WO2002068807A1

WO2002068807A1 - Purificateur de gaz d'echappement pour moteurs thermiques

Info

Publication number: WO2002068807A1
Application number: PCT/JP2002/001730
Authority: WO
Inventors: Yasuki Tamura; Kojiro Okada; Tomohiro Ohashi; Naoto Yamada; Kazuo Koga
Original assignee: Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2002-09-06
Also published as: EP1365137A4; DE60208522T2; EP1365137B9; KR100555113B1; KR20030007554A; EP1365137B1; US20030115854A1; DE60208522D1; US6711892B2; EP1365137A1

Description

明細書

内燃機関の排気浄化装置技術分野

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段の性能低下を判定する技術に関する。背景技術

排気中の有害物質（H C、 C O、 H ₂等の未燃物の他、スモーク、 N Ox等を含む）を低減させることを目的とした技術として、触媒上での反応を利用したお気浄化技術が知られている。

ところが、当該排気浄化技術では、冷態時の触媒が活性ィヒされるまでの間に H C等の未燃物が大気放出されるという問題がある。

そこで、例えば特開平 3— 1 1 7 6 1 1号、特開平 4一 1 8 3 9 2 1号公報に開示されるように、排気圧を上昇させるようにして触媒の早期活性化を図る技術が開発されている。

この技術では、例えば排気通路下流に密閉型可変バルブを設けており、当該密閉型可変バルブを調節し排気通路断面積を変更させることで、排気抵抗、排気密度を上昇させ或いは排気流速を低下させ、排気圧や排気温度の上昇を図るようにしている。

このように排気圧を上昇させるようにすると、例えば排気系内に未燃物を供給した場合（燃料の二段噴射等）、 E G R (排気再循環）を実施した場合、排気空燃比の変調（排気 A/ F変調）を実施した場合において、各性能が増強されることになり、燃焼室を含む排気通路内の未燃物の反応が促進されて排気温度が上昇し、触媒が早期に活性化されて排気の浄化が飛躍的に促進される。

ところで、上記密閉型可変バルブは高温高圧の環境下に置かれることから、長期間使用していると、，故障してバルブが正常に作動しなくなる場合がある。

このように密閉型可変バルブのバルブが正常に作動しなくなると、排気圧を上昇させたいにも拘わらずバルブが閉弁作動せず、排気圧が実際には上昇しなかつたり、或いは、排気圧を上昇させたくないにも拘わらずバルブが閉弁作動したままとされ、排気圧が高いままに保持されるといった不都合が生じる。

そこで、排気通路に排気圧センサを設け、当該排気圧センサにより検出される排気圧情報に基づいて密閉型可変バルブ等の排気制御手段の異常を検出することが考えられている。

また一方、車両に搭載されるディーゼルエンジンから排出される排ガスには、 H C、 C O等のほか、パティキュレートマ夕一（P Mと略す）が多く含まれており、ディーゼルエンジンの排気後処理装置として、 P Mを捕捉して外部熱源等により焼却除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（D P Fと略す）が実用化されている。

当該 D P Fでは、フィル夕に捕捉され堆積した P Mが捕捉限界に達する前に P Mを焼却除去してフィルタを再生するのがよく、フィル夕に堆積した P Mの堆積量に応じて排気後処理装置の上流側の排気圧が上昇することに着目し、例えば特開平 8— 3 0 3 2 9 0号公報に開示されるように、排気後処理装置の上流側の排気通路に排気圧センサを設けるようにし、当該排気圧センサにより検出される排気圧が所定排気圧に達したら、 P Mが捕捉限界量に近づいたとみなして P Mの焼却除去を行うようにしている。

しかしながら、このように排気圧センサを用いる場合、当該排気圧センサを別途設けなければならず、一般に排気圧センサは高温高圧に耐える仕様であるため、高価であり、部品コストが増大するという問題がある。発明の開示

本発明の目的は、排気中の有害物質を低減可能な排気浄ィヒ手段の性能低下を安価にして確実に判定可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明の排気诤化装置では、内燃機関の排気通路に介装され、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段と、前記排気中の特定排気成分の濃度を検出する排気センサと、前記排気センザの出力に基づいて、前記所定の排気圧条件が満たされないことを検出することにより前記排気浄化手段の性能低下を判定する性能低下判定手段とを備えたことを特徴としている。

これにより、排気圧センサを別途設けることなく、既設の排気センサからの情報に基づいて排気圧を推定可能となり、当該排気センサの出力を監視して所定の排気圧条件が満たされないことを検出することにより、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄ィヒ手段の性能低下を安価にして確実に判定することができる。

ここに、本発明は次のような知見に基づきなされたものであり、以下説明する。一般に、排気圧が増大すると、各排気成分の拡散速度が増加し分圧が増大する。一方、例えば排気センサが 0 ₂センサである場合に、 0 ₂センサ出力の理論式として次のネルンストの式 (1)がよく知られている。

「ネルンストの式」：

起電力（0₂センサ出力）

= (気体定数 X作動温度/ ( 4 Xファラデー定数） X I n (大気側 0 ₂分圧/ 排気側 0₂分圧） … ）

ここに、排気側 0 ₂分圧は次式 (2)で示される。

排気側 0₂分圧 =排気圧 X排気〇₂濃度 …

このネルンストの式は、つまり、排気圧が増大すると、〇₂成分の多いリーン空燃比側では排気側〇₂分圧が増加して起電力（〇₂センサ出力）が低下し、一方、 H ₂成分の多いリツチ空燃比側では、 H ₂分圧が増加する一方で排気側〇₂分圧が減少して起電力（o ₂センサ出力）が増大することを示している。このことは、即ち、起電力（〇₂センサ出力）を監視することにより、排気圧の増減を検出でき、例えば大気圧下での目標出力と比較することにより、排気制御手段の異常を検出できることを意味する。

また、排気センサが A/ Fセンサである場合に、 A/ Fセンサ出力の理論式として次のポンプ電流の式 (3)、（4)がよく知られている。

「ポンプ電流の式」：

リーン側でのポンプ電流（A/ Fセンサ出力）

= ( 4 Xファラデー定数 Χ θ ₂拡散定数 X拡散通路の開口部断面積/ (気体定数 X作動温度 X拡散通路の長さ） X (排気側 o ₂分圧一ガス検出室側（大気側） 0₂分圧） -(3)

リッチ側でのポンプ電流（A/Fセンサ出力）

= ( 2 Xファラデー定数 X拡散通路の開口部断面積 Z (気体定数 X作動温度 X 拡散通路の長さ） X (H ₂拡散定数 X排気側 H ₂分圧 X C〇拡散定数 X排気側 C O 分圧） …( .

ここに、リーン側でのポンプ電流及びリツチ側でのポンプ電流は一方が正（+) で他方が負（一）である。

このポンプ電流の式は、つまり、排気圧が増大すると、 0 ₂成分の多いリーン空燃比側では排気側 O ₂分圧が増加してポンプ電流が増大し、 AZ Fセンサ出力が増加し、一方、 H ₂成分の多いリッチ空燃比側では、 H ₂分圧が増加してポンプ電流が逆方向に増大し、 AZ Fセンサ出力が減少することを示している。

このことは、即ち、ポンプ電流（AZFセンサ出力）を監視することにより、排気圧の増減を検出でき、例えば大気圧下での目標出力と比較することにより、排気制御手段の異常を検出できることを意味する。

なお、排気センサは N〇_x センサであってもよく、この場合においても理論式として上記ポンプ電流の式を適用可能である。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気浄化手段は、排気通路の流路面積を調節可能な排気流動制御弁を含み、前記性能低下判定手段は、前記排気流動制御弁の異常を判定することを特徴としている。 ' 従って、排気流動制御弁を閉弁することによって排気圧が上昇し、これにより排気通路内の未燃物の反応が促進されて排気温度が上昇し、触媒が早期に活性化されて排気浄化効率が向上することになるが、この際、既設の排気センサからの情報に基づいて排気圧が推定されることになり、当該排気センサの出力を監視することで、排気流動制御弁の異常を安価にして確実に判定することができる。また、本発明の排気浄化装置では、前記性能低下判定手段は、前記排気センサからの出力と基準圧下における同一排気成分濃度での目標出力とを比較することで前記排気浄化手段の性能低下を判定することを特徴としている。

これにより、排気センサからの出力情報と予め設定された基準圧（例えば、大気圧等）下における同一排気成分濃度（同一排気 A/ F) での目標出力とを比較することで、容易にして適正に排気圧が推定されることになり、当該排気センサの出力と目標出力との比較値を監視することにより、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段の性能低下を常に良好に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記性能低下判定手段は、前記排気センサからの排気成分濃度の異なる複数の出力と基準圧下における前記各排気成分濃度での複数の目標出力との関係に基づいて前記排気浄ィ匕手段の性能低下を判定することを特徴としている。

