CN110230527B - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

提供一种内燃机的排气净化装置，高精度地推定担载于捕集器的催化剂的氧吸藏能力。具备：捕集器，担载有具有氧吸藏能力的催化剂；空燃比检测单元，检测比捕集器靠下游的排气的空燃比；空燃比控制单元，使向捕集器流入的排气的空燃比变化；堆积量推定单元，推定堆积于捕集器的隔壁内的颗粒状物质的量；吸藏量推定单元，根据由空燃比控制单元使排气的空燃比变化时的由空燃比检测单元得到的排气的空燃比的变化，来推定催化剂的最大氧吸藏量；及修正单元，基于堆积于捕集器的隔壁内的颗粒状物质的量来修正催化剂的最大氧吸藏量。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

已知在内燃机的排气通路具备搭载有具有氧吸藏能力的催化剂的颗粒捕集器(以下，简称作“捕集器”)。当该催化剂劣化时，在催化剂中能够最大限度吸藏的氧的量(以下，也称作最大氧吸藏量)减少，因此能够基于最大氧吸藏量来进行催化剂的劣化判定。在此，已知有基于堆积于捕集器的颗粒状物质(以下，也称作PM)的量和捕集器的温度来修正最大氧吸藏量，基于修正后的最大氧吸藏量来进行劣化判定的技术(例如，参照专利文献1)。

在催化剂的劣化判定时，进行使向催化剂流入的排气的空燃比夹着理论空燃比而从浓侧向稀侧或从稀侧向浓侧变化的控制。例如，当向催化剂流入的排气的空燃比从比理论空燃比大的空燃比变化成比理论空燃比小的空燃比时，吸藏于催化剂的氧会被放出。并且，在进行该氧的放出的期间，在比催化剂靠下游处检测的排气的空燃比在理论空燃比附近成为恒定。成为该理论空燃比附近的期间与催化剂的最大氧吸藏量相关联，因此能够基于该期间来求出最大氧吸藏量。但是，当通过从催化剂放出后的氧与堆积于捕集器的PM反应而消耗氧时，在比催化剂靠下游处检测的排气的空燃比在理论空燃比附近成为恒定的期间变短。这样一来，可能会误判定为氧吸藏能力下降，因此在专利文献1中，进行将由PM消耗的量的氧吸藏量与最大氧吸藏量相加的修正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-264808号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中记载了因PM而导致最大氧吸藏量被算出得比实际少的课题，但发现了最大氧吸藏量会根据PM的堆积部位而变化。因此，若如以往这样修正最大氧吸藏量，则在催化剂的劣化判定中可能会产生误判定。

本发明鉴于如上所述的问题点而完成，其目的在于高精度地推定担载于捕集器的催化剂的氧吸藏能力。

用于解决课题的方案

用于解决上述课题的本发明的方案之一是一种内燃机的排气净化装置，具备：颗粒捕集器，设置于内燃机的排气通路，担载有具有氧吸藏能力的催化剂；空燃比检测单元，检测比所述颗粒捕集器靠下游的排气的空燃比；空燃比控制单元，检测向所述颗粒捕集器流入的排气的空燃比；堆积量推定单元，推定堆积于所述颗粒捕集器的隔壁内的颗粒状物质的量；吸藏量推定单元，根据由所述空燃比控制单元使排气的空燃比变化时的由所述空燃比检测单元得到的排气的空燃比的变化，来推定所述催化剂的最大氧吸藏量；及修正单元，基于由所述堆积量推定单元推定的所述颗粒状物质的量来修正所述催化剂的最大氧吸藏量。

基于使向催化剂流入的排气的空燃比变化时的比催化剂靠下游的排气的空燃比的变化，能够求出催化剂的最大氧吸藏量。但是，发现了最大氧吸藏量会因PM堆积的部位而受到影响。在担载有催化剂的捕集器中，弄清楚了，最大氧吸藏量根据捕集器的隔壁内(即，形成于隔壁的细孔的内部)的PM堆积量而变化，但不根据捕集器的隔壁的表面(即，形成于隔壁的细孔的外部)的PM堆积量而变化。因此，即使催化剂的劣化的程度例如相同，最大氧吸藏量也可能根据PM堆积的部位而变化。因此，若例如基于最大氧吸藏量来实施催化剂的劣化判定，则可能会产生误判定。于是，修正单元修正最大氧吸藏量。

