WO2007136143A1 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

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Yoshihisa Tsukamoto
Nobumoto Ohashi
Shinya Hirota
Takamitsu Asanuma
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • An internal combustion engine comprising: an NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine; and a pre-stage catalyst provided in an exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst and having an oxidation function.
  • the present invention relates to an engine exhaust purification system.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2000-310 1 1 3 discloses an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a predetermined component in the exhaust provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst.
  • An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising an adsorbing means for adsorbing is disclosed.
  • the deterioration of the exhaust purification catalyst is determined based on the predetermined component amount adsorbed by the adsorbing means.
  • JP-A-2001-342879 discloses an NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as NOx catalyst) provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and an exhaust passage upstream of the NOx catalyst.
  • NOx catalyst NOx storage reduction catalyst
  • An exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising: a pre-stage catalyst that is provided and has an oxidation function is disclosed.
  • the air-fuel ratio of the exhaust is controlled according to the degree of deterioration of the pre-stage catalyst. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising: a NOx catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine; and a pre-stage catalyst provided in an exhaust passage upstream of the NOx catalyst and having an oxidation function.
  • An object of the present invention is to provide a technology capable of detecting the degree of deterioration of the pre-stage catalyst.
  • the present invention detects the degree of deterioration of the pre-stage catalyst based on the change in the temperature of the NOX catalyst when the reducing agent is intermittently supplied to the pre-stage catalyst and the NOX catalyst from the upstream side of the pre-stage catalyst. It is.
  • a NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine
  • a pre-stage catalyst that is provided in the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst and has an oxidation function
  • Temperature detection means for detecting the temperature of the storage-reduction NOx catalyst
  • Reducing agent supply means for intermittently supplying a reducing agent to the upstream catalyst and the NOx storage reduction catalyst from the upstream side of the upstream catalyst;
  • a deterioration degree detecting means for detecting a degree of deterioration of the preceding catalyst based on a temperature change width of the storage-reduction NOx catalyst when the reducing agent is intermittently supplied by the reducing agent supply means;
  • the deterioration degree of the pre-stage catalyst is relatively low, the oxidation of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means in the pre-stage catalyst is easily promoted.
  • the reducing agent is oxidized in the pre-stage catalyst, the temperature of the pre-stage catalyst rises as well as the temperature of the NOX catalyst due to the heat of oxidation. If the oxidation of the reducing agent in the pre-stage catalyst is facilitated, the amount of reducing agent that reaches the NOX catalyst and the amount of oxygen in the exhaust gas are relatively small. As a result, the amount of reducing agent oxidized in the NOX catalyst is inevitably reduced. As a result, the amount of heat generated by oxidation of the reducing agent in the NOX catalyst is reduced.
  • the temperature of the NOX catalyst itself is lower when the reducing agent supply means is intermittently supplied than when the reducing agent supply is not executed. Although the temperature rises, the change in the temperature of the NOX catalyst while the reducing agent is being supplied intermittently becomes small.
  • the deterioration degree of the pre-stage catalyst is relatively high, the reducing agent supplied from the reducing agent supply means is hardly oxidized in the pre-stage catalyst. For this reason, the temperature of the pre-stage catalyst is unlikely to rise. In such a case, the amount of reducing agent that reaches the NOX catalyst and the amount of oxygen in the exhaust gas are relatively large.
  • the amount of heat of oxidation generated by oxidizing the reducing agent in the NOX catalyst increases. Therefore, the temperature difference between the NOx catalyst when the reducing agent is supplied to the NOx catalyst and when it is not supplied increases. That is, when the degree of deterioration of the pre-catalyst is relatively high, the variation range of the temperature of the NO x catalyst increases while the reducing agent is intermittently supplied from the reducing agent supply means.
  • the range of change in the temperature of the NOx catalyst when the reducing agent is intermittently supplied by the reducing agent supply means varies depending on the degree of deterioration of the preceding catalyst. Therefore, it is possible to detect the degree of deterioration of the pre-stage catalyst based on the temperature change width of the NOx catalyst at this time.
  • the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means, the amount of reducing agent that reaches the NOx catalyst and the amount of oxygen in the exhaust gas increase. Therefore, when the reducing agent is intermittently supplied by the reducing agent supply means, the higher the deterioration degree of the pre-catalyst, the lower the temperature of the NOX catalyst when the reducing agent is not supplied. The temperature of the NOX catalyst when supplied is higher.
  • the degree of deterioration of the pre-catalyst is greater as the temperature change width of the NOx catalyst when the reducing agent is intermittently supplied by the reducing agent supply means is larger.
  • the present invention may further comprise NO x reduction control execution means for executing NOX reduction control for reducing NO x stored in the NOX catalyst by intermittently supplying the reducing agent by the reducing agent supply means. .
  • NO x reduction control execution means for executing NOX reduction control for reducing NO x stored in the NOX catalyst by intermittently supplying the reducing agent by the reducing agent supply means.
  • the temperature change range of the NOX catalyst when the reducing agent is intermittently supplied by the reducing agent supply means (hereinafter referred to as “NOx reduction control execution means”) If the temperature change width of the NOx catalyst is less than the predetermined change width, the pre-catalyst temperature raising means for raising the temperature of the pre-stage catalyst is compared with the case where the temperature change width of the NOx catalyst is smaller than the predetermined change width. Further, it may be provided.
  • the predetermined change width is a value that becomes a threshold value with which it can be determined that the deterioration of the pre-stage catalyst is progressing as the efficiency of the NOx reduction control decreases excessively.
  • the target temperature for raising the temperature of the front catalyst by the front catalyst temperature raising means may be made higher as the temperature change width of the NOx catalyst is larger.
  • the target temperature is set according to the temperature change width of the NOx catalyst, that is, according to the degree of deterioration of the preceding catalyst.
  • the deterioration of the pre-stage catalyst proceeds excessively, it becomes difficult to sufficiently oxidize the reducing agent in the pre-stage catalyst even if the temperature of the pre-stage catalyst is increased. Therefore, when the temperature of the preceding catalyst is raised as described above, a predetermined upper limit temperature is set for the target temperature, and the target temperature set according to the temperature change width of the NOX catalyst becomes higher than the predetermined upper limit temperature. In such a case, execution of NOX reduction control by the NOX reduction control execution means may be prohibited.