これにより、排気センサからの排気成分濃度（排気 A/F ) の異なる複数の出力情報と予め設定された基準圧（例えば、大気圧等）下における各排気成分濃度 (各お^気 AZF) での複数の目標出力との関係、例えば複数の排気センサ出力の差と複数の目標出力の差との比を求めることで、排気センサの出力信号に含まれるノイズ等の排気圧以外の誤差要因を排除して排気圧がより適正に推定可能とされ、当該排気センサの複数の出力と複数の目標出力との関係を監視することにより、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段の性能低下を精度よく判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気センサは、二以上の排気成分濃度を検出する特性を有し、排気 AZ Fがリーン空燃比であるときに少なくとも一つの特定排気成分の濃度を検出し、リッチ空燃比であるときに他の特定排気成分の濃度を検出することを特徴としている。

これにより、例えば、リーン空燃比では排気中に 0₂成分が多く、リッチ空燃比では排気中に H ₂成分が多いが、これらリーン空燃比における一つの特定排気成分（〇₂成分）とリッチ空燃比における他の特定排気成分（H ₂成分）を排気センサでそれぞれ検出することができると、リーン空燃比かリッチ空燃比かに拘わらず常に良好に排気圧が推定可能とされ、排気センサの出力を監視することにより、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段の性能低下を空燃比に拘わらず広い空燃比範囲で常時判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気浄化手段は排気後処理装置であり、前記性能低下判定手段は、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徵としている。

これにより、排気後処理装置のフィルタに堆積した PMの堆積量が増加するとフィル夕の目詰まりにより排気後処理装置の上流側の排気圧が上昇することになるが、排気圧センサを別途設けることなく、既設の排気センサからの情報に基づいて排気圧を推定可能となり、当該排気センサの出力を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を安価にして確実に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記性能低下判定手段は、内燃機関の運転状態及び前記特定の排気成分濃度に基づき前記排気後処理装置の再生の要否を判定する判定値を設定し、前記排気センサの出力と前記判定値とを同一の運転状態且つ同一排気成分濃度で比較して前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴としている。これにより、排気センサからの出力情報と予め設定された同一の運転状態且つ同一排気成分濃度での判定値とを比較することで、容易にして適正に排気圧力雕定されることになり、当該排気センサの出力と判定値との比樹直を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を常に良好に判定することができる。また、本発明の排気浄化装置では、前記排気センサは〇₂センサであるとともに前記排気後処理装置は吸蔵型 N Ox触媒を含み、前記性能低下判定手段は、前記吸蔵型 NOx触媒から N Ox を放出させるベく排気 AZFをリッチ空燃比とするとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴としている。即ち、排気 AZFがリッチ空燃比であるときには、排気圧が増大すると H₂分圧が増加して o ₂センサ出力が増大することになるが、 o ₂センサの性質上この変化度合いがリーン空燃比での o₂分圧の変化よりも大きく、故に、 o ₂センサを用いた場合には、吸蔵型 NOx触媒から NOxを放出させるベく排気 AZFをリツチ空燃比とするときに当該〇₂センサの出力を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を容易にして確実に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記性能低下判定手段は、内燃機関の運転状態に基づき、前記排気後処理装置の未使用時の基準排気圧下における目標出力を設定するとともに、前記排気後処理装置の再生の要否を判定する判定値を排気成分濃度に応じて設定し、前記排気センサの出力と前記目標出力との偏差が同一の運転状態且つ同一排気成分濃度で前記判定値を越えると、前記排気後処理装置の再生が必要と判定することを特徴としている。

これにより、排気センサからの出力情報と予め設定された基準排気圧下における目標出力との偏差を同一の運転状態且つ同一排気成分濃度での判定値と比較することで、容易にして適正に排気圧が推定されることになり、当該偏差が判定値に達したことを検出することにより、排気圧が高く排気後処理装置の再生が必要な状況を容易に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気センサはリニア空燃比センサであり、前記性能低下判定手段は、前記リニア空燃比センサを用いた内燃機関の空気過剰率に基づく燃料噴射量のフィ一ドバック制御中において排気 AZ Fがリ一ン空燃比であるとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴としている。

即ち、排気 A/Fがリーン空燃比であるときには、リッチ空燃比のときよりも，リーン度合いが大きくなるほどお気圧変化に応じたリニア空燃比センサ出力の変化度合いが大きく、故に、リニア空燃比センサを用いた場合には、内燃機関の空気過剰率に基づく燃料噴射量のフィ―ドバック制御中において排気 AZFがリ一ン空燃比であるときに当該リニア空燃比センサの出力を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を容易にして確実に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気センサはリニア空燃比センサであり、前記性能低下判定手段は、前記リニア空燃比センサを用いた排気還流量のフイードバック制御中において排気 A/Fがリーン空燃比であるとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴としている。

即ち、排気 A/ Fがリ一ン空燃比であるときには、リッチ空燃比のときよりも, リーン度合いが大きくなるほど排気圧変化に応じたリニア空燃比センサ出力の変化度合いが大きく、故に、リニア空燃比センサを用いた場合には、排気還流量のフィードバック制御中において排気 A/ Fがリ一ン空燃比であるときに当該リニァ空燃比センサの出力を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を容易にして確実に判定することができる。

また、本発明の排気浄化装置では、前記排気センサはリニア空燃比センサであるとともに前記排気後処理装置は吸蔵型 N Ox触媒を含み、前記性能低下判定手段は、前記吸蔵型 N〇x触媒から N〇_xを放出させるベく排気 A/ Fをリツチ空燃比とするとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴としている。

即ち、リニア空燃比センサを用いた場合、排気 A/ Fがリ一ン空燃比であるときのみならず吸蔵型 N Ox触媒から NOx を放出させるベく排気 AZ Fをリッチ空燃比とするときにおいても、当該リニア空燃比センサの出力を監視することにより、排気後処理装置の再生の要否を容易にして確実に判定することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の排気流動制御弁の故障診断に係る内燃機関の排気浄ィ匕装置の概略構成図；

図 2は、密閉型開閉弁としてのバタフライ弁を示す図；

図 3は、第 1実施例に係る 0₂センサを用いた場合の故障診断ルーチンを示すフローチャート；

図 4は、第 2実施例に係る故障診断ルーチンを示すフローチャート；図 5は、第 3実施例に係る AZ Fセンサを用いた場合の故障診断ルーチンを示すフローチヤ一卜；

図 6は、排気圧を大気圧（破線）及び所定の高圧（例えば、 8 0 0 mmHg= 1 0 6 7 hPa) (実線）とした場合の目標 A/Fと AZFセンサ出力との関係をそれぞれ示す図；

図 7は、第 4実施例に係る故障診断ルーチンを示すフローチャート；図 8は、第 5実施例に係る故障診断ルーチンを示すフローチャート；図 9は、本発明の排気後処理装置の再生に係る内燃機関の排気浄ィヒ装置の概略構成図；

図 1 0は、空気過剰率 λに基づく燃料噴射量のフィードバック制御（λ制御）の制御ルーチンを示すフローチャート；

図 1 1は、 E G R制御の制御ルーチンを示すフローチャート；

図 1 2は、第 6実施例に係る D P F再生制御ルーチンを示すフローチャート；図 1 3は、 D P Fに P M力堆積していないときの排気圧を基準お気圧力とした場合の A/Fセンサの目標出力（破線）及び排気圧を D P Fの再生が必要となる所定の高圧とした場合の A/ Fセンサ出力（実線）と目標 A/F (目標空燃比）、即ち目標空気過剰率 λ tとの関係をエンジン回転速度 N eやエンジン負荷 L毎にそれぞれ設定したマップ；

図 1 4は、 D P Fの再生実行制御の制御ルーチンを示すフローチャート；図 1 5は、 AZFセンサを用いた場合の第 7実施例に係る D P F再生制御ルーチンを示すフローチャート；

図 1 6は、第 7実施例に係る N Ox放出制御の制御ルーチンを示すフローチヤ一卜；

図 1 7は、 A/ Fセンサを用いた場合の第 8実施例に係る D P F再生制御ルーチンを示すフローチャート；

図 1 8は、第 9実施例に係る N Ox放出制御の制御ルーチンを示すフローチヤ —卜；

図 1 9は、 0₂センサを用いた場合の第 9実施例に係る D P F再生制御ル一チンを示すフローチャート；及び

図 2 0は、 D P Fの再生が必要となる〇₂センサの所定出力 Elをエンジン回転速度 N eやエンジン負荷 L毎に設定したマップである。発明を実施するための最良の形態

「排気流動制御弁の故障診断」

図 1を参照すると、本発明の排気流動制御弁の故障診断に係る内燃機関の排気浄^:装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。

ここでは、内燃機関であるエンジン 1として、例えば燃料噴射モードを切換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射）とともに圧縮行程での燃料噴射 (圧縮行程噴射）を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが採用される。この筒内噴射型のエンジン 1は、容易にして理論空燃比（ストイキォ）での運転やリッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能である。また、エンジン 1として、ここでは 4気筒エンジンが採用される。

同図に示すように、エンジン 1のシリンダヘッド 2には、各気筒毎に点火ブラグ 4とともに電磁式の燃料噴射弁 6が取り付けられており、これにより、燃料を燃焼室内に直接噴射可能である。

点火プラグ 4には高電圧を出力する点火コイル 8が接続されている。また、燃料噴射弁 6には、燃料パイプ 7を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁 6に対し低燃圧或いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁 6から燃焼室内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。

