分がより多くなるため、触媒はより早く飽和状態になる。本発明によれば、高サルファ燃料と判定されたときには、還元制御の実行周期を短くするので、触媒が飽和状態になる前の適切なタイミングで還元制御を実行することができる。これにより、触媒の飽和によるＮＯｘの通過を抑制でき、排ガス特性を維持することができる。

本実施形態による触媒の劣化判定装置、およびこれを適用した内燃機関を概略的に示す図である。 通常被毒除去制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による劣化判定処理を示すフローチャートである。 リッチスパイク制御処理を示すフローチャートである。 触媒が正常で、かつ燃料が高サルファ燃料のときの動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態による劣化判定処理を示すフローチャートである。 給油判定処理を示すフローチャートである。 給油判定処理の変形例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態による触媒の劣化判定装置１、およびこれを適用した内燃機関３を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載されたディーゼルエンジンである。

エンジン３のシリンダヘッド３ａには、吸気管４および排気管５が接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、燃焼室３ｂに臨むように取り付けられている。

このインジェクタ６は、燃焼室３ｂの天壁中央部に配置されており、燃料タンク（図示せず）の燃料を燃焼室３ｂに噴射する。インジェクタ６からの燃料噴射量ＱＩＮＪは、後述するＥＣＵ２によって設定され、ＥＣＵ２からの駆動信号により、設定した燃料噴射量ＱＩＮＪが得られるように、インジェクタ６の開弁時間が制御される。

エンジン３には、クランク角センサ１０が設けられている。クランク角センサ１０は、クランクシャフト３ｃの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。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。

吸気管４には、エアフローセンサ１１が設けられている。このエアフローセンサ１１は、エンジン３に吸入される吸入空気量ＧＡＩＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

排気管５には、触媒７が設けられている。この触媒７は、例えばＮＯｘ触媒で構成されており、流入する排ガスが、酸素濃度が高い酸化雰囲気のときに、排ガス中のＮＯｘを捕捉する。一方、排ガス中のＨＣやＣＯが多く、排ガスが、酸素濃度が低い還元雰囲気のときに、触媒７は、排ガス中の還元剤（未燃燃料）により、捕捉したＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。触媒７には、その温度（以下「触媒温度」という）ＴＣＡＴを検出する触媒温度センサ１４が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、排気管５には、触媒７の上流側および下流側に、上流側ＬＡＦセンサ１２および下流側ＬＡＦセンサ１３がそれぞれ設けられている。この上流側ＬＡＦセンサ１２は、ジルコニアなどで構成されており、エンジン３に供給される混合気の空燃比がリッチ領域からリーン領域までの広範囲な領域において、触媒７よりも上流側における排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。下流側ＬＡＦセンサ１３も、上流側ＬＡＦセンサ１２と同様、ジルコニアなどで構成されており、エンジン３に供給される混合気の空燃比がリッチ領域からリーン領域までの広範囲な領域において、触媒７よりも下流側における排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ１５から、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、イグニッション・スイッチ１６から、イグニッションキー（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦ状態を表す信号が、それぞれ出力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェースなどから成るマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されており、前述した各種のセンサ１０〜１５からの検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別し、判別した運転状態に応じて、燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行する。特に、ＥＣＵ２は、後述するように、触媒７に蓄積されたＳＯｘ（硫黄分）を除去する通常の被毒除去制御（第２硫黄分除去制御）処理や、触媒７の劣化判定処理などを実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、劣化判定手段、第１硫黄分除去制御実行手段、劣化判定実行手段、高サルファ判定手段、劣化判定禁止手段、燃料消費量算出手段、燃料消費判定手段、劣化判定再開手段、給油判定手段、第２硫黄分除去制御実行手段、第２硫黄分除去制御周期設定手段、還元制御手段および還元制御周期設定手段に相当する。

図２は、通常被毒除去制御処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間ごとに実行される。本処理では、まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを算出する。このＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘは、触媒７に蓄積されているＳＯｘ量に相当し、以下のようにして算出される。まず、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、今回の処理サイクルにおいてエンジン３から排出されたＳＯｘ量を算出する。そして、このＳＯｘ量を、前回までのＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘに加算することによって、今回までのＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを算出する。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。

次に、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。この高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨは、後述するように、使用中の燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料と判定されたときに「１」にセットされるものである。

