ＮＯＸセンサの劣化検出システム
【課題】本発明は、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサが配置された構成において、ＮＯＸセンサの劣化を検出または判定可能な技術の提供を課題とする。
【解決手段】本発明は、内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、を備え、前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行し、該リッチ処理の実行開始から規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、ＮＯＸセンサが劣化していると判定するようにした。
【解決手段】本発明は、内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、を備え、前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行し、該リッチ処理の実行開始から規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、ＮＯＸセンサが劣化していると判定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三元触媒と選択還元型触媒とを含む排気浄化装置の下流に配置されるＮＯＸセンサの劣化を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
希薄燃焼式内燃機関の排気を浄化するシステムとして、三元触媒と、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒と、選択還元型触媒と、を上流側から順に配置したシステムが知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した構成において、選択還元型触媒から排出される窒素酸化物（ＮＯＸ）量を目標値以下に抑えるために排気の空燃比をフィードバック制御すること、或いは選択還元型触媒の劣化度合いを検出することなどを目的として、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサを配置する構成が考えられる。このような構成においては、ＮＯＸセンサの劣化を検出或いは判定することも重要である。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサが配置された構成において、ＮＯＸセンサの劣化を検出または判定することができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、ＮＯＸセンサが排気中のＮＯＸに加え、排気中のアンモニア（ＮＨ３）にも反応する点に着目した。
【０００７】
リッチ雰囲気の排気が三元触媒へ流入したときに、排気中のＮＯＸが炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）により還元される。その際、排気中に含まれる窒素（Ｎ２）が水素（Ｈ２）と反応してアンモニア（ＮＨ３）を生成する。その結果、ＮＯＸセンサへ到達するＮＯＸは極僅かな量となる。一方、アンモニア（ＮＨ３）は、選択還元型触媒に吸着される。そのため、ＮＯＸセンサへ到達するアンモニア（ＮＨ３）の量も極僅かな量となる。ただし、選択還元型触媒の吸着能には限りがあるため、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後はＮＯＸセンサへ到達するアンモニア（ＮＨ３）が増加する。よって、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、ＮＯＸセンサの測定値が増加する。
【０００８】
そこで、本発明に係わるＮＯＸセンサの劣化検出システムは、三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチ雰囲気にするためのリッチ処理を実行し、前記リッチ処理の実行開始からＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に増加するまでの時間をパラメータとしてＮＯＸセンサの劣化を検出するようにした。
【０００９】
詳細には、本発明にかかるＮＯＸセンサの劣化検出システムは、
内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、
前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行するリッチ処理手段と、
前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定する判定手段と、
を備えるようにした。
【００１０】
なお、ここでいう「閾値」は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後にＮＯＸセンサへ到達し得るアンモニア（ＮＨ３）の量（以下、「正常値」と称する）に基づいて決定される値であり、たとえば、前記した正常値からマージンを差し引いた値である。また、ここでいう「規定時間」は、リッチ処理の実行開始から正常な選択還元型触媒の吸着能が飽和するまでに要する時間（以下、「飽和時間」と称する）に基づいて決定される時間であり、たとえば、前記した飽和時間にマージンを加算した時間である。
【００１１】
かかる発明によれば、リッチ処理の実行開始から規定時間以内に選択還元型触媒により吸着しきれなくなったアンモニア（ＮＨ３）がＮＯＸセンサへ到達することになる。その結果、ＮＯＸセンサが正常であれば、ＮＯＸセンサの測定値はリッチ処理の実行開始から規定時間以内に閾値以上へ増加する。一方、ＮＯＸセンサが劣化していれば、ＮＯＸセンサの規定値はリッチ処理の実行開始から規定時間以内に閾値以上まで増加しなくなる。
【００１２】
なお、選択還元型触媒の劣化に伴い該選択還元型触媒の吸着能が低下すると、ＮＯＸセンサの測定値が増加し始めるタイミングが早くなる。そのため、ＮＯＸセンサの劣化度合いが軽微である場合は、ＮＯＸセンサが劣化しているにもかかわらず、ＮＯＸセンサの測定値が規定時間以内に閾値以上に増加する可能性がある。そこで、ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上となるタイミングが規定時間以内となる場合は、リッチ処理終了後に排気の空燃比をリーンにするためのリーン処理を行い、その際のＮＯＸセンサの測定値が前記閾値より小さい下限値未満であれば、ＮＯＸセンサが劣化していると判定するようにしてもよい。かかる構成によれば、選択還元型触媒の吸着能が劣化している場合であっても、ＮＯＸセンサの劣化を検出することが可能となる。
【００１３】