シリンダへッド 2には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マ二ホールド 1 0の一端が分岐してそれぞれ接続されている。なお、吸気マ二ホールド 1 0には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁 1 4が設けられている。

また、シリンダヘッド 2には、各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マ二ホールド 1 2の一端が分岐してそれぞれ接続されている。

なお、当該筒内噴射型のエンジン 1は既に公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。

排気マニホ一ルド 1 2の他端には排気管（排気通路） 2 0が接続されている。そして、排気管 2 0には、排気浄化触媒装置として三元触媒 3 0が介装されている。この三元触媒 3 0は、担体に活性貴金属として銅（C u )，コバルト（C o )，銀（A g ) , 白金（P t ) , ロジウム（R h ) , パラジウム（P d ) のいずれかを有している。また、同図に示すように、排気管 2 0には、排気中の特定排気成分の濃度を検出する排気センサ 2 2が配設されている。

さらに、排気管 2 0の三元触媒 3 0よりも下流の部分には、排気流動制御装置 4 0が介装されている。排気流動制御装置 4 0は、排ガス中の有害物質（H C、 C O、 H ₂等の未燃物の他、スモーク、 N〇x等を含む）の低減を促進させることを目的とする装置であり、排気圧、排気密度及び排気流速の少なくともいずれか一つを変更することが可能に構成されている。具体的には、排気流動制御装置 4 0は排気管 2 0の流路面積を調節可能な密閉型開閉弁（排気浄化手段、排気流動制御弁）が電子コント口一ルユニット（E C U) 6 0に電気的に接続されて構成されている。

密閉型開閉弁としては種々の方式が考えられるが、ここでは、例えば、図 2に閉弁状態と開弁状態とを示すように、排気管 1 2を貫通する軸 4 3回りに弁体 4 4を回転させることで排気管 1 2の流路面積を調節可能なバタフライ弁 4 2が採用される。バタフライ弁 4 2にはァクチユエ一タ 4 5力接続されており、パ夕フライ弁 4 2は当該ァクチユエ一夕 4 5により弁体 4 4が軸 4 3回りに回転させられて開閉作動する。

E C U 6 0は、入出力装置、記憶装置（R OM、 R AM, 不揮発性 RAM等）、中央処理装置（C P U) 、タイマカウンタ等を備えており、当該 E C U 6 0により、エンジン 1を含めた排気浄化装置の総合的な制御が行われる。

E C U 6 0の入力側には、上述した排気センサ 2 2等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。

一方、 E C U 6 0の出力側には、上述の燃料噴射弁 6、点火コイル 8、スロットル弁 1 4、バタフライ弁 4 2等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバィスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、弁開度等の各種情報がそれぞれ出力され、これにより、燃料噴射弁 6から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射され、点火ブラグ 4により適正なタイミングで火花点火が実施され、所望の弁開度となるよう適正なタイミングで開閉弁 4 2が開閉操作される。また、出力側には、警告ランプ 5 0も接続されている。

以下、このように構成された本発明の排気流動制御弁の故障診断に係る排気浄化装置の作用、即ちバタフライ弁 4 2により構成される排気流動制御装置 4 0の故障診断手法について説明する。

上述したように、エンジン 1が冷態状態にあるときには、三元触媒 3 0を早期に活性化させるべく一時的にバタフライ弁 4 2を閉弁操作するようにしている。これにより、排気管 2 0内の排気圧が上昇して燃焼室から排気管 2 0までの排気系の未燃燃料の反応が促進されて排気温度が上昇することになり、三元触媒 3 0 が早期に活性ィ匕される。

ところで、バタフライ弁 4 2は高温高圧の環境下にあるため、長期間に亘つて使用していると、故障して開閉弁が十分になされなくなる場合がある。このようにバタフライ弁 4 2が故障して排気流動制御装置 4 0としての機能が損なわれると、開閉弁 4 2が十分に閉弁しない場合には、エンジン 1の冷態時において有害物質を十分に浄ィ匕できなくなるおそれがあり、一方、開閉弁 4 2が十分に開弁しない場合には、排気効率が低下して内燃機関の出力が低下するといつた不具合が発生するおそれがある。

そこで、本発明の排気流動制御弁の故障診断では、排気センサ 2 2が排ガス中の特定成分の分圧を利用して濃度検出していることに着目し、当該排気センサ 2 2の出力に基づいて排気圧を推定し、バタフライ弁 4 2の故障、即ち排気流動制御装置 4 0の異常を診断するようにしている（性能低下判定手段）。

なお、特定成分の分圧を利用する排気センサ 2 2には〇₂センサ、 AZFセンサ（リニア空燃比センサ、 L A F S ) 、 N〇_xセンサ等の種々のセンサがあるが、ここでは〇₂センサを用いた場合と A/ Fセンサを用いた場合についてそれぞれ実施例を分けて説明する。まず、第 1実施例を説明する。

当該第 1実施例は、排気センサ 2 2として〇₂センサを用いた場合である。なお、 0₂センサを用いた場合には、上述したネルンストの式が適用される。

図 3を参照すると、 E C U 6 0が実行する、第 1実施例に係る 0₂センサを用いた場合の故障診断ル一チンがフローチャートで示されており、以下当該フローチャートに沿って説明する。

ステップ S 1 0では、 0₂センサからの情報に基づき、排気 AZ Fがリッチ空燃比（ストィキォを含む）、即ち排ガスがリッチ雰囲気にあるか否かを判別する。このようにリツチ雰囲気であるか否かを判別するのは、排気 A/ Fがリツチ空燃比であるときには、排気圧が増大すると H ₂分圧が増加して〇 ₂センサ出力が増大することになるのであるが、この変化度合いがリーン空燃比での〇₂分圧の変化よりも明確であって故障診断に適しているからである。

ステップ S 1 0の判別結果が偽（N o ) の場合、即ちリーン雰囲気の場合には、そのまま当該ルーチンを抜ける。一方、ステップ S 1 0の判別結果が真 (Y e s ) の場合には、ステップ S 1 2に進む。

ステップ S 1 2では、バタフライ弁 4 2が閉状態（ここでは全閉状態）であるか否かを判別する。判別結果が真 (Y e s ) で全閉と判定された場合には、次にステップ S 1 4に進む。

バタフライ弁 4 2が閉状態である場合には、排気圧は予め設定された所定の高圧（例えば、 8 0 0 mmHg= 1 0 6 7 hPa) にまで達しているはずであり、この所定圧に対応する〇₂センサ出力 AOも実験等により分かっている。そこで、ステツプ S 1 4では、 0₂センサ出力が上記〇₂センサ出力 AO近傍にあるか否かを判別する。ここでは、検出される〇₂センサ出力が所定値 A2 (但し、 A0≤A2) より小さいか否かを判別する。

ステップ S 1 4の判別結果が真（Y e s ) の場合、即ち〇₂センサ出力が所定値 A2より小さい場合には、バタフライ弁 4 2が閉状態であるにも拘わらず、 H ₂ 分圧が低く、排気圧が十分に上がっていないような異常な状況と考えられる。つまり、バタフライ弁 4 2に何らかの故障が発生していると考えられる。従って、このような場合には、次にステップ S 1 6に進み、バタフライ弁 4 2が故障と判定し、警告ランプ 5 0を点灯して運転者に異常を知らせる。

一方、ステップ S 1 4の判別結果が偽 (N o ) で、〇₂センサ出力が所定値 A2 以上である場合には、排気圧が十分に上がっており、バタフライ弁 4 2は正常に作動していると判定できる。従って、この場合には、次にステップ S 1 8に進み、故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 5 0を点灯せず消灯状態に保持する。

また、ステップ S 1 2の判別結果が偽 (N o) 、即ちバタフライ弁 4 2が開状態（ここでは全開状態）にある場合には、次にステップ S 1 9に進む。

バタフライ弁 4 2が開状態である場合には、排気圧は大気圧近傍値となるはずであり、この場合、 0₂センサ出力は通常使用時の値を示す。そこで、ステップ S 1 9では、〇₂センサ出力が所定値 A3 (但し、 A3≥A0) より大きいか否かを判別する。

ステップ S 1 9の判別結果が真（Y e s ) の場合、即ち 0₂センサ出力が所定値 A3 を越えている場合には、バタフライ弁 4 2が開状態であるにも拘わらず、 H ₂分圧が高く、排気圧が上がってしまっている異常な状況と考えられる。つまり、バタフライ弁 4 2に何らかの故障が発生していると考えられる。従って、このような場合には、上記ステップ S 1 6に進み、上記同様にバタフライ弁 4 2が故障と判定し、警告ランプ 5 0を点灯して運転者に異常を知らせる。

一方、ステップ S 1 9の判別結果が偽 (N o ) で、〇 ₂センサ出力が所定値 A3 以下である場合には、排気圧は十分に低く、バタフライ弁 4 2は正常に作動していると判定できる。従って、この場合には、上記ステップ S 1 8に進み、上記同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 5 0を点灯せず消灯状態に保持する。次に、第 2実施例を説明する。

当該第 2実施例は、上記第 1実施例と同様に排気センサ 2 2として 0₂センサを用いており、やはり上記ネルンス卜の式が適用される。

図 4を参照すると、 E C U 6 0が実行する、第 2実施例に係る故障診断ル一チンがフ口一チャートで示されており、以下当該フローチャートに沿って説明する。但し、ここでは、第 1実施例と異なる点についてのみ説明する。