由于最大氧吸藏量根据捕集器的隔壁内的PM堆积量而变化，所以捕集器的隔壁内的PM堆积量与最大氧吸藏量的变化量具有相关性。因而，修正单元能够基于捕集器的隔壁内的PM堆积量来修正最大氧吸藏量。这样，通过修正最大氧吸藏量，能够难以受到捕集器的隔壁内的PM堆积量的影响。因此，能够更高精度地推定催化剂的氧吸藏能力。

另外，所述修正单元可以在由所述堆积量推定单元推定的所述颗粒状物质的量多时与少时相比，使将所述最大氧吸藏量向减小一侧修正时的修正量更大。

修正单元在最大氧吸藏量根据捕集器的隔壁内的PM堆积量的变化而发生了变化的情况下，以消除该变化量的方式修正最大氧吸藏量。由此，求出在捕集器的隔壁内未堆积PM的状态的最大氧吸藏量。因而，若例如隔壁内的PM堆积量变多，则最大氧吸藏量变大，因此最大氧吸藏量的修正量也变大。因此，修正单元在由堆积量推定单元推定的PM的量多时与少时相比，使将最大氧吸藏量向减小一侧修正时的修正量更大。由此，能够更高精度地推定催化剂的氧吸藏能力。

发明效果

根据本发明，能够高精度地推定担载于捕集器的催化剂的氧吸藏能力。

附图说明

图1是示出实施方式的内燃机的进气系统及排气系统的概略结构的图。

图2是示出目标空燃比(实线)和比三元催化剂靠下游的空燃比(单点划线)的推移的图。

图3示出了在捕集器中未堆积PM的情况下通过捕集器的排气的流动。

图4示出了PM正向捕集器的隔壁内堆积的中途的排气的流动。

图5示出了PM向捕集器的隔壁内的堆积结束而PM正向捕集器的隔壁的表面堆积的中途的排气的流动。

图6是示出捕集器中的PM堆积量与通过Cmax法求出的最大氧吸藏量的关系的图。

图7是示出捕集器的隔壁内的PM堆积量(隔壁内堆积量)与最大氧吸藏量的修正量ΔC的关系的图。

图8是示出算出隔壁内堆积量的流程的流程图。

图9是示出修正最大氧吸藏量的流程的流程图。

图10是示出三元催化剂的劣化判定的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施方式来例示性地详细说明用于实施该发明的方式。不过，该实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有特别记载就并非旨在将该发明的范围限定于此。

(实施方式)

图1是示出本实施方式的内燃机1的进气系统及排气系统的概略结构的图。内燃机1是车辆驱动用的汽油发动机。不过，内燃机1也可以是柴油发动机。在内燃机1上连接有排气通路2。在排气通路2设置有担载有三元催化剂31的颗粒捕集器3(以下，称作捕集器3)。捕集器3是捕集排气中的PM的壁流型的捕集器，在排气通过形成于捕集器3的隔壁的细孔时捕集排气中的PM。

三元催化剂31具有氧吸藏能力，在催化剂氛围为理论空燃比时将NOx、HC及CO以最大效率净化。三元催化剂31在流入的排气的空燃比是比理论空燃比大的空燃比即稀空燃比时吸藏氧，在流入的排气的空燃比是比理论空燃比小的空燃比即浓空燃比时放出氧，从而能够将催化剂氛围维持为理论空燃比。通过这样的氧吸藏能力的作用，即使向三元催化剂31流入的排气的空燃比为理论空燃比以外，三元催化剂31也能够净化HC、CO及NOx。需要说明的是，在本实施方式中，三元催化剂31相当于本发明中的催化剂。本发明中的催化剂只要具有氧吸藏能力即可，因此也可以采用三元催化剂31以外的具有氧吸藏能力的催化剂。