本発明に係わるＮＯＸセンサの劣化検出システムにおいて、リッチ処理手段によるリッチ処理は、三元触媒へ流入する排気の空燃比をスライトリッチにする処理としてもよい。ここでいう「スライトリッチ」は、理論空燃比より若干低い空燃比であり、たとえば、１４．３程度の空燃比である。かかる構成によれば、リッチ処理による燃料消費量の増加や余剰の炭化水素（ＨＣ）による排気エミッションの増加を抑制しつつ、ＮＯＸセンサの劣化を検出することができる。
【００１４】
また、本発明は、三元触媒と、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒と、選択還元型触媒と、ＮＯＸセンサとを上流側から順に配置された構成に適用することも可能である。かかる構成によれば、リッチ処理実行中において三元触媒で還元しきれなかったＮＯＸが吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において還元されるようになるため、ＮＯＸセンサへ到達するＮＯＸの量をより少なくすることができる。さらに、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒においてＮＯＸが還元される際にもアンモニア（ＮＨ３）が生成されるため、選択還元型触媒およびＮＯＸセンサへ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量をより多くすることができる。その結果、ＮＯＸセンサの劣化をより確実に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサが配置された構成において、ＮＯＸセンサの劣化を検出または判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】排気の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた場合における第２排気浄化装置へ流入するＮＨ３の量とＮＯＸセンサの測定値の経時変化を示す図である。
【図３】ＮＯＸセンサの劣化検出を行う際にＥＣＵが実行する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形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
図１は、本発明を適用する内燃機関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、リーン空燃比の混合気を燃焼可能な圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）または火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。
【００１９】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２には、三元触媒を含むスタートコンバータ３が配置されている。スタートコンバータ３より下流の排気通路２には、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒を含む第１排気浄化装置４が配置されている。吸蔵還元型ＮＯＸ触媒は、酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）の排気が流入したときは排気中の窒素酸化物（ＮＯＸ）を吸蔵し、還元雰囲気（リッチ雰囲気）の排気が流入したときはＮＯＸを放出しつつ排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）によりＮＯＸを還元する。
【００２０】
第１排気浄化装置４より下流の排気通路２には、選択還元型触媒を含む第２排気浄化装置５が配置されている。選択還元型触媒は、アンモニア（ＮＨ３）を含むリッチ雰囲気の排気が流入したときは排気中のアンモニア（ＮＨ３）を吸着（吸蔵）し、リーン雰囲気の排気が流入したときは排気中のＮＯＸをＮＨ３により還元させる。
【００２１】
また、スタートコンバータ３より上流の排気通路２には、スタートコンバータ３へ流入する排気の空燃比を測定するＡ／Ｆセンサ６が取り付けられている。スタートコンバータ３と第１排気浄化装置４との間の排気通路２には、排気中に含まれる酸素の濃度を測定するＯ２センサ７が取り付けられている。これらＡ／Ｆセンサ６およびＯ２センサ７の測定値は、ＥＣＵ９へ入力されるようになっている。ＥＣＵ１は、前記した各種センサの測定値に従って内燃機関１の運転状態（たとえば、燃料噴射量や燃料噴射時期などを）を制御するための電子制御ユニットである。
【００２２】
ここで、排気の空燃比がリーンであるときは、排気中のＨＣやＣＯは三元触媒や吸蔵還元型ＮＯＸ触媒により酸化され、排気中のＮＯＸの一部は三元触媒により還元されるとともに残りのＮＯＸは吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵される。なお、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒が吸蔵可能なＮＯＸ量には限りがあるため、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒の吸蔵能が飽和する前に該吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元させる必要がある。これに対し、ＥＣＵ９は、排気の空燃比をリーンからリッチへ切り換えるリッチ処理を周期的に実行する。
【００２３】
排気の空燃比がリッチにされたときは、排気中のＨＣやＣＯの一部は三元触媒において排気中のＮＯＸやＯ２によって酸化され、残りのＨＣやＣＯは吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において該吸蔵還元型ＮＯＸ触媒から放出されたＮＯＸによって酸化される。つまり、排気中に含まれるＨＣやＣＯは、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸの還元剤として機能する。
【００２４】
なお、三元触媒および吸蔵還元型ＮＯＸ触媒においてＮＯＸが還元される際に、排気中
の窒素（Ｎ２）と水素（Ｈ２）が反応してＮＨ３が生成される。三元触媒および吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において生成されたＮＨ３は、排気とともに第２排気浄化装置５へ流入し、選択還元型触媒に吸着される。選択還元型触媒に吸着されたアンモニア（ＮＨ３）は、排気の空燃比がリーンに戻されたときに、排気中のＮＯＸを還元させる。つまり、選択還元型触媒は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において還元または吸蔵しきれなかったＮＯＸをＮＨ３により還元させる。その結果、大気中へ排出されるＮＯＸやＮＨ３を可及的に少なくすることができる。
【００２５】
ところで、上記したような排気系においては、第２排気浄化装置５から排出されるＮＯＸ量を目標量以下に抑えるために排気の空燃比をフィードバック制御すること、或いは第２排気浄化装置５に含まれる選択還元型触媒の劣化度合いを検出すること、などを目的して、第２排気浄化装置５より下流の排気通路２にＮＯＸセンサ８が配置されることが望ましい。