この判別結果がＮＯで、燃料が高サルファ燃料ではなく通常燃料のときには、しきい値ＱＳＲＥＦを通常燃料用の所定値ＱＳＳに設定する（ステップ３）。

一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳで、燃料が高サルファ燃料のときには、しきい値ＱＳＲＥＦを高サルファ燃料用の所定値ＱＳＨに設定する（ステップ４）。この高サルファ燃料用の所定値ＱＳＨは、通常燃料用の所定値ＱＳＳよりも小さな値に設定されている。

ステップ３または４に続くステップ５では、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘがしきい値ＱＳＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、触媒７に蓄積されているＳＯｘ量が少なく、触媒７が被毒していないため、それを除去するための通常被毒除去制御を実行しないものとし、そのことを表すために、通常被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲを「０」にセットし（ステップ６）、本処理を終了する。

一方、ステップ５の判別結果がＹＥＳのときには、触媒７が被毒しているため、これを除去するための通常被毒除去制御を実行するものとし、そのことを表すために、通常被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲを「１」にセットし（ステップ７）、本処理を終了する。なお、この通常被毒除去制御は、触媒温度ＴＣＡＴを所定温度以上の目標温度になるように制御した後、燃焼室３ｂに供給する燃料噴射量を増大させることにより、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の目標空燃比になるように制御し、排ガスを酸化雰囲気から還元雰囲気に切り換えることによって行われる。これにより、触媒７に蓄積していたＳＯｘが還元され、硫黄分が除去される。また、この通常被毒除去制御は、所定時間、実行され、その終了時に、通常被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲは「０」にリセットされるとともに、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘは値０にリセットされる。

図３は、本発明の第１実施形態における、上述した触媒７の劣化判定処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。本処理では、まず、ステップ１１において、判定用被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲＬが前回と今回の間で「１」から「０」に変化したか否かを判別する。後述するように、この判定用被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲＬは、判定用被毒除去制御（第１硫黄分除去制御）の実行中に「１」にセットされ、また、この判定用被毒除去制御は、触媒７の劣化判定に関連し、触媒７に蓄積されたＳＯｘを除去するために、通常被毒除去制御とは別個に実行されるものである。この判別結果がＹＥＳで、判定用被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲＬが「１」から「０」に変化しているとき、すなわち判定用被毒除去制御の終了直後のときには、後述する燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮおよび高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨをともに「０」にリセットし（ステップ２５）、本処理を終了する。

一方、ステップ１１の判別結果がＮＯで、判定用被毒除去制御の終了直後でないときには、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ１２）。この判別結果がＮＯで、燃料が高サルファ燃料でなく通常燃料のときには、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ１３）。

このリッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨは、後述するリッチスパイクの実行中に「１」にセットされるものである。図４は、このリッチスパイク制御処理を示すフローチャートである。本処理では、まず、ステップ３１において、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘを算出する。このＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘは、触媒７に捕捉されているＮＯｘ量に相当し、以下のようにして算出される。まず、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、今回の処理サイクルにおいてエンジン３から排出されたＮＯｘ量を算出する。そして、このＮＯｘ量を、前回までのＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘに加算することによって、今回までのＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘを算出する。

次に、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ３２）。この判別結果がＮＯのときには、しきい値ＱＮＲＥＦを通常燃料用の所定値ＱＮＳに設定する（ステップ３３）。一方、ステップ３２の判別結果がＹＥＳで、燃料が高サルファ燃料のときには、しきい値ＱＮＲＥＦを高サルファ燃料用の所定値ＱＮＨに設定する（ステップ３４）。この高サルファ燃料用の所定値ＱＮＨは、通常燃料用の所定値ＱＮＳよりも小さな値に設定されている。

ステップ３３または３４に続くステップ３５では、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘがしきい値ＱＮＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、触媒７に捕捉されているＮＯｘ量が少なく、それを還元するためのリッチスパイクを実行しないものとし、そのことを表すために、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨを「０」にセットし（ステップ３６）、本処理を終了する。

一方、ステップ３５の判別結果がＹＥＳで、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘがしきい値ＱＮＲＥＦ以上のときには、触媒７に捕捉されているＮＯｘが比較的多いため、リッチスパイクを実行するものとし、そのことを表すために、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨを「１」にセットし（ステップ３７）、本処理を終了する。なお、このリッチスパイクは、燃焼室３ｂに供給する燃料噴射量を増大させることにより、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御し、排ガスを酸化雰囲気から還元雰囲気に切り換えることによって行われる。これにより、触媒７に捕捉されていたＮＯｘが還元されるとともに、還元された無害な状態で大気中に放出される。また、このリッチスパイクは、所定時間、実行され、その終了後に、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨは「０」にリセットされるとともに、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘは値０にリセットされる。