在比三元催化剂31靠上游的排气通路2设置有检测排气的空燃比的第一空燃比传感器11。另外，在比三元催化剂31靠下游的排气通路2设置有检测排气的空燃比的第二空燃比传感器12及检测排气的温度的温度传感器13。需要说明的是，第一空燃比传感器11及第二空燃比传感器12可以是例如界限电流式的氧浓度传感器，也可以是例如电动势式(浓淡电池式)的氧浓度传感器(O₂传感器)。界限电流式的氧浓度传感器在宽的空燃比区域中输出与空燃比对应的电压。另一方面，电动势式(浓淡电池式)的氧浓度传感器在理论空燃比下输出骤变的电压。需要说明的是，在本实施方式中，第二空燃比传感器12相当于本发明中的空燃比检测单元。另外，在排气通路2设置有检测比捕集器3靠上游侧的排气的压力与比捕集器3靠下游侧的排气的压力之差的差压传感器14。

另外，在内燃机1针对各气缸设置有向气缸内喷射燃料的喷射阀4。而且，在内燃机1上连接有进气通路5。在进气通路5设置有检测进气的流量的空气流量计15。

并且，在内燃机1一并设置有电子控制单元(ECU)10。ECU10控制内燃机1的运转状态和排气净化装置等。在ECU10上除了上述的第一空燃比传感器11、第二空燃比传感器12、差压传感器14、空气流量计15之外还电连接有曲轴位置传感器16及加速器开度传感器17，各传感器的检测值向ECU10传递。

ECU10能够掌握基于曲轴位置传感器16的检测的内燃机转速、基于加速器开度传感器17的检测的内燃机负荷等内燃机1的运转状态。需要说明的是，在本实施方式中，向三元催化剂31流入的排气的空燃比能够由第一空燃比传感器11检测，但也可以基于由空气流量计15检测的吸入空气量及来自喷射阀4的燃料喷射量来推定排气的空燃比。另外，ECU10能够基于由温度传感器13检测的排气的温度来检测捕集器3及三元催化剂31的温度。需要说明的是，由于捕集器3与三元催化剂31是一体的，所以捕集器3的温度与三元催化剂31的温度相等。另外，由温度传感器13检测的温度也可以设为捕集器3及三元催化剂31的温度。ECU10也可以基于内燃机1的运转状态来推定捕集器3及三元催化剂31的温度。另外，由于在差压传感器14的检测值与捕集器3的PM堆积量之间具有关联性，所以ECU10能够基于差压传感器14的检测值来检测捕集器3的PM堆积量。差压传感器14的检测值与捕集器3的PM堆积量的关系预先通过实验或模拟等而求出。需要说明的是，捕集器3的PM堆积量也可以如后述那样基于内燃机1的运转状态等来算出。

另外，ECU10实施三元催化剂31的劣化判定。ECU10在三元催化剂31的最大氧吸藏量变得比下限值少的情况下，判定为该三元催化剂31发生了劣化。在此所说的劣化是指无法恢复的热劣化等。在本实施方式中，使用Cmax法来求出三元催化剂31的最大氧吸藏量，通过将该最大氧吸藏量与下限值进行比较来实施三元催化剂31的劣化判定。在此，三元催化剂31的最大氧吸藏量与从向三元催化剂31流入的排气的空燃比从浓空燃比变化为稀空燃比起到从三元催化剂31流出的排气的空燃比向稀空燃比变化为止的时间及空燃比相关联。同样，三元催化剂31的最大氧吸藏量与从向三元催化剂31流入的排气的空燃比从稀空燃比变化为浓空燃比起到从三元催化剂31流出的排气的空燃比向浓空燃比变化为止的时间及空燃比相关联。因此，能够基于这些时间及空燃比来算出三元催化剂31的最大氧吸藏量。