【００２６】
第２排気浄化装置５より下流の排気通路２にＮＯＸセンサ８が配置される構成においては、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出或いは判定することも必要である。以下、本実施例におけるＮＯＸセンサ８の劣化検出方法について述べる。
【００２７】
本実施例におけるＮＯＸセンサ８の劣化検出方法は、ＮＯＸセンサ８が排気中のＮＯＸと同様にＮＨ３にも反応する点、および選択還元型触媒がＮＨ３を吸着する点に着目したものである。
【００２８】
内燃機関１から排出される排気の空燃比がリッチにされると、スタートコンバータ３および第１排気浄化装置４において排気中のＮＯＸが還元されるとともに、ＮＨ３が生成される。そのため、第２排気浄化装置５へ流入する排気は、ＮＯＸを殆ど含まずにＮＨ３を含むガスとなる。このような性状の排気が第２排気浄化装置５へ流入すると、排気中のＮＨ３が選択還元型触媒に吸着される。
【００２９】
選択還元型触媒の吸着能には限界があるため、排気の空燃比がリッチに維持され続けると、選択還元型触媒の吸着能が飽和する。選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、該選択還元型触媒によって吸着しきれないＮＨ３が第２排気浄化装置５から排出され、ＮＯＸセンサ８に到達する。つまり、選択還元型触媒の吸着能が飽和する前はＮＯＸセンサ８へ到達するＮＨ３の量が極僅かな量で安定するが、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後はＮＯＸセンサ８へ到達するＮＨ３の量が増加する。
【００３０】
ここで、内燃機関１から排出される排気（スタートコンバータ３へ流入する排気）の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた場合における第２排気浄化装置５へ流入するＮＨ３の量（流入ＮＨ３量）とＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）の経時変化を図２に示す。図２中の実線はＮＯＸセンサ８が正常であるときのセンサ値を示し、図２中の一点鎖線はＮＯＸセンサ８が劣化しているときのセンサ値を示す。
【００３１】
図２において、排気の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた時点（図２中のｔ０）から輸送遅れ時間Δｔが経過したとき（図２中のｔ１）に、流入ＮＨ３量が増加し始める。ここでいう「輸送遅れ時間Δｔ」は、排気が内燃機関１から第２排気浄化装置５へ到達するまでに要する時間である。
【００３２】
流入ＮＨ３量が増加し始める時点ｔ１から選択還元型触媒の吸着能が飽和する時点（図２中のｔ２）までの期間は、排気中のＮＨ３が選択還元型触媒に吸着されるため、センサ値が略零で安定する。選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、選択還元型触媒が排気中のＮＨ３を吸着しきれなくなる。よって、ＮＯＸセンサ８が正常であれば、センサ値が急
速に増加して流入ＮＨ３量より若干低い値（図２中のＶ０）まで増加する（図２中のｔ３）。なお、以下では、センサ値Ｖ０を「正常値Ｖ０」と称する。一方、ＮＯＸセンサ８が劣化している場合は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後におけるセンサ値の増加速度が正常時より緩慢になるとともに、センサ値が正常値Ｖ０まで増加し難くなる。
【００３３】
そこで、本実施例では、内燃機関１から排出される排気の空燃比をリーンからリッチへ切り換えるリッチ処理を実行し、該リッチ処理の実行開始時点ｔ０から規定時間以内にセンサ値が閾値に到達しないことを条件に、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定するようにした。なお、ここでいうリッチ処理は、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元するためのリッチ処理であってもよいし、そのようなリッチ処理から独立して行われてもよい。
【００３４】
前記した閾値は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後にＮＯＸセンサ８へ到達し得るアンモニア（ＮＨ３）の量（正常値Ｖ０）に基づいて決定される値であり、たとえば、正常値Ｖ０からマージンαｖを減算した値Ｖｓ（＝Ｖ０−αｖ）である。また、前記した規定時間は、リッチ処理の実行開始から選択還元型触媒の吸着能が飽和するまでに要する時間（飽和時間）に基づいて決定される時間であり、たとえば、前記飽和時間に所定のマージンを加算した時間である。より好ましくは、前記した規定時間は、前述した図２中のｔ１からｔ３までの所要時間Ｔに所定のマージンαｔを加算した値Ｔｓ（＝Ｔ＋αｔ）である。
【００３５】
ここで、上記した正常値Ｖ０や所要時間Ｔは、内燃機関１の運転条件（たとえば、機関負荷や機関回転数）に応じて変化する。そのため、上記した閾値Ｖｓ及び規定時間Ｔｓは、内燃機関１の運転条件（機関負荷や機関回転数）を引数とするマップにより求められるようにしてもよい。その際、閾値Ｖｓと運転条件との関係、並びに規定時間Ｔｓと運転条件との関係は、予め実験などを用いた適合処理によって求めておくものとする。
【００３６】
また、前述したリッチ処理における排気の空燃比は１４．３程度のスライトリッチに調整されることが好ましい。これは、リッチ処理における排気の空燃比が理論空燃比から大幅に低下されると、排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＨ３の量が過多となり、大気中へ排出されるＨＣ、ＣＯ、ＮＨ３の量が増加する可能性があるからである。
【００３７】
リッチ処理の実行方法としては、内燃機関１で燃焼に供される混合気の空燃比をスライトリッチにする方法、内燃機関１の燃焼室からスタートコンバータ３に至る経路の何れかの位置において排気中へ燃料を添加する方法、などを用いることができる。
【００３８】
ところで、選択還元型触媒の吸着能が劣化すると、リッチ処理の実行開始からセンサ値が閾値Ｖｓに到達するまでの時間は、前記した規定時間Ｔｓより短くなる。そのため、ＮＯＸセンサ８の劣化度合いが軽微である場合などは、リッチ処理の実行開始からセンサ値が閾値Ｖｓ以上に到達するまで時間が規定時間Ｔｓ以内に収まってしまう可能性がある。その場合、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することが困難となる。
【００３９】