  • the predetermined upper limit temperature is such that when the target temperature is set to a value higher than the predetermined upper limit temperature, it is difficult to sufficiently oxidize the reducing agent in the front stage catalyst even if the temperature of the front stage catalyst is increased.
  • the temperature is equal to or lower than a threshold at which it can be determined that the deterioration of the front catalyst is progressing. According to the above, it is possible to suppress the N O X reduction control from being executed in a state where it is difficult to reduce N O X stored in the N O X catalyst.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the temperature change of the NOx catalyst when intermittent fuel addition from the fuel addition valve is executed.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a routine of NOx reduction control according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 is a diesel engine for driving a vehicle.
  • An intake passage 3 and an exhaust passage 2 are connected to the internal combustion engine 1.
  • the intake passage 3 is provided with a throttle valve 7. It is.
  • An oxidation catalyst 4 and a NOx catalyst 5 are provided in the exhaust passage 2.
  • the NO X catalyst 5 is a catalyst that stores NOx in the exhaust when the ambient atmosphere is an oxidizing atmosphere and reduces the NOx that has been stored when the ambient atmosphere is a reducing atmosphere.
  • the NOx catalyst 5 is provided downstream of the oxidation catalyst 4 in the exhaust passage 2.
  • the oxidation catalyst 4 corresponds to the former catalyst according to the present invention.
  • the upstream catalyst may be any catalyst that has an oxidation function.
  • the oxidation catalyst 4 may be a NOx catalyst, and the NOx catalyst 5 may be a particulate filter carrying a NOx catalyst.
  • a fuel addition valve 6 is provided in the exhaust passage 2 upstream of the oxidation catalyst 4 to add fuel as a reducing agent into the exhaust.
  • the fuel addition valve 6 corresponds to the reducing agent supply means according to the present invention.
  • a first temperature sensor 8 and a second temperature sensor 9 for detecting the temperature of the exhaust gas are provided between the oxidation catalyst 4 and the NOx catalyst 5 in the exhaust passage 2 and downstream of the NOx catalyst 5, respectively. Yes.
  • the internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1.
  • ECU electronice control unit
  • a first temperature sensor 8 and a second temperature sensor 9 are electrically connected to the ECU 10. These output signals are input to ECU 10.
  • the ECU 10 estimates the temperature of the oxidation catalyst 4 based on the output value of the first temperature sensor 8, and estimates the temperature of the NOx catalyst 5 based on the output value of the second temperature sensor 9.
  • the second temperature sensor 9 corresponds to the temperature detecting means according to the present invention.
  • a throttle valve 7 and a fuel addition valve 6 are electrically connected to the ECU 10. These are controlled by the ECU 10.
  • NOx reduction control is performed to reduce NOx occluded in the NOx catalyst 5.
  • the temperature of the NOx catalyst 5 is the activation temperature. This is performed by intermittently adding fuel from the fuel addition valve 6. By adding fuel from the fuel addition valve 6, the fuel is supplied to the NO X catalyst 5. As a result, the air-fuel ratio of the ambient atmosphere of the NOx catalyst 5 decreases and the ambient atmosphere becomes a reducing atmosphere, so that the NOx occluded in the NOx catalyst 5 is reduced. Further, by intermittently adding fuel from the fuel addition valve 6, excessive temperature rise of the oxidation catalyst 4 and the NOx catalyst 5 can be suppressed.
  • NO X reduction control is performed by intermittently adding fuel from the fuel addition valve 6. At this time, the fuel added from the fuel addition valve 6 is supplied to the oxidation catalyst 4 before reaching the NOx catalyst 5.
  • the fuel supplied to the oxidation catalyst 4 is oxidized in the oxidation catalyst 4. Since the oxygen in the exhaust gas is consumed due to the oxidation of the fuel in the oxidation catalyst 4, the amount of oxygen in the exhaust gas that reaches the N O X catalyst 5 decreases. As a result, the air-fuel ratio of the ambient atmosphere of the NOx catalyst 5 tends to decrease.
  • the oxidation catalyst 4 deteriorates, the fuel becomes difficult to be oxidized in the oxidation catalyst 4. Therefore, when fuel is added from the fuel addition valve 6, the amount of fuel reaching the NOx catalyst 5 increases and the amount of oxygen in the exhaust gas reaching the NOx catalyst 5 also increases. As a result, in the NOx catalyst 5, a fuel oxidation reaction occurs together with a NOx reduction reaction, and the efficiency of N O X reduction control may be reduced.
  • FIG. 2 is a diagram showing a temperature change of the NOx catalyst 5 when intermittent fuel addition from the fuel addition valve 6 is executed in the present embodiment.
  • the vertical axis represents the temperature Tc of the NO X catalyst 5
  • the horizontal axis represents time t.
  • curve L 1 represents the temperature change of NOx catalyst 5 at normal time, that is, when the degree of deterioration of oxidation catalyst 4 is relatively low
  • curve L2 represents oxidation catalyst 4
  • This represents the temperature change of the NO X catalyst 5 when the deterioration of the catalyst is advanced to some extent, that is, when the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 is relatively high
  • a straight line L 3 represents the temperature of the exhaust gas flowing in the exhaust passage 2 upstream of the oxidation catalyst 4.
  • the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 is relatively high, the fuel added from the fuel addition valve 6 is difficult to oxidize at the oxidation catalyst 4. For this reason, even if intermittent fuel addition from the fuel addition valve 6 is executed, the temperature of the oxidation catalyst 4 hardly rises. Therefore, the temperature rise of the NOx catalyst 4 accompanying the temperature rise of the oxidation catalyst 4 is also reduced. In such a case, the amount of fuel reaching the NOx catalyst 5 and the amount of oxygen in the exhaust gas are relatively large. As a result, the amount of heat of oxidation generated when the fuel is oxidized in the NO X catalyst 5 increases.
  • the temperature difference between the NOx catalyst 5 when the fuel is supplied to the NOx catalyst 5 and when it is not supplied increases.
  • the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 is relatively high
  • the temperature change width ATc of the NOX catalyst 5 increases as shown by L 2 in FIG.
  • the oxidation catalyst 4 should be promoted to promote the oxidation of fuel in the oxidation catalyst 4. Perform temperature control.