例如，能够如图2所示那样通过Cmax法算出最大氧吸藏量。图2是示出目标空燃比(实线)和比三元催化剂31靠下游的排气的空燃比(单点划线)的推移的图。目标空燃比是内燃机1的气缸内的目标空燃比。需要说明的是，也可以取代目标空燃比而设为比三元催化剂31靠上游的空燃比。在通过Cmax法算出最大氧吸藏量时，实施使目标空燃比夹着理论空燃比而变动的控制即主动控制。需要说明的是，在本实施方式中，ECU10通过实施主动控制而作为本发明中的空燃比控制单元发挥功能。ECU10通过执行在该ECU10所具备的存储部(图示省略)中预先存储的程序来实施主动控制。在主动控制中，在比三元催化剂31靠下游的排气的空燃比即由第二空燃比传感器12检测的空燃比从浓空燃比变化为稀空燃比时，将目标空燃比向浓空燃比切换，在由第二空燃比传感器12检测的空燃比从稀空燃比变化为浓空燃比时，将目标空燃比向稀空燃比切换。ECU10以使实际的空燃比接近目标空燃比的方式调整来自喷射阀4的燃料喷射量等。需要说明的是，若第二空燃比传感器12是电动势式(浓淡电池式)的氧浓度传感器(O₂传感器)，则在检测的空燃比刚从浓空燃比变化为稀空燃比之后，将目标空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比。另一方面，在第二空燃比传感器12是界限电流式的氧浓度传感器的情况下，也可以在成为了规定的稀空燃比时切换目标空燃比。即，即使检测的空燃比成为稀空燃比也不将目标空燃比立即向浓空燃比切换，也可以在维持检测的空燃比为稀空燃比的状态之后切换目标空燃比。这是因为，即使在从三元催化剂31放出氧的情况下，从三元催化剂31流出的排气的空燃比严格来说有时也从理论空燃比偏离，因此在这样的情况下不切换空燃比。

在图2中，由表示目标空燃比的线和表示比三元催化剂31靠下游的空燃比的线包围的范围(涂有影线的范围)的面积与三元催化剂31的最大氧吸藏量成比例。因此，若将该面积与最大氧吸藏量的关系预先通过实验或模拟等求出，则能够基于该面积来求出最大氧吸藏量。可以基于目标空燃比为稀空燃比时的面积A来求出最大氧吸藏量，也可以基于目标空燃比为浓空燃比时的面积B来求出最大氧吸藏量，还可以基于目标空燃比为稀空燃比时的面积A与目标空燃比为浓空燃比时的面积B的平均值来求出最大氧吸藏量。在本实施方式中，ECU10通过利用Cmax法求出最大氧吸藏量而作为本发明中的吸藏量推定单元发挥功能。ECU10通过执行在该ECU10所具备的存储部(图示省略)中预先存储的程序来推定最大氧吸藏量。需要说明的是，在本实施方式中虽然使用Cmax法来推定最大氧吸藏量，但也可以取代于此而采用基于使向三元催化剂31流入的排气的空燃比变化时的比三元催化剂31靠下游的空燃比的变化的周知技术来求出最大氧吸藏量。

如上述这样求出的最大氧吸藏量根据PM如何堆积于捕集器3而受到影响。图3示出了PM未向捕集器3堆积的情况下通过捕集器3的排气的流动。图4示出了PM正向捕集器3的隔壁内3B堆积的中途的排气的流动。图5示出了PM向捕集器3的隔壁内3B的堆积结束且PM正向捕集器3的隔壁的表面3A堆积的中途的排气的流动。在图3、图4、图5中，将排气的流动用箭头表示，将排气的流量用箭头的粗细表示。如图3所示，在PM未向捕集器3堆积的状态下，排气容易通向细孔径大的部位。在该情况下，排气中包含的PM也会在细孔径比较大的部位流通，因此在该细孔径比较大的部位处PM容易被捕集。此时，在细孔径比较大的部位处吸藏氧。

并且，当PM被捕集并堆积于细孔径比较大的部位时，如图4所示，排气难以通过细孔径比较大的部位，排气会更多地向细孔径比较小的部位流通。因而，PM也被捕集并堆积于细孔径比较小的部位。此时，在细孔径比较小的部位处吸藏氧。需要说明的是，弄清楚了，在PM向捕集器3堆积的情况下，如图4所示，首先PM主要向隔壁内3B堆积，之后，如图5所示，PM主要向隔壁的表面3A堆积。即使如图5所示那样PM向捕集器3的隔壁的表面3A堆积，隔壁内3B的排气的流动也几乎不变化。因此，此时，在细孔径比较小的部位处吸藏氧。

