JP5724839B2

JP5724839B2 - Catalyst deterioration judgment system

Info

Publication number: JP5724839B2
Application number: JP2011250610A
Authority: JP
Inventors: 大和西嶋; 中村　好孝; 好孝中村; 徹木所
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: JP2013104405A

Description

本発明は、触媒劣化判定システムに関する。 The present invention relates to a catalyst deterioration determination system.

吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒ともいう。）に吸蔵されているＮＯxの還
元制御を実行し、その後、ＮＯx触媒でのＮＯxの吸蔵量の推定値が基準値に達した時点で、ＮＯx触媒よりも下流側のＮＯxセンサによって検出されるＮＯx濃度が所定濃度以上で
あるときは、ＮＯx触媒が劣化していると判定する技術が知られている（例えば、特許文
献１参照。）。 When the reduction control of NOx stored in the NOx storage reduction catalyst (hereinafter also simply referred to as NOx catalyst) is executed, and then the estimated value of the NOx storage amount in the NOx catalyst reaches the reference value, A technique for determining that the NOx catalyst is deteriorated when the NOx concentration detected by the NOx sensor downstream of the NOx catalyst is equal to or higher than a predetermined concentration is known (for example, see Patent Document 1).

ところで、ＮＯx触媒へ還元剤を供給すると、還元剤とＮＯxとが反応することにより、ＮＨ_３が生成されることがある。そして、ＮＯxセンサは、ＮＨ_３もＮＯxと同様に検出してしまう。また、還元剤を供給したときに、ＮＯx触媒から放出されるものの還元されず
にＮＯx触媒から流出するＮＯxもＮＯxセンサにより検出される。さらに、ＮＯx触媒よりも上流側から流れてきたＮＯxが還元されずに、ＮＯx触媒をすり抜けてＮＯxセンサによ
り検出されることもある。 By the way, when a reducing agent is supplied to the NOx catalyst, NH ₃ may be generated due to a reaction between the reducing agent and NOx. The NOx sensor also detects NH _{3 in the} same manner as NOx. Further, when the reducing agent is supplied, NOx that is released from the NOx catalyst but flows out of the NOx catalyst without being reduced is also detected by the NOx sensor. Further, NOx flowing from the upstream side of the NOx catalyst may not be reduced, but may be detected by the NOx sensor through the NOx catalyst.

このように、還元剤を供給した後には、ＮＯx触媒をすり抜けるＮＯxの他に、ＮＨ_３や、ＮＯx触媒から放出されるＮＯxも検出される。しかし、ＮＨ_３や、ＮＯx触媒から放出
されるＮＯxは、ＮＯx触媒が正常であっても検出されるため、これらによりＮＯxセンサ
の検出値が大きくなったとしても、ＮＯx触媒が劣化しているとはいえない。したがって
、還元剤供給時のＮＯxセンサの出力値によりＮＯx触媒の劣化判定を行うと、精度が低くなる虞がある。 Thus, after supplying the reducing agent, in addition to NOx that passes through the NOx catalyst, NH ₃ and NOx released from the NOx catalyst are also detected. However, since NH ₃ and NOx released from the NOx catalyst are detected even if the NOx catalyst is normal, even if the detected value of the NOx sensor becomes large due to these, the NOx catalyst is deteriorated. I can't say that. Therefore, when the deterioration determination of the NOx catalyst is performed based on the output value of the NOx sensor when the reducing agent is supplied, the accuracy may be lowered.

特開２００７−１６２４６８号公報JP 2007-162468 A 特開２０００−３３７１３１号公報JP 2000-337131 A 特開２００６−２８３７５７号公報JP 2006-283757 A 特開２００３−２１４１５３号公報JP 2003-214153 A

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、吸蔵還元型ＮＯx触媒
の劣化判定をより正確に行なうことができる技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of more accurately determining the deterioration of the NOx storage reduction catalyst.

上記課題を達成するために本発明による触媒劣化判定システムは、
内燃機関の排気通路に設けられてＮＯxを吸蔵し、吸蔵していたＮＯxを還元剤の供給により還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化を判定する触媒劣化判定システムにおいて、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給する供給装置と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも下流の排気中のＮＯxを検出するＮＯx検出装置と、
前記供給装置から供給する還元剤量を調節することで排気の空燃比を変化させる制御装置と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比がリッチ空燃比となるように還元剤量を調節しつつ前記供給装置から還元剤の供給を開始した直後の所定時間内において、前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下で
あり、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比が理論空燃比近傍となるように還元剤供給量を調整しつつ前記供給装置から還元剤の供給を行ったときの前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下である場
合には、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定する判定装置と、
を備える。 In order to achieve the above object, the catalyst deterioration determination system according to the present invention is:
In a catalyst deterioration determination system for determining deterioration of an NOx storage reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and stores NOx and reduces the stored NOx by supplying a reducing agent,
A supply device for supplying a reducing agent to the NOx storage reduction catalyst;
A NOx detector that detects NOx in the exhaust downstream of the NOx storage reduction catalyst;
A control device that changes the air-fuel ratio of the exhaust gas by adjusting the amount of reducing agent supplied from the supply device;
When NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst, the control device supplies the reducing agent from the supply device while adjusting the amount of reducing agent so that the exhaust air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio. Within a predetermined time immediately after the start, when the detected value of the NOx detection device is equal to or less than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst, the air / fuel ratio of the exhaust gas is controlled by the control device. When the detected value of the NOx detection device is less than or equal to a threshold value when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the reducing agent supply amount so that the value is close to the theoretical air-fuel ratio, the occlusion reduction type A determination device for determining that the NOx catalyst has deteriorated;
Is provided.

吸蔵還元型ＮＯx触媒は、リーン空燃比のときにＮＯxを吸蔵し、吸蔵していたＮＯxを
還元剤が存在するときに還元する。供給装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給す
ることができる。還元剤は、排気通路を流通する排気中に供給してもよく、内燃機関から排出させるようにしてもよい。そして、還元剤を供給することで、排気の空燃比が低下する。 The NOx storage reduction catalyst stores NOx when the air-fuel ratio is lean, and reduces the stored NOx when a reducing agent is present. The supply device can supply the reducing agent to the NOx storage reduction catalyst. The reducing agent may be supplied into the exhaust gas flowing through the exhaust passage or may be discharged from the internal combustion engine. Then, by supplying the reducing agent, the air-fuel ratio of the exhaust is lowered.

ここで、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤を供給すると、Ｈ_２やＨＣがＮＯと反応してＮ
Ｈ_３が生成されることがある。そして、吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化すると、該吸蔵還元
型ＮＯx触媒における還元効率が低下する。すなわち、吸蔵されるＮＯx量が少なくなり、リッチ空燃比としたときに吸蔵還元型ＮＯx触媒から脱離するＮＯx量も少なくなる。このため、生成されるＮＨ_３量も少なくなる。したがって、リッチ空燃比を目標として還元剤を供給したときのＮＯx検出装置の検出値が、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いに応じて小さくなる。なお、ＮＯx検出装置の検出値は、ＮＯx及びＮＨ_３濃度の最大値としてもよいし、または、ＮＯx及びＮＨ_３濃度の積算値としてもよい。 Here, when a reducing agent is supplied to the NOx storage reduction catalyst, H ₂ or HC reacts with NO and N
H ₃ may be generated. When the NOx storage reduction catalyst deteriorates, the reduction efficiency of the NOx storage reduction catalyst decreases. That is, the amount of NOx stored is reduced, and the amount of NOx desorbed from the NOx storage reduction catalyst when the air-fuel ratio is rich is also reduced. For this reason, the amount of NH ₃ produced is also reduced. Therefore, the detected value of the NOx detection device when the reducing agent is supplied with the rich air-fuel ratio as a target becomes smaller according to the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst. The detection value of the NOx detector may be a maximum value of the NOx and NH ₃ concentrations, or may be integrated value of NOx and NH ₃ concentrations.