図３に戻り、前記ステップ１３の判別結果がＮＯのとき、すなわちリッチスパイクの実行中でないときには、本処理をそのまま終了する。

一方、ステップ１３の判別結果がＹＥＳで、リッチスパイクの実行中のときには、触媒７の酸素貯蔵能ＯＳＣを算出する（ステップ１４）。この酸素貯蔵能ＯＳＣは、触媒７の酸素の貯蔵能力を表すものであり、触媒７の劣化が進むほど酸素を貯蔵する能力が低下することから、触媒７の劣化を表すパラメータとして用いられる。酸素貯蔵能ＯＳＣの算出方法は、本出願人が特願２００８−１５４６８７号ですでに提案したものと同様であるので、以下、その算出方法を簡単に説明する。

まず、排ガスが還元雰囲気になった後に触媒７に流入した還元剤の総量を、第１還元剤量積算値ｓｕｍｋａｃｔ１として算出する。また、触媒７を通過した排ガスが還元雰囲気に変化した後に触媒７をスリップした還元剤の総量を、第２還元剤量積算値ｓｕｍｋａｃｔ２として算出する。さらに、第１当量比ＫＡＣＴ１が定常状態に達した後に上流側ＬＡＦセンサ１２で検出された触媒７の上流側における排ガス中の酸素濃度に基づいて、第１当量比平均値ａｖｅｋａｃｔ１を算出する。同様に、第２当量比ＫＡＣＴ２が定常状態に達した後に下流側ＬＡＦセンサ１３で検出された触媒７の下流側における排ガス中の酸素濃度に基づいて、第２当量比平均値ａｖｅｋａｃｔ２を算出する。そして、第１および第２還元剤量積算値ｓｕｍｋａｃｔ１，２と第１および第２当量比平均値ａｖｅｋａｃｔ１，２を用い、次式（１）に従って、酸素貯蔵能ＯＳＣを算出する。
OSC=(sumkact1/avekact1)-(sumkact2/avekact2) ・・・（１）

次に、酸素貯蔵能ＯＳＣが所定の判定値ＯＳＣＪＵＤよりも大きいか否かを判別する（ステップ１５）。この判別結果がＮＯのときには、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが所定の第１しきい値ＩＲＥＦ１（例えば１０Ｌ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ１８）。この燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮは、前述した判定用被毒除去制御が終了した以降に燃焼室３ｂに供給された燃料の総量であり、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮの前回値に燃料噴射量ＱＩＮＪを加算することによって算出される。このステップ１８の判別結果がＮＯのときには、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが少ない状態で、酸素貯蔵能ＯＳＣが低下しているため、その原因が触媒７の被毒によるものではないとして、触媒７が劣化していると判定し、そのことを表すために、劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「１」にセットした（ステップ１９）後、本処理を終了する。

一方、ステップ１８の判別結果がＹＥＳで、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが比較的多いときには、触媒７が劣化していると仮判定し、そのことを表すために、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶを「１」にセットする（ステップ２０）。

次に、判定用被毒除去制御を実行し（ステップ２１）、本処理を終了する。この判定用被毒除去制御は、通常被毒除去制御と同様、触媒温度ＴＣＡＴを前記所定温度以上の前記目標温度になるように制御した後、空燃比を理論空燃比よりもリッチな前記目標空燃比になるように制御し、触媒７に流入する排ガスを酸化雰囲気から還元雰囲気に切り換えることによって行われる。また、この判定用被毒除去制御は、通常被毒除去制御よりも長い所定時間、実行されるとともに、その実行中には、判定用被毒除去フラグＦ＿ＳＰＵＲＬが「１」にセットされ、その終了後に、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘは値０にリセットされる。このように、判定用被毒除去制御が長い時間実行されることによって、触媒７にＳＯｘが蓄積されている場合には、そのＳＯｘが確実に除去される。

前記ステップ１５の判別結果がＹＥＳのときには、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶが「１」であるか否かを判別する（ステップ１６）。この判別結果がＮＯのときには、判定用被毒除去制御が実行されることなく、高い酸素貯蔵能ＯＳＣが得られているため、触媒７が劣化しておらず正常であると判定し、そのことを表すために、劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧを「０」にセットした（ステップ１７）後、本処理を終了する。