ステップ S 2 0で上記ステップ S 1 0と同様にリツチ雰囲気であるか否かを判別し、判別結果が真 (Y e s ) である場合には、次にステップ S 2 2に進む。ステップ S 2 2では、同一リッチ雰囲気（同一排気成分濃度）の下、〇₂センサ出力とバタフライ弁 4 2の開度に応じて設定された〇₂センサの目標出力との差の絶対値が所定値 A4よりも大きい（ I 0₂センサ出力—目標出力 I >A4) か否かを判別する。つまり、ここでは、上記第 1実施例と違い、バタフライ弁 4 2 が閉状態であるか開状態であるかによらず、実際の〇₂センサ出力と予め設定された目標出力との差を検出することにより、排気圧のずれを監視するようにしている。このようにすれば、バタフライ弁 4 2が全閉及び全開以外の中間の開度に調整された場合であっても確実に排気圧の異常な状況を検出でき、的確にバタフライ弁 4 2の故障を判定することが可能である。

従って、ステップ S 2 2の判別結果が真（Y e s ) で、 0₂センサ出力と目標出力との差の絶対値が所定値 A4 よりも大きい場合には、バタフライ弁 4 2の開度に対し、排気圧が高すぎる、或いは低すぎるような異常な状況と判定でき、この場合には、次にステップ S 2 4に進み、上記ステップ S 1 6と同様に故障と判定し、警告ランプ 5 0を点灯する。

一方、ステップ S 2 2の判別結果が偽（N o ) で、〇₂センサ出力と目標出力との差の絶対値が所定値 A4以下である場合には、排気圧は目標とする排気圧に近く、バタフライ弁 4 2は正常に作動していると判定でき、この場合には、次に

2 6に進み、上記ステップ S 1 8と同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 5 0を点灯せず消灯状態に保持する。

次に第 3実施例を説明する。

当該第 3実施例は、排気センサ 2 2として A/ Fセンサを用いた場合である。なお、 A/Fセンサを用いた場合には、上述したポンプ電流の式が適用される。図 5を参照すると、 E C U 6 0が実行する、 AZFセンサを用いた場合の故障診断ルーチンがフローチヤ一卜で示されており、以下当該フローチヤ一トに沿つて説明する。

ステップ S 3 0では、 A/ Fセンサからの情報に基づき、排気 A/Fがリーン空燃比、即ち排ガスがリーン雰囲気にあるか否かを判別する。このように A/F センサの場合にリ一ン雰囲気であるか否かを判別するのは、排気 A/ Fがリーン空燃比であるときには、排気圧変化に応じた AZ Fセンサ出力の変化度合いが明確であって故障診断に適しているからである。つまり、図 6を参照すると、排気圧を大気圧（破線）及び所定の高圧（例えば、 8 0 O mmHg= 1 0 6 7 hPa) (実線）とした場合の目標 AZF (目標空燃比）と AZFセンサ出力との関係がそれぞれ示されているが、このように、空燃比 A7Fがリーン空燃比の範囲では、排気圧が高圧になると A/Fセンサの出力値の変化が大きく現れるのである。

ステップ S 3 0の判別結果が偽 (N o) の場合、即ちリッチ雰囲気の場合には、そのまま当該ルーチンを抜ける。一方、ステップ S 3 0の判別結果が真（Y e s ) の場合には、ステップ S 3 2に進む。

ステップ S 3 2では、同一リーン雰囲気（同一排気成分濃度）の下、 AZFセンサ出力とバタフライ弁 4 2の開度に応じて設定された A/Fセンサの目標 A/ F (目標出力）との差の絶対値が所定値 B 1 よりも大きい（ I AZFセンサ出力一目標 AZF I > B 1) か否かを判別する。つまり、ここでは、上記第 2実施例の場合と同様、バタフライ弁 4 2が閉状態であるか開状態であるかによらず、実際の A/ Fセンサ出力と予め設定された目標 AZ Fとの差を検出することにより、排気圧のずれを監視するようにしている。これにより、バタフライ弁 42が全閉及び全開以外の中間の開度に調整された場合であっても、 AZFセンサにより確実に排気圧の異常な状況を検出でき、常時良好にバタフライ弁 42の故障を判定することができる。

従って、ステップ S 32の判別結果が真（Ye s) で、 AZFセンサ出力と目標 AZFとの差の絶対値が所定値 B1 よりも大きい場合には、バタフライ弁 42 の開度に対し、排気圧が高すぎる、或いは低すぎるような異常な状況と判定でき、この場合には、次にステップ S 34に進み、上記同様に故障と判定し、警告ランプ 50を点灯する。

一方、ステップ S 32の判別結果が偽 (No) で、 A/Fセンサ出力と目標 A ZFとの差の絶対値が所定値 Bl 以下である場合には、排気圧は目標とする排気圧に近く、バタフライ弁 42は正常に作動していると判定でき、この場合には、次にステップ S 36に進み、上記同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 50を点灯せず消灯状態に保持する。

次に、第 4実施例を説明する。

当該第 4実施例は、上記第 3実施例と同様に排気センサ 22として AZFセンサを用いており、やはり上記ポンプ電流の式が適用される。

図 7を参照すると、 ECU 60が実行する、第 4実施例に係る故障診断ルーチンがフローチャートで示されており、以下当該フローチヤ一トに沿って説明する。なお、第 4実施例においては、上記第 3実施例とは異なり、空燃比 A/Fがリーン空燃比である場合の AZFセンサ出力及びリッチ空燃比（ストィキォを含む）である場合の AZFセンサ出力の双方が使用される。

バタフライ弁 42が所定の開度に設定されると、先ずステップ S 40において、空燃比 AZFが所定のリーン空燃比である場合の A/Fセンサの目標 AZFが L AF0として読み込まれるとともに、同一空燃比近傍での〇₂分圧に基づく A/F センサ出力（一つの特定排気成分の濃度）力 SLAF1として検出される。つまり、空燃比 A/ Fが所定のリ一ン空燃比となったときの A/ Fセンサの目標 AZ F L AFOと八/?センサ出カ乙八？1とが6( 1；60に記憶される。

また、ステップ S 42では、バタフライ弁 42が上記所定の開度に設定され且つ空燃比 A_ Fが所定のリッチ空燃比（またはストィキォ）である場合の AZF センサの目標 A/Fが RAF0 として読み込まれるとともに、同一空燃比近傍での H₂分圧に基づく A/Fセンサ出力（他の特定排気成分の濃度）が RAF1として検出される。つまり、空燃比 AZFが所定のリッチ空燃比となったときの A/ Fセンサの目標 AZFRAF0 と A/Fセンサ出力 RAF1 とが ECU60に記憶される。

そして、このように AZFセンサの目標 A/FLAF0及び RAF0と A/Fセンサ出力 LAF1及び RAF1とが求められたら、次のステップ S 44において、バタフライ弁 42が閉状態（ここでは全閉状態）であるか否かを判別する。判別結果が偽 (No) 、即ち開閉弁 42が開状態である場合には、次にステップ S 4 5において次式 (5)が成立するか否かを判別する。

(LAFl-RAFl) / (LAF0 - RAFO) >Cl '··(5)

つまり、リーン空燃比とリッチ空燃比における AZFセンサ出力の差（LAFl -RAF1) と目標 A/Fの差（LAF0— RAF0) の比が所定値 Clよりも大きいか否かを判別する。即ち、 AZFセンサ出力の傾きを求め、この値が所定値 C1 よりも大きいか否かを判別する。これは、上記図 6に示すように、 A/Fセンサ出力は、排気圧が増減変化してもストイキォ近傍では目標 AZFのままに保持され、排気圧が増減するとストィキォ近傍を中心として AZFセンサの出力勾配が変化し、上記値が変化するためである。

そして、このように AZFセンサ出力の差（LAF1— RAF1) と目標 A/F の差（LAF0— RAF0) をとり、さらにそれらの比をとるようにすると、 A/ Fセンサ出力に含まれるノイズ、即ち排気圧以外の要因による出力誤差を排除することができるという利点がある。

つまり、 A/Fセンサ出力 LAF1及び RAF1は「（目標 AZF) + (排気圧以外の要因による出力誤差 +排気圧による出力誤差）」または「（目標 AZF) X (排気圧以外の要因による出力誤差 X排気圧による出力誤差）」として示され、排気圧以外の要因による出力誤差が目標 A/Fに対して加算または乗算の形で効いてくるのであるが、当該排気圧以外の要因による出力誤差の作用する方向は常に同一方向である一方、排気圧による出力誤差は上述したようにリーン側とリッチ側で逆になるので、 A/Fセンサ出力の差（LAF1— RAF1) と目標 AZF の差（LAF0— RAF0) をとれば、排気圧以外の要因による上記加算による誤差が消える。

また、 AZFセンサ出力の比（LAF1/RAF1) 及び目標 AZFの比（LA F0ZRAF0)をとり、さらにこれらの比を求めて判別を行うようにすることで、排気圧以外の要因による上記乗算による誤差が消える。