これに対し、本実施例では、センサ値が規定時間Ｔｓ以内に閾値Ｖｓ以上まで増加した場合は、排気の空燃比をリッチからリーンへ切り換えるリーン処理を実行し、リーン処理実行後のセンサ値が下限値未満であれば、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定するようにした。前記した下限値は、前記閾値Ｖｓより小さい値であり、選択還元型触媒の吸着能が劣化している場合に該選択還元型触媒から排出されるＮＯＸ量Ａｎｏｘに基づいて決定される値であり、たとえば、前記したＮＯＸ量Ａｎｏｘから所定のマージンαａを差し引いた値Ｖｍｉｎ（＝Ａｎｏｘ−αａ）である。このような方法によれば、選択還元型触媒が劣化している場合であっても、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することができる。
【００４０】
以下、ＮＯＸセンサの劣化検出手順について図３に沿って説明する。図３は、ＮＯＸセンサ８の劣化検出を行う際にＥＣＵ９が実行するルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ９のＲＯＭなどに記憶されているルーチンであり、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元するためのリッチ処理が行われるときに実行されるルーチンである。
【００４１】
図３のルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、先ずＳ１０１で排気の空燃比をスライトリッチにすべく内燃機関１を制御する。ＥＣＵ９がＳ１０１の処理を実行することにより、本発明に係わるリッチ処理手段が実現される。
【００４２】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ９は、カウンタＣの値をインクリメントする。カウンタＣは、リッチ処理実行開始時点からの経過時間を計測するためのカウンタである。続いて、ＥＣＵ９は、Ｓ１０３へ進み、ＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）Ｖを読み込む。Ｓ１０４では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０３で読み込まれたセンサ値Ｖが閾値Ｖｓ以上であるか否かを判別する。
【００４３】
前記Ｓ１０４において否定判定された場合（Ｖ＜Ｖｓ）は、ＥＣＵ９は、前記したＳ１０２以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（Ｖ≧Ｖｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０５へ進み、カウンタＣの計測時間Ｃが規定時間Ｔｓを超えているか否かを判別する。
【００４４】
前記Ｓ１０５において肯定判定された場合（Ｃ＞Ｔｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０６へ進み、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイにＮＯＸセンサ８の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４５】
一方、前記Ｓ１０５において否定判定された場合（Ｃ≦Ｔｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ９は、排気の空燃比をリッチからリーンに切り換えるリーン処理を実行する。言い換えれば、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７においてリッチ処理の実行を終了させる。
【００４６】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ９は、ＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）Ｖを読み込む。Ｓ１０９では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０８で読み込まれたセンサ値Ｖが下限値Ｖｍｉｎより小さいか否かを判別する。Ｓ１０９において肯定判定された場合（Ｖ＜Ｖｍｉｎ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１１０へ進み、選択還元型触媒およびＮＯＸセンサ８が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイにＮＯＸセンサ８および選択還元型触媒の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４７】
一方、前記Ｓ１０９において否定判定された場合（Ｖ≧Ｖｍｉｎ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１１１ヘ進み、ＮＯＸセンサ８が正常であって、選択還元型触媒が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイに選択還元型触媒の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４８】
なお、ＥＣＵ９が前述したＳ１０２乃至Ｓ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。
【００４９】
ＥＣＵ９は、前記したＳ１０６、Ｓ１１０、またはＳ１１１の処理を実行した後に、Ｓ１１２へ進み、カウンタＣの計測時間を零にリセットする。
【００５０】
以上述べたようなルーチンに従ってＮＯＸセンサ８の劣化検出が行われると、選択還元型触媒の劣化状態にかかわらず、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内燃機関
２ 排気通路
３ スタートコンバータ
４ 第１排気浄化装置
５ 第２排気浄化装置
６ Ａ／Ｆセンサ
７ Ｏ２センサ
８ ＮＯＸセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三元触媒と選択還元型触媒とを含む排気浄化装置の下流に配置されるＮＯＸセンサの劣化を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
希薄燃焼式内燃機関の排気を浄化するシステムとして、三元触媒と、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒と、選択還元型触媒と、を上流側から順に配置したシステムが知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した構成において、選択還元型触媒から排出される窒素酸化物（ＮＯＸ）量を目標値以下に抑えるために排気の空燃比をフィードバック制御すること、或いは選択還元型触媒の劣化度合いを検出することなどを目的として、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサを配置する構成が考えられる。このような構成においては、ＮＯＸセンサの劣化を検出或いは判定することも重要である。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサが配置された構成において、ＮＯＸセンサの劣化を検出または判定することができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、ＮＯＸセンサが排気中のＮＯＸに加え、排気中のアンモニア（ＮＨ３）にも反応する点に着目した。