この現象は、還元剤の供給を開始した後の短い時間で現れる。したがって、還元剤の供給を開始した直後の所定時間内で劣化判定を行うことができる。なお、ここでいう所定時間は、還元剤の供給によりＮＨ_３が生成される時間とすることができる。この所定時間は例えば１０秒であってもよい。すなわち、還元剤の供給を開始してから１０秒も経過すれば、ＮＨ_３が生成されるので、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定が可能となる。そして、
１０秒という短い期間で劣化判定を行うことができるため、速やかな劣化判定が可能となる。 This phenomenon appears in a short time after the supply of the reducing agent is started. Therefore, the deterioration determination can be performed within a predetermined time immediately after the supply of the reducing agent is started. Note that the predetermined time here can be a time during which NH ₃ is generated by supplying the reducing agent. This predetermined time may be 10 seconds, for example. That is, since NH ₃ is generated after 10 seconds have elapsed since the start of the supply of the reducing agent, it is possible to determine the deterioration of the NOx storage reduction catalyst. And
Since the deterioration determination can be performed in a short period of 10 seconds, it is possible to quickly determine the deterioration.

そして、吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化しているか否かの境にあるときのＮＯx検出装置の検出値を閾値として設定しておけば、ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下となるときに該
吸蔵還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定できる。 Then, if the detection value of the NOx detection device when the NOx storage reduction catalyst is in the boundary of whether or not it is deteriorated is set as a threshold, the storage is performed when the detection value of the NOx detection device is equal to or less than the threshold. It can be determined that the reduced NOx catalyst has deteriorated.

しかし、吸蔵還元型ＮＯx触媒が取り外されているときにも、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、制御装置により排気の空燃比がリッチ空燃比となる
ように還元剤量を調節しつつ供給装置から還元剤の供給を開始した直後の所定時間内において、ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下となる場合もある。そして、吸蔵還元型ＮＯx触媒が取り外されている場合と、劣化している場合と、を区別する要求もある。 However, even when the NOx storage reduction catalyst is removed, NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst, and the reducing agent is adjusted so that the exhaust air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio by the control device. There is a case where the detection value of the NOx detection device becomes equal to or less than the threshold value within a predetermined time immediately after the supply of the reducing agent from the supply device is started while adjusting the amount. There is also a need to distinguish between when the NOx storage reduction catalyst is removed and when it is degraded.

ここで、理論空燃比近傍となるように還元剤量を調整したときには、吸蔵還元型ＮＯx
触媒が正常であっても、ＮＨ_３の生成量は少ない。また、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化が
進行するにしたがって、ＮＨ_３の生成量が少なくなる。そして、吸蔵還元型ＮＯx触媒が
取り外されている場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒によりＮＨ_３が生成されることはない
。このように、理論空燃比近傍では、何れの状態であってもＮＨ_３の生成量は少ない。 Here, when the amount of reducing agent is adjusted to be close to the theoretical air-fuel ratio, the NOx storage reduction type
Even if the catalyst is normal, the amount of NH ₃ produced is small. In addition, the amount of NH ₃ produced decreases as the NOx storage reduction catalyst progresses. When the NOx storage reduction catalyst is removed, NH ₃ is not generated by the NOx storage reduction catalyst. Thus, in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, the amount of NH ₃ produced is small in any state.

一方、理論空燃比近傍及びリッチ空燃比において、吸蔵還元型ＮＯx触媒が正常であっ
ても、劣化していても、吸蔵していたＮＯxが還元されるので、ＮＯx濃度は比較的低い。しかし、吸蔵還元型ＮＯx触媒が取り外された場合には、内燃機関からの排気中に含まれ
るＮＯxがＮＯx検出装置にそのまま検出されるため、ＮＯx濃度が高い。 On the other hand, in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, the stored NOx is reduced regardless of whether the NOx storage reduction catalyst is normal or deteriorated, so the NOx concentration is relatively low. However, when the NOx storage reduction catalyst is removed, the NOx contained in the exhaust gas from the internal combustion engine is detected as it is by the NOx detection device, so the NOx concentration is high.

以上の関係を考慮すれば、吸蔵還元型ＮＯx触媒が正常であるか、劣化しているか、ま
たは取り外されているかを判定することができる。 Considering the above relationship, it is possible to determine whether the NOx storage reduction catalyst is normal, deteriorated, or removed.

すなわち、本発明においては、前記判定装置は、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比がリッチ空燃比となるように還元剤量を調節しつつ前記供給装置から還元剤の供給を開始した直後の所定時間内において、前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下であり、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比が理論空燃比近
傍となるように還元剤供給量を調整しつつ前記供給装置から還元剤の供給を行ったときの前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値よりも大きい場合には、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が取り外されていると判定することができる。 That is, in the present invention, the determination device is configured to reduce the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio by the control device when NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst. When the detected value of the NOx detection device is equal to or less than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent from the supply device while adjusting. The detected value of the NOx detection device when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the supply amount of the reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by the control device. If it is greater than the threshold value, it can be determined that the NOx storage reduction catalyst has been removed.

また、本発明においては、前記判定装置は、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比がリッチ空燃比となるように還元剤量を調節しつつ前記供給装置から還元剤の供給を開始した直後の所定時間内において、前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値よりも大きく、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比が理論空燃比近傍
となるように還元剤供給量を調整しつつ前記供給装置から還元剤の供給を行ったときの前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値以下である場合には、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が正常であると判定することができる。 Further, in the present invention, the determination device is the time when NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst, and the control device controls the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio. When the detected value of the NOx detecting device is larger than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent from the supply device while adjusting. The detected value of the NOx detection device when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the supply amount of the reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by the control device. When it is below the threshold, it can be determined that the NOx storage reduction catalyst is normal.

また、本発明においては、前記判定装置は、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比がリッチ空燃比となるように還元剤量を調節しつつ前記供給装置から還元剤の供給を開始した直後の所定時間内において、前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値よりも大きく、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されているときであって、前記制御装置により排気の空燃比が理論空燃比近傍
となるように還元剤供給量を調整しつつ前記供給装置から還元剤の供給を行ったときの前記ＮＯx検出装置の検出値が閾値よりも大きい場合には、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒が取り外されていると判定することができる。 Further, in the present invention, the determination device is the time when NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst, and the control device controls the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio. When the detected value of the NOx detecting device is larger than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent from the supply device while adjusting. The detected value of the NOx detection device when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the supply amount of the reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by the control device. If it is greater than the threshold value, it can be determined that the NOx storage reduction catalyst has been removed.

本発明によれば、吸蔵還元型ＮＯx触媒の劣化判定をより正確に行なうことができる。 According to the present invention, it is possible to more accurately determine the deterioration of the NOx storage reduction catalyst.