一方、ステップ１６の判別結果がＹＥＳのときには、低下していた酸素貯蔵能ＯＳＣが、判定用被毒除去制御の実行によって回復しているため、低下の原因が触媒７の被毒によるものであるとして、燃料が高サルファ燃料であると判定し、そのことを表すために、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨを「１」にセットする（ステップ２２）。その後、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶを「０」にリセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。

上記のステップ２２が実行されると、前記ステップ１２の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが前記第１しきい値ＩＲＥＦ１よりも大きいか否かを判別する（ステップ２３）。この判別結果がＮＯのときには、前記ステップ１３以降を実行し、本処理を終了する。

一方、ステップ２３の判別結果がＹＥＳで、Ｓ＿ＱＩＮ＞ＩＲＥＦ１のときには、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１よりも大きな所定の第２しきい値ＩＲＥＦ２（例えば５０Ｌ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ２４）。この判別結果がＮＯで、ＩＲＥＦ１＜Ｓ＿ＱＩＮ≦ＩＲＥＦ２のときには、触媒７の劣化判定を行うことなく、本処理をそのまま終了する。このように、ＩＲＥＦ１＜Ｓ＿ＱＩＮ≦ＩＲＥＦ２のときには、触媒７の劣化判定が禁止される。

また、ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、Ｓ＿ＱＩＮ＞ＩＲＥＦ２のときには、給油が行われ、燃料タンク内の燃料が消費されたとして、前記ステップ２１に進み、判定用被毒除去制御を実行した後、本処理を終了する。これにより、判定用被毒除去制御の終了後、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨがリセットされることで、前記ステップ１２の判別結果がＮＯになり、触媒７の劣化判定が再開される。

なお、上述した劣化判定処理において、例えば仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶが「１」にセットされた状態で、イグニッション・スイッチ１６がＯＦＦになり、エンジン３の運転が停止された場合には、その時点で設定されていたフラグ類や燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮなどの値がＥＥＰＲＯＭに記憶され、次回の運転サイクルでは、これらの値を初期値として用い、劣化判定処理が引き続き行われる。

図５は、触媒７が正常で、かつ燃料が高サルファ燃料の場合に、これまでに説明した制御処理によって得られる動作例を示している。同図中の「ＩＧ」はイグニッション・スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦ状態を表す。この例では、タイミングｔ１において、判定用被毒除去制御が終了するものとする。それに伴い、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが「０」にリセットされる（図３のステップ２５）とともに、判定用被毒除去制御の実行により、触媒７の酸素貯蔵能ＯＳＣが回復している。

この状態からエンジン３の運転が進むと、高サルファ燃料中の硫黄分が触媒７に蓄積することによって、酸素貯蔵能ＯＳＣが徐々に低下する。また、エンジン３の運転中、図２の通常被毒除去制御処理により、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘがそのしきい値ＱＳＲＥＦに達する（ステップ５：ＹＥＳ）ごとに、通常被毒除去制御が実行される。また、図４のリッチスパイク制御処理により、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘがそのしきい値ＱＮＲＥＦに達する（ステップ３５：ＹＥＳ）ごとに、リッチスパイクが実行されるとともに、その実行中、酸素貯蔵能ＯＳＣに基づく触媒７の劣化判定が行われる。

酸素貯蔵能ＯＳＣが判定値ＯＳＣＪＵＤ以下になる（ｔ２）までは、図３のステップ１５の判別結果がＹＥＳになることで、触媒７は正常と判定される。一方、タイミングｔ２以後において触媒７の劣化判定が行われると（ｔ３）、ステップ１５の判別結果がＮＯになるとともに、この時点では燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１を超えているため、ステップ１８の判別結果がＹＥＳになり、それに応じて、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶが「１」にセットされる（ステップ２０）とともに、判定用被毒除去制御が実行される（ステップ２１）。前述したように、この判定用被毒除去制御は、通常被毒除去制御よりも長い所定時間にわたって実行され、それにより、低下していた酸素貯蔵能ＯＳＣが十分に回復する。また、判定用被毒除去制御の終了時（ｔ４）に、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが「０」にリセットされる（ステップ２５）。