  • the oxidation of the fuel in the oxidation catalyst 4 can be promoted by raising the temperature of the oxidation catalyst 4.
  • the amount of fuel reaching the NOx catalyst 5 and the amount of oxygen in the exhaust gas can be reduced. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in efficiency of N O x reduction control.
  • the temperature raising control of the oxidation catalyst 4 can be exemplified by a control for executing the auxiliary fuel injection during the expansion stroke in the internal combustion engine 1 and a control for reducing the opening of the throttle valve 7. According to these, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 rises, and the temperature of the oxidation catalyst 4 rises accordingly.
  • the amount of exhaust gas introduced into the intake passage 3 is increased to be discharged from the internal combustion engine 1.
  • the temperature of the exhaust gas may be raised, and the oxidation catalyst 4 may be raised accordingly.
  • the temperature raising control of the oxidation catalyst 4 can be exemplified by control in which the sub fuel injection is performed in the internal combustion engine 1 during the exhaust stroke. In this case, it is injected by secondary fuel injection. The atomized fuel is supplied to the oxidation catalyst 4. Then, the temperature of the oxidation catalyst 4 rises as the fuel is oxidized by the oxidation catalyst 4.
  • the fuel addition from the fuel addition valve 6 can be performed more finely than usual, or by adding a lighter fuel than the fuel that is normally added, oxidation of the fuel at the oxidation catalyst 4 can be achieved. Accordingly, the temperature of the oxidation catalyst 4 may be increased.
  • a heater may be provided in the exhaust passage 2, and the exhaust flowing into the oxidation catalyst 4 or the oxidation catalyst 4 itself may be heated by the heat.
  • the NO X reduction control routine according to this embodiment will be described below based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the ECU 10 and is repeated at a predetermined interval.
  • the ECU 10 first determines in S 101 whether or not an execution condition for NOx reduction control is satisfied.
  • the execution condition of NOx reduction control is that the estimated value of NOx occlusion amount in NO X catalyst 5 is equal to or higher than the threshold value of NOx reduction control execution, and the temperature of oxidation catalyst 4 and N ⁇ X catalyst 5 is at the activation temperature Can be illustrated. If an affirmative determination is made in S101, the ECU 10 terminates this routine once. If a negative determination is made, the ECU 10 proceeds to S102.
  • the ECU 10 executes intermittent fuel addition from the fuel addition valve 6.
  • the amount of fuel added at this time is such that when the oxidation catalyst 4 is in a normal state, that is, when the deterioration degree of the oxidation catalyst 4 is relatively low, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 5 is the target air-fuel ratio.
  • the amount is controlled so that Here, the target air-fuel ratio is an air-fuel ratio in which the ambient atmosphere of the NOx catalyst 5 becomes a reducing atmosphere.
  • the fuel addition stop interval at this time is set so that the excessive temperature rise of the oxidation catalyst 4 and the NOX catalyst 5 can be suppressed.
  • the ECU 10 that executes S102 corresponds to the NOx reduction control execution means according to the present invention.
  • the ECU 10 proceeds to SI 03 and calculates a predetermined change width ⁇ TO, which is the temperature change width of the NOx catalyst 5, which is a threshold value for determining the deterioration of the oxidation catalyst 4.
  • ⁇ TO the temperature change width of the NOx catalyst 5
  • the efficiency of NOx reduction control decreases as the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 increases.
  • the predetermined change width ⁇ 0 is a value that becomes a threshold value with which it is possible to determine that the deterioration of the oxidation catalyst 4 has progressed to such an extent that the efficiency of the NOx reduction control may be excessively reduced.
  • the predetermined change width ⁇ TO is calculated based on the intake air amount, the fuel injection amount in the internal combustion engine 1, and the fuel addition amount from the fuel addition valve 6.
  • the ECU 10 proceeds to S104, and determines whether or not the temperature change width ATc of the NOx catalyst 5 is smaller than the predetermined change width ⁇ 0 calculated in S103. If an affirmative determination is made in S 104, the ECU 10 proceeds to S 105, and if a negative determination is made, the ECU 10 proceeds to S 106.
  • the ECU 10 that has proceeded to S 105 continues to execute intermittent fuel addition from the fuel addition valve 6. In other words, the execution of NOx reduction control is continued. Thereafter, the ECU 10 once terminates execution of this routine.
  • the ECU 10 proceeding to S 106 sets the target temperature T o c t in the temperature increase control of the oxidation catalyst 4 based on the temperature change width ⁇ ⁇ c of the NOx catalyst 5.
  • the oxidation catalyst 4 is increased by increasing the temperature of the oxidation catalyst 4. It is possible to promote the oxidation of fuel. In other words, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of NOx reduction control.
  • the relationship between the temperature change width ATc of the NOx catalyst 5 and the target temperature To et of the oxidation catalyst 4 is determined in advance.
  • the target temperature Toct of 4 is set to a higher temperature. That is, oxidation catalyst The higher the degree of deterioration in 4, the higher the target temperature Toct is set.
  • the ECU 10 proceeds to S107, and determines whether or not the target temperature Toct set in S106 is equal to or lower than a predetermined upper limit temperature Toe1imit.
  • a predetermined upper limit temperature Toe 1 im it means that when the target temperature To et is set to a value higher than the predetermined upper limit temperature Toe 1 imit, the oxidation catalyst 4 can be increased even if the temperature of the oxidation catalyst 4 is increased.
  • This temperature is a threshold value at which it can be determined that the deterioration of the oxidation catalyst 4 is progressing to such an extent that it is difficult to sufficiently oxidize the fuel in step 4. If an affirmative determination is made in S107, the ECU 10 proceeds to S108, and if a negative determination is made, the ECU 10 proceeds to S109.
  • the ECU 10 executes the temperature rise control of the oxidation catalyst 4 by the method as described above, and raises the temperature of the oxidation catalyst 4 to the target temperature Toct. Then proceed to ECUl CHiSl 05.
  • the ECU 10 that executes S108 corresponds to the pre-catalyst temperature raising means according to the present invention.
  • the ECU 10 determines that it is difficult to sufficiently reduce the NO X stored in the NO X catalyst 5 in the NO x reduction control according to the present embodiment, and intermittently uses the fuel addition valve 6 to The execution of fuel addition. That is, the execution of the NO X reduction control is stopped. Thereafter, the ECU 10 once terminates execution of this routine.