実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on an Example, and its exhaust system. ＮＯx触媒におけるＮＯxの吸蔵作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the NOx occlusion effect | action in a NOx catalyst. ＮＯx触媒におけるＮＯxの還元作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reduction | restoration effect | action of NOx in a NOx catalyst. 還元剤を供給して排気の空燃比をリッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）としたときのＮＯx触媒よりも下流側のＮＨ_３濃度の推移を示したタイムチャートである。6 is a time chart showing the transition of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4). 還元剤を供給して排気の空燃比を理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）としたときのＮＯx触媒よりも下流側のＮＨ_３濃度の推移を示したタイムチャートである。6 is a time chart showing the transition of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst when a reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust is made close to the theoretical air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 14.7). 還元剤を供給して排気の空燃比をリッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）としたときのＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度の推移を示したタイムチャートである。6 is a time chart showing the transition of the NOx concentration downstream of the NOx catalyst when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust gas is made to be a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4). 還元剤を供給して排気の空燃比を理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）としたときのＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度の推移を示したタイムチャートである。6 is a time chart showing the transition of the NOx concentration downstream of the NOx catalyst when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust is made close to the theoretical air-fuel ratio (for example, the air-fuel ratio of 14.7). リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of the detected value of a downstream NOx sensor when a reducing agent is supplied aiming at a rich air fuel ratio (for example, air fuel ratio 13.4) and the temperature of a NOx catalyst is 370 ° C, for example. ＮＯx触媒の温度と、ＮＯx触媒よりも下流側のＮＨ_３濃度の最大値と、の関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature of the NOx catalyst and the maximum value of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst. ＮＯx触媒の温度と、ＮＯx触媒よりも下流側のＮＨ_３量との関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature of the NOx catalyst and the amount of NH ₃ downstream of the NOx catalyst. リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of the detected value of a downstream NOx sensor when a reducing agent is supplied aiming at a rich air fuel ratio (for example, air fuel ratio 13.4) and the temperature of a NOx catalyst is 370 ° C, for example. リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）のときのＮＯx触媒の温度と、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサの検出値が最大となるまでの時間と、の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the temperature of the NOx catalyst at the time of a rich air fuel ratio (for example, air fuel ratio 13.4), and the time until the detected value of a downstream side NOx sensor becomes the maximum after a reducing agent supply start. . リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）のときのＮＯx触媒の温度と、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサの検出値が所定値となるまでの時間と、の関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature of the NOx catalyst at a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4) and the time from the start of reducing agent supply until the detected value of the downstream NOx sensor reaches a predetermined value. is there. 実施例に係るＮＯx触媒の劣化判定のフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of deterioration determination of the NOx catalyst which concerns on an Example. リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of the detected value of a downstream NOx sensor when a reducing agent is supplied aiming at a rich air fuel ratio (for example, air fuel ratio 13.4) and the temperature of a NOx catalyst is 370 ° C, for example. リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートであって、下流側ＮＯxセンサの検出値の最大値が、「異常触媒」、「正常触媒」、「触媒なし」の順に大きくなる場合を示している。6 is a time chart showing the transition of the detected value of the downstream NOx sensor when the reducing agent is supplied with a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio of 13.4) as a target, and the maximum detected value of the downstream NOx sensor In this case, the values increase in the order of “abnormal catalyst”, “normal catalyst”, and “no catalyst”. リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートであって、下流側ＮＯxセンサの検出値の最大値が、「触媒なし」、「異常触媒」、「正常触媒」の順に大きくなる場合を示している。6 is a time chart showing the transition of the detected value of the downstream NOx sensor when the reducing agent is supplied with a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio of 13.4) as a target, and the maximum detected value of the downstream NOx sensor In this example, the values increase in the order of “no catalyst”, “abnormal catalyst”, and “normal catalyst”. ＮＯx触媒が取り外されているか否かを判定するためのフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow for determining whether the NOx catalyst is removed. 理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of the detected value of a downstream NOx sensor when reducing agent is supplied aiming at the theoretical air fuel ratio neighborhood (for example, air fuel ratio 14.7).

以下、本発明に係る触媒劣化判定システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the catalyst deterioration determination system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼルエンジンである。 <Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine.

内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒４（以下、ＮＯx触媒４という。）が備えられている。 An exhaust passage 2 is connected to the internal combustion engine 1. An occlusion reduction type NOx catalyst 4 (hereinafter referred to as NOx catalyst 4) is provided in the middle of the exhaust passage 2.

ＮＯx触媒４は、たとえばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を担体とし、その担体上に、たとえ
ばバリウム（Ｂａ）及び白金（Ｐｔ）を担持して構成されている。 The NOx catalyst 4 is constituted by, for example, using alumina (Al ₂ O ₃ ) as a carrier, and carrying, for example, barium (Ba) and platinum (Pt) on the carrier.

このＮＯx触媒４は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元す
る。 The NOx catalyst 4 stores NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces the stored NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases and a reducing agent is present.

また、ＮＯx触媒４よりも上流の排気通路２には、排気中に還元剤を噴射する噴射弁５
が取り付けられている。噴射弁５は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して排気中へ還元剤を噴射する。還元剤には、たとえば内燃機関１の燃料（軽油）が用いられるが、これに限らない。 An injection valve 5 that injects a reducing agent into the exhaust gas in the exhaust passage 2 upstream of the NOx catalyst 4.
Is attached. The injection valve 5 is opened by a signal from the ECU 10 described later, and injects the reducing agent into the exhaust. For example, the fuel (light oil) of the internal combustion engine 1 is used as the reducing agent, but the reducing agent is not limited thereto.

噴射弁５から排気通路２内へ噴射された燃料は、排気通路２の上流から流れてきた排気の空燃比を低下させる。そして、ＮＯx触媒４に吸蔵されているＮＯxの還元時には、噴射弁５から燃料を噴射することにより、ＮＯx触媒４に流入する排気の空燃比を比較的に短
い周期で低下させる所謂リッチスパイク制御を実行する。噴射弁５から噴射させる還元剤量は、たとえば内燃機関１の運転状態（機関回転数及び燃料噴射量）に基づいて決定される。還元剤量と機関回転数と機関負荷との関係は予めマップ化しておくことができる。また、排気通路２に空燃比センサを取り付けて、該空燃比センサにより検出される空燃比が目標値となるように還元剤量をフィードバック制御してもよい。 The fuel injected from the injection valve 5 into the exhaust passage 2 lowers the air-fuel ratio of the exhaust flowing from the upstream side of the exhaust passage 2. When NOx stored in the NOx catalyst 4 is reduced, so-called rich spike control is performed in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 4 is decreased in a relatively short cycle by injecting fuel from the injection valve 5. Run. The amount of reducing agent injected from the injection valve 5 is determined based on, for example, the operating state of the internal combustion engine 1 (engine speed and fuel injection amount). The relationship among the amount of reducing agent, engine speed, and engine load can be mapped in advance. Further, an air-fuel ratio sensor may be attached to the exhaust passage 2 and the amount of reducing agent may be feedback controlled so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor becomes a target value.

なお、本実施例においては噴射弁５が、本発明における供給装置に相当する。また、内燃機関１から未燃燃料を排出させることで還元剤を供給することもできる。すなわち、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、該筒内噴射弁から主噴射を行なった後の膨張行程中若しくは排気行程中に再度燃料を噴射する副噴射（ポスト噴射）を行なったり、筒内噴射弁からの燃料噴射時期を遅らせたりすることにより、内燃機関１から還元剤を多く含むガスを排出させることもできる。 In this embodiment, the injection valve 5 corresponds to the supply device in the present invention. The reducing agent can also be supplied by discharging unburned fuel from the internal combustion engine 1. That is, an in-cylinder injection valve for injecting fuel into the cylinder is provided, and sub-injection (post-injection) for injecting fuel again during the expansion stroke or exhaust stroke after performing main injection from the in-cylinder injection valve is performed. Alternatively, by delaying the fuel injection timing from the in-cylinder injection valve, the gas containing a large amount of reducing agent can be discharged from the internal combustion engine 1.

また、噴射弁５よりも上流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する上流側Ｎ
Ｏxセンサ７が取り付けられている。また、ＮＯx触媒４よりも下流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する下流側ＮＯxセンサ８及び排気の温度を測定する温度センサ９が取り付けられている。なお、本実施例においては下流側ＮＯxセンサ８が、本発明にお
けるＮＯx検出装置に相当する。 Further, an upstream side N for measuring the NOx concentration in the exhaust is provided in the exhaust passage 2 upstream from the injection valve 5.
An Ox sensor 7 is attached. A downstream NOx sensor 8 that measures the NOx concentration in the exhaust and a temperature sensor 9 that measures the temperature of the exhaust are attached to the exhaust passage 2 downstream of the NOx catalyst 4. In the present embodiment, the downstream NOx sensor 8 corresponds to the NOx detection device in the present invention.

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する。 The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 controls the operation state of the internal combustion engine 1 according to the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力されるようになっている。 In addition to the above sensors, the ECU 10 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 11 by the driver to detect the engine load, and an accelerator position sensor 12 for detecting the engine speed. 13 are connected via electric wiring, and the output signals of these various sensors are input to the ECU 10.