その後、触媒７の劣化判定が行われると（ｔ５）、酸素貯蔵能ＯＳＣが回復しているため、ステップ１５の判別結果がＹＥＳになるとともに、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶが「１」にセットされていることで、ステップ１６の判別結果がＹＥＳになる。その結果、燃料が高サルファ燃料と判定され、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨが「１」にセットされる（ステップ２２）とともに、仮劣化フラグＦ＿ＣＡＴＮＧＶが「０」にリセットされる（ステップ２６）。

このように燃料が高サルファ燃料と判定されると、ステップ１２の判別結果がＹＥＳになり、その後の動作は、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮに応じて定まる。すなわち、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１を超える（ｔ６）までは、ステップ２３の判別結果がＮＯになることで、ステップ１３以降において、触媒７の劣化判定が行われる。

また、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１を超えた後、第２しきい値ＩＲＥＦ２を超える（ｔ７）までは、ステップ２４の判別結果がＮＯになることで、図３の処理がそのまま終了され、すなわち、触媒７の劣化判定が禁止される。

その後、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第２しきい値ＩＲＥＦ２を超えると（ｔ７）、判定用被毒除去制御が再び実行される（ステップ２１）。この判定用被毒除去制御により、酸素貯蔵能ＯＳＣが回復するとともに、その終了時（ｔ８）に、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮおよび高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨがそれぞれ「０」にリセットされる（ステップ２５）。

その後は、ステップ１２の判別結果がＮＯになることで、ステップ１３以降の処理が実行されることによって、触媒７の劣化判定が再開される。

以上のように、燃料が高サルファ燃料と判定されたときには、図５に示すように、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１を超えてから判定用被毒除去制御が終了するまでの期間（ｔ６−ｔ８間）が、劣化判定の禁止期間として設定される。この禁止期間内では、触媒７の劣化判定が禁止され、したがって、その判定結果に応じた仮劣化判定に伴う判定用被毒除去制御も行われない。なお、この禁止期間においても、通常被毒除去制御およびリッチスパイクは、図２および図４の処理によって実行される。

以上のように、本実施形態によれば、触媒７が劣化していると判定されたときに、判定用被毒除去制御を実行し、その後、触媒７が劣化していないと判定されたときに、燃料が高サルファ燃料と判定する。そして、高サルファ燃料と判定されたときには、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＪが第１しきい値ＩＲＥＦ１を超えてから判定用被毒除去制御が終了するまでの禁止期間において劣化判定を禁止するので、被毒による触媒７の劣化の誤判定を回避することができ、その劣化判定を適切に行うことができる。また、そのように劣化判定が禁止されることで、その判定結果に応じた判定用被毒除去制御も実行されないので、その実行頻度を最小限に抑制でき、それにより、燃費を向上させることができる。

さらに、燃料が高サルファ燃料と判定されたときでも、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１に達するまでは、触媒７の劣化判定の実行を許容するので、判定精度を確保しながら、触媒７の劣化判定を可能な限り行うことができる。また、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第２しきい値ＩＲＥＦ２に達したときに、触媒７の劣化判定を再開するので、高サルファ燃料の消費が終了したタイミングで、劣化判定を再開することができ、触媒７の誤判定を回避することができる。

さらに、触媒７の劣化判定の再開に先立ち、判定用被毒除去制御を実行するので、触媒７の被毒が確実に除去された状態で劣化判定を再開することができる。

また、判定用被毒除去制御を、通常被毒除去制御よりも長い所定時間にわたって実行するので、触媒７の被毒を確実に除去でき、その後の触媒７の劣化判定をより適切に行うことができる。

さらに、燃料が高サルファ燃料のときには、通常被毒除去制御を実行するか否かを判定するためのしきい値ＱＳＲＥＦとして、より小さな所定値ＱＳＨを用いる（ステップ２〜４）ので、ＳＯｘ蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘがより早くしきい値ＱＳＲＥＦに達することによって、通常被毒除去制御の実行周期が短くなり、触媒７の被毒を適切なタイミングで除去することができる。これにより、触媒７によるＮＯｘの捕捉能力を維持でき、排ガス特性を維持することができる。

また、高サルファ燃料のときには、リッチスパイクを実行するか否かを判定するためのしきい値ＱＮＲＥＦとして、より小さな所定値ＱＮＨを用いる（ステップ３２〜３４）ので、リッチスパイクの実行周期が短くなり、触媒７が飽和状態にる前の適切なタイミングでリッチスパイクを実行することができる。これにより、触媒７の飽和によるＮＯｘの通過を抑制でき、排ガス特性を維持することができる。