これにより、排気圧以外の要因による出力誤差を一切排除し、純粋に排気圧による出力誤差のみを考慮して排気圧のずれを監視することができ、バタフライ弁 42の故障を精度よく判定することが可能となる。

従って、ステップ S 45の判別結果が真 (Ye s) で、上記式 (5)が成立する場合には、 AZFセンサの上記出力勾配が大きくなり、バタフライ弁 42の開度に対し、排気圧が高すぎるような異常な状況と判定でき、この場合には、次にステップ S 46に進み、上記同様に故障と判定し、警告ランプ 50を点灯する。

一方、ステップ S 45の判別結果が偽 (No) で、上記式 (5)が成立しない場合には、排気圧は目標とする排気圧に近く、バタフライ弁 42は正常に作動していると判定でき、この場合には、次にステップ S 48に進み、上記同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 50を点灯せず消灯状態に保持する。

また、ステップ S 44の判別結果が真（Ye s) で、開閉弁 42が閉状態である場合には、次にステップ S 47において次式 (6)が成立するか否かを判別する。

(LAFl-RAFl) / (LAF0-RAF0) <C2 … 判別結果が真（Ye s) で、上記式 (6)が成立する場合には、開閉弁 42の開度に対し、排気圧が低すぎるような異常な状況と判定でき、この場合には、上述のステップ S 46に進み、上記同様に故障と判定し、警告ランプ 50を点灯する。一方、ステップ S 47の判別結果が偽 (No) で、上記式 (6)が成立しない場合には、上述のステップ S 48に進み、上記同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 50を点灯せず消灯状態に保持する。

次に、第⁵実施例を説明する。

当該第 5実施例は、上記第 3、 4実施例と同様に排気センサ 22として AZF センサを用いており、やはり上記ポンプ電流の式が適用される。

図 8を参照すると、 ECU60が実行する、第 5実施例に係る故障診断ルーチンがフローチャートで示されており、以下当該フローチャートに沿って説明する。第 5実施例では、バタフライ弁 42が開状態の場合の AZFセンサ出力と閉状態の場合の AZ Fセンサ出力とに基づいて故障診断が行われる。

ステップ S 50では、目標 AZFが所定値 AF1 (例えば、 20) より大きいか否かを判別する。このような判別を行うのは、上記第 3実施例のステップ S 30 において排ガスがリーン雰囲気にあるか否かを判別したのと同様の理由によるものである。

ステップ S 50の判別結果が偽 (No) の場合にはそのまま当該ルーチンを抜け、一方判別結果が真（Ye s) の場合には次にステップ S 52に進む。

ステップ S 52では、目標排気圧が所定値 P1 (例えば、 500mmHg= 667 hPa)以上であるか否かを判別する。つまり、バタフライ弁 42が閉状態にあるか否かを判別する。判別結果が真（Ye s) の場合には、次にステップ S 54に進む。

ステップ S 54では、次式 (7)から閉状態における指標 1を求める。

指標 1= (A/Fセンサ出カーストィキォ A/F) ノ（目標 AZF—ストィキォ A/F) -(7) 一方、ステップ S 52の判別結果が偽（No) 、即ち目標排気圧が所定値 Pi よりも小さい場合には、次にステップ S 56に進み、目標排気圧が所定値 P2 (例えば、 100mmH_g=l 33hPa) よりも小さいか否かを判別する。つまり、バタフライ弁 42が開状態にあるか否かを上記同様に判別する。なお、バタフライ弁 42が開状態にある場合には、目標排気圧は大気圧に等しくなるが、このように目標排気圧がある程度小さければ故障判定は可能である。判別結果が偽（No) の場合には当該ルーチンを抜け、真（Ye s) の場合には、次にステップ S 58 に進む。

ステップ S 58では、次式 (8)から開状態における指標 2を求める。

指標 2= (A/Fセンサ出カーストィキォ AZF) / (目標 AZF—ストィキォ AZF) … ）

なお、ここでは、排気圧の影響が少ないストィキォを原点として A/Fセンサ出力の傾きを（A/Fセンサ出カーストィキォ A/F) / (目標 A/F—ストイキォ AZF) として求め、指標 1及び指標 2を設定するようにしたが、指標 1及び指標 2を（A/Fセンサ出力一目標 A/F) 或いは（AZFセンサ出力/目標 A/F) としてもよい。

また、指標 1及び指標 2としては、目標排気圧がそれぞれ所定値 Pl、所定値 P 2に切換わる直前、直後に求めた指標を使用するのがよく、これにより、指標 1 及び指標 2がともに同一運転条件下での指標となり、故障判定の精度カ垧上する。また、指標 1及び指標 2は平均値を求めてもよいが、瞬時値を用いるようにしてもよい。

また、ストィキォ AZFは使用燃料に応じて変更するのが望ましいが、固定値であってもよい。

ステップ S 60では、指標 1と指標 2とが求められているか否かを判別する。上述したようにして指標 1と指標 2とが求められている場合には、次に " S 62に進む。ステップ S 6 2では、指標 1と指標 2の差が所定値 Dl (例えば、 0 . 4 ) より小さい（指標 1一指標 2 <Dl) か否かを判別する。

つまり、当該第 5実施例では、開閉弁 4 2の作動前後の AZ Fセンサ出力の関係から故障判定を行うようにする。ここに、所定値 D 1 は固定値であってもよいが、目標排気圧に応じて変更するようにしてもよい。

なお、ここでは、指標 1と指標 2の差が所定値 D1 より小さいか否かを判別するようにしているが、指標 1と指標 2の比が所定値 D2 より小さい（指標 1ノ指標 2く D2) か否かを判別するようにしてもよい。

ステップ S 6 2の判別結果が真（Y e s )で、指標 1と指標 2の差が所定値 D 1 より小さい場合には、異常な状況と判定でき、この場合には、次にステップ S 6 4に進み、上記同様に故障と判定し、警告ランプ 5 0を点灯する。

一方、ステップ S 6 2の判別結果が偽 (N o ) で、指標 1と指標 2の差が所定値 D 1 以上の場合には、問題はないと判定でき、この場合には、次にステップ S 6 6に進み、上記同様に故障判定を行わず或いは故障判定を解除し、警告ランプ 5 0を点灯せず消灯状態に保持する。

なお、ステップ S 5 2及びステップ S 5 6の判別において、判別閾値である所定値 P 1と所定値 P2とをそれぞれ別の値としたが、所定値 P 1と所定値 P2とは同じ値であってもよい。

また、当該第 5実施例は、単独で実施してもよいが、上記第 3、 4実施例と併用するようにしてもよい。

また、上記各実施例では、排気流動制御装置 4 0としてバタフライ弁 4 2を用いるようにしたが、排気流動制御装置 4 0は、排気圧を可変制御できれば如何なる構成の装置であってもよい。

また、上記第 3実施例乃至第 5実施例では AZ Fセンサを用いるようにしたが、 AZFセンサに代えて N〇xセンサを用いてもよく、 N〇xセンサを用いても作動原理は同じであるため AZ Fセンサの場合と同様の効果が得られる。「排気後処理装置の再生」

図 9を参照すると、本発明の排気後処理装置の再生に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。ここでは、内燃機関であるエンジン 1 0 1として、直列 4気筒ディーゼルェンジンが採用される。

エンジン 1 0 1の燃料供給系は例えばコモンレールシステムからなり、このシステムでは、各気筒毎にインジェクタ（燃料噴射ノズル） 1 0 6が設けられており、これらのインジェクタ 1 0 6はコモンレール 1 0 4に接続されている。そして、各インジェクタ 1 0 6は、電子コントロールユニット（E C U) 1 6 0に接続されており、 E C U 1 6 0からの燃料噴射指令に基づいて開閉弁し、コモンレール 1 0 4内の燃料を所望のタイミングで各燃焼室に高圧で噴射可能である。即ち、当該インジェクタ 1 0 6は、主燃焼用の主噴射の他、膨張行程或いは排気行程において追加燃料のポスト噴射（副噴射）等を自在に実施可能である。なお、当該コモンレールシステムは公知であり、該コモンレ一ルシステムの構成の詳細についてはここでは説明を省略する。

エンジン 1 0 1の吸気ポートには、吸気マ二ホールド 1 1 0を介して吸気管 1 0 8が接続されている。一方、排気ポートには、排気マ二ホールド 1 1 2を介して排気管 1 2 0が接続されている。

排気マ二ホールド 1 1 2からは E G R通路 1 1 6が延びており、該 E G R通路 1 1 6の終端は吸気マ二ホールド 1 1 0に接続されている。そして、 E G R通路 1 1 6には、電磁式の E G R弁 1 1 8が介装されている。

同図に示すように、排気管 1 2 0には排気後処理装置 1 3 0が介装されている。排気後処理装置 1 3 0は、排ガスに含まれる有害成分（H C O、 NOx等）や P M (パティキユレ一トマ夕一) を浄化処理するための触媒コンバータ及びディーゼルパティキユレ一トフィル夕 (D P F、排気浄化手段）からなる排気浄化装置であり、ここでは、排気後処理装置 1 3 0は、 D P F 1 3 2の下流に吸蔵型 N〇x触媒 134を備えて構成されている。

