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JP2010223075A - Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine - Google Patents

Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine Download PDF

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JP2010223075A
JP2010223075A JP2009070619A JP2009070619A JP2010223075A JP 2010223075 A JP2010223075 A JP 2010223075A JP 2009070619 A JP2009070619 A JP 2009070619A JP 2009070619 A JP2009070619 A JP 2009070619A JP 2010223075 A JP2010223075 A JP 2010223075A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
fuel ratio
air
pressure egr
egr
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009070619A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Kurosawa
雅徳 黒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2009070619A priority Critical patent/JP2010223075A/en
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Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の触媒劣化検出装置に関し、EGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することを目的とする。
【解決手段】本発明の内燃機関の触媒劣化検出装置は、EGR触媒から出る排気ガスの空燃比を検出するEGR触媒後排気ガスセンサの出力に基づいてEGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する。その際に、内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行する。アクティブ空燃比制御によって内燃機関の空燃比が切り替えられた後に排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングが、EGR触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングより早い場合には、アクティブ空燃比制御の実行を禁止する。
【選択図】図2
The present invention relates to a catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine, and an object thereof is to accurately detect the degree of deterioration of an EGR catalyst.
An internal combustion engine catalyst deterioration detection apparatus of the present invention measures an oxygen storage capacity of an EGR catalyst based on an output of an exhaust gas sensor after an EGR catalyst that detects an air-fuel ratio of exhaust gas emitted from the EGR catalyst. At that time, active air-fuel ratio control is performed in which the air-fuel ratio of the internal combustion engine is forcibly switched alternately between the rich side and the lean side with the theoretical air-fuel ratio interposed therebetween. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst after the air-fuel ratio of the internal combustion engine is switched by active air-fuel ratio control is earlier than the timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the EGR catalyst is switched, Execution of active air-fuel ratio control is prohibited.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の触媒劣化検出装置に関する。   The present invention relates to a catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine.

内燃機関の排気ガスの一部を吸気通路に還流させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)を行う装置が広く用いられている。EGRを行うと、EGR配管やEGRクーラ、吸気ポート、吸気弁などにデポジットが堆積し易い。デポジットが堆積する原因の一つは、還流する排気ガス(EGRガス)に、未燃HCや粒子状物質などが含まれているからである。このデポジットの堆積を抑制するための技術として、EGRガス中の未燃HCや粒子状物質を浄化(除去)するEGR触媒をEGR通路に設ける技術が知られている。   2. Description of the Related Art Devices that perform EGR (Exhaust Gas Recirculation) for recirculating a part of exhaust gas of an internal combustion engine to an intake passage are widely used. When EGR is performed, deposits are likely to accumulate on the EGR pipe, EGR cooler, intake port, intake valve, and the like. One cause of the deposit is that the exhaust gas that recirculates (EGR gas) contains unburned HC, particulate matter, and the like. As a technique for suppressing deposit accumulation, a technique is known in which an EGR catalyst for purifying (removing) unburned HC and particulate matter in EGR gas is provided in the EGR passage.

特開2005−264821号公報には、内燃機関の冷間時の排気エミッションの悪化を抑制することを目的としてEGR触媒を利用する技術が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2005-264821 discloses a technique that uses an EGR catalyst for the purpose of suppressing deterioration of exhaust emission when the internal combustion engine is cold.

特開2005−264821号公報JP 2005-264821 A 特開2008−157133号公報JP 2008-157133 A 特開2006−161718号公報JP 2006-161718 A

排気系に設けられた排気浄化触媒と同様に、EGR触媒も経年により劣化していく。このため、デポジットの堆積や排気エミッションを抑制するという目的を十分に果たすためには、EGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することが必要となる。しかしながら、従来、EGR触媒の劣化度合いを検出する適切な方法は提案されていない。   Similar to the exhaust purification catalyst provided in the exhaust system, the EGR catalyst also deteriorates over time. For this reason, in order to sufficiently fulfill the purpose of suppressing deposit accumulation and exhaust emission, it is necessary to accurately detect the degree of deterioration of the EGR catalyst. However, conventionally, an appropriate method for detecting the degree of deterioration of the EGR catalyst has not been proposed.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、EGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することのできる内燃機関の触媒劣化検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine that can accurately detect the degree of deterioration of an EGR catalyst.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の触媒劣化検出装置であって、
内燃機関の排気通路から分岐し、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられたEGR触媒と、
前記EGR触媒から出る排気ガスの空燃比を検出するEGR触媒後排気ガスセンサと、
前記EGR触媒後排気ガスセンサの出力に基づいて前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定するEGR触媒酸素吸蔵容量測定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine,
An EGR passage that branches off from the exhaust passage of the internal combustion engine and recirculates part of the exhaust gas to the intake passage;
An EGR catalyst provided in the middle of the EGR passage;
An exhaust gas sensor after the EGR catalyst for detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas emitted from the EGR catalyst;
EGR catalyst oxygen storage capacity measuring means for measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst based on the output of the exhaust gas sensor after the EGR catalyst;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、前記内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段と、
前記EGR通路が分岐する箇所より下流側の前記排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記アクティブ空燃比制御によって前記内燃機関の空燃比が切り替えられた後に前記排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングが、前記EGR触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングより早い場合には、前記アクティブ空燃比制御の実行を禁止するアクティブ空燃比制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
An active air-fuel ratio control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine alternately between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst Control means;
An exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage downstream of the location where the EGR passage branches;
The timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst after the air-fuel ratio of the internal combustion engine is switched by the active air-fuel ratio control is earlier than the timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the EGR catalyst is switched. In the case, active air-fuel ratio control prohibiting means for prohibiting execution of the active air-fuel ratio control,
It is characterized by providing.

また、第3の発明は、第1の発明において、
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、前記内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段と、
前記EGR通路が分岐する箇所より下流側の前記排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量の値と、前記排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の値とを記憶する容量値記憶手段と、
前記排気浄化触媒を通過する排気ガス流量に対する、前記EGR触媒を通過する排気ガス流量の比を、ガス量比として取得するガス量比取得手段と、
前記容量値記憶手段に記憶されている前記排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の値に前記ガス量比を乗じた値が、前記容量値記憶手段に記憶されている前記EGR触媒の酸素吸蔵容量の値より小さいときには、前記アクティブ空燃比制御の実行を禁止するアクティブ空燃比制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
An active air-fuel ratio control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine alternately between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst Control means;
An exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage downstream of the location where the EGR passage branches;
Capacity value storage means for storing the value of the oxygen storage capacity of the EGR catalyst and the value of the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst;
A gas amount ratio acquisition means for acquiring, as a gas amount ratio, a ratio of an exhaust gas flow rate passing through the EGR catalyst to an exhaust gas flow rate passing through the exhaust purification catalyst;
A value obtained by multiplying the oxygen storage capacity value of the exhaust purification catalyst stored in the capacity value storage means by the gas amount ratio is a value of the oxygen storage capacity of the EGR catalyst stored in the capacity value storage means. When smaller, active air-fuel ratio control prohibiting means for prohibiting execution of the active air-fuel ratio control;
It is characterized by providing.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記排気通路の途中に配置されたタービンと、前記吸気通路の途中に配置されたコンプレッサとを有するターボチャージャを備え、
前記EGR通路は、前記タービンの上流側の排気通路から分岐していることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
A turbocharger having a turbine disposed in the middle of the exhaust passage and a compressor disposed in the middle of the intake passage;
The EGR passage is branched from an exhaust passage on the upstream side of the turbine.