堆积于捕集器3的隔壁的表面3A及隔壁内3B的PM在高温状态(例如500℃以上)且排气中存在氧的状态时被氧化并除去。例如，在内燃机1的高负荷运转时捕集器3成为高温状态。并且，之后，当例如进行燃料切断或使内燃机1在稀空燃比下运转时，成为高温状态且排气中存在氧的状态，堆积于捕集器3的PM被氧化。在堆积于捕集器3的PM被氧化时，弄清楚了，首先，主要从堆积于隔壁内3B的PM开始氧化，在堆积于隔壁内3B的PM被除去后，主要堆积于隔壁的表面3A的PM被氧化。

氧向三元催化剂31的吸藏通过氧与三元催化剂31的吸藏点接触来进行。因此，当成为氧与更多的吸藏点接触的状态时，最大氧吸藏量更多。在此，当PM向捕集器3的隔壁内3B堆积而隔壁内3B的排气的流动以通过细孔径更小的部位的方式变化时，排气会向隔壁内3B的更大范围流通，因此与氧接触的吸藏点更多。因此，随着PM向捕集器3的隔壁内3B堆积，最大氧吸藏量变多。之后，当一定程度的PM堆积于捕集器3的隔壁内3B而在隔壁内3B不再能够捕集PM时，PM向捕集器3的隔壁的表面3A堆积。即使PM向捕集器3的隔壁的表面3A堆积，捕集器3的隔壁内3B的排气的流动也几乎不变化，因此与氧接触的吸藏点的数量也几乎不变化。因此，即使在捕集器3的隔壁的表面3A处PM堆积量增加，最大氧吸藏量也几乎不变化。

另外，弄清楚了，在堆积于捕集器3的PM被氧化的情况下，首先，主要从堆积于捕集器3的隔壁内3B的PM起氧化。随着从隔壁内3B除去PM，排气会在细孔径更大的部位流动，因此氧与吸藏点接触的机会减少。因而，随着PM堆积量的减少，最大氧吸藏量变少。另外，在堆积于捕集器3的隔壁内3B的PM被除去后，堆积于捕集器3的隔壁的表面3A的PM被氧化。即使堆积于捕集器3的隔壁的表面3A的PM减少，捕集器3的隔壁内3B的排气的流动也几乎不变化，因此最大氧吸藏量几乎不变化。

这样，最大氧吸藏量可能根据PM堆积于捕集器3的部位而变化。

图6是示出了捕集器3中的PM堆积量与通过Cmax法求出的最大氧吸藏量的关系的图。图6的“第一状态”是PM主要在捕集器3的隔壁内3B被捕集的中途的状态，示出了捕集器3的隔壁内3B的PM堆积量增加的中途的状态时的PM堆积量与最大氧吸藏量的关系。图6的“第二状态”是PM主要在捕集器3的隔壁的表面3A处被捕集的中途的状态，示出了捕集器3的隔壁的表面3A的PM堆积量增加的中途的状态时的PM堆积量与最大氧吸藏量的关系。图6的“第三状态”是主要从捕集器3的隔壁内3B除去PM的中途的状态，示出了捕集器3的隔壁内3B的PM堆积量减少的中途的状态时的PM堆积量与最大氧吸藏量的关系。图6的“第四状态”是主要从捕集器3的隔壁的表面3A除去PM的中途的状态，示出了捕集器3的隔壁的表面3A的PM堆积量减少的中途的状态时的PM堆积量与最大氧吸藏量的关系。如上所述，在第一状态下，随着PM堆积量的增加而最大氧吸藏量增加，在第二状态下，即使PM堆积量增加，最大氧吸藏量也几乎不变化。另外，在第三状态下，随着PM堆积量的减少而最大氧吸藏量减少，在第四状态下，即使PM堆积量减少，最大氧吸藏量也几乎不变化。

这样，通过Cmax法求出的最大氧吸藏量根据捕集器3的隔壁内3B的PM堆积量而变化，因此在基于最大氧吸藏量与下限值的比较来判定三元催化剂31的劣化的情况下，可能会产生误判定。于是，ECU10根据捕集器3的隔壁内3B的PM堆积量来修正利用Cmax法求出的最大氧吸藏量。在本实施方式中，以使修正后的最大氧吸藏量表示假设PM未堆积于捕集器3的状态下的最大氧吸藏量的方式进行修正。需要说明的是，在本实施方式中，ECU10通过修正最大氧吸藏量而作为本发明中的修正单元发挥功能。ECU10通过执行在该ECU10所具备的存储部(图示省略)中预先存储的程序来修正最大氧吸藏量。

