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JP4428361B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

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Description

本発明は、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関する。
特許文献１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、特許文献２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。
特開２０００−３１０１１３号公報 特開２００１−３４２８７９号公報
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ＮＯｘ触媒と、
該吸蔵還元型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、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ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、ＮＯｘ触媒にまで到達する還元剤の量および
排気中の酸素量は比較的少ない量となる。そのため、ＮＯｘ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、ＮＯｘ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、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ＮＯｘ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ＮＯｘ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、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が比較的多い量となる。その結果、ＮＯｘ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、ＮＯｘ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いのＮＯｘ触媒の温度差が大きくなる。つまり、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ＮＯｘ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ＮＯｘ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、還元剤が供給されていないときのＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ触媒に吸蔵されていたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御を実行するＮＯｘ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ＮＯｘ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、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元すべく還元剤を供給しても、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘ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、ＮＯｘ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って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（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っても、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、設定された目標温度が該所定上限温度より高くなったときはＮＯｘ還元制御実行手段によるＮＯｘ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、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元することが困難な状態でＮＯｘ還元制御が実行されることを抑制することが出来る。
本発明によれば、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出来る。
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。
ＮＯｘ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タとしてもよい
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。
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）１０が併設されている。ＥＣＵ１０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ＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０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。
また、ＥＣＵ１０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。ＥＣＵ１０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ＮＯｘ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ＮＯｘ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、ＮＯｘ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ＮＯｘ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、ＮＯｘ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ＮＯｘ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、ＮＯｘ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ＮＯｘ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Ｌ１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ＮＯｘ触
媒５の温度変化を表している。また、直線Ｌ３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くが酸化触媒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ＮＯｘ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、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は比較的少ない量となる。そのため、ＮＯｘ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、ＮＯｘ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。
従って、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Ｌ１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ΔＴｃ（以下、単にＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃ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、ＮＯｘ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いのＮＯｘ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Ｌ２に示すように、ＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃ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ＮＯｘ触媒５の温度の変化幅ΔＴｃが大きくなる。そこで、本実施例においては、ＮＯｘ還元制御の実行時において、温度変化幅ΔＴｃに基づいて酸化触媒４の劣化度合いを検出する。
＜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、ＮＯｘ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べく該酸化触媒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、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を減少させることが出来る。従って、ＮＯｘ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やスロットル弁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ＥＧＲ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、それによって、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、それによって、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、該ヒータによって酸化触媒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。
＜ＮＯｘ還元制御のルーチン＞
以下、本実施例に係るＮＯｘ還元制御のルーチンについて図３に示すフローチャート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Ｓ１０１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、ＮＯｘ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ＮＯｘ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Ｓ１０１において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンを一旦終了し、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２に進む。
Ｓ１０２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インターバルは酸化触媒４およびＮＯｘ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。
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３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ΔＴ０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ΔＴ０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。該酸化触媒４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、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０４に進み、ＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃがＳ１０３において算出された所定変化幅ΔＴ０よりも小さいか否かを判定する。このＳ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０６に進む。
Ｓ１０５に進んだＥＣＵ１０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、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、Ｓ１０６に進んだＥＣＵ１０は、酸化触媒４の昇温制御における目標温度ＴｏｃｔをＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃに基づいて設定する。ＮＯｘ触媒５の温度変化幅Δ
Ｔｃが所定変化幅ΔＴ０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ΔＴｃと酸化触媒４の目標温度Ｔｏｃｔとの関係が予め定められており、ＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃが大きいほど酸化触媒４の目標温度Ｔｏｃｔ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Ｔｏｃｔが高い値に設定される。
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０７に進み、Ｓ１０６において設定された目標温度Ｔｏｃｔが所定上限温度Ｔｏｃｌｉｍｉｔ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Ｔｏｃｌｉｍｉｔとは、目標温度Ｔｏｃｔが該所定上限温度Ｔｏｃｌｉｍｉｔ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。Ｓ１０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０９に進む。
Ｓ１０８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Ｔｏｃｔにまで昇温する。その後、ＥＣＵ１０はＳ１０５に進む。
一方、Ｓ１０９において、ＥＣＵ１０は、本実施例に係るＮＯｘ還元制御ではＮＯｘ触媒５に吸蔵されたＮＯｘ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、ＮＯｘ還元制御の実行を停止する。その後、ＥＣＵ１０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、ＮＯｘ触媒５の温度変化幅ΔＴｃが所定変化幅ΔＴ０以上である場合、即ち、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っても、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、ＮＯｘ還元制御の実行が停止される。これにより、ＮＯｘ触媒５に吸蔵されたＮＯｘを還元することが困難な状態でＮＯｘ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、ＥＣＵ１０がＳ１０９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タイミング
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ＮＯｘ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、ＮＯｘ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、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。
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ＮＯｘ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。
実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。 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ＮＯｘ触媒の温度変化を示す図。 実施例に係るＮＯｘ還元制御のルーチンを示すフローチャート。
符号の説明
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
３・・・吸気通路
４・・・酸化触媒
５・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
６・・・燃料添加弁
７・・・スロットル弁
８・・・第一温度センサ
９・・・第二温度センサ
１０・・ＥＣＵ

Claims (5)

  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、
    前記吸蔵還元型ＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ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ＮＯｘ還元制御を実行するＮＯｘ還元制御実行手段と、
    該ＮＯｘ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、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ったときはＮＯｘ還元制御実行手段によるＮＯｘ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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