また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記排気通路の途中に配置されたタービンと、前記吸気通路の途中に配置されたコンプレッサとを有するターボチャージャを備え、
前記EGR通路は、前記タービンの下流側の排気通路から分岐していることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
A turbocharger having a turbine disposed in the middle of the exhaust passage and a compressor disposed in the middle of the intake passage;
The EGR passage is branched from an exhaust passage on the downstream side of the turbine.

第1の発明によれば、EGR触媒から出る排気ガスの空燃比を検出するEGR触媒後排気ガスセンサを設け、このEGR触媒後排気ガスセンサの出力に基づいてEGR触媒の酸素吸蔵容量を測定することができる。これにより、EGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することができる。   According to the first aspect of the present invention, the post-EGR catalyst exhaust gas sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas exiting the EGR catalyst is provided, and the oxygen storage capacity of the EGR catalyst is measured based on the output of the post-EGR catalyst exhaust gas sensor. it can. Thereby, the deterioration degree of the EGR catalyst can be detected with high accuracy.

第2の発明によれば、EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行することができる。これにより、EGR触媒の酸素吸蔵容量をより正確に測定することができる。また、第2の発明によれば、アクティブ空燃比制御によって内燃機関の空燃比が切り替えられた後に排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングが、EGR触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングより早い場合には、アクティブ空燃比制御の実行を禁止することができる。これにより、EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、排気浄化触媒の下流側に未浄化成分が流出することを確実に抑制することができる。よって、エミッションの悪化を確実に回避することができる。   According to the second invention, when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst, the active air-fuel ratio control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine alternately between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio is performed. Can be executed. Thereby, the oxygen storage capacity of the EGR catalyst can be measured more accurately. Further, according to the second aspect of the invention, the timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst after the air-fuel ratio of the internal combustion engine is switched by active air-fuel ratio control is the timing of the exhaust gas flowing out from the EGR catalyst. If it is earlier than the timing at which the fuel ratio is switched, the execution of the active air-fuel ratio control can be prohibited. Thereby, when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst, it is possible to reliably prevent the unpurified component from flowing out to the downstream side of the exhaust purification catalyst. Therefore, it is possible to reliably avoid the deterioration of emission.

第3の発明によれば、EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行することができる。これにより、EGR触媒の酸素吸蔵容量をより正確に測定することができる。また、第3の発明によれば、排気浄化触媒を通過する排気ガス流量に対する、EGR触媒を通過する排気ガス流量の比を、ガス量比として取得し、そのガス量比を排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の値に乗じた値が、EGR触媒の酸素吸蔵容量の値より小さいときには、アクティブ空燃比制御の実行を禁止することができる。これにより、EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、排気浄化触媒の下流側に未浄化成分が流出することを確実に抑制することができる。よって、エミッションの悪化を確実に回避することができる。   According to the third aspect of the invention, when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst, the air-fuel ratio of the internal combustion engine is forcibly switched alternately between the rich side and the lean side with the theoretical air-fuel ratio interposed therebetween. Can be executed. Thereby, the oxygen storage capacity of the EGR catalyst can be measured more accurately. According to the third invention, the ratio of the exhaust gas flow rate passing through the EGR catalyst to the exhaust gas flow rate passing through the exhaust purification catalyst is obtained as a gas amount ratio, and the gas amount ratio is obtained as the oxygen amount of the exhaust purification catalyst. When the value obtained by multiplying the value of the storage capacity is smaller than the value of the oxygen storage capacity of the EGR catalyst, execution of the active air-fuel ratio control can be prohibited. Thereby, when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst, it is possible to reliably prevent the unpurified component from flowing out to the downstream side of the exhaust purification catalyst. Therefore, it is possible to reliably avoid the deterioration of emission.

第4の発明によれば、ターボチャージャのタービンの上流側の排気通路から分岐するEGR通路に設けられたEGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することができる。   According to the fourth invention, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the EGR catalyst provided in the EGR passage branched from the exhaust passage upstream of the turbine of the turbocharger.

第5の発明によれば、ターボチャージャのタービンの下流側の排気通路から分岐するEGR通路に設けられたEGR触媒の劣化度合いを精度良く検出することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the EGR catalyst provided in the EGR passage branched from the exhaust passage on the downstream side of the turbine of the turbocharger.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるアクティブ空燃比制御実行中の、内燃機関の制御目標空燃比、スタート触媒後O2センサの出力、および高圧EGR触媒後O2センサの出力の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the control target air fuel ratio of an internal combustion engine, the output of an after-catalyst O2 sensor, and the output of an O2 sensor after a high pressure EGR catalyst during execution of active air-fuel ratio control in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2におけるアクティブ空燃比制御実行中の、内燃機関の制御目標空燃比、スタート触媒後O2センサの出力、および低圧EGR触媒後O2センサの出力の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the control target air fuel ratio of an internal combustion engine, the output of a post-start catalyst O2 sensor, and the output of a low pressure EGR catalyst post-O2 sensor during execution of active air-fuel ratio control in the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3において高圧EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure the oxygen storage capacity of a high pressure EGR catalyst in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention. 高圧EGR触媒によるエミッション低減効果代の傾向を表したマップである。It is the map showing the tendency of the emission reduction effect cost by a high pressure EGR catalyst. テールパイプエミッションの傾向を表したマップである。It is a map showing the trend of tailpipe emissions.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、火花点火式の内燃機関10を備えている。内燃機関10は、車両等の動力源として用いられるものである。図1に示す内燃機関10は、直列4気筒型であるが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a spark ignition type internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is used as a power source for a vehicle or the like. Although the internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is an in-line four-cylinder type, the number of cylinders and the cylinder arrangement of the internal combustion engine in the present invention are not limited to this.

内燃機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接に噴射する燃料インジェクタ12が設置されている。なお、本発明は、このような筒内噴射式の内燃機関に限らず、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関にも同様に適用可能である。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injector 12 that injects fuel directly into the cylinder. The present invention is not limited to such an in-cylinder injection type internal combustion engine, but can be similarly applied to a port injection type internal combustion engine that injects fuel into an intake port.

内燃機関10の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド20により集合されて排気通路18に流入する。本実施形態の内燃機関10は、排気ガスのエネルギーによって過給を行うターボチャージャ24を備えている。ターボチャージャ24は、排気ガスのエネルギーによって回転するタービン241と、このタービン241に駆動されて回転するコンプレッサ242とを有している。タービン241は、排気通路18の途中に配置されており、コンプレッサ242は、吸気通路28の途中に配置されている。   The exhaust gas discharged from each cylinder of the internal combustion engine 10 is collected by the exhaust manifold 20 and flows into the exhaust passage 18. The internal combustion engine 10 of the present embodiment includes a turbocharger 24 that performs supercharging with the energy of exhaust gas. The turbocharger 24 includes a turbine 241 that is rotated by the energy of exhaust gas, and a compressor 242 that is driven by the turbine 241 to rotate. The turbine 241 is disposed in the middle of the exhaust passage 18, and the compressor 242 is disposed in the middle of the intake passage 28.

タービン241の下流側の排気通路18には、排気ガス中の有害成分を浄化するためのスタート触媒26およびアンダーフロア触媒27が設置されている。スタート触媒26の下流側には、スタート触媒26から流出する排気ガスの空燃比を検出するスタート触媒後O2センサ25が設置されている。   A start catalyst 26 and an underfloor catalyst 27 for purifying harmful components in the exhaust gas are installed in the exhaust passage 18 on the downstream side of the turbine 241. A post-start catalyst O 2 sensor 25 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the start catalyst 26 is installed on the downstream side of the start catalyst 26.

内燃機関10の吸気通路28の入口付近には、エアクリーナ30が設けられている。また、エアクリーナ30の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ38が設置されている。   An air cleaner 30 is provided near the inlet of the intake passage 28 of the internal combustion engine 10. Further, an air flow meter 38 for detecting the intake air amount is installed in the vicinity of the downstream side of the air cleaner 30.