一方、ＥＣＵ１０には、噴射弁５が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により噴射弁５の開閉時期が制御される。なお、本実施例では噴射弁５から供給する還元量を調節するＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。 On the other hand, the injection valve 5 is connected to the ECU 10 via electric wiring, and the ECU 10 controls the opening and closing timing of the injection valve 5. In this embodiment, the ECU 10 that adjusts the amount of reduction supplied from the injection valve 5 corresponds to the control device in the present invention.

そして、ＥＣＵ１０は、排気の空燃比がリッチとなる範囲内で噴射弁５から還元剤を噴射させ、このときに下流側ＮＯxセンサ８により検出されるＮＨ_３濃度に基づいてＮＯx触媒４の劣化判定を行う。ここで、ＮＯx及びＮＨ_３は、下流側ＮＯxセンサ８によりＮＯx
として検出される。このため、下流側ＮＯxセンサ８によりＮＨ_３が検出されたのか、ま
たはＮＯxが検出されたのか判別することは困難である。しかし、排気の空燃比をリッチ
空燃比とすることで、ＮＯx触媒４から流出する排気中にはＮＯxがほとんど含まれなくなる。したがって、このときに下流側ＮＯxセンサ８により検出されるのは、ＮＨ_３という
ことになる。 Then, the ECU 10 injects the reducing agent from the injection valve 5 within a range where the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes rich, and at this time, the deterioration determination of the NOx catalyst 4 based on the NH ₃ concentration detected by the downstream NOx sensor 8. I do. Here, NOx and NH ₃ are converted into NOx by the downstream NOx sensor 8.
Detected as For this reason, it is difficult to determine whether NH ₃ has been detected by the downstream NOx sensor 8 or whether NOx has been detected. However, by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to a rich air-fuel ratio, the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst 4 hardly contains NOx. Therefore, what is detected by the downstream side NOx sensor 8 at this time is NH ₃ .

しかし、ＮＯx触媒４を取り外した場合には、排気中のＮＯxが下流側ＮＯxセンサ８に
より検出される。そして、ＮＯx触媒４が正常のときに検出されるＮＨ_３と、ＮＯx触媒４が取り外されているときに検出されるＮＯxとを区別する要求もある。これに対し、ＥＣ
Ｕ１０は、排気の空燃比が理論空燃比近傍となるように噴射弁５から還元剤を噴射させたときの下流側ＮＯxセンサ８の検出値に基づいて、ＮＯx触媒４が取り外されているか否か判定する。 However, when the NOx catalyst 4 is removed, NOx in the exhaust is detected by the downstream NOx sensor 8. There is also a need to distinguish between NH ₃ detected when the NOx catalyst 4 is normal and NOx detected when the NOx catalyst 4 is removed. In contrast, EC
U10 indicates whether or not the NOx catalyst 4 is removed based on the detected value of the downstream NOx sensor 8 when the reducing agent is injected from the injection valve 5 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the stoichiometric air-fuel ratio. judge.

ここで、図２は、ＮＯx触媒４におけるＮＯxの吸蔵作用を説明するための図である。また、図３は、ＮＯx触媒４におけるＮＯxの還元作用を説明するための図である。 Here, FIG. 2 is a view for explaining the NOx occlusion action in the NOx catalyst 4. FIG. 3 is a view for explaining the NOx reduction action in the NOx catalyst 4.

ＮＯx触媒４は、排気の空燃比がリーンのときにＮＯをＰｔ上でＯ_２と酸化させ、Ｂａ
へＢａ（ＮＯ_３）_２として吸蔵する。一方、還元剤を供給して排気の空燃比をリッチとすると、Ｂａ（ＮＯ_３）_２がＮＯ_２となって放出され、さらにＰｔ上でＮ_２に還元される。このときに、ＮＯx触媒４では、ＮＯとＨ_２とが反応して、ＮＨ_３とＨ_２Ｏとが生成され
る。また、ＨＣとＮＯとが反応して、ＮＨ_３とＨ_２ＯとＣＯ_２とが生成される。このようにして生成されたＮＨ_３は、下流側ＮＯxセンサ８においてＨ_２またはＯ_２と反応してＮ
Ｏになるため、ＮＯxとして検出される。すなわち、下流側ＮＯxセンサ８においてＮＨ_３が検出される。 The NOx catalyst 4 oxidizes NO with O ₂ on Pt when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and Ba
Occluded as Ba (NO ₃ ) ₂ . On the other hand, when a reducing agent is supplied to make the exhaust air-fuel ratio rich, Ba (NO ₃ ) ₂ is released as NO ₂ and further reduced to N ₂ on Pt. At this time, in the NOx catalyst 4, NO and H ₂ react to generate NH ₃ and H ₂ O. Further, HC and NO react to generate NH ₃ , H ₂ O, and CO ₂ . The NH ₃ produced in this way reacts with H ₂ or O ₂ in the downstream NOx sensor 8 to react with N _2.
Since it becomes O, it is detected as NOx. That is, NH ₃ is detected by the downstream NOx sensor 8.

次に、図４は、還元剤を供給して排気の空燃比をリッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）としたときのＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３濃度の推移を示したタイムチャート
である。「正常触媒」は、Ｐｔが劣化しているものの、劣化の度合いが許容範囲内のＮＯx触媒４を示している。「劣化触媒」は、劣化の度合いが許容範囲を超えたＮＯx触媒４を示している。「触媒なし」は、ＮＯx触媒４を取り外した場合、すなわちＮＯx触媒４が存在しない場合を示している。「触媒なし」の場合には、ＮＯx触媒４のハウジングのみが
取り付けられている。なお、ここでは、ＮＯx触媒４に吸蔵されているＮＯxを還元するために行われるリッチスパイク制御（以下、通常のリッチスパイク制御ともいう。）のときよりも、排気の空燃比が低い。 Next, FIG. 4 shows the transition of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst 4 when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4). It is a time chart. “Normal catalyst” indicates the NOx catalyst 4 in which Pt has deteriorated but the degree of deterioration is within an allowable range. “Deteriorated catalyst” indicates the NOx catalyst 4 whose degree of deterioration exceeds an allowable range. “No catalyst” indicates that the NOx catalyst 4 is removed, that is, the NOx catalyst 4 is not present. In the case of “no catalyst”, only the housing of the NOx catalyst 4 is attached. Here, the air-fuel ratio of the exhaust gas is lower than that in rich spike control (hereinafter also referred to as normal rich spike control) performed to reduce NOx stored in the NOx catalyst 4.

また、図５は、還元剤を供給して排気の空燃比を理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）としたときのＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３濃度の推移を示したタイムチャー
トである。 Further, FIG. 5 shows the transition of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst 4 when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust is made close to the theoretical air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 14.7). It is a time chart.

図４に示されるように、リッチ空燃比では、ＮＯx触媒４が正常であれば、ＮＨ_３が多
く生成される。また、ＮＯx触媒４においてＰｔのシンタリングや硫黄被毒が発生して該
ＮＯx触媒４が劣化すると、Ｐｔの表面積が減少するため、ＮＯx触媒４における反応速度が低下する。このため、ＮＯx触媒４の劣化に応じてＮＨ_３の生成量が減少する。そして
、ＮＯx触媒４に劣化がさらに進行した場合や「触媒なし」の場合には、ＮＯx触媒４での反応が全く起こらないため、ＮＨ_３が生成されない。 As shown in FIG. 4, at the rich air-fuel ratio, if the NOx catalyst 4 is normal, a large amount of NH ₃ is generated. Further, when Pt sintering or sulfur poisoning occurs in the NOx catalyst 4 and the NOx catalyst 4 deteriorates, the surface area of Pt is reduced, so that the reaction rate in the NOx catalyst 4 is lowered. For this reason, the amount of NH ₃ produced decreases with the deterioration of the NOx catalyst 4. When the NOx catalyst 4 further deteriorates or “no catalyst”, no reaction takes place at the NOx catalyst 4, so NH ₃ is not generated.