图7是示出捕集器3的隔壁内3B的PM堆积量(以下，也称作隔壁内堆积量)与最大氧吸藏量的修正量ΔC的关系的图。ECU10通过从利用Cmax法求出的最大氧吸藏量减去修正量ΔC来修正最大氧吸藏量。隔壁内堆积量越多，则最大氧吸藏量越增加，因此以取消该增加量的方式设定修正量ΔC。因而，在隔壁内堆积量多时与少时相比，修正量ΔC变大。图7所示的关系预先通过实验或模拟等而求出并作为修正映射存储于ECU10。

接着，对推定隔壁内堆积量的方法进行说明。隔壁内堆积量能够通过对从在捕集器3的隔壁内3B每单位时间捕集的PM量减去在捕集器3的隔壁内3B每单位时间因氧化而减少的PM量而得到的值进行累计来得到。当在PM未堆积于捕集器3的状态下PM向捕集器3流入时，首先，PM在捕集器3的隔壁内3B被捕集。此时，向捕集器3每单位时间流入的PM量相当于在捕集器3的隔壁内3B每单位时间捕集的PM量。但是，在捕集器3的隔壁内3B能够捕集的PM量存在上限。需要说明的是，以下，将隔壁内堆积量的上限也称作上限隔壁内堆积量。当隔壁内堆积量达到上限隔壁内堆积量时，之后向捕集器3流入的PM向隔壁的表面3A堆积。因此，在隔壁内堆积量达到上限隔壁内堆积量之后，向捕集器3每单位时间流入的PM量相当于在捕集器3的隔壁的表面3A每单位时间捕集的PM量。需要说明的是，以下，将堆积于捕集器3的隔壁的表面3A的PM的量也称作“表面堆积量”。向捕集器3每单位时间流入的PM的量与内燃机1的运转状态相关联，因此能够基于内燃机1的运转状态来求出向捕集器3每单位时间流入的PM的量。该关系能够预先通过实验或模拟等求出。

当实施捕集器3的再生时，PM从捕集器3减少。通过捕集器3的再生而每单位时间减少的PM的量与捕集器3的温度及内燃机1的运转状态相关联，因此将该关系预先通过实验或模拟等求出。当实施捕集器3的再生时，首先，隔壁内堆积量减少。从在捕集器3的隔壁内3B每单位时间捕集的PM量减去在捕集器3的隔壁内3B每单位时间因氧化而减少的PM量而得到的值相当于隔壁内堆积量的每单位时间的变化量。在捕集器3的再生时，该变化量成为负的值而隔壁内堆积量减少。并且，当隔壁内堆积量成为0时，接着，堆积于捕集器3的隔壁的表面3A的PM被氧化，因此表面堆积量减少。从在捕集器3的隔壁的表面3A每单位时间捕集的PM量减去在捕集器3的隔壁的表面3A每单位时间因氧化而减少的PM量而得到的值相当于表面堆积量的每单位时间的变化量。在捕集器3的再生时，该变化量成为负的值而表面堆积量减少。需要说明的是，在捕集器3的再生的中途捕集器3的再生结束的情况下，会在捕集器3的隔壁的表面3A上残留PM。此时，发现了，即使隔壁内堆积量比上限隔壁内堆积量小，向捕集器3流入的PM也不会在捕集器3的隔壁内3B被捕集，而会在捕集器3的隔壁的表面3A被捕集。

图8是示出算出隔壁内堆积量PMM的流程的流程图。本流程图由ECU10以规定的运算周期执行。因此，ECU10随时能够掌握隔壁内堆积量PMM。在步骤S101中，判定表面堆积量PMMS是否为规定量以下。规定量是充分少的表面堆积量，是在PM流入到捕集器3时隔壁内堆积量PMM可能增加的表面堆积量。在步骤S101中作出了肯定判定的情况下进入步骤S102，在作出了否定判定的情况下进入步骤S106。在步骤S1022中，判定隔壁内堆积量PMM是否小于上限隔壁内堆积量。换言之，在步骤S102中，判定PM是否能够被捕集器3的隔壁内3B捕集。在步骤S102中作出了肯定判定的情况下进入步骤S103，在作出了否定判定的情况下进入步骤S106。