コンプレッサ242の下流側の吸気通路28には、インタークーラ32が設置されている。エアクリーナ30を通って吸入された空気は、ターボチャージャ24のコンプレッサ242で圧縮された後、インタークーラ32で冷却される。インタークーラ32を通過した空気は、吸気マニホールド34を通って、各気筒内に流入する。インタークーラ32と吸気マニホールド34との間の吸気通路28には、スロットル弁36が設置されている。   An intercooler 32 is installed in the intake passage 28 on the downstream side of the compressor 242. The air sucked through the air cleaner 30 is compressed by the compressor 242 of the turbocharger 24 and then cooled by the intercooler 32. The air that has passed through the intercooler 32 passes through the intake manifold 34 and flows into each cylinder. A throttle valve 36 is installed in the intake passage 28 between the intercooler 32 and the intake manifold 34.

内燃機関10には、排気ガスの一部を吸気通路28に還流させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)を行うためのEGR装置が備えられている。本実施形態におけるEGR装置は、高圧EGRを行う経路と、低圧EGRを行う経路との、2つのEGR経路を備えている。   The internal combustion engine 10 is provided with an EGR device for performing EGR (Exhaust Gas Recirculation) for recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage 28. The EGR device in the present embodiment includes two EGR paths, a path for performing high pressure EGR and a path for performing low pressure EGR.

高圧EGRを行うための高圧EGR通路40は、タービン241より上流側の排気通路(図1の構成では排気マニホールド20)と、コンプレッサ242の下流側の吸気通路28(図1の構成ではスロットル弁36と吸気マニホールド34との間)とを接続している。高圧EGR通路40の途中には、還流する排気ガス中の有害成分を浄化する高圧EGR触媒41と、還流する排気ガスを冷却する高圧EGRクーラ43と、還流する排気ガスの量(EGR量)を調節するための高圧EGR弁44とが、上流側からこの順に設けられている。   The high pressure EGR passage 40 for performing the high pressure EGR includes an exhaust passage upstream of the turbine 241 (exhaust manifold 20 in the configuration of FIG. 1) and an intake passage 28 downstream of the compressor 242 (in the configuration of FIG. 1, the throttle valve 36). And the intake manifold 34). In the middle of the high-pressure EGR passage 40, a high-pressure EGR catalyst 41 that purifies harmful components in the recirculated exhaust gas, a high-pressure EGR cooler 43 that cools the recirculated exhaust gas, and the amount of recirculated exhaust gas (EGR amount). A high-pressure EGR valve 44 for adjustment is provided in this order from the upstream side.

また、高圧EGR触媒41の下流側には、高圧EGR触媒41から流出する排気ガスの空燃比を検出する高圧EGR触媒後O2センサ39が設置されている。高圧EGR触媒後O2センサ39は、そのセンサ素子を活性温度まで昇温させるためのヒータを備えている。高圧EGR触媒後O2センサ39は、高圧EGRクーラ43の下流側に設置されていてもよいが、本実施形態では、高圧EGR触媒41と高圧EGRクーラ43との間に高圧EGR触媒後O2センサ39を設置している。これにより、高圧EGRクーラ43で冷却される前の、高温の排気ガスを高圧EGR触媒後O2センサ39に当て、高圧EGR触媒後O2センサ39を暖めることができる。このため、ヒータへの通電量が少なくて済むので、電力消費量を軽減することができる。   Further, on the downstream side of the high pressure EGR catalyst 41, a post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the high pressure EGR catalyst 41 is installed. The high-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 39 includes a heater for raising the temperature of the sensor element to the activation temperature. The post-high pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 39 may be installed on the downstream side of the high pressure EGR cooler 43, but in this embodiment, the post-high pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 39 is interposed between the high pressure EGR catalyst 41 and the high pressure EGR cooler 43. Is installed. Accordingly, the high-temperature exhaust gas before being cooled by the high-pressure EGR cooler 43 can be applied to the post-high-pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 39 to warm the post-high-pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 39. For this reason, since the energization amount to a heater may be small, power consumption can be reduced.

低圧EGRを行うための低圧EGR通路42は、タービン241より下流側の排気通路18(図1の構成ではスタート触媒26とアンダーフロア触媒27との間)と、コンプレッサ242の上流側の吸気通路28とを接続している。低圧EGR通路42の途中には、還流する排気ガス中の有害成分を浄化する低圧EGR触媒45と、還流する排気ガスを冷却する低圧EGRクーラ46と、還流する排気ガスの量を調節するための低圧EGR弁47とが、上流側からこの順に設けられている。   The low pressure EGR passage 42 for performing the low pressure EGR includes an exhaust passage 18 downstream of the turbine 241 (between the start catalyst 26 and the underfloor catalyst 27 in the configuration of FIG. 1) and an intake passage 28 upstream of the compressor 242. And connected. In the middle of the low-pressure EGR passage 42, a low-pressure EGR catalyst 45 that purifies harmful components in the recirculated exhaust gas, a low-pressure EGR cooler 46 that cools the recirculated exhaust gas, and an amount of the recirculated exhaust gas are adjusted. A low pressure EGR valve 47 is provided in this order from the upstream side.

また、低圧EGR触媒45の下流側には、低圧EGR触媒45から流出する排気ガスの空燃比を検出する低圧EGR触媒後O2センサ48が設置されている。低圧EGR触媒後O2センサ48は、そのセンサ素子を活性温度まで昇温させるためのヒータを備えている。低圧EGR触媒後O2センサ48は、低圧EGRクーラ46の下流側に設置されていてもよいが、本実施形態では、低圧EGR触媒45と低圧EGRクーラ46との間に低圧EGR触媒後O2センサ48を設置している。これにより、低圧EGRクーラ46で冷却される前の、高温の排気ガスを低圧EGR触媒後O2センサ48に当て、低圧EGR触媒後O2センサ48を暖めることができる。このため、ヒータへの通電量が少なくて済むので、電力消費量を軽減することができる。   Further, on the downstream side of the low pressure EGR catalyst 45, a low pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the low pressure EGR catalyst 45 is installed. The low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 includes a heater for raising the temperature of the sensor element to the activation temperature. The low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 may be installed on the downstream side of the low-pressure EGR cooler 46, but in this embodiment, the low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 is interposed between the low-pressure EGR catalyst 45 and the low-pressure EGR cooler 46. Is installed. Thus, the high-temperature exhaust gas before being cooled by the low-pressure EGR cooler 46 can be applied to the post-low-pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 48 to warm the post-low-pressure EGR catalyst post-O 2 sensor 48. For this reason, since the energization amount to a heater may be small, power consumption can be reduced.

なお、本発明の適用対象は、上述したような複数のEGR経路を備えた内燃機関に限定されるものではない。本発明は、単一のEGR経路を備えた内燃機関にも適用可能である。   The application target of the present invention is not limited to an internal combustion engine having a plurality of EGR paths as described above. The present invention is also applicable to an internal combustion engine having a single EGR path.

本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を更に備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータのほか、内燃機関10のクランク軸(出力軸)の回転角度を検出するクランク角センサ52と、内燃機関10を搭載した車両の運転席に設けられたアクセルペダルの位置(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ54とが電気的に接続されている。ECU50は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、内燃機関10の運転状態を制御する。   The system of this embodiment further includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors and actuators described above, ECU 50 is provided with a crank angle sensor 52 that detects the rotation angle of the crankshaft (output shaft) of internal combustion engine 10 and a driver's seat of a vehicle on which internal combustion engine 10 is mounted. An accelerator opening sensor 54 that detects the position of the accelerator pedal (accelerator opening) is electrically connected. The ECU 50 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by operating each actuator according to a predetermined program based on the output of each sensor.