吸蔵型 N〇_x触媒 134は、排気 A/Fがリーン空燃比であるときに Ν〇χを吸蔵する一方、排気 A/Fがリッチ空燃比（または理論空燃比）とされると、吸蔵した Ν〇_χを放出し還元するよう構成された触媒である。

また、排気管 120には、上記排気流動制御装置 40と同様の機能を有する排気流動制御装置 140が設けられている。そして、排気流動制御装置 140としては、上記バタフライ弁 42と同様のバタフライ弁 142が採用される。なお、この排気流動制御装置 140は、閉弁状態でェキゾーストブレーキとしても機能する。

また、排気管 120の D P F 132の上流の部分には、排気管 120内の特定成分濃度として 0₂、 Η₂濃度を検出する排気センサ 122が設けられている。

ECU160は、 ECU 60と同様にエンジン 101を含めた本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の総合的な制御を行うための制御装置である。

ECU160の入力側には、エンジン 101に設けられた各種センサ類とともに、上記排気センサ 122等が接続されている。

一方、 ECU160の出力側には、各種デバイスとともに、上記燃料噴射弁 2 や E G R弁 1 18、排気流動制御装置 140のァクチユエ一夕 145等が接続されている。

以下、上記のように構成された本発明の排気後処理装置の再生に係る内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。

本発明の排気後処理装置の再生では、上述したように、排気センサ 122が排ガス中の〇₂、 H₂成分の分圧を利用して濃度検出していることに着目し、当該排気センサ 122の出力に基づいて排気圧を推定し、 PMによる DPF 132の目詰まりを判定するようにしている（性能低下判定手段）。

なお、〇₂、 H₂成分の分圧を利用する排気センサ 122には〇₂センサ、 AZ Fセンサ（リニア空燃比センサ、 LAFS) 、 N〇_x センサ等の種々のセンサがあるが、ここでは〇₂センサを用いた場合と AZ Fセンサを用いた場合についてそれぞれ実施例を分けて説明する。

先ず第 6実施例を説明する。

当該第 6実施例は、排気センサ 1 2 2として AZFセンサを用いた場合である。 A/Fセンサを用いる場合には、上述したポンプ電流の式が適用される。

図 1 0を参照すると、 E C U 1 6 0が実行する、エンジン 1 0 1の空気過剰率 λに基づく燃料噴射量のフィードバック制御（λ制御）の制御ルーチンがフローチャートで示されており、ここでは先ず λ制御について説明する。

ステップ S 1 1 0では、エンジン 1 0 1の運転情報の読込みを行う。具体的には、エンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 1 1 1では、上記エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに基づき、空気過剰率 λの目標値、即ち目標空気過剰率 A tを設定する。

ステップ S 1 1 2では、上記エンジン回転速度 Ne、エンジン負荷 L、或いは目標空気過剰率 λ ί及び新気流量 Qaに基づき、基本燃料噴射量 QfOを設定する。そして、ステップ S 1 1 3では、 AZFセンサ出力により検出される空気過剰率 λと目標値 λ ίとが等しくなつているか否かを判別する。半,結果が偽 (N o ) の場合には、ステップ S 1 1 4において、 A/Fセンサ出力により検出される空気過剰率 λと目標値 A t との偏差に応じた補正燃料量 Qfc を算出し、ステップ S 1 1 5において、基本燃料噴射量 QfOに補正燃料量 Qfcを加味して燃料噴射を実施する。一方、判別結果が真 (Y e s ) の場合には、ステップ S 1 1 6において、基本燃料噴射量 QfOに基づいて燃料噴射を実施する。

なお、一般にディーゼルエンジンにおいてこのような λ制御を行う場合には、目標空気過剰率 λ tは大きく、排気 A/ Fはリーン空燃比となる。

また、図 1 1を参照すると、 E C U 1 6 0が実行する、排気還流量のフィードバック制御、即ち E G R制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、次に E G R制御について説明する。

ステップ S 120では、上記同様に、エンジン 101の運転情報の読込み、即. ちエンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 121では、上記エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに基づき、 EGR量 Qegrの目標値、即ち目標 E GR量 Qegrtを設定する。

ステップ S 122では、上記エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに基づき、やはり空気過剰率 λの目標値、即ち目標空気過剰率 λ tを設定する。

そして、ステップ S 123では、 A/Fセンサ出力により検出される空気過剰率 λと目標値とが等しくなつているか否かを判別する。判別結果が偽 (No) の場合には、ステップ S 124において、 AZFセンサ出力により検出される空気過剰率 λと目標 At との偏差に応じた補正量を目標 EGR量 Qegrt に加味して EGR弁 118の開度を調節する。一方、判別結果が真 (Ye s) の場合には、ステップ S 125において、目標 EGR量 Qegrtに基づいて EGR弁 118の開度を調節する。

なお、このように EGR制御を行う場合においても、目標空気過剰率 Atが大きな値である限り、排気 A/ Fはリーン空燃比となる。

そして、図 12を参照すると、 A/Fセンサを用いた場合の DP F再生制御ル一チンがフロ一チャートで示されており、以下 D P F再生制御について説明する。ステップ S 130では、エンジン 101の運転情報の読込み、即ちエンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 131では、 A/Fセンサからの情報に基づき、排気 AZFがリーン空燃比、即ち排ガスがリーン雰囲気にあるか否かを判別する。このように AZ Fセンサを用いた場合にリーン雰囲気であるか否かを判別するのは、一般にディ一ゼルェンジンで λ制御や EGR制御を行う場合には、空燃比はリ一ン空燃比であり、リーン空燃比ではリ一ン度合いが大きくなるほど排気圧変化に応じた A / Fセンサ出力の変化度合いが大きく、 DP Fの再生の要否判定に適しているからである。なお、勿論、リッチ雰囲気において DP Fの再生の要否判定を行ってもよい。

ステップ S 131の判別結果が偽 (No) の場合、即ちリッチ雰囲気の場合には、そのまま当該ル一チンを抜ける。一方、ステップ S 131の判別結果が真（Y e s) の場合には、ステップ S 132に進む。

ステップ S 132では、エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに応じて、目標 AZFに対応する A/Fセンサの目標出力を求め、さらに再生が必要となる出力を求める。

実際には、図 13に示すように、 DPFに PMが堆積していないとき（DPF 未使用時）の排気圧を基準排気圧とした場合の AZFセンサの目標出力（破線）及び排気圧を DP Fの再生が必要となる所定の高圧とした場合の A/Fセンサ出力（実線）と目標 AZF (目標空燃比）、即ち目標空気過剰率 λΐ との関係をェンジン回転速度 Neやエンジン負荷 L毎にそれぞれ設定した複数のマップが予め設けられており、これら複数のマップから現在のエンジン回転速度 Neやェンジン負荷 Lに対応したマップを抽出し、 AZFセンサの目標出力と再生が必要となる A/Fセンサ出力、即ち再生要出力とを求める。

そして、ステップ S 133では、同一のエンジン回転速度 Ne及びエンジン負荷 L (同一の運転状態）且つ同一リーン雰囲気（同一排気成分濃度）の下、 A/ Fセンサ出力と AZFセンサの目標出力との偏差が再生要出力と目標出力との差、即ち図 13に示す判定値 F1 よりも大きい（A/Fセンサ出力一目標出力 >F1) か否かを判別する。判別結果が偽 (No) で偏差が判定値 F1 以下と判定された場合には、排気圧は許容圧以下であって PMはそれほど堆積しておらず、 DPF の再生はまだ必要ない状況と判定できる。従って、この場合には、何もせず当該ルーチンを抜ける。一方、ステップ S 133の判別結果が真（Ye s) で偏差が判定値 Fl よりも大きいと判定された場合には、排気圧は許容圧を越え、 DPFが PMの捕捉限界となる直前の状態にあり、 DPFの再生が必要な状況と判定できる。従って、この場合には、ステップ S 134に進み、 DPFの再生実行制御を行う。

図 14を参照すると、 D P Fの再生実行制御の制御ルーチンがフ口一チャートで示されており、以下 DP Fの再生実行制御について説明する。

ステップ S 140では、エンジン 101の運転情報の読込み、即ちエンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 141では、上記エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに基づき、これらエンジン回転速度 N_eやエンジン負荷 Lに応じた排気温度 Tを算出する。ステップ S 142では、排気温度 Tが PMの燃焼温度 Tp未満であるか否かを判別する。判別結果が偽 (No) で、排気温度 Tが PMの燃焼温度 Tp以上と判定された場合には、何もせずに PMは燃焼除去される状況にあるため、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真（Ye s) で、排気温度 Tが PMの燃焼温度 Tp よりも低いと判定された場合には、ステップ S 143以降に進み、ポスト噴射（副噴射）を行う。

ポスト噴射は、インジェク夕 106により主燃焼用の燃料噴射を行った後、膨張行程或いは排気行程において燃料の追加供給を行い、未燃燃料を排気管 120 内に排出させるようなものであり、これにより、追加燃料が排気系内で排気中の酸素と反応し、その反応熱によって DP Fに供給される排気の温度が上昇し、 D P F上の PMが良好に燃焼除去される。