  • the oxidation catalyst is likely to reduce the efficiency of NO X reduction control excessively.
  • the temperature raising control of the oxidation catalyst 4 is executed. Therefore, even if the oxidation catalyst 4 is in a state of advanced deterioration, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of NOx reduction control.
  • the oxidation catalyst 4 In the temperature increase control of the oxidation catalyst 4, the oxidation catalyst 4 is heated to a higher temperature as the deterioration degree of the oxidation catalyst 4 is higher. As a result, the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 is improved. However, the oxidation of the fuel in the oxidation catalyst 4 can be promoted. Further, if the oxidation catalyst 4 is deteriorated so that it is difficult to sufficiently oxidize the fuel in the oxidation catalyst 4 even if the temperature of the oxidation catalyst 4 is raised, the NOX reduction control is executed. Stopped. As a result, it is possible to suppress the NO X reduction control from being executed in a state where it is difficult to reduce the NO X stored in the NO X catalyst 5.
  • the ECU 10 proceeds to S109, the execution of the NOx reduction control is stopped, and the deterioration of the oxidation catalyst 4 is excessively advanced, that is, the oxidation catalyst 4 is broken.
  • the driver of the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 may be notified.
  • the fuel addition valve 6 intermittently
  • the deterioration degree of the oxidation catalyst 4 may be detected based on the temperature change width of the NOx catalyst 5 at this time.
  • the detected temperature change width of the NO X catalyst 5 or the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 is stored in the ECU 10, and the temperature of the oxidation catalyst 4 is increased based on these stored values when the NOx reduction control is executed. It is determined whether or not to execute control. Further, the target temperature for executing the temperature increase control of the oxidation catalyst 4 is set based on these values.
  • the degree of deterioration of the oxidation catalyst 4 may be detected based on the temperature change width of the NO X catalyst 5.
  • fuel serving as a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst 4 and the NOX catalyst 5, but from the fuel addition valve 6
  • fuel may be supplied to the oxidation catalyst 4 and the NOx catalyst 5 by performing sub fuel injection in the exhaust stroke of the internal combustion engine 1.
  • an exhaust purification system for an internal combustion engine comprising: a NOX catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine; and a pre-stage catalyst provided in an exhaust passage upstream of the NOX catalyst and having an oxidation function.

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Abstract

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒と、該ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する前段触媒と、を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、前段触媒の劣化度合いを検出することが可能な技術を提供することを目的とする。本発明では、前段触媒より上流側から該前段触媒およびＮＯｘ触媒に還元剤が間欠的に供給されているときにおけるＮＯｘ触媒の温度の変化幅に基づいて、前段触媒の劣化度合いを検出する。このとき、ＮＯｘ触媒の温度の変化幅が大きいほど酸化触媒の劣化度合いが高いと判断する。

Description

明 細 書 内燃機関の排気浄化システム 技術分野
本発明は、 内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型 NO X触媒と、 該吸蔵還元 型 NO X触媒よりも上流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する前段触媒と、 を備える内燃機関の排気浄化システムに関する。
背景技術