本実施形態におけるスタート触媒後O2センサ25、高圧EGR触媒後O2センサ39および低圧EGR触媒後O2センサ48は、理論空燃比を境に出力が急変する特性を有する酸素センサである。ただし、本発明では、スタート触媒後O2センサ25、高圧EGR触媒後O2センサ39および低圧EGR触媒後O2センサ48に代えて、広域空燃比センサを用いてもよい。広域空燃比センサは、空燃比の変化に対してリニアに変化する出力を発し、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能なセンサである。   The post-start catalyst O2 sensor 25, the high-pressure EGR catalyst post-O2 sensor 39, and the low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 in the present embodiment are oxygen sensors having characteristics in which the output changes suddenly with the theoretical air-fuel ratio as a boundary. However, in the present invention, a wide-range air-fuel ratio sensor may be used instead of the post-start catalyst O2 sensor 25, the high-pressure EGR catalyst O2 sensor 39, and the low-pressure EGR catalyst post-O2 sensor 48. A wide-range air-fuel ratio sensor is a sensor that emits an output that changes linearly with respect to a change in air-fuel ratio and can continuously detect an air-fuel ratio over a relatively wide range.

スタート触媒26、アンダーフロア触媒27、高圧EGR触媒41および低圧EGR触媒45は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になっているときに、HC、COおよびNOxの三成分を同時に浄化する三元触媒としての機能を有する触媒コンバータである。これらの触媒コンバータは、触媒成分として、Pt,Pd等の貴金属(活性点)と、酸素を吸収放出可能な酸素吸蔵成分とを含んでいる。これらの触媒コンバータに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチである場合には、上記酸素吸蔵成分から酸素が放出され、その放出された酸素によって、HCおよびCOといった未燃成分を酸化して浄化することができる。逆に、これらの触媒コンバータに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーンである場合には、上記酸素吸蔵成分が排気ガス中の余剰酸素を吸収することにより、NOxを還元浄化することができる。このようにして、酸素吸蔵成分が酸素の吸収および放出を行うことにより、触媒コンバータに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対し多少ばらついたとしても、HC、COおよびNOxの三成分を良好に浄化することができる。   The start catalyst 26, the underfloor catalyst 27, the high pressure EGR catalyst 41, and the low pressure EGR catalyst 45 simultaneously purify the three components HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio. This is a catalytic converter having a function as a three-way catalyst. These catalytic converters contain noble metals (active points) such as Pt and Pd and oxygen storage components capable of absorbing and releasing oxygen as catalyst components. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into these catalytic converters is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is released from the oxygen storage component, and the released oxygen oxidizes unburned components such as HC and CO. And can be purified. Conversely, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into these catalytic converters is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen storage component absorbs excess oxygen in the exhaust gas, thereby reducing and purifying NOx. Can do. In this way, even if the oxygen storage component absorbs and releases oxygen, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalytic converter varies somewhat from the stoichiometric air-fuel ratio, the three components of HC, CO, and NOx are reduced. It can be purified well.

また、高圧EGR触媒41および低圧EGR触媒45は、sootやSOF(Soluble Organic Fraction)などの、排気ガス中の粒子状物質(Particulate Matter)などを燃焼(酸化)させる機能も有している。高圧EGR触媒41や低圧EGR触媒45によって粒子状物質(以下「PM」と称する)を燃焼させて除去することにより、高圧EGR通路40や低圧EGR通路42、高圧EGRクーラ43、低圧EGRクーラ46、内燃機関10の吸気ポート、吸気弁などにデポジットが堆積することを十分に抑制することができる。   The high-pressure EGR catalyst 41 and the low-pressure EGR catalyst 45 also have a function of burning (oxidizing) particulate matter (Particulate Matter) in exhaust gas such as soot and SOF (Soluble Organic Fraction). By burning and removing particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) by the high pressure EGR catalyst 41 and the low pressure EGR catalyst 45, the high pressure EGR passage 40, the low pressure EGR passage 42, the high pressure EGR cooler 43, the low pressure EGR cooler 46, Accumulation of deposits on the intake port, intake valve, and the like of the internal combustion engine 10 can be sufficiently suppressed.

触媒コンバータは、経年使用により、その浄化性能が劣化していく。触媒コンバータの劣化度合いは、その触媒コンバータが吸蔵し得る最大の酸素量である酸素吸蔵容量(OSC:Oxygen Storage Capacity)と関係していることが知られている。すなわち、酸素吸蔵容量が低下しているほど、触媒コンバータの劣化が進行していると判定することができる。従って、各触媒コンバータの酸素吸蔵容量を測定することにより、その触媒コンバータの劣化を検出することができる。   The purification performance of catalytic converters deteriorates over time. It is known that the degree of deterioration of a catalytic converter is related to an oxygen storage capacity (OSC) which is the maximum amount of oxygen that can be stored by the catalytic converter. That is, it can be determined that the deterioration of the catalytic converter progresses as the oxygen storage capacity decreases. Therefore, the deterioration of the catalytic converter can be detected by measuring the oxygen storage capacity of each catalytic converter.

以下、本実施形態では、スタート触媒26および高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量を測定する場合の制御について説明する。本実施形態では、アクティブ空燃比制御を実行することにより、スタート触媒26および高圧EGR触媒41の各々の酸素吸蔵容量を同時に測定する。アクティブ空燃比制御とは、内燃機関10の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替える制御である。   Hereinafter, in the present embodiment, control when measuring the oxygen storage capacities of the start catalyst 26 and the high-pressure EGR catalyst 41 will be described. In this embodiment, the oxygen storage capacities of the start catalyst 26 and the high pressure EGR catalyst 41 are simultaneously measured by executing active air-fuel ratio control. The active air-fuel ratio control is a control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine 10 alternately between the rich side and the lean side with the theoretical air-fuel ratio interposed therebetween.

図2は、本実施形態のアクティブ空燃比制御実行中の、内燃機関10の制御目標空燃比、スタート触媒後O2センサ25の出力、および高圧EGR触媒後O2センサ39の出力の変動を示す図である。図2に示すように、アクティブ空燃比制御の実行中、ECU50は、内燃機関10の制御目標空燃比を、理論空燃比からリッチ側に所定の振幅ΔA/FRだけ離れた空燃比(以下、「リッチ空燃比」と称する)と、理論空燃比からリーン側に所定の振幅ΔA/FLだけ離れた空燃比(以下、「リーン空燃比」と称する)とに、強制的に且つ交互に切り替える。 FIG. 2 is a diagram showing fluctuations in the control target air-fuel ratio of the internal combustion engine 10, the output of the post-start catalyst O2 sensor 25, and the output of the post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 during execution of the active air-fuel ratio control of the present embodiment. is there. As shown in FIG. 2, during the execution of the active air-fuel ratio control, the ECU 50 sets the control target air-fuel ratio of the internal combustion engine 10 to an air-fuel ratio (hereinafter referred to as “the air-fuel ratio” separated from the theoretical air-fuel ratio to the rich side by a predetermined amplitude ΔA / F R Forcibly and alternately switch between the “rich air / fuel ratio” and the air / fuel ratio (hereinafter referred to as “lean air / fuel ratio”) separated from the theoretical air / fuel ratio by a predetermined amplitude ΔA / F L on the lean side. .