図６は、本発明の第２実施形態による劣化判定処理のフローチャートである。この第２実施形態は、第１実施形態では、触媒７の劣化判定を再開するための条件として、燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮを用いているのに対し、給油の実行の有無を用いる点が主として異なる。

具体的には、図３の処理のステップ２４に代えて、ステップ４１が実行される。このステップ４１では、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦが「１」であるか否かを判別する。この燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦは、後述する給油判定処理において、給油に伴って燃料が消費されたと判定されたときに「１」にセットされるものである。この判別結果がＮＯのときには、給油が行われておらず、燃料タンク内の燃料が消費されていないとして、触媒７の劣化判定を行うことなく、本処理をそのまま終了する。これにより、触媒７の劣化判定が禁止される。

一方、ステップ４１の判別結果がＹＥＳのときには、給油が行われ、燃料タンク内の燃料が消費されたとして、前記ステップ２１に進み、判定用被毒除去制御を実行した後、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦを「０」にセットし（ステップ４２）、本処理を終了する。これにより、判定用被毒除去制御の終了後、高サルファ燃料フラグＦ＿ＳＨがリセットされることで、前記ステップ１２の判別結果がＮＯになり、触媒７の劣化判定が再開される。

図７は、給油判定処理のフローチャートである。本処理は、所定時間ごとに実行される。本処理では、まずステップ５１において、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬ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、アップカウント式のタイマ（図示せず）のタイマ値ＴＭが所定時間ＴＭＲＥＦ（例えば５分）以上であるか否かを判別する（ステップ５２）。この判別結果がＮＯのときには、燃料レベルＬＥＶＥＬＦの平均値ＬＶＦＡＶＥを算出し（ステップ５３）、本処理を終了する。この燃料レベルＬＥＶＥＬＦは、燃料タンク内の燃料量を表し、燃料レベルセンサ１７（図１参照）によって検出される。

一方、前記ステップ５２の判別結果がＹＥＳで、ＴＭ≧ＴＭＲＥＦのときには、平均値ＬＶＦＡＶＥとその前回値ＬＶＦＡＶＥＺとの差（＝ＬＶＦＡＶＥ−ＬＶＦＡＶＥＺ）が所定値ＦＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ５４）。この判別結果がＮＯで、ＬＶＦＡＶＥ−ＬＶＦＡＶＥＺ≦ＦＲＥＦのときには、給油が行われていないとして、後述するステップ５７に直接、進む。一方、ステップ５４の判別結果がＹＥＳで、平均値ＬＶＦＡＶＥが今回と前回の間で大きく変化しているときには、給油が行われた直後であるとして、給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦを「０」にリセットする（ステップ５５）。この給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦは、給油が行われた以後に燃焼室３ｂに供給された燃料の総量を表し、給油後の燃料噴射量ＱＩＮＪの積算値として算出される。

次に、給油が行われたことを表すために、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬを「１」にセットする（ステップ５６）。そして、平均値ＬＶＦＡＶＥを前回値ＬＶＦＡＶＥＺにシフトした（ステップ５７）後、タイマ値ＴＭを値０にリセットし（ステップ５８）、本処理を終了する。

前記ステップ５６が実行された後には、前記ステップ５１の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、前述した給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦが所定量ＱＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ５９）。この判別結果がＮＯのときには、燃料タンクとインジェクタ６とを接続する通路（図示せず）内などに、給油前の高サルファ燃料が残留しているおそれがあるため、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦを「０」にセットし（ステップ６０）、本処理を終了する。

一方、ステップ５９の判別結果がＹＥＳで、Ｓ＿ＱＩＮＦ＞ＱＲＥＦのときには、上記通路などに残留した高サルファ燃料が確実に消費されたとして、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦを「１」にセットする（ステップ６１）とともに、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬを「０」にセットし（ステップ６２）、本処理を終了する。

以上のように、第２実施形態によれば、燃料レベルＬＥＶＥＬＦの平均値ＬＶＦＡＶＥが今回と前回の間で大きく変化したときに、触媒７の劣化判定を再開するので、給油に伴い、高サルファ燃料が消費されたタイミングで、劣化判定を再開することができ、その誤判定を回避することができる。また、給油後には、給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦが所定量ＱＲＥＦを上回るのを待って、触媒７の劣化判定を再開するので、通路などに残留した高サルファ燃料が確実に消費された適切なタイミングで触媒７の劣化判定を再開することができる。