在步骤S103中，算出PM流入量PMT。PM流入量PMT是在运算周期中流入到捕集器3的PM的总量。在此，向捕集器3每单位时间流入的PM的量与内燃机1的运转状态(内燃机转速及内燃机负荷)具有相关关系。若将该相关关系预先通过实验或模拟等求出，则能够基于内燃机1的运转状态来求出每单位时间向捕集器3流入的PM的量。并且，通过对每单位时间向捕集器3流入的PM的量以运算周期进行累计，能够求出PM流入量PMT。此时向捕集器3流入的PM被捕集器3的隔壁内3B捕集。

在步骤S104中，算出隔壁内3B的PM氧化量PMS。隔壁内3B的PM氧化量PMS是在捕集器3的隔壁内3B在运算周期中被氧化的PM的总量。此时，由于在捕集器3的隔壁内3B堆积有PM，所以首先捕集器3的隔壁内3B的PM被氧化。每单位时间在捕集器3的隔壁内3B被氧化的PM的量与捕集器3的温度及内燃机1的运转状态等具有相关关系。若将该相关关系预先通过实验或模拟等求出，则能够基于捕集器3的温度及内燃机1的运转状态等来求出每单位时间在捕集器3的隔壁内3B被氧化的PM的量。并且，通过对每单位时间在捕集器3的隔壁内3B被氧化的PM的量以运算周期进行累计，能够求出隔壁内3B的PM氧化量PMS。接着，在步骤S105中，通过对在上次的运算周期中算出的隔壁内堆积量PMMO加上PM流入量PMT并减去PM氧化量PMS来算出隔壁内堆积量PMM。

另一方面，在步骤S106中，与步骤S104同样，算出隔壁内3B的PM氧化量PMS。即使PM堆积于捕集器3的隔壁的表面3A，在隔壁内3B残留有PM的情况下，首先，隔壁内3B的PM被氧化，因此算出该被氧化的PM的量。需要说明的是，在隔壁内3B未残留PM的情况(在上次的运算周期中算出的隔壁内堆积量PMMO是0的情况)下，隔壁内3B的PM氧化量PMS成为0。接着，在步骤S107中，通过从在上次的运算周期中算出的隔壁内堆积量PMMO减去PM氧化量PMS来算出本次的运算周期中的隔壁内堆积量PMM。需要说明的是，此时，由于在捕集器3的隔壁的表面3A上堆积有PM，所以流入到捕集器3的PM在捕集器3的隔壁的表面3A被捕集，因此不存在隔壁内堆积量PMM的增加量。

在步骤S108中，与步骤S103同样，算出PM流入量PMT。此时向捕集器3流入的PM被捕集器3的隔壁的表面3A捕集。在步骤S109中，算出捕集器3的隔壁的表面3A的PM氧化量PMSS。需要说明的是，在隔壁内3B残留有PM的情况下，捕集器3的隔壁的表面3A的PM氧化量PMSS成为0。隔壁的表面3A的PM氧化量PMSS是在捕集器3的隔壁的表面3A在运算周期中被氧化的PM的总量。每单位时间在捕集器3的隔壁的表面3A被氧化的PM的量与捕集器3的温度及内燃机1的运转状态等具有相关关系。若将该相关关系预先通过实验或模拟等求出，则能够基于捕集器3的温度及内燃机1的运转状态等来求出每单位时间在捕集器3的隔壁的表面3A被氧化的PM的量。并且，通过对每单位时间在捕集器3的隔壁的表面3A被氧化的PM的量以运算周期进行累计，能够求出隔壁的表面3A的PM氧化量PMSS。接着，在步骤S110中，通过对在上次的运算周期中算出的表面堆积量PMMSO加上PM流入量PMT并减去捕集器3的隔壁的表面3A的PM氧化量PMSS来算出表面堆积量PMMS。这样，能够分别算出表面堆积量PMMS及隔壁内堆积量PMM。