特開 2000— 3 1 0 1 1 3号公報には、 内燃機関の排気通路に設けられた排気 浄化触媒と、 該排気浄化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ且つ排気中の所定 成分を吸着する吸着手段と、 を備えた内燃機関の排気浄化システムが開示されてい る。 ここでは、 吸着手段に吸着された所定成分量に基づいて排気浄化触媒の劣化を 判定する。
また、 特開 200 1— 342879号公報には、 内燃機関の排気通路に設けられた 吸蔵還元型 NOx触媒 （以下、 単に NOx触媒と称する） と、 該 NOx触媒よりも上 流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する前段触媒と、 を備える内燃機関の排 気浄化システムが開示されている。 ここでは、 NOxに吸蔵された NOxを還元する ときに、 前段触媒の劣化度合いに応じて排気の空燃比を制御する。 発明の開示
本発明は、 内燃機関の排気通路に設けられた NOx触媒と、 該 NOx触媒よりも上 流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する前段触媒と、 を備える内燃機関の排 気浄化システムにおいて、 前段触媒の劣化度合いを検出することが可能な技術を提供 することを目的とする。 本発明は、 前段触媒より上流側から該前段触媒および N O X触媒に還元剤が間欠的 に供給されているときにおける N O X触媒の温度の変化幅に基づいて、 前段触媒の劣 化度合いを検出するものである。
より詳しくは、 本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型 N O X触媒と、
該吸蔵還元型 N〇x触媒よりも上流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する 前段触媒と、
前記吸蔵還元型 N O X触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記前段触媒よりも上流側から前記前段触媒および前記吸蔵還元型 N O X触媒に還 元剤を間欠的に供給する還元剤供給手段と、
該還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供給されているときにおける前記吸蔵 還元型 N O X触媒の温度の変化幅に基づいて前記前段触媒の劣化度合いを検出する劣 化度合い検出手段と、
を備えることを特徴とする。
前段触媒の劣化度合いが比較的低い場合、 還元剤供給手段から供給された還元剤の 前段触媒での酸化が促進され易い。 前段触媒において還元剤が酸化されるとその酸化 熱によって前段触媒の温度が上昇すると共に N O X触媒の温度も上昇する。 そして、 前段触媒における還元剤の酸化が促進されやすい場合は、 N O X触媒にまで到達する 還元剤の量および排気中の酸素量は比較的少ない量となる。 そのため、 N O X触媒に おいて酸化される還元剤の量は必然的に少なくなる。 その結果、 N O X触媒において 還元剤が酸化することで生じる酸化熱の熱量は少なくなる。 従って、 前段触媒の劣化 度合いが比較的低い場合、 還元剤供給手段による還元剤の間欠的な供給が実行される と該還元剤の供給が実行されていないときに比べて N O X触媒の温度自体は上昇する が、 還元剤が間欠的に供給されている最中における N O X触媒の温度の変化幅は小さ くなる。 一方、 前段触媒の劣化度合いが比較的高い場合、 還元剤供給手段から供給された還 元剤が前段触媒において酸化し難い。 そのため、 前段触媒の温度は上昇し難い。 そし て、 このような場合は、 N O X触媒にまで到達する還元剤の量および排気中の酸素量 が比較的多い量となる。 その結果、 N O X触媒において還元剤が酸化することで生じ る酸化熱の熱量が多くなる。 従って、 N O x触媒に還元剤が供給されているときと供 給されていないときの N O X触媒の温度差が大きくなる。 つまり、 前段触媒の劣化度 合いが比較的高い場合、 還元剤供給手段から還元剤が間欠的に供給されている最中に おける N O x触媒の温度の変化幅が大きくなる。
このように、 還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供給されているときにおけ る N O X触媒の温度の変化幅は前段触媒の劣化度合いに応じて異なる。 従って、 この ときの N O X触媒の温度の変化幅に基づいて前段触媒の劣化度合いを検出することが 出来る。
前段触媒の劣化度合いが高いほど、 該前段触媒において還元剤が酸化され難くな る。 そのため、 前段触媒の温度は上昇し難くなる。 そして、 還元剤供給手段によって 還元剤が供給されているときに N O X触媒にまで到達する還元剤の量および排気中の 酸素量は多くなる。 従って、 還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供給されてい るときにおいて、 前段触媒の劣化度合いが高いほど、 還元剤が供給されていないとき の N O X触媒の温度はより低くなり、 還元剤が供給されているときの N O X触媒の温 度がより高くなる。
そこで、 本発明においては、 還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供給されて いるときにおける N O X触媒の温度の変化幅が大きいほど、 前段触媒の劣化度合いが 大きいと判断してもよい。
本発明においては、 還元剤供給手段によって還元剤を間欠的に供給することで N O X触媒に吸蔵されていた N O xを還元する N O X還元制御を実行する N O x還元制御 実行手段をさらに備えてもよい。 上記のように、 前段触媒の劣化度合いが高いほど、 還元剤供給手段によって還元剤 を供給したときに NO X触媒に到達する還元剤の量および排気中の酸素量が多くな る。 この場合、 NO X触媒に吸蔵された NO Xを還元すべく還元剤を供給しても、 N Ox触媒において NO Xの還元反応と共に還元剤の酸化反応も生じるため、 NOx還 元制御の効率が低下する虞がある。
そこで、 上記の場合、 NO X還元制御実行手段によって NOx還元制御を実行する ときに、 還元剤供給手段によつて還元剤が間欠的に供給されているときにおける N O X触媒の温度の変化幅 （以下、 単に NOx触媒の温度変化幅と称する） が所定変化幅 以上の場合は、 NOx触媒の温度変化幅が該所定変化幅より小さい場合に比べて前段 触媒の温度を高くする前段触媒昇温手段をさらに備えてもよい。
ここで、 所定変化幅とは、 NOx還元制御の効率が過剰に低下するほど前段触媒の 劣化が進んでいると判断出来る閾値となる値である。
前段触媒の温度を高くすることで、 該前段触媒における還元剤の酸化を促進させる ことが出来る。 即ち、 NOx触媒にまで到達する還元剤の量および排気中の酸素量を 減少させることが出来る。
従って、 上記によれば、 前段触媒の劣化が進んだ状態であっても、 NOx還元制御 の効率低下を抑制することが出来る。
また、 上記の場合、 前段触媒昇温手段によって前段触媒の温度を上昇させるときの 目標温度を NOx触媒の温度変化幅が大きいほどより高くしても良い。
これにより、 前段触媒の劣化度合いがより高くなつても、 該前段触媒における還元 剤の酸化を促進させることが出来る。
上記の場合、 NOx触媒の温度変化幅に応じて、 即ち、 前段触媒の劣化度合いに応 じて目標温度が設定される。 しかしながら、 前段触媒の劣化が過剰に進んだ場合、 該 前段触媒の温度を上昇させても該前段触媒において還元剤を十分に酸化することが困 難となる。 そこで、 上記のように前段触媒の温度を上昇させる場合においては、 目標温度に所 定上限温度を設け、 N O X触媒の温度変化幅に応じて設定された目標温度が該所定上 限温度より高くなつたときは N O X還元制御実行手段による N O X還元制御の実行を 禁止してもよい。