図８は、給油判定処理の変形例を示している。本処理では、まずステップ７１において、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬ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、フィラーキャップスイッチ１８（図１参照）がＯＮされたか否かを判別する（ステップ７２）。このフィラーキャップスイッチ１８は、燃料タンクの給油口を開閉するフィラーキャップ（いずれも図示せず）が開放されているときに、ＯＮ信号を出力するものである。このステップ７２の判別結果がＮＯのときには、本処理をそのまま終了する。一方、ステップ７２の判別結果がＹＥＳのときには、給油口が開放され、給油が行われたとして、給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦを「０」にリセットする（ステップ７３）とともに、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬを「１」にセットした（ステップ７４）後、ステップ７５に進む。

また、ステップ７４が実行された後には、前記ステップ７１の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ステップ７５に直接、進む。

このステップ７５では、前述した図７のステップ５９と同様、給油後燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮＦが所定量ＱＲＥＦよりも大きいか否かを判別し、この判別結果がＮＯのときには、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦを「０」にセットした（ステップ７６）後、本処理を終する。一方、ステップ７５の判別結果がＹＥＳのときには、燃料消費フラグＦ＿ＥＸＦを「１」にセットする（ステップ７７）とともに、給油フラグＦ＿ＲＥＦＵＥＬを「０」にセットした（ステップ７８）後、本処理を終了する。

以上のように、この変形例によれば、給油口が開放されたときに給油が行われたと判定し、それに伴い、触媒７の劣化判定を再開するので、その誤判定を回避することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、触媒７はＮＯｘ触媒であるが、排ガスが酸化雰囲気のときに排ガス中のＮＯｘを捕捉し、捕捉したＮＯｘを還元雰囲気のときに還元するとともに、排ガスを浄化するタイプの触媒であれば、他の任意の触媒、例えば三元触媒を用いてもよい。また、実施形態では、浄化能力を表すパラメータとして、酸素貯蔵能ＯＳＣを用いているが、適当な他の任意のパラメータを用いてもよい。

また、実施形態では、判定用被毒除去制御において、触媒７に蓄積しているＳＯｘを確実に除去するために、その実行期間を、通常被毒除去制御の実行期間よりも長く設定しているが、これに代えて、他の手法を採用してもよい。例えば、判定用被毒除去制御における目標空燃比を通常被毒除去制御のそれよりもリッチ側に設定し、それにより、排ガスの還元度合いを高めるようにしてもよい。あるいは、判定用被毒除去制御における目標温度を通常被毒除去制御のそれよりも高く設定し、それにより、触媒の活性度合いを高めるようにしてもよい。

さらに、実施形態では、リッチスパイクを、燃焼室３ｂに供給する燃料量を増大させることによって行っているが、排気管５の触媒７よりも上流側に直接、燃料を供給することによって行ってもよい。また、この場合、燃料に代えて他の還元剤、例えば尿素などを用いてもよい。

また、実施形態では、燃料が高サルファ燃料のときに、触媒７の劣化判定を許容または禁止するかを判定するためのしきい値（ステップ２３）と、触媒７が劣化していると仮判定するか否かを判定するためのしきい値（ステップ１８）を、同じ第１しきい値ＩＲＥＦ１に設定しているが、これらを互いに異なる値に設定してもよい。

さらに、実施形態では、触媒７の劣化判定を、高サルファ燃料と判定された後、燃料の燃料消費量Ｓ＿ＱＩＮが第１しきい値ＩＲＥＦ１に達したときに禁止しているが、高サルファ燃料と判定されたときに直ちに、禁止してもよい。

さらには、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 劣化判定装置
２ ＥＣＵ（劣化判定手段、第１硫黄分除去制御実行手段、劣化判定実行手段、高サル
ファ判定手段、劣化判定禁止手段、燃料消費量算出手段、燃料消費判定手段、劣化
判定再開手段、給油判定手段、第２硫黄分除去制御実行手段、第２硫黄分除去制御
周期設定手段、還元制御手段および還元制御周期設定手段）
３ エンジン
５ 排気管（排気通路）
６ インジェクタ（還元制御手段）
７ 触媒
ＯＳＣ 酸素貯蔵能（触媒による排ガスの浄化能力）
Ｓ＿ＱＩＮ 燃料消費量
ＩＲＥＦ１ 第１しきい値
ＩＲＥＦ２ 第２しきい値