需要说明的是，ECU10通过执行图8所示的流程图而作为本发明中的堆积量推定单元发挥功能。另外，堆积量推定单元也可以使用周知的技术来推定隔壁内堆积量。ECU10通过执行在该ECU10所具备的存储部(图示省略)中预先存储的程序来推定隔壁内堆积量。需要说明的是，在汽油发动机中，从发动机排出的PM量比较少。另外，在汽油发动机中，由于排气的温度高，所以PM容易被氧化。因而，在汽油发动机中，PM几乎不向捕集器3的隔壁的表面3A堆积。在该情况下，由差压传感器14检测的差压与隔壁内堆积量的相关性高。因而，也可以基于由差压传感器14检测的差压来推定隔壁内堆积量。

这样，由于能够掌握当前时间点下的隔壁内堆积量，所以能够根据该隔壁内堆积量和图7所示的关系来求出最大氧吸藏量的修正量。图9是示出修正最大氧吸藏量的流程的流程图。本流程图由ECU10每隔规定的时间执行。

在步骤S201中，读入隔壁内堆积量PMM。隔壁内堆积量PMM由ECU10始终掌握。在步骤S202中，算出最大氧吸藏量Cmax。ECU10执行主动控制并通过Cmax法来算出最大氧吸藏量Cmax。在步骤S203中，进行最大氧吸藏量Cmax的修正量ΔC的算出处理。在本步骤S203中，ECU10基于在步骤S201中读入的隔壁内堆积量PMM和图7所示的关系来算出修正量ΔC。然后，在步骤S204中，通过从在步骤S202中算出的最大氧吸藏量Cmax减去在步骤S203中算出的修正量ΔC来算出修正后的最大氧吸藏量Cmax。

当在图9所示的流程图的步骤S204中算出修正后的最大氧吸藏量Cmax后，ECU10基于最大氧吸藏量Cmax来实施三元催化剂31的劣化判定。图10是示出三元催化剂31的劣化判定的流程的流程图。图10所示的劣化判定当通过图9所示的流程图算出修正后的最大氧吸藏量Cmax后执行。在步骤S301中，读入修正后的最大氧吸藏量Cmax，在步骤S302中判定该修正后的最大氧吸藏量Cmax是否为下限值以上。该下限值是在捕集器3中未堆积PM的状态下可以说三元催化剂31正常的最大氧吸藏量的范围的下限值，预先通过实验或模拟等求出。在步骤S302中作出了肯定判定的情况下进入步骤S303，判定为三元催化剂31正常。另一方面，在步骤S302中作出了否定判定的情况下进入步骤S304，判定为三元催化剂31发生了劣化。

如以上说明这样，根据本实施方式，由于基于堆积于捕集器3的隔壁内3B的PM的量来修正最大氧吸藏量，所以能够高精度地推定担载于捕集器3的催化剂的氧吸藏能力。因此，在三元催化剂31的劣化判定时，能够抑制受到PM堆积状态的影响而误判定。由此，能够提高担载于捕集器3的催化剂的劣化判定的精度。

标号说明

1 内燃机

2 排气通路

3 颗粒捕集器

3A 表面

3B 隔壁内

4 喷射阀

5 进气通路

10 ECU

11 第一空燃比传感器

12 第二空燃比传感器

13 温度传感器

14 差压传感器

15 空气流量计

16 曲轴位置传感器

17 加速器开度传感器

31 三元催化剂。

Claims (2)

1.一种内燃机的排气净化装置，具备：

颗粒捕集器，设置于内燃机的排气通路，担载有具有氧吸藏能力的催化剂；

空燃比检测单元，检测比所述颗粒捕集器靠下游的排气的空燃比；

空燃比控制单元，使向所述颗粒捕集器流入的排气的空燃比变化；

堆积量推定单元，推定堆积于所述颗粒捕集器的隔壁本身内部的颗粒状物质的量；

吸藏量推定单元，根据由所述空燃比控制单元使排气的空燃比变化时的由所述空燃比检测单元得到的排气的空燃比的变化，来推定所述催化剂的最大氧吸藏量；及

修正单元，基于由所述堆积量推定单元推定的所述颗粒状物质的量来修正所述催化剂的最大氧吸藏量。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，

所述修正单元在由所述堆积量推定单元推定的所述颗粒状物质的量多时与少时相比，使将所述最大氧吸藏量向减少一侧修正时的修正量更大。

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