ここで、 所定上限温度は、 目標温度が該所定上限温度より高い値に設定されたとき は、 前段触媒の温度を上昇させても該前段触媒において還元剤を十分に酸化すること は困難なほど該前段触媒の劣化が進行していると判断出来る閾値以下の温度である。 上記によれば、 N O X触媒に吸蔵された N O Xを還元することが困難な状態で N O X還元制御が実行されることを抑制することが出来る。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
図 2は、 燃料添加弁からの間欠的な燃料添加が実行されているときの N O X触媒の 温度変化を示す図である。
図 3は、 実施例に係る N O x還元制御のルーチンを示すフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態
(実施例 1 )
以下、 本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面 に基づいて説明する。
<内燃機関の吸排気系の概略構成 >
ここでは、 本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて 説明する。 図 1は、 本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。 内燃機関 1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。 この内燃機関 1には、 吸気 通路 3および排気通路 2が接続されている。 吸気通路 3にはスロットル弁 7が設けら れている。 排気通路 2には、 酸化触媒 4および NOx触媒 5が設けられている。
NO X触媒 5は、 周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中の NOxを吸蔵し周囲雰 囲気が還元雰囲気のときに吸蔵していた NOxを還元する触媒である。 該 NOx触媒 5は排気通路 2における酸化触媒 4より下流側に設けられている。 尚、 本実施例にお いては、 酸化触媒 4が本発明に係る前段触媒に相当する。 前段触媒は酸化機能を有す る触媒であればよく、 例えば、 酸化触媒 4を NOx触媒とし、 NOx触媒 5を NOx 触媒を担持したパティキュレートフィル夕としてもよい
酸化触媒 4より上流側の排気通路 2には排気中に還元剤として燃料を添加する燃料 添加弁 6が設けられている。 本実施例においては、 燃料添加弁 6が本発明に係る還元 剤供給手段に相当する。
さらに、 排気通路 2における酸化触媒 4と NOx触媒 5との間および NOx触媒 5 より下流側には排気の温度を検出する第一温度センサ 8および第二温度センサ 9がそ れぞれ設けられている。
以上述べたように構成された内燃機関 1には、 この内燃機関 1を制御するための電 子制御ユニット （ECU) 1 0が併設されている。 ECU 1 0には第一温度センサ 8 および第二温度センサ 9が電気的に接続されている。 そして、 これらの出力信号が E CU 1 0に入力される。 ECU 1 0は、 第一温度センサ 8の出力値に基づいて酸化触 媒 4の温度を推定し、 第二温度センサ 9の出力値に基づいて NOx触媒 5の温度を推 定する。 本実施例においては、 第二温度センサ 9が本発明に係る温度検出手段に相当 する。
また、 ECU 1 0にはスロットル弁 7および燃料添加弁 6が電気的に接続されてい る。 ECU 1 0によってこれらが制御される。
<NOx還元制御 >
本実施例では、 NOx触媒 5に吸蔵された NOxを還元すべく NOx還元制御が行 われる。 本実施例に係る NOx還元制御は、 NOx触媒 5の温度が活性温度であると きに燃料添加弁 6から間欠的に燃料を添加することで実行される。 燃料添加弁 6から 燃料が添加されることで該燃料が NO X触媒 5に供給される。 これにより、 NOx触 媒 5の周囲雰囲気の空燃比が低下し該周囲雰囲気が還元雰囲気となるため NO X触媒 5に吸蔵された NOxが還元される。 また、 燃料添加弁 6からの燃料添加を間欠的に 行うことで、 酸化触媒 4や NOx触媒 5の過度な昇温を抑制することが出来る。
<酸化触媒の劣化度合い検出方法 >
上記のように、 NO X還元制御は燃料添加弁 6から間欠的に燃料を添加することで 行われる。 このとき燃料添加弁 6から添加された燃料は N O X触媒 5に到達する前に 酸化触媒 4に供給される。
酸化触媒 4に供給された燃料は該酸化触媒 4において酸化される。 この酸化触媒 4 における燃料の酸化のために排気中の酸素が消費されるため、 N O X触媒 5に到達す る排気中の酸素量が減少する。 そのため、 NOx触媒 5の周囲雰囲気の空燃比が低下 し易くなる。
しかしながら、 酸化触媒 4の劣化が進むと該酸化触媒 4において燃料が酸化され難 くなる。 従って、 燃料添加弁 6から燃料が添加されたときに、 NOx触媒 5にまで到 達する燃料の量が増加すると共に該 NO X触媒 5にまで到達する排気中の酸素量も多 くなる。 その結果、 NOx触媒 5において、 NOxの還元反応と共に燃料の酸化反応 が生じることになり、 N O X還元制御の効率が低下する虞がある。
そこで、 本実施例においては、 NOx還元制御の実行時に、 酸化触媒 4の劣化度合 いを検出する。 ここで、 本実施例に係る酸化触媒 4の劣化度合い検出方法について説 明する。 図 2は、 本実施例において、 燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添加が実行さ れているときの NOx触媒 5の温度変化を示す図である。 図 2において、 縦軸は NO X触媒 5の温度 Tcを表しており、 横軸は時間 tを表している。
また、 図 2において、 曲線 L 1は、 通常時、 即ち、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較 的低い状態のときの NOx触媒 5の温度変化を表しており、 曲線 L2は、 酸化触媒 4 の劣化がある程度進んだ状態、 即ち、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較的高い状態のと きの NO X触媒 5の温度変化を表している。 また、 直線 L 3は酸化触媒 4より上流側 の排気通路 2を流れる排気の温度を表している。
酸化触媒 4の劣化度合いが比較的低い状態で燃料添加弁 6から間欠的に燃料が添加 されると、 添加された燃料の多ぐが酸化触媒 4において酸化される。 酸化触媒 4にお いて燃料が酸化されるとその酸化熱によって酸化触媒 4の温度が上昇すると共に NO X触媒 5の温度も上昇する。 そして、 酸化触媒 4における燃料の酸化が促進されやす い場合は、 NO X触媒 5にまで到達する燃料の量および排気中の酸素量は比較的少な い量となる。 そのため、 NO X触媒 5において酸化される燃料の量は必然的に少なく なる。 その結果、 NO X触媒 5において燃料が酸化することで生じる酸化熱の熱量は 少なくなる。
従つて、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較的低い状態で燃料添加弁 6からの間欠的な 燃料添加が行われる場合は、 図 2の L 1に示すように、 燃料添加弁 6による間欠的な 燃料添加が実行されると該燃料添加が実行されていないときに比べて NOx触媒 5の 温度自体は上昇するが、 燃料が間欠的に添加されている最中における NOx触媒 5の 温度の変化幅 ATc (以下、 単に NOx触媒 5の温度変化幅 ATcと称する） は小さ くなる。