ステップ S 143では、ポスト噴射を行うにあたり、排気温度 Tと PMの燃焼温度 Tpとの偏差に応じて適正な追加燃料量を設定する。

ステップ S 144では、排気温度 Tに基づき、追加燃料が排気系内で十分に反応可能な適正な噴射時期を膨張行程或いは排気行程において設定する。そして、ステップ S 145において、ポスト噴射を実施する。即ち、適正な追加燃料量を適正な噴射時期にインジェクタ 106から噴射する。また、このとき、同時にバタフライ弁 142を閉弁操作し、排気系内の排気流動を抑制して排気圧を上昇させるようにする。

これにより、未燃燃料と排気中の酸素の関わり合いが密となって排気系内での反応が促進され、排気昇温が急速に達成され、 DPF上のPMが早期に燃焼除去される。なお、バタフライ弁 142を閉弁操作しない場合であっても、排気昇温速度は低下するものの十分な効果が得られる。

ステップ S 146では、 DPFの再生完了判定を行う。ここでは、例えば、 A /Fセンサ出力が所定値 E0 より小さくなつたか否かを判別する。ここに、所定値 E0は、同一のエンジン回転速度 Ne及びエンジン負荷 L (同一の運転状態）且つ同一リーン雰囲気（同一排気成分濃度）の下、予め上記図 1 3の目標出力（破線）よりも若干大きな値に設定されている。

ステップ S 146の判別結果が偽 (No) の場合には、未だ PMが十分に燃焼除去されていない状況と判定でき、当該ル一チンの実行を繰り返す。一方、判別結果が真 (Ye s) の場合には、 PMが十分に燃焼除去され、 DPFの再生が完了したと判定でき、当該ルーチンの実行を終了する。

なお、ここでは、 DPFの再生完了判定を A/Fセンサ出力と所定値 E0 との比較により行うようにしたが、予め PMが十分に燃焼除去されるまでの所定時間を設定しておき、 DP Fの再生開始から所定時間が経過したか否かで判別するようにしてもよい。

次に第 7実施例を説明する。

当該第 7実施例は、上記第 6実施例と同様に排気センサ 122として AZFセンサを用いており、上記同様にポンプ電流の式が適用される。

当該第 7実施例では、上記第 6実施例と比較し、 DPF再生制御ルーチンの一部のみが異なっており、ここでは、上記第 6実施例と異なる部分についてのみ説明する。

図 15を参照すると、 A/Fセンサを用いた場合の第 7実施例に係る DP F再生制御ルーチンがフローチヤ一卜で示されており、以下当該フローチヤ一トに沿い第 6実施例と異なる点を中心に説明する。

ステップ S 130及びステップ S 131を経て、ステップ S 132' では、上記図 13の複数のマップから、現在のエンジン回転速度 Neやエンジン負荷しに対応したマップを抽出し、 DPFの再生が必要となる所定の高圧に対応した Α/· Fセンサ出力（図 13の実線）、即ち再生要出力 HI を目標 A/Fに応じて選定する。 '

そして、ステップ S 133' では、同一のエンジン回転速度 Ne及びエンジン負荷 L (同一の運転状態）且つ同一リーン雰囲気（同一排気成分濃度）の下、 A ZFセンサ出力が再生要出力 Hi よりも大きいか否かを判別する。判別結果が偽 (No) の場合には、排気圧は許容圧以下であって PMはそれほど堆積しておらず、 DPFの再生はまだ必要ない状況と判定できる。従って、この場合には、何もせず当該ルーチンを抜ける。

一方、ステップ S 133' の判別結果が真（Ye s) の場合、即ち AZFセンサ出力が再生要出力 HI (図 13の実線）を越えたと判定された場合には、 DPF が P Mの捕捉限界となる直前の状態にあり、 D P Fの再生が必要な状況と判定できる。従って、この場合には、上記同様にステップ S 134に進み、 DPFの再生実行制御を行う。

次に第 8実施例を説明する。

当該第 8実施例においても、上記第 7実施例と同様に排気センサ 122として A/ Fセンサを用いており、上記同様にポンプ電流の式が適用される。

当該第 8実施例は、吸蔵型 N Ox触媒 134に吸蔵された N〇_xを放出し還元すベく排気 A/Fをリツチ空燃比とする際に DP Fの再生を行う場合の例を示す。図 16を参照すると、 N〇x放出制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、先ず N〇x放出制御について説明する。

ステップ S 1 5 0では、上記同様にエンジン 1 0 1の運転情報の読込み、即ちエンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 1 5 1では、吸蔵型 N〇x触媒 1 3 4に吸蔵された N〇_xの吸蔵量を推定する。ここでは、例えば、 N〇x 吸蔵量がエンジン 1 0 1の運転時間に応じて増加することから、エンジン 1 0 1の運転時間に基づき推定する。

そして、ステップ S 1 5 2では、推定された N Ox 吸蔵量が飽和前の所定吸蔵量を越えたか否かを判別する。ここでは、エンジン 1 0 1の運転時間が所定吸蔵量に対応する所定時間を超えたか否かを判別する。判別結果が偽 (N o ) の場合には当該ルーチンを抜け、判別結果が真（Y e s ) の場合には、 N〇x の放出が必要な状況と判断し、次にステップ S 1 5 3以降に進む。

NOx を放出する場合には、上述したポスト噴射を行うようにする。これにより、排気管 1 2 0内に未燃燃料が排出されて排気 A/Fがリッチ空燃比（または理論空燃比）となり、吸蔵型 N〇_x触媒 1 3 4がリツチ雰囲気とされて N Oxが放出され還元される。

ステップ S 1 5 3では、 N Ox の放出を行うに当たり、 AZFセンサからの情報に基づき、排気 AZ Fがリッチ空燃比となるように追加燃料量を設定する。なお、追加燃料量については、所定期間に亘りリッチ空燃比となるように設定した後、所定期間に亘り理論空燃比（ストイキォ）に設定するようにすると効率よく N〇_xの放出を行うことができる。

ステップ S 1 5 4では、エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに応じた排気温度 Tを算出し、当該排気温度 Tに基づき、追加燃料が確実に吸蔵型 N〇_x触媒 1 3 4に到達するような適正な噴射時期を排気行程において設定する。具体的には、できるだけ遅い時期、例えばお気行程後期に追加燃料を噴射するように噴射時期を設定する。そして、ステップ S 155において、ポスト噴射を実施する。即ち、適正な追加燃料量を適正な噴射時期にインジェクタ 106から噴射する。また、このとき、同時にバタフライ弁 142を閉弁操作して排気系内の排気流動を抑制して排気圧を上昇させるとともに、上記図 1 1の EGR制御を実施して EGR量 Qegr を増加させるようにすると、排気管 120内の新気量を低減することができ、容易に排気 AZFをリツチ化することができる。

これにより、吸蔵型 N〇x触媒 134に吸蔵された N〇xが良好に放出され還元され、 P及蔵型 N〇_x触媒 134の再生が図られる。

そして、図 17を参照すると、 N〇x放出制御中における DP F再生制御ル一チンがフローチャートで示されており、以下 N〇_x放出制御中の DP F再生制御について説明する。

ステップ S 160では、エンジン 101の運転情報の読込み、即ちエンジン回転速度 Neやエンジン負荷（アクセル開度、プレストローク燃料噴射ポンプの場合のラック位置等） Lの読込みを行う。

ステップ S 161では、 N〇_x放出制御中であるか否かを判別する。判別結果が偽 (No) の場合には当該ルーチンを抜け、一方、判別結果が真（Ye s) の場合にはステップ S 162に進む。

ステップ S 162では、 AZFセンサからの情報に基づき、排気 AZFがリツチ空燃比、即ち排ガスがリツチ雰囲気にあるか否かを判別する。判別結果が偽 (N ο) の場合には当該ルーチンを抜け、一方、判別結果が真（Ye s) の場合にはステップ S 163に進む。

ステップ S 163では、エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに応じて、目標 AZFに対応する A/Fセンサの目標出力を求め、さらに再生が必要となる A

ZFセンサ出力を求める。

つまり、上述したように、図 13に示す複数のマップから現在のエンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに対応したマップを抽出し、 AZFセンサの目標出力と再生が必要となる AZ Fセンサ出力、即ち再生要出力とを求める。

そして、ステップ S 1 6 4では、同一のエンジン回転速度 Ne 及びエンジン負荷し（同一の運転状態）且つ同一リッチ雰囲気（同一排気成分濃度）の下、 A/ Fセンサ出力と A/Fセンサの目標出力との偏差が再生要出力と目標出力との差、即ち図 1 3に示す判定値 G1 よりも大きい（目標出力一 AZFセンサ出力 >G1) か否かを判別する。判別結果が偽 (N o ) で偏差が判定値 G1 以下と判定された場合には、排気圧は許容圧以下であって P Mはそれほど堆積しておらず、 D P F の再生はまだ必要ない状況と判定できる。従って、この場合には、何もせず当該ルーチンを抜ける。

なお、 NOx放出制御中にバタフライ弁 1 4 2を閉弁操作する場合には、判定値 G1 の設定条件として、同一の運転状態、同一排気成分濃度の他、バタフライ弁 1 4 2の閉弁状態を加味することが望ましい。