【０００７】
リッチ雰囲気の排気が三元触媒へ流入したときに、排気中のＮＯＸが炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）により還元される。その際、排気中に含まれる窒素（Ｎ２）が水素（Ｈ２）と反応してアンモニア（ＮＨ３）を生成する。その結果、ＮＯＸセンサへ到達するＮＯＸは極僅かな量となる。一方、アンモニア（ＮＨ３）は、選択還元型触媒に吸着される。そのため、ＮＯＸセンサへ到達するアンモニア（ＮＨ３）の量も極僅かな量となる。ただし、選択還元型触媒の吸着能には限りがあるため、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後はＮＯＸセンサへ到達するアンモニア（ＮＨ３）が増加する。よって、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、ＮＯＸセンサの測定値が増加する。
【０００８】
そこで、本発明に係わるＮＯＸセンサの劣化検出システムは、三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチ雰囲気にするためのリッチ処理を実行し、前記リッチ処理の実行開始からＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に増加するまでの時間をパラメータとしてＮＯＸセンサの劣化を検出するようにした。
【０００９】
詳細には、本発明にかかるＮＯＸセンサの劣化検出システムは、
内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、
前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行するリッチ処理手段と、
前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定する判定手段と、
を備えるようにした。
【００１０】
なお、ここでいう「閾値」は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後にＮＯＸセンサへ到達し得るアンモニア（ＮＨ３）の量（以下、「正常値」と称する）に基づいて決定される値であり、たとえば、前記した正常値からマージンを差し引いた値である。また、ここでいう「規定時間」は、リッチ処理の実行開始から正常な選択還元型触媒の吸着能が飽和するまでに要する時間（以下、「飽和時間」と称する）に基づいて決定される時間であり、たとえば、前記した飽和時間にマージンを加算した時間である。
【００１１】
かかる発明によれば、リッチ処理の実行開始から規定時間以内に選択還元型触媒により吸着しきれなくなったアンモニア（ＮＨ３）がＮＯＸセンサへ到達することになる。その結果、ＮＯＸセンサが正常であれば、ＮＯＸセンサの測定値はリッチ処理の実行開始から規定時間以内に閾値以上へ増加する。一方、ＮＯＸセンサが劣化していれば、ＮＯＸセンサの規定値はリッチ処理の実行開始から規定時間以内に閾値以上まで増加しなくなる。
【００１２】
なお、選択還元型触媒の劣化に伴い該選択還元型触媒の吸着能が低下すると、ＮＯＸセンサの測定値が増加し始めるタイミングが早くなる。そのため、ＮＯＸセンサの劣化度合いが軽微である場合は、ＮＯＸセンサが劣化しているにもかかわらず、ＮＯＸセンサの測定値が規定時間以内に閾値以上に増加する可能性がある。そこで、ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上となるタイミングが規定時間以内となる場合は、リッチ処理終了後に排気の空燃比をリーンにするためのリーン処理を行い、その際のＮＯＸセンサの測定値が前記閾値より小さい下限値未満であれば、ＮＯＸセンサが劣化していると判定するようにしてもよい。かかる構成によれば、選択還元型触媒の吸着能が劣化している場合であっても、ＮＯＸセンサの劣化を検出することが可能となる。
【００１３】
本発明に係わるＮＯＸセンサの劣化検出システムにおいて、リッチ処理手段によるリッチ処理は、三元触媒へ流入する排気の空燃比をスライトリッチにする処理としてもよい。ここでいう「スライトリッチ」は、理論空燃比より若干低い空燃比であり、たとえば、１４．３程度の空燃比である。かかる構成によれば、リッチ処理による燃料消費量の増加や余剰の炭化水素（ＨＣ）による排気エミッションの増加を抑制しつつ、ＮＯＸセンサの劣化を検出することができる。
【００１４】
また、本発明は、三元触媒と、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒と、選択還元型触媒と、ＮＯＸセンサとを上流側から順に配置された構成に適用することも可能である。かかる構成によれば、リッチ処理実行中において三元触媒で還元しきれなかったＮＯＸが吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において還元されるようになるため、ＮＯＸセンサへ到達するＮＯＸの量をより少なくすることができる。さらに、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒においてＮＯＸが還元される際にもアンモニア（ＮＨ３）が生成されるため、選択還元型触媒およびＮＯＸセンサへ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量をより多くすることができる。その結果、ＮＯＸセンサの劣化をより確実に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、選択還元型触媒より下流の排気通路にＮＯＸセンサが配置された構成において、ＮＯＸセンサの劣化を検出または判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】排気の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた場合における第２排気浄化装置へ流入するＮＨ３の量とＮＯＸセンサの測定値の経時変化を示す図である。
【図３】ＮＯＸセンサの劣化検出を行う際にＥＣＵが実行する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形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
図１は、本発明を適用する内燃機関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、リーン空燃比の混合気を燃焼可能な圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）または火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。