一方、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較的高い場合、 燃料添加弁 6から添加された燃 料が酸化触媒 4において酸化し難い。 そのため、 燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添 加が実行されても酸化触媒 4の温度は上昇し難い。 従って、 酸化触媒 4の温度上昇に 伴う NOx触媒 4の温度上昇も小さくなる。 そして、 このような場合は、 NOx触媒 5にまで到達する燃料の量および排気中の酸素量が比較的多い量となる。 その結果、 NO X触媒 5において燃料が酸化することで生じる酸化熱の熱量が多くなる。
従って、 NOx触媒 5に燃料が供給されているときと供給されていないときの NO X触媒 5の温度差が大きくなる。 つまり、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較的高い状態 で燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添加が行われる場合は、 図 2の L 2に示すよう に、 N O X触媒 5の温度変化幅 A T cが大きくなる。
以上説明したことから、 酸化触媒 4の劣化度合いが高いほど、 燃料添加弁 6から間 欠的に燃料を添加しているときにおける N O X触媒 5の温度の変化幅 A T cが大きく なる。 そこで、 本実施例においては、 N O X還元制御の実行時において、 温度変化幅 Δ T cに基づいて酸化触媒 4の劣化度合いを検出する。 このような酸化触媒 4の劣化 度合いの検出は E C U 1 0によって行われる。 本実施例においては、 酸化触媒 4の劣 化度合いの検出を行う E C U 1 0が、 本発明に係る劣化度合い検出手段に相当する。
<酸化触媒の昇温制御 >
そして、 本実施例において、 酸化触媒 4の劣化がある程度進んでいると判断出来る 場合は、 N O x還元制御の実行時に、 酸化触媒 4での燃料の酸化を促進させるベく該 酸化触媒 4の昇温制御を行う。
酸化触媒 4の劣化がある程度進んでいる場合であっても酸化触媒 4の温度を高くす ることで、 該酸化触媒 4における燃料の酸化を促進させることが出来る。 これによ り、 N O x触媒 5にまで到達する燃料の量および排気中の酸素量を減少させることが 出来る。 従って、 N O x還元制御の効率低下を抑制することが出来る。
尚、 酸化触媒 4の昇温制御としては、 内燃機関 1において膨張行程時に副燃料噴射 を実行する制御ゃス口ットル弁 7の開度を小さくする制御を例示することが出来る。 これらによれば、 内燃機関 1から排出される排気の温度が上昇し、 それに伴って酸化 触媒 4の温度が上昇する。 また、 排気通路 2を流れる排気の一部を吸気通路 3に導入 する E G R装置が設けられている場合は、 吸気通路 3に導入する排気の量を増加させ ることで内燃機関 1から排出される排気の温度を上昇させ、 それによつて、 酸化触媒 4を昇温させてもよい。
また、 酸化触媒 4の昇温制御としては、 内燃機関 1において排気行程時に副燃料噴 射を実行する制御を例示することも出来る。 この場合、 副燃料噴射によって噴射され 霧化が促進された燃料が酸化触媒 4に供給される。 そして、 該燃料が酸化触媒 4で酸 化されることで酸化触媒 4の温度が上昇する。 また、 燃料添加弁 6からの燃料添加を 通常よりも細分化して実施したり、 通常時に添加される燃料よりもより軽質な燃料を 添加したりすることによって、 酸化触媒 4での燃料の酸化を促進させ、 それによつ て、 酸化触媒 4を昇温させてもよい。
また、 排気通路 2にヒータを設け、 該ヒ一夕によって酸化触媒 4に流入する排気も しくは酸化触媒 4自体を昇温させてもよい。
<N Ox還元制御のルーチン >
以下、 本実施例に係る NO X還元制御のルーチンについて図 3に示すフローチヤ一 卜に基づいて説明する。 本ルーチンは、 ECU10に予め記憶されており、 所定の間 隔で繰り返されるルーチンである。
本ルーチンでは、 ECU10は、 先ず S 101において、 NOx還元制御の実行条 件が成立したか否かを判別する。 ここで、 NOx還元制御の実行条件としては、 NO X触媒 5における NOx吸蔵量の推定値が NOx還元制御実行の閾値以上となり且つ 酸化触媒 4および N〇 X触媒 5の温度が活性温度にある場合を例示することが出来 る。 この S 101において、 肯定判定された場合、 ECU 10は本ルーチンを一旦終 了し、 否定判定された場合、 ECU 10は S 102に進む。
S 102において、 ECU10は、 燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添加を実行す る。 このときの燃料添加量は、 酸化触媒 4が通常の状態にあるとき、 即ち、 酸化触媒 4の劣化度合いが比較低い状態であるときに、 NOx触媒 5に流入する排気の空燃比 が目標空燃比となるような量に制御される。 ここで、 目標空燃比は NOx触媒 5の周 囲雰囲気が還元雰囲気となる空燃比である。 また、 このときの燃料添加の休止イン夕 —バルは酸化触媒 4および N O X触媒 5の過昇温を抑制することが可能なように設定 されている。 本実施例においては、 この S 102を実行する ECU 10が、 本発明に 係る NOx還元制御実行手段に相当する。 次に、 ECU 10は、 S I 03に進み、 酸化触媒 4の劣化判定の閾値となる NOx 触媒 5の温度変化幅である所定変化幅 Δ TOを算出する。 上述したように、 酸化触媒 4の劣化度合いが高くなるほど NOx触媒 5の温度変化幅は大きくなる。 また、 酸化 触媒 4の劣化度合いが高くなるほど NOx還元制御の効率が低下する。 ここで、 所定 変化幅 ΔΤ0は、 NOx還元制御の効率が過剰に低下する虞があるほど酸化触媒 4の 劣化が進んでいると判断出来る閾値となる値である。 該所定変化幅 Δ TOは吸入空気 量および内燃機関 1での燃料噴射量、 燃料添加弁 6からの燃料添加量に基づいて算出 される。
次に、 ECU 10は、 S 104に進み、 NOx触媒 5の温度変化幅 ATcが S 10 3において算出された所定変化幅 ΔΤ0よりも小さいか否かを判定する。 この S 10 4において、 肯定判定された場合、 ECU10は S 105に進み、 否定判定された場 合、 ECU10は S 106に進む。
S 105に進んだ ECU 10は、 燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添加の実行を継 続する。 つまり、 NOx還元制御の実行を継続する。 その後、 ECU 10は本ル一チ ンの実行を一旦終了する。
一方、 S 106に進んだ ECU 10は、 酸化触媒 4の昇温制御における目標温度 T o c tを NOx触媒 5の温度変化幅 ΔΤ cに基づいて設定する。 NOx触媒 5の温度 変化幅 Δ T cが所定変化幅 Δ T 0以上となるほど酸化触媒 4の劣化が進んでいる場合 であっても、 該酸化触媒 4の温度を上昇させることで該酸化触媒 4における燃料の酸 化を促進させることが出来る。 即ち、 NOx還元制御の効率低下を抑制することが出 来る。 このとき、 酸化触媒 4での燃料の酸化を十分に促進させるためには、 該酸化触 媒 4の劣化度合いが高いほど該酸化触媒 4の温度をより高くする必要がある。