一方、ステップ S 1 6 4の判別結果が真（Y e s ) で偏差が判定値 G1 よりも大きいと判定された場合には、排気圧は許容圧を越え、 D P Fが P Mの捕捉限界となる直前の状態にあり、 D P Fの再生が必要な状況と判定できる。従って、この場合には、ステップ S 1 6 5に進み、上述の D P Fの再生実行制御を行う。次に第 9実施例を説明する。

当該第 9実施例は、排気センサ 1 2 2として 0₂センサを用いた場合である。〇₂センサを用いた場合には、上述したネルンス卜の式が適用される。

当該第 9実施例では、吸蔵型 N Ox触媒 1 3 4に吸蔵された N〇xを放出し還元すべく排気 AZFをリツチ空燃比とする際に 0₂センサを用いて D P Fの再生を行う場合の例を示す。

図 1 8を参照すると、上記図 1 6と同様の N Ox放出制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、先ず N〇_x放出制御について説明する。なお、ここでは上記図 1 6と異なる点を中心に説明する。

ステップ S 1 5 0、ステップ S 1 5 1、ステップ S 1 5 2を実行したら、ステップ S I 5 3 ' 以降において、上記同様にポスト噴射を行うようにする。これにより、排気管 1 2 0内に未燃燃料が排出されて排気 AZFがリッチ空燃比（または理論空燃比）となり、吸蔵型 N Ox触媒 1 3 4がリッチ雰囲気とされて N Ox が放出され還元される。

ステップ S 1 5 3 ' では、 N〇xの放出を行うに当たり、 0₂センサからの情報に基づき、排気 A/ Fがリッチ空燃比となるように追加燃料量を設定する。この場合、上記同様、追加燃料量は所定期間に亘りリッチ空燃比となるように設定した後、所定期間に亘り理論空燃比（ストイキォ）に設定するようにすると効率よく N Oxの放出を行うことができる。

そして、ステップ S 1 5 4において適正な噴射時期を排気行程において設定し、ステップ S 1 5 5において、ポスト噴射を実施する。即ち、適正な追加燃料量を適正な噴射時期にインジェクタ 1 0 6から噴射する。上記同様、このとき、同時にバタフライ弁 1 4 2を閉弁操作して排気系内の排気流動を抑制して排気圧を上昇させるとともに、上記図 1 1の E G R制御を実施して E G R量 Qegrを増加させるようにすると、排気管 1 2 0内の新気量を低減することができ、容易に排気 A/Fをリツチ化することができる。

これにより、吸蔵型 NOx触媒 1 3 4に吸蔵された N〇xが良好に放出され還元され、吸蔵型 NOx触媒 1 3 4の再生が図られる。

そして、図 1 9を参照すると、上記図 1 7と同様の N Ox放出制御中における D P F再生制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下〇₂センサを用いた場合の NOx放出制御中における D P F再生制御について説明する。なお、ここでは図 1 7と異なる点を中心に説明する。

ステップ S 1 6 0、ステップ S 1 6 1、ステップ S 1 6 2を実行したら、ステップ S 1 6 3 ' に進む。なお、〇₂センサを用いる場合に、ステップ S 1 6 1及びステップ S 1 6 2において N〇x放出制御中であること及びリツチ雰囲気であることを判別するのは、排気 AZ Fがリッチ空燃比であるときには、排気圧が増大すると H ₂分圧が増加して〇 ₂センサ出力が増大することになるのであるが、〇 ₂センサではこの変化度合いがリ一ン空燃比での〇 ₂分圧の変化よりも大きく、 D PFの再生の要否判定に適しているからである。なお、勿論、リーン雰囲気において DP Fの再生の要否判定を行ってもよい。

ステップ S 163' では、エンジン回転速度 Neやエンジン負荷 L毎に予め設定した図 20に示すような複数のマップ（図示せず）から、現在のエンジン回転速度 Neやエンジン負荷 Lに対応したマップを抽出し、 DP Fの再生が必要となる所定の高圧に対応した所定出力 E1を求める。

そして、ステップ S 164' では、同一のエンジン回転速度 Ne及びエンジン負荷 L (同一の運転状態）且つ同一リーン雰囲気（同一排気成分濃度）の下、〇 ₂センサ出力が所定出力 E1よりも大きいか否かを判別する。判別結果が偽（No) の場合には、排気圧は許容圧以下であって PMはそれほど堆積しておらず、 DP Fの再生はまだ必要ない状況と判定できる。従って、この場合には、何もせず当該ルーチンを抜ける。

一方、ステップ S 164' の判別結果が真（Ye s) の場合、即ち 0₂センサ出力が所定出力 E1 を越えたと判定された場合には、 DPFが PMの捕捉限界となる直前の状態にあり、 DP Fの再生が必要な状況と判定できる。従って、この場合には、上記同様にステップ S 165に進み、 DPFの再生実行制御を行う。なお、ここでは、 DPFの再生制御において、〇₂センサ出力が所定出力 E1よりも大きいか否かを判別するようにしているが、〇₂センサを用いた場合であつても、上記 AZFセンサを用いた第 6実施例の場合と同様に、〇₂センサ出力と 0₂センサの目標出力との偏差が再生要出力と目標出力との差（判定値 E2) よりも大きいか否かを判別するようにしてもよい。

なお、 NOx放出制御中にバタフライ弁 142を閉弁操作する場合には、判定値 E1 の設定条件として、同一の運転状態、同一排気成分濃度の他、一弁 142の閉弁状態を加味することが望ましい。ところで、本発明の排気後処理装置の再生に係る内燃機関の排気浄化装置においても、上記排気流動制御装置 4 0と同様の機能を有する排気流動制御装置 1 4 0を有し、バタフライ弁 4 2と同様のバタフライ弁 1 4 2を備えているので、排気センサ 1 2 2からの情報に基づき、 D P Fの再生の要否判定と併せてバタフラィ弁 1 4 2の故障診断を行うこともできる。

Claims

請求の範囲

1 . 内燃機関の排気通路に介装され、所定の排気圧条件下で排気中の有害物質を低減可能な排気浄化手段と、

前記排気中の特定排気成分の濃度を検出する排気センサと、

前記排気センサの出力に基づいて、前記所定の排気圧条件が満たされないことを検出することにより前記排気浄化手段の性能低下を判定する性能低下判定手段と、

を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。

2 . 前記お気浄化手段は、排気通路の流路面積を調節可能な排気流動制御弁を含み、

前記性能低下判定手段は、前記排気流動制御弁の異常を判定することを特徴とする、請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置。

3 . 前記性能低下判定手段は、前記排気センサからの出力と基準圧下における同一排気成分濃度での目標出力とを比較することで前記排気浄化手段の性能低下を判定することを特徴とする、請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置。

4. 前記性能低下判定手段は、前記排気センサからの排気成分濃度の異なる複数の出力と基準圧下における前記各排気成分濃度での複数の目標出力との関係に基づいて前記排気浄化手段の性能低下を判定することを特徴とする、請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置。

5 . 前記排気センサは、二以上の排気成分濃度を検出する特性を有し、排気空燃比がリ一ン空燃比であるときに少なくとも一つの特定排気成分の濃度を検出し、リツチ空燃比であるときに他の特定排気成分の濃度を検出することを特徴とする、請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置。

6 . 前記排気浄化手段は排気後処理装置であり、

前記性能低下判定手段は、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置。

7 . 前記性能低下判定手段は、内燃機関の運転状態及び前記特定の排気成分濃度に基づき前記排気後処理装置の再生の要否を判定する判定値を設定し、前記排気センサの出力と前記判定値とを同一の運転状態且つ同一排気成分濃度で比較して前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。

8 . 前記排気センサは〇 ₂センサであるとともに前記排気後処理装置は吸蔵型 N Ox触媒を含み、

前記性能低下判定手段は、前記吸蔵型 N Ox触媒から N Oxを放出させるベく排気空燃比をリツチ空燃比とするとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。

9 . 前記性能低下判定手段は、内燃機関の運転状態に基づき、前記排気後処理装置の未使用時の基準排気圧下における目標出力を設定するとともに、前記排気後処理装掌の再生の要否を判定する判定値を排気成分濃度に応じて設定し、前記排気センサの出力と前記目標出力との偏差が同一の運転状態且つ同一排気成分濃度で前記判定値を越えると、前記排気後処理装置の再生が必要と判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。

1 0 . 前記お気センサはリニア空燃比センサであり、

前記性能低下判定手段は、前記リ二ァ空燃比センサを用いた内燃機関の空気過剰率に基づく燃料噴射量のフィードバック制御中において排気空燃比がリ一ン空燃比であるとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。

1 1 . 前記排気センサはリニア空燃比センサであり、

前記性能低下判定手段は、前記リニァ空燃比センサを用いた排気還流量のフィ ―ドバック制御中において排気空燃比がリーン空燃比であるとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。

1 2 . 前記排気センサはリニア空燃比センサであるとともに前記排気後処理装置は吸蔵型 N〇_x触媒を含み、

前記性能低下判定手段は、前記吸蔵型 NOx触媒から N〇xを放出させるベく排気空燃比をリツチ空燃比とするとき、前記排気後処理装置の再生の要否を判定することを特徴とする、請求項 6記載の内燃機関の排気浄化装置。