【００１９】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２には、三元触媒を含むスタートコンバータ３が配置されている。スタートコンバータ３より下流の排気通路２には、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒を含む第１排気浄化装置４が配置されている。吸蔵還元型ＮＯＸ触媒は、酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）の排気が流入したときは排気中の窒素酸化物（ＮＯＸ）を吸蔵し、還元雰囲気（リッチ雰囲気）の排気が流入したときはＮＯＸを放出しつつ排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）によりＮＯＸを還元する。
【００２０】
第１排気浄化装置４より下流の排気通路２には、選択還元型触媒を含む第２排気浄化装置５が配置されている。選択還元型触媒は、アンモニア（ＮＨ３）を含むリッチ雰囲気の排気が流入したときは排気中のアンモニア（ＮＨ３）を吸着（吸蔵）し、リーン雰囲気の排気が流入したときは排気中のＮＯＸをＮＨ３により還元させる。
【００２１】
また、スタートコンバータ３より上流の排気通路２には、スタートコンバータ３へ流入する排気の空燃比を測定するＡ／Ｆセンサ６が取り付けられている。スタートコンバータ３と第１排気浄化装置４との間の排気通路２には、排気中に含まれる酸素の濃度を測定するＯ２センサ７が取り付けられている。これらＡ／Ｆセンサ６およびＯ２センサ７の測定値は、ＥＣＵ９へ入力されるようになっている。ＥＣＵ１は、前記した各種センサの測定値に従って内燃機関１の運転状態（たとえば、燃料噴射量や燃料噴射時期などを）を制御するための電子制御ユニットである。
【００２２】
ここで、排気の空燃比がリーンであるときは、排気中のＨＣやＣＯは三元触媒や吸蔵還元型ＮＯＸ触媒により酸化され、排気中のＮＯＸの一部は三元触媒により還元されるとともに残りのＮＯＸは吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵される。なお、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒が吸蔵可能なＮＯＸ量には限りがあるため、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒の吸蔵能が飽和する前に該吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元させる必要がある。これに対し、ＥＣＵ９は、排気の空燃比をリーンからリッチへ切り換えるリッチ処理を周期的に実行する。
【００２３】
排気の空燃比がリッチにされたときは、排気中のＨＣやＣＯの一部は三元触媒において排気中のＮＯＸやＯ２によって酸化され、残りのＨＣやＣＯは吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において該吸蔵還元型ＮＯＸ触媒から放出されたＮＯＸによって酸化される。つまり、排気中に含まれるＨＣやＣＯは、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸの還元剤として機能する。
【００２４】
なお、三元触媒および吸蔵還元型ＮＯＸ触媒においてＮＯＸが還元される際に、排気中
の窒素（Ｎ２）と水素（Ｈ２）が反応してＮＨ３が生成される。三元触媒および吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において生成されたＮＨ３は、排気とともに第２排気浄化装置５へ流入し、選択還元型触媒に吸着される。選択還元型触媒に吸着されたアンモニア（ＮＨ３）は、排気の空燃比がリーンに戻されたときに、排気中のＮＯＸを還元させる。つまり、選択還元型触媒は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯＸ触媒において還元または吸蔵しきれなかったＮＯＸをＮＨ３により還元させる。その結果、大気中へ排出されるＮＯＸやＮＨ３を可及的に少なくすることができる。
【００２５】
ところで、上記したような排気系においては、第２排気浄化装置５から排出されるＮＯＸ量を目標量以下に抑えるために排気の空燃比をフィードバック制御すること、或いは第２排気浄化装置５に含まれる選択還元型触媒の劣化度合いを検出すること、などを目的して、第２排気浄化装置５より下流の排気通路２にＮＯＸセンサ８が配置されることが望ましい。
【００２６】
第２排気浄化装置５より下流の排気通路２にＮＯＸセンサ８が配置される構成においては、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出或いは判定することも必要である。以下、本実施例におけるＮＯＸセンサ８の劣化検出方法について述べる。
【００２７】
本実施例におけるＮＯＸセンサ８の劣化検出方法は、ＮＯＸセンサ８が排気中のＮＯＸと同様にＮＨ３にも反応する点、および選択還元型触媒がＮＨ３を吸着する点に着目したものである。
【００２８】
内燃機関１から排出される排気の空燃比がリッチにされると、スタートコンバータ３および第１排気浄化装置４において排気中のＮＯＸが還元されるとともに、ＮＨ３が生成される。そのため、第２排気浄化装置５へ流入する排気は、ＮＯＸを殆ど含まずにＮＨ３を含むガスとなる。このような性状の排気が第２排気浄化装置５へ流入すると、排気中のＮＨ３が選択還元型触媒に吸着される。
【００２９】
選択還元型触媒の吸着能には限界があるため、排気の空燃比がリッチに維持され続けると、選択還元型触媒の吸着能が飽和する。選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、該選択還元型触媒によって吸着しきれないＮＨ３が第２排気浄化装置５から排出され、ＮＯＸセンサ８に到達する。つまり、選択還元型触媒の吸着能が飽和する前はＮＯＸセンサ８へ到達するＮＨ３の量が極僅かな量で安定するが、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後はＮＯＸセンサ８へ到達するＮＨ３の量が増加する。
【００３０】
ここで、内燃機関１から排出される排気（スタートコンバータ３へ流入する排気）の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた場合における第２排気浄化装置５へ流入するＮＨ３の量（流入ＮＨ３量）とＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）の経時変化を図２に示す。図２中の実線はＮＯＸセンサ８が正常であるときのセンサ値を示し、図２中の一点鎖線はＮＯＸセンサ８が劣化しているときのセンサ値を示す。
【００３１】