Claims (10)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の劣化判定装置であって、
   前記触媒による排ガスの浄化能力に基づいて、当該触媒が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段と、
   当該劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定されたときに、当該触媒に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段と、
   当該第１硫黄分除去制御が終了したときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段と、
   当該劣化判定により前記触媒が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段と、
   当該高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段と、
   前記内燃機関の運転の進行に伴って前記触媒に蓄積された硫黄分を除去するために、前記第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段と、を備え、
   前記第１硫黄分除去制御の実行期間は、前記第２硫黄分除去制御の実行期間よりも長いことを特徴とする触媒の劣化判定装置。
2. 内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の劣化判定装置であって、
   前記触媒による排ガスの浄化能力に基づいて、当該触媒が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段と、
   当該劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定されたときに、当該触媒に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段と、
   当該第１硫黄分除去制御が終了したときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段と、
   当該劣化判定により前記触媒が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段と、
   当該高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段と、
   前記内燃機関の運転の進行に伴って前記触媒に蓄積された硫黄分を除去するために、前記第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段と、を備え、
   前記第１および第２硫黄分除去制御手段は、前記触媒に流入する排ガスを還元雰囲気に制御し、
   前記第１硫黄分除去制御の実行中には、前記第２硫黄分除去制御の実行中よりも、排ガスの還元度合いを高くなるように制御することを特徴とする触媒の劣化判定装置。
3. 内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の劣化判定装置であって、
   前記触媒による排ガスの浄化能力に基づいて、当該触媒が劣化しているか否かを判定する劣化判定手段と、
   当該劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定されたときに、当該触媒に蓄積された硫黄分を除去するための第１硫黄分除去制御を実行する第１硫黄分除去制御実行手段と、
   当該第１硫黄分除去制御が終了したときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を実行させる劣化判定実行手段と、
   当該劣化判定により前記触媒が劣化していないと判定されたときに、燃料が硫黄分を多く含む高サルファ燃料であると判定する高サルファ判定手段と、
   当該高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、前記劣化判定手段による前記触媒の劣化判定を禁止する劣化判定禁止手段と、
   前記内燃機関の運転の進行に伴って前記触媒に蓄積された硫黄分を除去するために、前記第１硫黄分除去制御とは別個に第２硫黄分除去制御を実行する第２硫黄分除去制御実行手段と、を備え、
   前記第１硫黄分除去制御の実行中には、前記第２硫黄分除去制御の実行中よりも、前記触媒の温度を高くなるように制御することを特徴とする触媒の劣化判定装置。
4. 燃料の消費量を算出する燃料消費量算出手段をさらに備え、
   前記劣化判定禁止手段は、前記算出された燃料消費量が所定の第１しきい値に達したときに、前記劣化判定を禁止することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の触媒の劣化判定装置。
5. 前記高サルファ燃料と判定された燃料が消費されたか否かを判定する燃料消費判定手段と、
   前記触媒の劣化判定の禁止中、前記燃料消費判定手段により燃料が消費されたと判定されたときに、前記劣化判定を再開する劣化判定再開手段と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の触媒の劣化判定装置。
6. 前記燃料消費判定手段は、前記燃料消費量が前記第１しきい値よりも大きな所定の第２しきい値に達したときに、前記燃料が消費されたと判定することを特徴とする、請求項５に記載の触媒の劣化判定装置。
7. 燃料の給油が行われたか否かを判定する給油判定手段をさらに備え、
   前記燃料消費判定手段は、前記給油判定手段により燃料の給油が行われたと判定されたときに、前記燃料が消費されたと判定することを特徴とする、請求項５に記載の触媒の劣化判定装置。
8. 前記劣化判定再開手段による前記触媒の劣化判定の再開に先立ち、前記第１硫黄分除去制御を実行することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれかに記載の触媒の劣化判定装置。
9. 前記高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、前記第２硫黄分除去制御の実行周期を短く設定する第２硫黄分除去制御周期設定手段をさらに備え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触媒の劣化判定装置。
10. 前記触媒は、酸化雰囲気下で排ガス中のＮＯｘを捕捉するように構成され、
    当該触媒に捕捉されたＮＯｘを還元するために、当該触媒に流入する排ガスを還元雰囲気に制御する還元制御を実行する還元制御手段と、
    前記高サルファ判定手段により燃料が高サルファ燃料であると判定されたときに、前記還元制御の実行周期を短く設定する還元制御周期設定手段と、
    をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の触媒の劣化判定装置。

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