そのため、 本実施例では、 NOx触媒 5の温度変化幅 ATcと酸化触媒 4の目標温 度 To e tとの関係が予め定められており、 NO X触媒 5の温度変化幅 ATcが大き いほど酸化触媒 4の目標温度 To c tがより高い温度に設定される。 即ち、 酸化触媒 4の劣化度合いが高いほど目標温度 To c tが高い値に設定される。
次に、 ECU 10は、 S 107に進み、 S 106において設定された目標温度 To c tが所定上限温度 To e 1 im i t以下である否かを判別する。 酸化触媒 4の劣化 が過剰に進んだ場合、 該酸化触媒 4の温度を上昇させても該酸化触媒 4において燃料 を十分に酸化することが困難となる。 ここで、 所定上限温度 To e 1 im i tとは、 目標温度 To e tが該所定上限温度 Toe 1 imi tより高い値に設定されたとき は、 酸化触媒 4の温度を上昇させても該酸化触媒 4において燃料を十分に酸化するこ とは困難なほど該酸化触媒 4の劣化が進行していると判断出来る閾値となる温度であ る。 S 107において肯定判定された場合、 ECU10は S 108に進み、 否定判定 された場合、 ECU 10は S 109に進む。
S 108において、 ECU10は、 上述したような方法で酸化触媒 4の昇温制御を 実行し、 酸化触媒 4を目標温度 To c tにまで昇温する。 その後、 ECUl CHiS l 05に進む。 本実施例においては、 この S 108を実行する ECU 10が、 本発明に 係る前段触媒昇温手段に相当する。
一方、 S 109において、 ECU10は、 本実施例に係る NO x還元制御では NO X触媒 5に吸蔵された NO Xを十分に還元することは困難と判断し、 燃料添加弁 6か らの間欠的な燃料添加の実行を停止する。 即ち、 NO X還元制御の実行を停止する。 その後、 ECU 10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
以上説明したルーチンによれば、 NO X触媒 5の温度変化幅 Δ T cが所定変化幅 Δ T0以上である場合、 即ち、 NO X還元制御の効率が過剰に低下する虞があるほど酸 化触媒 4の劣化が進んでいると判断された場合、 酸化触媒 4の昇温制御が実行され る。 従って、 酸化触媒 4の劣化が進んだ状態であっても、 NOx還元制御の効率低下 を抑制することが出来る。
また、 酸化触媒 4の昇温制御においては、 酸化触媒 4の劣化度合いが高いほど酸化 触媒 4がより高い温度にまで昇温される。 これにより、 酸化触媒 4の劣化度合いがよ り高くなつても、 該酸化触媒 4における燃料の酸化を促進させることが出来る。 また、 酸化触媒 4の温度を上昇させても該酸化触媒 4において燃料を十分に酸化す ることは困難なほど該酸化触媒 4の劣化が進行している場合は、 N O X還元制御の実 行が停止される。 これにより、 NO X触媒 5に吸蔵された NO Xを還元することが困 難な状態で NO X還元制御が実行されることを抑制することが出来る。
尚、 上記ルーチンにおいて、 ECU 10が S 109に進んだ場合、 NOx還元制御 の実行を停止すると共に、 酸化触媒 4の劣化が過剰に進んでいること、 即ち酸化触媒 4が故障していることを、 内燃機関 1を搭載した車両の運転者に通知してもよい。 また、 本実施例においては、 NOx還元制御の実行されているときとは別の夕イミ ングで酸化触媒 4および NOx触媒 5の温度が活性温度にあるときに、 燃料添加弁 6 からの間欠的な燃料添加を実行し、 このときの NOx触媒 5の温度変化幅に基づいて 酸化触媒 4の劣化度合いを検出してもよい。
この場合、 検出された NO X触媒 5の温度変化幅もしくは酸化触媒 4の劣化度合い を ECU10に記憶し、 NOx還元制御の実行時に、 記憶されたこれらの値に基づい て、 酸化触媒 4の昇温制御を実行するか否かを判別する。 さらに、 酸化触媒 4の昇温 制御を実行する場合の目標温度をこれらの値に基づいて設定する。
また、 N O X還元制御以外の制御において燃料添加弁 6から間欠的に燃料を添加す る場合に、 NO X触媒 5の温度変化幅に基づいて酸化触媒 4の劣化度合いを検出して もよい。
また、 本実施例においては、 排気通路 2に設けられた燃料添加弁 6から燃料を添加 することで酸化触媒 4および N O X触媒 5に還元剤となる燃料を供給するが、 燃料添 加弁 6からの燃料添加に代えて、 内燃機関 1の排気行程において副燃料噴射を行うこ とで酸化触媒 4および NOx触媒 5に燃料を供給してもよい。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 内燃機関の排気通路に設けられた N O X触媒と、 該 N O X触媒よ りも上流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する前段触媒と、 を備える内燃機 関の排気浄化システムにおいて、 前段触媒の劣化度合いを検出することが出来る。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型 NOx触媒と、
該吸蔵還元型 N O X触媒よりも上流側の排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する 前段触媒と、
前記吸蔵還元型 NO X触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記前段触媒よりも上流側から前記前段触媒および前記吸蔵還元型 N 0 X触媒に還 元剤を間欠的に供給する還元剤供給手段と、
該還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供給されているときにおける前記吸蔵 還元型 NO X触媒の温度の変化幅に基づいて前記前段触媒の劣化度合いを検出する劣 化度合い検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記劣化度合い検出手段が、 前記還元剤供給手段によって還元剤が間欠的に供 給されているときにおける前記吸蔵還元型 NOx触媒の温度の変化幅が大きいほど、 前記前段触媒の劣化度合いが大きいと判断することを特徴とする請求項 1記載の内燃 機関の排気浄化システム。
3. 前記還元剤供給手段によって還元剤を間欠的に供給することで前記吸蔵還元型 NOx触媒に吸蔵されていた NOxを還元する NO X還元制御を実行する NOx還元 制御実行手段と、
該 N O X還元制御実行手段によって N O X還元制御を実行するときに、 前記還元剤 供給手段によって還元剤が間欠的に供給されているときにおける前記吸蔵還元型 NO X触媒の温度の変化幅が所定変化幅以上の場合は、 該吸蔵還元型 NOx触媒の温度の 変化幅が該所定変化幅より小さい場合に比べて前記前段触媒の温度を高くする前段触 媒昇温手段と、
を備えることを特徴とする請求項 1または 2記載の内燃機関の排気浄化システム。
4 . 前記前段触媒昇温手段によって前記前段触媒の温度を上昇させるときの目標温 度を、 前記還元剤供給手段によつて還元剤が間欠的に供給されているときにおける前 記吸蔵還元型 N O X触媒の温度の変化幅が大きいほどより高くすることを特徴とする 請求項 3記載の内燃機関の排気浄化システム。
5 . 前記目標温度が所定上限温度より高くなつたときは N O x還元制御実行手段に よる N O X還元制御の実行を禁止することを特徴とする請求項 4記載の内燃機関の排 気浄化システム。
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