図２において、排気の空燃比がリーンからリッチへ切り換えられた時点（図２中のｔ０）から輸送遅れ時間Δｔが経過したとき（図２中のｔ１）に、流入ＮＨ３量が増加し始める。ここでいう「輸送遅れ時間Δｔ」は、排気が内燃機関１から第２排気浄化装置５へ到達するまでに要する時間である。
【００３２】
流入ＮＨ３量が増加し始める時点ｔ１から選択還元型触媒の吸着能が飽和する時点（図２中のｔ２）までの期間は、排気中のＮＨ３が選択還元型触媒に吸着されるため、センサ値が略零で安定する。選択還元型触媒の吸着能が飽和した後は、選択還元型触媒が排気中のＮＨ３を吸着しきれなくなる。よって、ＮＯＸセンサ８が正常であれば、センサ値が急
速に増加して流入ＮＨ３量より若干低い値（図２中のＶ０）まで増加する（図２中のｔ３）。なお、以下では、センサ値Ｖ０を「正常値Ｖ０」と称する。一方、ＮＯＸセンサ８が劣化している場合は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後におけるセンサ値の増加速度が正常時より緩慢になるとともに、センサ値が正常値Ｖ０まで増加し難くなる。
【００３３】
そこで、本実施例では、内燃機関１から排出される排気の空燃比をリーンからリッチへ切り換えるリッチ処理を実行し、該リッチ処理の実行開始時点ｔ０から規定時間以内にセンサ値が閾値に到達しないことを条件に、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定するようにした。なお、ここでいうリッチ処理は、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元するためのリッチ処理であってもよいし、そのようなリッチ処理から独立して行われてもよい。
【００３４】
前記した閾値は、選択還元型触媒の吸着能が飽和した後にＮＯＸセンサ８へ到達し得るアンモニア（ＮＨ３）の量（正常値Ｖ０）に基づいて決定される値であり、たとえば、正常値Ｖ０からマージンαｖを減算した値Ｖｓ（＝Ｖ０−αｖ）である。また、前記した規定時間は、リッチ処理の実行開始から選択還元型触媒の吸着能が飽和するまでに要する時間（飽和時間）に基づいて決定される時間であり、たとえば、前記飽和時間に所定のマージンを加算した時間である。より好ましくは、前記した規定時間は、前述した図２中のｔ１からｔ３までの所要時間Ｔに所定のマージンαｔを加算した値Ｔｓ（＝Ｔ＋αｔ）である。
【００３５】
ここで、上記した正常値Ｖ０や所要時間Ｔは、内燃機関１の運転条件（たとえば、機関負荷や機関回転数）に応じて変化する。そのため、上記した閾値Ｖｓ及び規定時間Ｔｓは、内燃機関１の運転条件（機関負荷や機関回転数）を引数とするマップにより求められるようにしてもよい。その際、閾値Ｖｓと運転条件との関係、並びに規定時間Ｔｓと運転条件との関係は、予め実験などを用いた適合処理によって求めておくものとする。
【００３６】
また、前述したリッチ処理における排気の空燃比は１４．３程度のスライトリッチに調整されることが好ましい。これは、リッチ処理における排気の空燃比が理論空燃比から大幅に低下されると、排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＨ３の量が過多となり、大気中へ排出されるＨＣ、ＣＯ、ＮＨ３の量が増加する可能性があるからである。
【００３７】
リッチ処理の実行方法としては、内燃機関１で燃焼に供される混合気の空燃比をスライトリッチにする方法、内燃機関１の燃焼室からスタートコンバータ３に至る経路の何れかの位置において排気中へ燃料を添加する方法、などを用いることができる。
【００３８】
ところで、選択還元型触媒の吸着能が劣化すると、リッチ処理の実行開始からセンサ値が閾値Ｖｓに到達するまでの時間は、前記した規定時間Ｔｓより短くなる。そのため、ＮＯＸセンサ８の劣化度合いが軽微である場合などは、リッチ処理の実行開始からセンサ値が閾値Ｖｓ以上に到達するまで時間が規定時間Ｔｓ以内に収まってしまう可能性がある。その場合、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することが困難となる。
【００３９】
これに対し、本実施例では、センサ値が規定時間Ｔｓ以内に閾値Ｖｓ以上まで増加した場合は、排気の空燃比をリッチからリーンへ切り換えるリーン処理を実行し、リーン処理実行後のセンサ値が下限値未満であれば、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定するようにした。前記した下限値は、前記閾値Ｖｓより小さい値であり、選択還元型触媒の吸着能が劣化している場合に該選択還元型触媒から排出されるＮＯＸ量Ａｎｏｘに基づいて決定される値であり、たとえば、前記したＮＯＸ量Ａｎｏｘから所定のマージンαａを差し引いた値Ｖｍｉｎ（＝Ａｎｏｘ−αａ）である。このような方法によれば、選択還元型触媒が劣化している場合であっても、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することができる。
【００４０】
以下、ＮＯＸセンサの劣化検出手順について図３に沿って説明する。図３は、ＮＯＸセンサ８の劣化検出を行う際にＥＣＵ９が実行するルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ９のＲＯＭなどに記憶されているルーチンであり、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒に吸蔵されたＮＯＸを還元するためのリッチ処理が行われるときに実行されるルーチンである。
【００４１】
図３のルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、先ずＳ１０１で排気の空燃比をスライトリッチにすべく内燃機関１を制御する。ＥＣＵ９がＳ１０１の処理を実行することにより、本発明に係わるリッチ処理手段が実現される。
【００４２】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ９は、カウンタＣの値をインクリメントする。カウンタＣは、リッチ処理実行開始時点からの経過時間を計測するためのカウンタである。続いて、ＥＣＵ９は、Ｓ１０３へ進み、ＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）Ｖを読み込む。Ｓ１０４では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０３で読み込まれたセンサ値Ｖが閾値Ｖｓ以上であるか否かを判別する。
【００４３】
前記Ｓ１０４において否定判定された場合（Ｖ＜Ｖｓ）は、ＥＣＵ９は、前記したＳ１０２以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（Ｖ≧Ｖｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０５へ進み、カウンタＣの計測時間Ｃが規定時間Ｔｓを超えているか否かを判別する。
【００４４】