一方、図５に示されるように、理論空燃比近傍では、「正常触媒」及び「劣化触媒」の何れもＮＨ_３生成量が少なく、その差は小さい。この場合、ＮＯxはＮ_２に還元されてい
ると考えられる。そして、「触媒なし」の場合には、ＮＨ_３が生成されない。このため、理論空燃比近傍では、「正常触媒」及び「劣化触媒」、「触媒なし」でＮＨ_３濃度の差は小さい。 On the other hand, as shown in FIG. 5, in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, both the “normal catalyst” and the “degraded catalyst” generate a small amount of NH ₃ , and the difference is small. In this case, NOx is considered to be reduced to N _2. In the case of “no catalyst”, NH ₃ is not generated. Therefore, in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, the difference in NH ₃ concentration between the “normal catalyst”, “deteriorated catalyst”, and “no catalyst” is small.

次に、図６は、還元剤を供給して排気の空燃比をリッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）としたときのＮＯx触媒４よりも下流側のＮＯx濃度の推移を示したタイムチャートである。 Next, FIG. 6 shows the transition of the NOx concentration on the downstream side of the NOx catalyst 4 when the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4). It is a chart.

また、図７は、還元剤を供給して排気の空燃比を理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４
．７）としたときのＮＯx触媒４よりも下流側のＮＯx濃度の推移を示したタイムチャートである。 FIG. 7 also shows that the reducing agent is supplied and the air-fuel ratio of the exhaust is made close to the theoretical air-fuel ratio (for example, the air-fuel ratio 14
. 7 is a time chart showing the transition of the NOx concentration downstream of the NOx catalyst 4 in the case of 7).

リッチ空燃比（図６）及び理論空燃比近傍（図７）において、「正常触媒」及び「劣化触媒」では、吸蔵していたＮＯxをＮ_２またはＮＨ_３へ還元するため、ＮＯx濃度は低い。一方、「触媒なし」の場合には、内燃機関１から排出されるＮＯxが吸蔵も還元もされず
に通過するため、ＮＯx濃度が高くなる。 In the vicinity of the rich air-fuel ratio (FIG. 6) and the theoretical air-fuel ratio (FIG. 7), the NOx concentration is low in the “normal catalyst” and “deteriorated catalyst” because the stored NOx is reduced to N ₂ or NH ₃ . On the other hand, in the case of “no catalyst”, the NOx discharged from the internal combustion engine 1 passes through without being occluded or reduced, so the NOx concentration becomes high.

上記図４〜図７の関係を用いれば、「正常触媒」、「劣化触媒」、「触媒なし」を下流側ＮＯxセンサ８の検出値に基づいて区別することができる。すなわち、下流側ＮＯxセンサ８では、ＮＯxとＮＨ_３とを区別することができないが、理論空燃比近傍及びリッチ空
燃比とすることで、「正常触媒」、「劣化触媒」、「触媒なし」で夫々下流側ＮＯxセン
サ８の検出値が異なる。このため、理論空燃比近傍及びリッチ空燃比としたときの下流側ＮＯxセンサ８の検出値に基づいて、「正常触媒」、「劣化触媒」、「触媒なし」を夫々
区別することができる。 4 to 7, “normal catalyst”, “deteriorated catalyst”, and “no catalyst” can be distinguished based on the detection value of the downstream NOx sensor 8. That is, the downstream NOx sensor 8 cannot distinguish between NOx and NH ₃ , but by setting the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, “normal catalyst”, “degraded catalyst”, and “no catalyst”. The detection values of the downstream side NOx sensors 8 are different. Therefore, “normal catalyst”, “degraded catalyst”, and “no catalyst” can be distinguished from each other based on the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the vicinity of the theoretical air fuel ratio and the rich air fuel ratio are set.

なお、「正常触媒」、「劣化触媒」、「触媒なし」の何れの状態であるのか判定するときには、下流側ＮＯxセンサ８により得られる検出値の最大値、検出値の積算値、または
検出値の増加速度に基づいた判定を行うことができる。 When determining whether the state is “normal catalyst”, “degraded catalyst”, or “no catalyst”, the maximum detected value, the integrated value of the detected values, or the detected value obtained by the downstream NOx sensor 8 is determined. It is possible to make a determination based on the increase speed of the.

ここで、図８は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒４の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートである。 Here, FIG. 8 shows the detected value of the downstream NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied with the rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4) as a target and the temperature of the NOx catalyst 4 is 370 ° C., for example. It is the time chart which showed transition.

正常触媒に対して劣化触媒は、Ｐｔのシンタリング等によりＮＨ_３の生成量が減少する。このため、劣化触媒では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が小さくなる。なお
、ＮＨ_３の生成量は、ＮＯx触媒４の温度に応じて変化する。ここで、図９は、ＮＯx触媒４の温度と、ＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３濃度の最大値と、の関係を示した図であ
る。このように、ＮＨ_３の生成量は、ＮＯx触媒４の温度に応じて変化するが、どの温度
においても、正常触媒よりも劣化触媒のほうがＮＨ_３の生成量が少ないことに変わりはない。このように、正常触媒と劣化触媒との境となる閾値を、ＮＨ_３濃度の最大値に設定することができる。この閾値と、ＮＯx触媒４の温度と、の関係を予め実験等により求めて
おいてもよい。 Compared to a normal catalyst, the amount of NH ₃ produced in a deteriorated catalyst is reduced by Pt sintering or the like. For this reason, in the deteriorated catalyst, the maximum value detected by the downstream NOx sensor 8 becomes small. Note that the amount of NH ₃ produced varies with the temperature of the NOx catalyst 4. Here, FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature of the NOx catalyst 4 and the maximum NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst 4. As described above, the amount of NH ₃ produced varies depending on the temperature of the NOx catalyst 4, but at any temperature, the amount of NH ₃ produced by the deteriorated catalyst is smaller than that of the normal catalyst. In this way, the threshold value that becomes the boundary between the normal catalyst and the deteriorated catalyst can be set to the maximum value of the NH ₃ concentration. The relationship between this threshold value and the temperature of the NOx catalyst 4 may be obtained in advance by experiments or the like.

また、図１０は、ＮＯx触媒４の温度と、ＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３量との関係を示した図である。ＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３量とは、ＮＯx触媒４よりも下流側のＮＨ_３濃度に排気の量を乗じた値の積算値である。この値は、下流側ＮＯxセンサ８の
検出値の積算値と相関関係にある。そして、図１０に示したように、ＮＯx触媒４よりも
下流側のＮＨ_３濃度の積算値にも閾値を設定することができ、該積算値に基づいて、正常触媒と劣化触媒とを区別することができる。この閾値と、ＮＯx触媒４の温度と、の関係
を予め実験等により求めておいてもよい。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the temperature of the NOx catalyst 4 and the amount of NH ₃ on the downstream side of the NOx catalyst 4. The amount of NH ₃ downstream of the NOx catalyst 4 is an integrated value of a value obtained by multiplying the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst 4 by the amount of exhaust. This value is correlated with the integrated value of the detected value of the downstream NOx sensor 8. Then, as shown in FIG. 10, a threshold value can also be set for the integrated value of the NH ₃ concentration downstream of the NOx catalyst 4, and the normal catalyst and the deteriorated catalyst are distinguished based on the integrated value. be able to. The relationship between this threshold value and the temperature of the NOx catalyst 4 may be obtained in advance by experiments or the like.