図2において、時刻t1以前においては、制御目標空燃比がリーン空燃比とされているので、内燃機関10は、空気過剰なリーン空燃比で運転される。このため、スタート触媒26には、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスが流入する。この余剰酸素をスタート触媒26が吸収することにより、スタート触媒26の下流は、ほぼ理論空燃比になる。しかしながら、スタート触媒26がそれ以上酸素を吸収できない状態(酸素が満杯の状態)になると、余剰酸素がスタート触媒26の下流側に流出し始める。その結果、スタート触媒後O2センサ25の出力がリッチからリーンに変化(反転)する(時刻t1)。これを契機として、制御目標空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替えられる。   In FIG. 2, before the time t1, the control target air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio, so the internal combustion engine 10 is operated at an air-excess lean air-fuel ratio. For this reason, a lean air-fuel ratio exhaust gas containing surplus oxygen flows into the start catalyst 26. As the surplus oxygen is absorbed by the start catalyst 26, the downstream of the start catalyst 26 becomes almost the stoichiometric air-fuel ratio. However, when the start catalyst 26 cannot absorb oxygen any more (oxygen is full), excess oxygen begins to flow downstream of the start catalyst 26. As a result, the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst changes (reverses) from rich to lean (time t1). As a trigger, the control target air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio.

制御目標空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替わると、内燃機関10は、燃料過剰なリッチ空燃比で運転される。このため、時刻t1以降、スタート触媒26には、酸素が不足し、余剰の未燃成分を含んだリッチ空燃比の排気ガスが流入する。スタート触媒26は、吸蔵していた酸素を放出することにより、余剰の未燃成分を浄化する。これにより、スタート触媒26の下流は、ほぼ理論空燃比になる。しかしながら、スタート触媒26に吸蔵されていた酸素が底をつくと、余剰の未燃成分がスタート触媒26の下流側に流出し始める。その結果、スタート触媒後O2センサ25の出力がリーンからリッチに変化(反転)する(時刻t3)。これを契機として、制御目標空燃比がリッチ空燃比からリーン空燃比に切り替えられる。   When the control target air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio, the internal combustion engine 10 is operated at a rich air-fuel ratio with excess fuel. For this reason, after the time t1, the start catalyst 26 runs out of oxygen and a rich air-fuel ratio exhaust gas containing surplus unburned components flows. The start catalyst 26 purifies excess unburned components by releasing the stored oxygen. As a result, the downstream of the start catalyst 26 becomes almost the stoichiometric air-fuel ratio. However, when the oxygen stored in the start catalyst 26 reaches the bottom, excess unburned components begin to flow out downstream of the start catalyst 26. As a result, the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst changes (reverses) from lean to rich (time t3). As a trigger, the control target air-fuel ratio is switched from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio.

以下、同様にして、スタート触媒後O2センサ25の出力の反転を契機として、制御目標空燃比がリッチ空燃比とリーン空燃比とに交互に切り替えられていく。すなわち、スタート触媒後O2センサ25の出力がリッチからリーンに反転したときに、制御目標空燃比はリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替えられ(図2中の時刻t5、t9)、スタート触媒後O2センサ25の出力がリーンからリッチに反転したときに、制御目標空燃比はリッチ空燃比からリーン空燃比に切り替えられる(時刻t7)。   Similarly, the control target air-fuel ratio is alternately switched between the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio, triggered by the reversal of the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst. That is, when the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 is reversed from rich to lean, the control target air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio (time t5, t9 in FIG. 2). When the output of the sensor 25 is reversed from lean to rich, the control target air-fuel ratio is switched from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio (time t7).

時刻t1においてはスタート触媒26の酸素は満杯になっており、時刻t3においてはスタート触媒26の酸素は空になっている。従って、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cは、時刻t1から時刻t3までの間にスタート触媒26から放出された酸素量に等しい。時刻t1から時刻t3までの間は、酸素が不足したリッチ空燃比の排気ガスがスタート触媒26に流入する。その酸素不足分を補填するように、スタート触媒26から酸素が放出される。 At time t1, the oxygen in the start catalyst 26 is full, and at time t3, the oxygen in the start catalyst 26 is empty. Therefore, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 is equal to the amount of oxygen released from the start catalyst 26 between time t1 and time t3. Between time t1 and time t3, the rich air-fuel ratio exhaust gas in which oxygen is insufficient flows into the start catalyst 26. Oxygen is released from the start catalyst 26 so as to compensate for the oxygen deficiency.

従って、単位期間当たりにスタート触媒26から放出される酸素の量は、スタート触媒26での単位期間当たりの酸素不足量に等しい。スタート触媒26での単位期間当たりの酸素不足量は、内燃機関10の単位期間当たりの酸素不足量に対応している。内燃機関10の単位期間当たりの酸素不足量は、リッチ側振幅ΔA/FR、燃料噴射量、空気中の酸素質量割合(約0.23)などの値に基づいて算出することができる。その算出された単位期間当たりの酸素不足量を時刻t1から時刻t3まで積算した値が、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t5と時刻t7との間においても、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cを算出することができる。 Therefore, the amount of oxygen released from the start catalyst 26 per unit period is equal to the oxygen shortage per unit period in the start catalyst 26. The oxygen deficiency per unit period in the start catalyst 26 corresponds to the oxygen deficiency per unit period of the internal combustion engine 10. Oxygen-deficient amount per unit period of the internal combustion engine 10 can be calculated based on the rich side amplitude .DELTA.A / F R, the fuel injection quantity, the value of such oxygen mass fraction of air (about 0.23). A value obtained by integrating the calculated oxygen shortage per unit period from time t1 to time t3 corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 can be calculated between time t5 and time t7.

また、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cは、次のようにして算出することもできる。時刻t3においてはスタート触媒26の酸素は空になっており、時刻t5においてはスタート触媒26の酸素は満杯になっている。従って、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cは、時刻t3から時刻t5までの間にスタート触媒26に吸収された酸素量に等しい。時刻t3から時刻t5までの間は、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスがスタート触媒26に流入し、その余剰酸素がスタート触媒26に吸収される。 The oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 can also be calculated as follows. At time t3, the oxygen in the start catalyst 26 is empty, and at time t5, the oxygen in the start catalyst 26 is full. Accordingly, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 is equal to the amount of oxygen absorbed by the start catalyst 26 from time t3 to time t5. During the period from time t3 to time t5, the lean air-fuel ratio exhaust gas containing surplus oxygen flows into the start catalyst 26, and the surplus oxygen is absorbed by the start catalyst 26.

従って、単位期間当たりにスタート触媒26に吸収される酸素の量は、スタート触媒26での単位期間当たりの酸素余剰量に等しい。スタート触媒26での単位期間当たりの酸素余剰量は、内燃機関10の単位期間当たりの酸素余剰量に対応している。内燃機関10の単位期間当たりの酸素余剰量は、リーン側振幅ΔA/FL、燃料噴射量、空気中の酸素質量割合などの値に基づいて算出することができる。その算出された単位期間当たりの酸素余剰量を時刻t3から時刻t5まで積算した値が、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t7と時刻t9との間においても、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cを算出することができる。 Therefore, the amount of oxygen absorbed in the start catalyst 26 per unit period is equal to the excess oxygen amount per unit period in the start catalyst 26. The oxygen surplus amount per unit period in the start catalyst 26 corresponds to the oxygen surplus amount per unit period of the internal combustion engine 10. The oxygen surplus amount per unit period of the internal combustion engine 10 can be calculated based on values such as the lean side amplitude ΔA / F L , the fuel injection amount, and the oxygen mass ratio in the air. A value obtained by integrating the calculated oxygen surplus amount per unit period from time t3 to time t5 corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 can be calculated between time t7 and time t9.