前記Ｓ１０５において肯定判定された場合（Ｃ＞Ｔｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０６へ進み、ＮＯＸセンサ８が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイにＮＯＸセンサ８の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４５】
一方、前記Ｓ１０５において否定判定された場合（Ｃ≦Ｔｓ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ９は、排気の空燃比をリッチからリーンに切り換えるリーン処理を実行する。言い換えれば、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７においてリッチ処理の実行を終了させる。
【００４６】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ９は、ＮＯＸセンサ８の測定値（センサ値）Ｖを読み込む。Ｓ１０９では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０８で読み込まれたセンサ値Ｖが下限値Ｖｍｉｎより小さいか否かを判別する。Ｓ１０９において肯定判定された場合（Ｖ＜Ｖｍｉｎ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１１０へ進み、選択還元型触媒およびＮＯＸセンサ８が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイにＮＯＸセンサ８および選択還元型触媒の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４７】
一方、前記Ｓ１０９において否定判定された場合（Ｖ≧Ｖｍｉｎ）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１１１ヘ進み、ＮＯＸセンサ８が正常であって、選択還元型触媒が劣化していると判定する。その場合、ＥＣＵ９は、車両の室内に設けられた警告灯の点灯やディスプレイに選択還元型触媒の劣化を示す情報を表示させるようにしてもよい。
【００４８】
なお、ＥＣＵ９が前述したＳ１０２乃至Ｓ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。
【００４９】
ＥＣＵ９は、前記したＳ１０６、Ｓ１１０、またはＳ１１１の処理を実行した後に、Ｓ１１２へ進み、カウンタＣの計測時間を零にリセットする。
【００５０】
以上述べたようなルーチンに従ってＮＯＸセンサ８の劣化検出が行われると、選択還元型触媒の劣化状態にかかわらず、ＮＯＸセンサ８の劣化を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内燃機関
２ 排気通路
３ スタートコンバータ
４ 第１排気浄化装置
５ 第２排気浄化装置
６ Ａ／Ｆセンサ
７ Ｏ２センサ
８ ＮＯＸセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、
前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行するリッチ処理手段と、
前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定する判定手段と、
を備えるＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項２】
請求項１において、前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達した場合に、リッチ処理終了後に排気の空燃比をリーンにするためのリーン処理を行うリーン処理手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記リーン処理手段によるリーン処理の実行中における前記ＮＯＸセンサの測定値が前記閾値より小さい下限値未満であれば、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定するＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記リッチ処理手段は、リッチ処理中に三元触媒へ流入する排気の空燃比をスライトリッチに調整するＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、前記三元触媒と前記選択還元型触媒との間の排気通路には、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒が配置されるＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒より下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より下流の排気通路に配置されたＮＯＸセンサと、
前記三元触媒へ流入する排気の空燃比をリッチにするための処理であるリッチ処理を実行するリッチ処理手段と、
前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達しないことを条件に、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定する判定手段と、
を備えるＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項２】
請求項１において、前記リッチ処理手段によるリッチ処理が開始されてから規定時間以内に前記ＮＯＸセンサの測定値が閾値以上に達した場合に、リッチ処理終了後に排気の空燃比をリーンにするためのリーン処理を行うリーン処理手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記リーン処理手段によるリーン処理の実行中における前記ＮＯＸセンサの測定値が前記閾値より小さい下限値未満であれば、前記ＮＯＸセンサが劣化していると判定するＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記リッチ処理手段は、リッチ処理中に三元触媒へ流入する排気の空燃比をスライトリッチに調整するＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、前記三元触媒と前記選択還元型触媒との間の排気通路には、吸蔵還元型ＮＯＸ触媒が配置されるＮＯＸセンサの劣化検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−８２７１０（Ｐ２０１２−８２７１０Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７４７２（Ｐ２０１０−２２７４７２）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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