また、ＮＯx触媒４が劣化すると、ＮＯxからＮＨ_３への反応速度が低下する。反応速度の低下は、図１１に示されるように、下流側ＮＯxセンサ８の検出値が最大となる時期に
現れる。なお、図１１は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒４の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートである。正常触媒では、リッチ空燃比において、吸蔵されていたＮＯxが早期にＮＨ_３へと還元されるため、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値は、比較的早い時期に現れる（図１１のＢ）。一方、劣化触媒では、ＮＯxからＮＨ_３への
反応が緩慢となるため、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値は、比較的遅い時期に現
れる（図１１のＣ）。 Further, when the NOx catalyst 4 deteriorates, the reaction rate from NOx to NH ₃ decreases. As shown in FIG. 11, the decrease in the reaction rate appears at the time when the detected value of the downstream side NOx sensor 8 becomes maximum. FIG. 11 shows the transition of the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied with a rich air / fuel ratio (for example, air / fuel ratio 13.4) as a target and the temperature of the NOx catalyst 4 is 370 ° C., for example. It is the time chart which showed. In the normal catalyst, the stored NOx is reduced to NH _{3 at an} early stage in a rich air-fuel ratio, so that the maximum value of the detected value of the downstream NOx sensor 8 appears relatively early (B in FIG. 11). ). On the other hand, in the deteriorated catalyst, the reaction from NOx to NH ₃ becomes slow, so the maximum value of the detected value of the downstream NOx sensor 8 appears at a relatively late time (C in FIG. 11).

ここで、図１２は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）のときのＮＯx触媒４の
温度と、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサ８の検出値が最大となるまでの時間と、
の関係を示した図である。ＮＯx触媒４の温度によってもＮＨ_３の生成速度が変化するが
、ＮＯx触媒４の温度が同じであれば、劣化触媒よりも正常触媒のほうが最大値に早く達
する。このため、下流側ＮＯxセンサ８の検出値が最大値となるまでの時間に閾値を設定
することができ、該下流側ＮＯxセンサ８の検出値が最大値となるまでの時間に基づいて
、正常触媒と劣化触媒とを区別することができる。 Here, FIG. 12 shows the temperature of the NOx catalyst 4 at a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4), and the time from when the reducing agent supply starts until the detected value of the downstream NOx sensor 8 becomes maximum. ,
FIG. Although the production rate of NH ₃ varies depending on the temperature of the NOx catalyst 4, if the temperature of the NOx catalyst 4 is the same, the normal catalyst reaches the maximum value earlier than the deteriorated catalyst. Therefore, a threshold can be set for the time until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches the maximum value, and the normal value is set based on the time until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches the maximum value. A catalyst and a deteriorated catalyst can be distinguished.

また、下流側ＮＯxセンサ８の検出値が、還元剤供給開始から所定値（例えば、劣化触
媒の最大値）に上昇するまでの時間に応じて正常触媒と劣化触媒とを区別することもできる。すなわち、正常触媒では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値がＡで示される時刻に所定
値に達するのに対し、劣化触媒では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値がＣで示される時刻
に所定値に達する。すなわち、劣化触媒のほうが、所定値に達するまでの時間が長い。 Further, it is possible to distinguish between the normal catalyst and the deteriorated catalyst according to the time from when the detected value of the downstream NOx sensor 8 rises to a predetermined value (for example, the maximum value of the deteriorated catalyst) from the start of supply of the reducing agent. That is, in the normal catalyst, the detection value of the downstream NOx sensor 8 reaches a predetermined value at the time indicated by A, whereas in the deteriorated catalyst, the detection value of the downstream NOx sensor 8 is a predetermined value at the time indicated by C. To reach. That is, it takes longer for the deteriorated catalyst to reach a predetermined value.

ここで、図１３は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）のときのＮＯx触媒４の
温度と、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサ８の検出値が所定値となるまでの時間と
、の関係を示した図である。 Here, FIG. 13 shows the temperature of the NOx catalyst 4 at the rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4) and the time from the start of supply of the reducing agent until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches a predetermined value. FIG.

このように、ＮＯx触媒４の温度によって、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサ８の検出値が所定値となるまでの時間が変化するが、ＮＯx触媒４の温度が同じであれば、劣
化触媒よりも正常触媒のほうが所定値に早く達する。このため、下流側ＮＯxセンサ８の
検出値が所定値となるまでの時間に閾値を設定することができ、該下流側ＮＯxセンサ８
の検出値が所定値となるまでの時間に基づいて、正常触媒と劣化触媒とを区別することができる。 As described above, the time from the start of the supply of the reducing agent until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches a predetermined value varies depending on the temperature of the NOx catalyst 4, but if the temperature of the NOx catalyst 4 is the same, the deterioration catalyst The normal catalyst reaches the predetermined value earlier than the normal value. Therefore, a threshold can be set for the time until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches a predetermined value, and the downstream NOx sensor 8
Based on the time until the detected value reaches a predetermined value, the normal catalyst and the deteriorated catalyst can be distinguished.

次に、図１４は、本実施例に係るＮＯx触媒４の劣化判定のフローを示したフローチャ
ートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の期間毎に実行される。 Next, FIG. 14 is a flowchart showing a flow for determining deterioration of the NOx catalyst 4 according to this embodiment. This routine is executed by the ECU 10 every predetermined period.

ステップＳ１０１では、ＮＯx触媒４の劣化判定を行う前提条件が成立しているか否か
判定される。たとえば下流側ＮＯxセンサ８が正常であり、且つＮＯx触媒４の温度がＮＯxの還元に適した温度となっているときに前提条件が成立していると判定される。下流側
ＮＯxセンサ８が正常であるか否かは、周知の技術により行うことができる。また、ＮＯxの還元に適した温度とは、たとえば、ＮＯx触媒４が活性化しているときの温度である。
ＮＯx触媒４の温度が低すぎると活性が低下し、ＮＯx触媒４の温度が高すぎるとＮＨ_３の生成量が低下するため、ＮＯx触媒４の温度が所定の範囲内であるか否か判定してもよい
。ＮＯx触媒４の温度は、温度センサ９により検出される。また、ＮＯx触媒４の劣化判定が完了していないか否か判定してもよい。 In step S101, it is determined whether or not a precondition for determining deterioration of the NOx catalyst 4 is satisfied. For example, it is determined that the precondition is satisfied when the downstream NOx sensor 8 is normal and the temperature of the NOx catalyst 4 is a temperature suitable for NOx reduction. Whether the downstream NOx sensor 8 is normal can be determined by a known technique. The temperature suitable for NOx reduction is, for example, the temperature at which the NOx catalyst 4 is activated.
If the temperature of the NOx catalyst 4 is too low, the activity is reduced, and if the temperature of the NOx catalyst 4 is too high, the amount of NH ₃ produced is reduced. Therefore, it is determined whether or not the temperature of the NOx catalyst 4 is within a predetermined range. May be. The temperature of the NOx catalyst 4 is detected by a temperature sensor 9. Further, it may be determined whether or not the deterioration determination of the NOx catalyst 4 has been completed.

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。 If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102, and if a negative determination is made, this routine is terminated.

ステップＳ１０２では、リッチスパイク実行条件が成立しているか否か判定される。リッチスパイク実行条件とは、ＮＯx触媒４の劣化判定を行うためのリッチスパイク制御を
行う条件である。たとえば、ＮＯx触媒４に所定量以上のＮＯxが吸蔵されているときにリッチスパイク実行条件が成立していると判定される。ＮＯx触媒４に吸蔵されているＮＯx量は、上流側ＮＯxセンサ７により検出されるＮＯx濃度に基づいて算出される。ここでいう所定量とは、還元剤を供給したときに、劣化判定が可能なほどＮＨ_３が生成される値として予め実験等により求めておく。すなわち、ＮＯx触媒４にＮＯxが吸蔵されていなけれ
ば、ＮＯx触媒４がたとえ正常であったとしても、ＮＨ_３が生成されない。そうすると劣
化判定が困難となるため、所定量以上のＮＯxがＮＯx触媒４に吸蔵されていることを条件としている。 In step S102, it is determined whether a rich spike execution condition is satisfied. The rich spike execution condition is a condition for performing rich spike control for determining deterioration of the NOx catalyst 4. For example, it is determined that the rich spike execution condition is satisfied when a predetermined amount or more of NOx is stored in the NOx catalyst 4. The amount of NOx stored in the NOx catalyst 4 is calculated based on the NOx concentration detected by the upstream NOx sensor 7. Here, the predetermined amount is obtained in advance by experiments or the like as a value at which NH ₃ is generated so that deterioration can be determined when a reducing agent is supplied. That is, if NOx is not occluded in the NOx catalyst 4, NH ₃ is not generated even if the NOx catalyst 4 is normal. Since this makes it difficult to determine deterioration, it is a condition that a predetermined amount or more of NOx is occluded in the NOx catalyst 4.

ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。 If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, and if a negative determination is made, this routine is terminated.

ステップＳ１０３では、ＮＯx触媒４の劣化判定用のリッチスパイク制御が行われる。
すなわち、リッチの範囲内（例えば、空燃比１４以下）でリッチスパイク制御が行われる。リッチスパイク制御は、少なくともＮＨ_３が生成されるのに必要な時間行われる。 In step S103, rich spike control for determining deterioration of the NOx catalyst 4 is performed.
That is, rich spike control is performed within a rich range (for example, an air-fuel ratio of 14 or less). The rich spike control is performed for a time required for at least NH _{3 to} be generated.

ステップＳ１０４では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が閾値以下であるか否
か判定される。本ステップでは、ＮＯx触媒４が劣化しているか否か判定している。ここ
でいう閾値は、ＮＯx触媒４が劣化しているか否かの境となる検出値であり、予め設定し
ておく。また、この最大値は、リッチスパイク制御が開始されてから１０秒以内における最大値としてもよい。 In step S104, it is determined whether or not the maximum detected value of the downstream NOx sensor 8 is equal to or less than a threshold value. In this step, it is determined whether or not the NOx catalyst 4 has deteriorated. The threshold value here is a detection value that becomes a boundary of whether or not the NOx catalyst 4 is deteriorated, and is set in advance. The maximum value may be the maximum value within 10 seconds after the rich spike control is started.

なお、本ステップでは、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の積算値が閾値以下であるか否
か判定してもよい。この積算値は、リッチスパイク制御により下流側ＮＯxセンサ８でＮ
Ｈ_３が検出されている間の積算値としてもよく、リッチスパイク制御が行われている間の積算値としてもよく、所定の時間の積算値としてもよい。積算値は、たとえば所定の周期で読み込まれる下流側ＮＯxセンサ８の検出値を順次加算していくことにより得る。 In this step, it may be determined whether or not the integrated value of the detection values of the downstream NOx sensor 8 is equal to or less than a threshold value. This integrated value is calculated by the downstream NOx sensor 8 by rich spike control.
May be a cumulative value between the amount _of H ₃ is detected, may be a cumulative value during the rich spike control is being performed, it may be used as the integrated value of the predetermined time. The integrated value is obtained, for example, by sequentially adding the detection values of the downstream NOx sensor 8 read at a predetermined period.

また、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサ８の検出値が最大値となるまでの時間、
または、還元剤供給開始から下流側ＮＯxセンサ８の検出値が所定値となるまでの時間が
閾値以上であるか否か判定してもよい。 Also, the time from when the reducing agent supply starts until the detected value of the downstream NOx sensor 8 reaches the maximum value,
Alternatively, it may be determined whether the time from when the reducing agent supply starts until the detection value of the downstream NOx sensor 8 reaches a predetermined value is equal to or greater than a threshold value.

ここで、図１５は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給し且つＮＯx触媒４の温度が例えば３７０℃のときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートである。「正常触媒」の場合の検出値の最大値は閾値よりも高くなり、「劣化触媒」の場合の検出値の最大値は閾値以下となる。しかし、「触媒なし」の場合には、検出値の最大値が閾値近傍の場合もある。このため、ステップＳ１０４の判定結果によらず、「触媒なし」の可能性もある。 Here, FIG. 15 shows the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied with a rich air / fuel ratio (for example, air / fuel ratio 13.4) as a target and the temperature of the NOx catalyst 4 is 370 ° C., for example. It is the time chart which showed transition. The maximum value of the detection value in the case of “normal catalyst” is higher than the threshold value, and the maximum value of the detection value in the case of “degraded catalyst” is equal to or less than the threshold value. However, in the case of “no catalyst”, the maximum detected value may be near the threshold value. For this reason, there is a possibility of “no catalyst” regardless of the determination result of step S104.

したがって、ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、ＮＯx触媒４は劣化しているか、またはＮＯx触媒４が取り外されていると判定される。一方、ステップＳ１０４で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進み、ＮＯx
触媒４は正常であるか、またはＮＯx触媒４が取り外されていると判定される。 Therefore, if an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, where it is determined that the NOx catalyst 4 has deteriorated or the NOx catalyst 4 has been removed. On the other hand, if a negative determination is made in step S104, the process proceeds to step S106, where NOx
It is determined that the catalyst 4 is normal or the NOx catalyst 4 is removed.

ここで、図１６は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートであって、下流
側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が、「異常触媒」、「正常触媒」、「触媒なし」の順
に大きくなる場合を示している。このときには、ＮＨ_３の生成量は少ない。この図１６では、「正常触媒」及び「触媒なし」の場合の検出値の最大値が、閾値よりも大きくなっている。そして、図１６に示した場合では、「正常触媒」と「触媒なし」とを区別する必要がある。 Here, FIG. 16 is a time chart showing the transition of the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied with a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4) as a target. The maximum value of the detected value of the side NOx sensor 8 increases in the order of “abnormal catalyst”, “normal catalyst”, “no catalyst”. At this time, the amount of NH ₃ produced is small. In FIG. 16, the maximum value of the detected value in the case of “normal catalyst” and “no catalyst” is larger than the threshold. In the case shown in FIG. 16, it is necessary to distinguish between “normal catalyst” and “no catalyst”.

一方、図１７は、リッチ空燃比（例えば、空燃比１３．４）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートであって、下流側
ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が、「触媒なし」、「異常触媒」、「正常触媒」の順に
大きくなる場合を示している。このときには、ＮＨ_３の生成量は多い。この図１７では、「劣化触媒」及び「触媒なし」の場合の検出値の最大値が、閾値以下になっている。そして、図１７に示した場合では、「劣化触媒」と「触媒なし」とを区別する必要がある。 On the other hand, FIG. 17 is a time chart showing the transition of the detected value of the downstream NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied with a rich air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 13.4) as a target. The maximum value of the detected value of the NOx sensor 8 increases in the order of “no catalyst”, “abnormal catalyst”, and “normal catalyst”. At this time, the amount of NH ₃ produced is large. In FIG. 17, the maximum value of the detection value in the case of “degraded catalyst” and “no catalyst” is equal to or less than the threshold value. In the case shown in FIG. 17, it is necessary to distinguish between “deteriorated catalyst” and “no catalyst”.

したがって、次に、ＮＯx触媒４が取り外されているか否かの判定を行う。図１８は、
ＮＯx触媒４が取り外されているか否かを判定するためのフローを示したフローチャート
である。本ルーチンは、図１４に示したルーチンの終了後に実行される。 Therefore, next, it is determined whether or not the NOx catalyst 4 is removed. FIG.
5 is a flowchart showing a flow for determining whether or not an NOx catalyst 4 is removed. This routine is executed after the end of the routine shown in FIG.

ステップＳ２０１では、リッチスパイク実行条件が成立しているか否か判定される。本ステップでは、ステップＳ１０２と同様の処理がなされる。なお、ＮＯx触媒４に吸蔵さ
れているＮＯx量が少ないと、リッチスパイク制御実行中にＮＯxの還元が完了し、ＮＯx
触媒４が正常であってもＮＯxが流出することがある。このため、ＮＯx触媒４におけるＮＯxの吸蔵量が所定量以上のときにリッチスパイク実行条件が成立していると判定される
。 In step S201, it is determined whether a rich spike execution condition is satisfied. In this step, processing similar to that in step S102 is performed. If the amount of NOx stored in the NOx catalyst 4 is small, the reduction of NOx is completed during execution of rich spike control, and NOx
Even if the catalyst 4 is normal, NOx may flow out. Therefore, it is determined that the rich spike execution condition is satisfied when the NOx occlusion amount in the NOx catalyst 4 is equal to or greater than a predetermined amount.

ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is terminated.