図2中に示す「スタート触媒のOSC算出カウンタ」は、上述した単位期間当たりのスタート触媒26の酸素放出量(または酸素吸収量)ΔOSCs/cの積算値の変化を表している。図2では、時刻t3、t5、t7、t9におけるΔOSCs/cの積算値が、それぞれ、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cの値に相当している。このようにして、アクティブ空燃比制御の実行中にΔOSCs/cの積算値を算出することにより、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cを繰り返し測定することができる。そして、それらの測定値の平均値を求めることにより、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cを精度良く算出することができる。 The “start catalyst OSC calculation counter” shown in FIG. 2 represents a change in the integrated value of the oxygen release amount (or oxygen absorption amount) ΔOSC s / c of the start catalyst 26 per unit period described above. In FIG. 2, the integrated values of ΔOSC s / c at times t3, t5, t7, and t9 correspond to the value of the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26, respectively. Thus, by calculating the integrated value of ΔOSC s / c during execution of the active air-fuel ratio control, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 can be repeatedly measured. Then, by obtaining the average value of these measured values, the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 can be accurately calculated.

一方、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCは、次のようにして算出することができる。図2中の時刻t0において、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力は、リッチからリーンへ変化している。すなわち、時刻t0の時点で、高圧EGR触媒41の酸素は満杯となっている。しかしながら、時刻t0以降も制御目標空燃比はリーン空燃比に維持される。そして、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するのを待って、制御目標空燃比がリッチ空燃比へ切り替えられる(時刻t1)。よって、リッチ空燃比の排気ガスが高圧EGR触媒41に流入し始めるのは、時刻t1以降である。   On the other hand, the oxygen storage capacity OSC of the high-pressure EGR catalyst 41 can be calculated as follows. At time t0 in FIG. 2, the output of the post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 changes from rich to lean. That is, at the time t0, the oxygen in the high pressure EGR catalyst 41 is full. However, the control target air-fuel ratio is maintained at the lean air-fuel ratio even after time t0. Then, the control target air-fuel ratio is switched to the rich air-fuel ratio after waiting for the output of the O2 sensor 25 to reverse after the start catalyst (time t1). Therefore, the rich air-fuel ratio exhaust gas starts to flow into the high-pressure EGR catalyst 41 after time t1.

その後、時刻t2になると、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力がリーンからリッチへ反転する。すなわち、時刻t2の時点で、高圧EGR触媒41の酸素は空となる。従って、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRは、時刻t1から時刻t2までの間に、高圧EGR触媒41から放出された酸素の量に等しい。この間、高圧EGR触媒41には、酸素が不足したリッチ空燃比の排気ガスが流入し、その酸素不足分を補填するようにして、高圧EGR触媒41から酸素が放出される。従って、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素放出量ΔOSCHEGRは、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素不足量に等しい。高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素不足量は、スタート触媒26での単位期間当たりの酸素不足量ΔOSCs/cと、高圧EGR率(内燃機関10から排出される排気ガスのうち、高圧EGR通路40に流入する排気ガスの割合)とに基づいて算出することができる。そのようにして算出された、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素不足量を時刻t1から時刻t2まで積算した値が、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t5と時刻t6との間においても、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを算出することができる。 Thereafter, at time t2, the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed from lean to rich. That is, at the time t2, the oxygen in the high pressure EGR catalyst 41 becomes empty. Therefore, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 is equal to the amount of oxygen released from the high-pressure EGR catalyst 41 between time t1 and time t2. During this time, the rich air-fuel ratio exhaust gas lacking oxygen flows into the high pressure EGR catalyst 41, and oxygen is released from the high pressure EGR catalyst 41 so as to compensate for the oxygen shortage. Therefore, the oxygen release amount ΔOSC HEGR per unit period in the high pressure EGR catalyst 41 is equal to the oxygen shortage amount per unit period in the high pressure EGR catalyst 41. The oxygen deficiency per unit period in the high pressure EGR catalyst 41 includes the oxygen deficiency ΔOSC s / c per unit period in the start catalyst 26 and the high pressure EGR rate (of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10, the high pressure And the ratio of the exhaust gas flowing into the EGR passage 40). A value obtained by integrating the oxygen shortage per unit period in the high pressure EGR catalyst 41 from time t1 to time t2 calculated in this way corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 can be calculated between time t5 and time t6.

また、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCは、次のようにして算出することもできる。図2中の時刻t2において、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力は、リーンからリッチへ変化している。すなわち、時刻t2の時点で、高圧EGR触媒41の酸素は空となっている。しかしながら、時刻t2以降も制御目標空燃比はリッチ空燃比に維持される。そして、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するのを待って、制御目標空燃比がリーン空燃比へ切り替えられる(時刻t3)。よって、リーン空燃比の排気ガスが高圧EGR触媒41に流入し始めるのは、時刻t3以降である。   Further, the oxygen storage capacity OSC of the high pressure EGR catalyst 41 can be calculated as follows. At time t2 in FIG. 2, the output of the post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 changes from lean to rich. That is, at the time t2, the oxygen in the high pressure EGR catalyst 41 is empty. However, the control target air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio even after time t2. Then, the control target air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio after waiting for the output of the O2 sensor 25 to reverse after the start catalyst (time t3). Therefore, the lean air-fuel ratio exhaust gas starts to flow into the high-pressure EGR catalyst 41 after time t3.

その後、時刻t4になると、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力がリッチからリーンへ反転する。すなわち、時刻t4の時点で、高圧EGR触媒41の酸素は満杯となる。従って、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRは、時刻t3から時刻t4までの間に、高圧EGR触媒41に吸収された酸素の量に等しい。この間、高圧EGR触媒41には、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスが流入し、その余剰酸素が高圧EGR触媒41に吸収される。従って、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素吸収量は、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素余剰量に等しい。高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素余剰量は、スタート触媒26での単位期間当たりの酸素余剰量ΔOSCs/cと、高圧EGR率とに基づいて算出することができる。そのようにして算出された、高圧EGR触媒41での単位期間当たりの酸素余剰量を時刻t3から時刻t4まで積算した値が、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t7と時刻t8との間においても、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを算出することができる。 Thereafter, at time t4, the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed from rich to lean. That is, at time t4, the oxygen in the high pressure EGR catalyst 41 is full. Therefore, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41 is equal to the amount of oxygen absorbed by the high pressure EGR catalyst 41 from time t3 to time t4. During this time, the lean air-fuel ratio exhaust gas containing surplus oxygen flows into the high pressure EGR catalyst 41, and the surplus oxygen is absorbed by the high pressure EGR catalyst 41. Therefore, the oxygen absorption amount per unit period in the high-pressure EGR catalyst 41 is equal to the oxygen surplus amount per unit period in the high-pressure EGR catalyst 41. The excess oxygen amount per unit period in the high-pressure EGR catalyst 41 can be calculated based on the excess oxygen amount ΔOSC s / c per unit period in the start catalyst 26 and the high-pressure EGR rate. A value obtained by integrating the excess oxygen amount per unit period in the high pressure EGR catalyst 41 from time t3 to time t4 calculated in this way corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 can be calculated between time t7 and time t8.

図2中に示す「高圧EGR触媒のOSC算出カウンタ」は、上述した単位期間当たりの高圧EGR触媒41の酸素放出量(または酸素吸収量)ΔOSCHEGRの積算値の変化を表している。図2では、時刻t2、t4、t6、t8におけるΔOSCHEGRの積算値が、それぞれ、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの値に相当している。このようにして、アクティブ空燃比制御の実行中にΔOSCHEGRの積算値を算出することにより、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを繰り返し測定することができる。そして、それらの測定値の平均値を求めることにより、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを精度良く算出することができる。 The “high-pressure EGR catalyst OSC calculation counter” shown in FIG. 2 represents a change in the integrated value of the oxygen release amount (or oxygen absorption amount) ΔOSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 per unit period described above. In Figure 2, the integrated value of ΔOSC HEGR at time t2, t4, t6, t8, respectively, corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR pressure EGR catalyst 41. Thus, by calculating the integrated value of ΔOSC HEGR during execution of the active air-fuel ratio control, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 can be repeatedly measured. And the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 can be calculated with high accuracy by obtaining the average value of these measured values.

図3は、上記の手法に従ってスタート触媒26および高圧EGR触媒41の劣化検出(酸素吸蔵容量の測定)を実行する際にECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図3に示すルーチンによれば、まず、内燃機関10の制御目標空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比へ、あるいはリーン空燃比からリッチ空燃比へ切り替える処理が実行される(ステップ100)。次いで、EGR触媒後O2センサ39の出力が反転したか否かが判定される(ステップ102)。   FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 when the deterioration detection (measurement of oxygen storage capacity) of the start catalyst 26 and the high-pressure EGR catalyst 41 is executed according to the above-described method. According to the routine shown in FIG. 3, first, a process of switching the control target air-fuel ratio of the internal combustion engine 10 from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio or from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio is executed (step 100). Next, it is determined whether or not the output of the post-EGR catalyst O2 sensor 39 has been reversed (step 102).

上記ステップ102で、EGR触媒後O2センサ39の出力がまだ反転していない場合には、EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するまで待機する。そして、EGR触媒後O2センサ39の出力が反転したことが認められた場合には、次に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転したか否かが判定される(ステップ104)。このステップ104で、スタート触媒後O2センサ25の出力がまだ反転していない場合には、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するまで待機する。   If the output of the post-EGR-catalyst O2 sensor 39 is not yet reversed in step 102, the process waits until the output of the post-EGR-catalyst O2 sensor 39 is reversed. If it is recognized that the output of the post-EGR catalyst O2 sensor 39 has been reversed, it is next determined whether or not the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 has been reversed (step 104). If the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 has not yet been reversed in step 104, the process waits until the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 is reversed.

上記ステップ104で、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転したことが認められた場合には、次に、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cと、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRとがそれぞれ算出される(ステップ106)。具体的には、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転した時点におけるΔOSCs/cの積算値が、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cの今回の測定値として読み込まれ、この今回の測定値と、前回までの測定値との平均値が、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cの値として記憶される。また、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転した時点におけるΔOSCHEGRの積算値が、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの今回の測定値として読み込まれ、この今回の測定値と、前回までの測定値との平均値が、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの値として記憶される。 If it is determined in the above step 104 that the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed, then the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 and the oxygen storage capacity OSC of the high pressure EGR catalyst 41 are next. HEGR is calculated (step 106). Specifically, the integrated value of ΔOSC s / c at the time when the output of the O 2 sensor 25 after the start catalyst is inverted is read as the current measured value of the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26, and this time The average value of the measured value and the previous measured value is stored as the value of the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26. Also, the integrated value of ΔOSC HEGR at the time when the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is inverted is read as the current measured value of the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41, and this measured value and the previous time The average value with the measured values up to is stored as the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41.

上記ステップ106の処理に続いて、スタート触媒26および高圧EGR触媒41の劣化検出の実行開始後の経過時間が所定時間に達したか否かが判別される(ステップ108)。この所定時間は、酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの測定回数(すなわち、両O2センサ25,39の反転回数)が、十分な測定精度が保証できるような必要回数に到達できるような時間として、予め設定されている。 Following the processing of step 106, it is determined whether or not the elapsed time after the start of detection of deterioration of the start catalyst 26 and the high pressure EGR catalyst 41 has reached a predetermined time (step 108). This predetermined time is a time that allows the number of measurements of the oxygen storage capacities OSC s / c and OSC HEGR (that is, the number of inversions of both the O2 sensors 25 and 39) to reach the required number of times to ensure sufficient measurement accuracy Are set in advance.

上記ステップ108において、上記経過時間が上記所定時間に達していないと判別された場合には、酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの測定回数が必要回数に達していないと判断できる。この場合には、酸素吸蔵容量の測定を続行する必要があるので、上記ステップ100以下の処理が再度実行される。なお、上記ステップ106および108の処理は実際上は瞬時に終了する。このため、上記ステップ108から上記ステップ100に戻る場合、時間的には、上記ステップ104でスタート触媒後O2センサ25の出力が反転したことが認められた直後に、上記ステップ100で内燃機関10の制御目標空燃比が切り替えられることとなる。 If it is determined in step 108 that the elapsed time has not reached the predetermined time, it can be determined that the number of measurements of the oxygen storage capacity OSC s / c and OSC HEGR has not reached the required number. In this case, since it is necessary to continue the measurement of the oxygen storage capacity, the processing after step 100 is executed again. Note that the processing of steps 106 and 108 is instantaneously ended in practice. For this reason, when returning from step 108 to step 100, the internal combustion engine 10 is detected in step 100 immediately after it is recognized in step 104 that the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed. The control target air-fuel ratio is switched.

一方、上記ステップ108で、上記経過時間が上記所定時間に達したと判別された場合には、酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの測定回数が必要回数に達したと判断できる。この場合には、本ルーチンによる、アクティブ空燃比制御を利用した劣化検出の実行が終了される。 On the other hand, if it is determined in step 108 that the elapsed time has reached the predetermined time, it can be determined that the number of measurements of the oxygen storage capacity OSC s / c and OSC HEGR has reached the required number. In this case, the execution of the deterioration detection using the active air-fuel ratio control by this routine is ended.

本実施形態は、上述した図2に示すように、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミング(時刻t0、t2、t4、t6、t8)が、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミング(時刻t1、t3、t5、t7、t9)より早くなるような状況のときに、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの測定を実行することを特徴としている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2 described above, when active air-fuel ratio control is executed, the timing (time t0, t2, t4, t6, t8) at which the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is inverted is reversed. The oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41 is measured in a situation where the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is earlier than the timing at which the output of the O2 sensor 25 is reversed (time t1, t3, t5, t7, t9). It is characterized by that.

これに対し、仮に、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングが、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングより早いとすると、次のような問題がある。   On the other hand, if the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed when the active air-fuel ratio control is executed, if the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed, There is a problem like this.

高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを正確に測定するためには、高圧EGR触媒41の酸素が満杯あるいは空になるまで、制御目標空燃比をリーン空燃比あるいはリッチ空燃比に維持することが必要である。従って、スタート触媒後O2センサ25の出力が高圧EGR触媒後O2センサ39の出力より前に反転した場合には、その後、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するまで、制御目標空燃比の切り替えを延期することが必要となる。このため、スタート触媒26の下流に、未浄化成分を多く含む排気ガスが流出することになる。 In order to accurately measure the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41, it is necessary to maintain the control target air-fuel ratio at a lean air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio until the oxygen of the high-pressure EGR catalyst 41 is full or empty. is necessary. Therefore, when the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed before the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst, the control target air-fuel ratio is maintained until the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed thereafter. It is necessary to postpone switching. For this reason, exhaust gas containing a large amount of unpurified components flows out downstream of the start catalyst 26.

すなわち、スタート触媒後O2センサ25の出力がリッチからリーンへ反転したとすると、その時点でスタート触媒26の酸素は満杯となっている。その後、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力がリッチからリーンへ反転するまでの間は、制御目標空燃比がリーン空燃比のままに維持される。つまり、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスがスタート触媒26に流入し続ける。従って、この間、スタート触媒26内の空燃比がリーンに偏るので、NOxを十分に浄化できなくなり、スタート触媒26の下流にNOxが流出する。   That is, if the output of the O2 sensor 25 is reversed from rich to lean after the start catalyst, the oxygen in the start catalyst 26 is full at that time. Thereafter, the control target air-fuel ratio is maintained at the lean air-fuel ratio until the output of the O2 sensor 39 after the high-pressure EGR catalyst reverses from rich to lean. That is, the lean air-fuel ratio exhaust gas containing surplus oxygen continues to flow into the start catalyst 26. Therefore, during this time, the air-fuel ratio in the start catalyst 26 is lean, so that NOx cannot be sufficiently purified, and NOx flows out downstream of the start catalyst 26.