ステップＳ２０２では、ＮＯx触媒４の取り外し判定用のリッチスパイク制御が行われ
る。すなわち、理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）となるようにリッチスパイク制御が行われる。すなわち、ＮＨ_３が生成されない空燃比とされる。 In step S202, rich spike control for determining removal of the NOx catalyst 4 is performed. That is, the rich spike control is performed so that the air / fuel ratio is close to the theoretical air / fuel ratio (for example, the air / fuel ratio is 14.7). That is, the air-fuel ratio is such that NH ₃ is not generated.

ステップＳ２０３では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が閾値以下であるか否
か判定される。この閾値は、ＮＯx触媒４が存在するか否かの境となる検出値であり、予
め設定しておく。 In step S203, it is determined whether or not the maximum detected value of the downstream NOx sensor 8 is equal to or less than a threshold value. This threshold value is a detection value that becomes a boundary of whether or not the NOx catalyst 4 exists, and is set in advance.

ここで、図１９は、理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４．７）を目標に還元剤を供給したときの、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の推移を示したタイムチャートである。ＮＯx触媒４が実際に取り付けられている場合には、該ＮＯx触媒４に吸蔵されていたＮＯx及びＮＯx触媒４に流入するＮＯxがＮ_２へ還元される。また、理論空燃比近傍では、ＮＨ_３はほとんど生成されない。したがって、ＮＯx触媒４が存在すれば、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値は小さくなるはずである。したがって、「正常触媒」及び「劣化触媒」では、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値は、閾値以下となる。一方、「触媒なし」の
場合には、内燃機関１から排出されるＮＯxが下流側ＮＯxセンサ８により検出されるため、検出値の最大値が閾値よりも大きくなる。この閾値は、ＮＯx触媒４が取り付けられて
いるか否かの境となる値として予め実験等により求めておく。 Here, FIG. 19 is a time chart showing the transition of the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio 14.7). When the NOx catalyst 4 is actually installed, NOx flowing into the NOx and the NOx catalyst 4 that was stored in the NOx catalyst 4 is reduced to N _2. Further, almost no NH ₃ is generated in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. Therefore, if the NOx catalyst 4 is present, the maximum value detected by the downstream NOx sensor 8 should be small. Therefore, in the “normal catalyst” and the “degraded catalyst”, the maximum value detected by the downstream NOx sensor 8 is equal to or less than the threshold value. On the other hand, in the case of “no catalyst”, NOx discharged from the internal combustion engine 1 is detected by the downstream NOx sensor 8, and therefore the maximum value of the detected value becomes larger than the threshold value. This threshold value is obtained in advance by an experiment or the like as a value as a boundary whether or not the NOx catalyst 4 is attached.

なお、本ステップでは、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の積算値が閾値以下であるか否
か判定してもよい。 In this step, it may be determined whether or not the integrated value of the detection values of the downstream NOx sensor 8 is equal to or less than a threshold value.

ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進み、「正常触媒」または「劣化触媒」の何れかであると判定される。一方、ステップＳ２０３で否定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み、「触媒なし」であると判定される。このように、図１４に示すフローと、図１８に示すフロートを処理することにより、「正常触媒」または「劣化触媒」、「触媒なし」の何れかであると判定することができる。 If an affirmative determination is made in step S203, the process proceeds to step S204, where it is determined that the catalyst is either “normal catalyst” or “degraded catalyst”. On the other hand, if a negative determination is made in step S203, the process proceeds to step S205, where it is determined that “no catalyst”. In this manner, by processing the flow shown in FIG. 14 and the float shown in FIG. 18, it can be determined that the catalyst is “normal catalyst”, “deteriorated catalyst”, or “no catalyst”.

なお、本実施例においてはステップＳ１０４及びステップＳ２０３を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定装置に相当する。 In this embodiment, the ECU 10 that processes step S104 and step S203 corresponds to the determination device according to the present invention.

このようにして、リッチ空燃比となるように還元剤を供給しているときの下流側ＮＯx
センサ８の検出値、及び、理論空燃比近傍となるように還元剤を供給しているときの下流側ＮＯxセンサ８の検出値に基づいてＮＯx触媒４の劣化判定を行うことができる。このときには、ＮＯx触媒４が取り外されているか否かも判定することができる。 In this way, the downstream side NOx when the reducing agent is supplied so as to achieve a rich air-fuel ratio.
The deterioration determination of the NOx catalyst 4 can be performed based on the detection value of the sensor 8 and the detection value of the downstream NOx sensor 8 when the reducing agent is supplied so as to be close to the theoretical air-fuel ratio. At this time, it can also be determined whether or not the NOx catalyst 4 is removed.

なお、本実施例では、理論空燃比よりもリッチの範囲内でリッチスパイク制御を行っているときの下流側ＮＯxセンサ８の検出値の最大値が小さいほど、ＮＯx触媒４の劣化の度合いが高いと判定してもよい。同様に、下流側ＮＯxセンサ８の検出値の積算値が小さい
ほど、ＮＯx触媒４の劣化の度合いが高いと判定してもよい。 In the present embodiment, the degree of deterioration of the NOx catalyst 4 is higher as the maximum value of the detected value of the downstream side NOx sensor 8 when the rich spike control is performed within the richer range than the stoichiometric air-fuel ratio is smaller. May be determined. Similarly, it may be determined that the degree of deterioration of the NOx catalyst 4 is higher as the integrated value of the detected values of the downstream NOx sensor 8 is smaller.

１内燃機関
２排気通路
４吸蔵還元型ＮＯx触媒
５噴射弁
７上流側ＮＯxセンサ
８下流側ＮＯxセンサ
９温度センサ
１０ＥＣＵ
１１アクセルペダル
１２アクセル開度センサ
１３クランクポジションセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Exhaust passage 4 Occlusion reduction type NOx catalyst 5 Injection valve 7 Upstream side NOx sensor 8 Downstream side NOx sensor 9 Temperature sensor 10 ECU
11 Accelerator pedal 12 Accelerator opening sensor 13 Crank position sensor

Claims

In a catalyst deterioration determination system for determining deterioration of an NOx storage reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and stores NOx and reduces the stored NOx by supplying a reducing agent,
A supply device for supplying a reducing agent to the NOx storage reduction catalyst;
A NOx detector that detects NOx in the exhaust downstream of the NOx storage reduction catalyst;
A control device that changes the air-fuel ratio of the exhaust gas by adjusting the amount of reducing agent supplied from the supply device;
When NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst, the control device supplies the reducing agent from the supply device while adjusting the amount of reducing agent so that the exhaust air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio. Within a predetermined time immediately after the start, when the detected value of the NOx detection device is equal to or less than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst, the air / fuel ratio of the exhaust gas is controlled by the control device. When the detected value of the NOx detection device is less than or equal to a threshold value when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the reducing agent supply amount so that the value is close to the theoretical air-fuel ratio, the occlusion reduction type A determination device for determining that the NOx catalyst has deteriorated;
A catalyst deterioration judgment system comprising:

The determination device is when the NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst, and the control device adjusts the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio. When the detected value of the NOx detection device is equal to or less than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent, the control device When the detected value of the NOx detection device is larger than the threshold when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the reducing agent supply amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by The catalyst deterioration determination system according to claim 1, wherein it is determined that the NOx storage reduction catalyst is removed.

The determination device is when the NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst, and the control device adjusts the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio. When the detected value of the NOx detecting device is larger than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent, the control device When the detection value of the NOx detection device when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the reducing agent supply amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by the And determining that the NOx storage reduction catalyst is normal.
Or the catalyst deterioration determination system of 2 or 2.

The determination device is when the NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst, and the control device adjusts the amount of reducing agent so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio. When the detected value of the NOx detecting device is larger than a threshold value and NOx is occluded in the NOx storage reduction catalyst within a predetermined time immediately after starting the supply of the reducing agent, the control device When the detected value of the NOx detection device is larger than the threshold when the reducing agent is supplied from the supply device while adjusting the reducing agent supply amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio by The catalyst deterioration determination system according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the NOx storage reduction catalyst is removed.