一方、スタート触媒後O2センサ25の出力がリーンからリッチへ反転したとすると、その時点でスタート触媒26の酸素は空となっている。その後、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力がリーンからリッチへ反転するまでの間は、制御目標空燃比がリッチ空燃比のままに維持される。つまり、余剰の未燃成分を含んだリッチ空燃比の排気ガスがスタート触媒26に流入し続ける。従って、この間、スタート触媒26内の空燃比がリッチに偏るので、余剰の未燃成分(HC、CO)を十分に浄化できなくなり、スタート触媒26の下流にHCやCOが流出する。   On the other hand, if the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed from lean to rich, the oxygen in the start catalyst 26 is empty at that time. Thereafter, the control target air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio until the output of the O2 sensor 39 after the high-pressure EGR catalyst reverses from lean to rich. That is, rich air-fuel ratio exhaust gas containing excess unburned components continues to flow into the start catalyst 26. Accordingly, during this time, the air-fuel ratio in the start catalyst 26 is richly biased, so that excess unburned components (HC, CO) cannot be sufficiently purified, and HC and CO flow out downstream of the start catalyst 26.

スタート触媒26の下流側に流出した未浄化成分は、アンダーフロア触媒27において浄化される。しかしながら、その浄化率は必ずしも100%ではないので、アンダーフロア触媒27の下流側にも多少の未浄化成分が流出する。それゆえ、スタート触媒26の下流側に流出する未浄化成分の量は、できるだけ少ないことが望ましい。   Unpurified components that have flowed out downstream of the start catalyst 26 are purified by the underfloor catalyst 27. However, since the purification rate is not necessarily 100%, some unpurified components also flow out downstream of the underfloor catalyst 27. Therefore, it is desirable that the amount of unpurified components flowing out downstream of the start catalyst 26 is as small as possible.

以上述べたように、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量を測定するためにアクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングが、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングより早いとすると、スタート触媒26の下流側に未浄化成分が排出されることになる。   As described above, when active air-fuel ratio control is executed to measure the oxygen storage capacity of the high-pressure EGR catalyst 41, the timing at which the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed is the O2 sensor 39 after the high-pressure EGR catalyst. As a result, the unpurified component is discharged to the downstream side of the start catalyst 26.

これに対し、本実施形態では、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転する以前に高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するような状況のときに、アクティブ空燃比制御の実行を許可し、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量を測定することを特徴としている。このため、スタート触媒26の下流側に未浄化成分が流出することを確実に抑制することができる。   In contrast, in the present embodiment, when active air-fuel ratio control is executed, the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed before the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed. In addition, the execution of the active air-fuel ratio control is permitted, and the oxygen storage capacity of the high-pressure EGR catalyst 41 is measured. For this reason, it is possible to reliably suppress the unpurified component from flowing out to the downstream side of the start catalyst 26.

スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cが大きくなるにつれて、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングは遅くなる。これに対し、スタート触媒26を通過する排気ガス流量FRs/cが多くなるにつれて、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングは早くなる。また、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRが大きくなるにつれて、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングは遅くなる。一方、高圧EGR触媒41を通過する排気ガス流量FRHEGRが多くなるにつれて、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングは早くなる。 As the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 increases, the timing at which the output of the O 2 sensor 25 after the start catalyst is reversed is delayed. On the other hand, as the exhaust gas flow rate FR s / c passing through the start catalyst 26 increases, the timing at which the output of the O 2 sensor 25 after the start catalyst is reversed becomes earlier. Further, as the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41 increases, the timing at which the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed is delayed. On the other hand, as the exhaust gas flow rate FR HEGR passing through the high pressure EGR catalyst 41 increases, the timing at which the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed is advanced .

従って、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転する以前に高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するためには、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cと、スタート触媒26を通過する排気ガス流量FRs/cと、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRと、高圧EGR触媒41を通過する排気ガス流量FRHEGRとの間に、次式のような条件が成立すればよい。
OSCs/c/FRs/c≧OSCHEGR/FRHEGR ・・・(1)
Therefore, in the case of executing the active air-fuel ratio control, in order to output the high-pressure EGR catalyst after O2 sensor 39 is inverted before the output of the start catalyst after O2 sensor 25 is inverted, the oxygen storage capacity OSC s of the start catalyst 26 / a c, and the exhaust gas flow rate FR s / c to pass through the start catalyst 26, the oxygen storage capacity OSC HEGR pressure EGR catalyst 41, between the exhaust gas flow rate FR HEGR passing through a high-pressure EGR catalyst 41, the following equation It is sufficient to satisfy the following conditions.
OSC s / c / FR s / c ≧ OSC HEGR / FR HEGR (1)

上記(1)式は、次式のように変形することができる。
OSCs/c×FRHEGR/FRs/c≧OSCHEGR ・・・(2)
The above equation (1) can be modified as the following equation.
OSC s / c × FR HEGR / FR s / c ≧ OSC HEGR (2)

上記(2)式が成立している場合には、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転する以前に高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転する。従って、この場合には、大気中への未浄化成分の排出を確実に防止しつつ、アクティブ空燃比制御を実行して高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定することができる。 When the above equation (2) is satisfied, when active air-fuel ratio control is executed, the output of the high pressure EGR post-catalyst O2 sensor 39 is inverted before the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 is inverted. Therefore, in this case, it is possible to measure the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 by executing active air-fuel ratio control while reliably preventing discharge of unpurified components into the atmosphere.

これに対し、上記(2)式が不成立の場合、すなわち、下記(3)式が成立する場合には、アクティブ空燃比制御を実行した場合に、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングが、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングより早くなる。このため、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定するためにアクティブ空燃比制御を実行したとすると、スタート触媒26の下流側に未浄化成分が流出すると予測できる。
OSCs/c×FRHEGR/FRs/c<OSCHEGR ・・・(3)
On the other hand, when the above equation (2) is not established, that is, when the following equation (3) is established, the timing at which the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is inverted when the active air-fuel ratio control is executed. However, it is earlier than the timing at which the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is reversed. Therefore, if active air-fuel ratio control is executed to measure the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41, it can be predicted that unpurified components will flow out downstream of the start catalyst 26.
OSC s / c x FR HEGR / FR s / c <OSC HEGR (3)

そこで、本実施形態では、上記(3)式が成立している場合には、アクティブ空燃比制御の実行を禁止することとした。図4は、この機能を実現するためにECU50が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンによれば、まず、上記(3)式の成否が判定される(ステップ110)。   Therefore, in the present embodiment, when the above equation (3) is established, execution of the active air-fuel ratio control is prohibited. FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 to realize this function. According to this routine, first, the success or failure of the above equation (3) is determined (step 110).

上記ステップ110において、上記(3)式中のFRHEGR/FRs/c(以下「ガス量比」と称する)の値は、次のようにして求めることができる。ガス量比FRHEGR/FRs/cは、スタート触媒26を通過する排気ガス流量に対する、高圧EGR触媒41を通過する排気ガス流量の比を表す値である。ガス量比FRHEGR/FRs/cは、内燃機関10の運転状態(高圧EGR弁44の開度、エンジン回転数、吸入空気量など)に応じて変化する。よって、そのような運転状態パラメータと、ガス量比FRHEGR/FRs/cとの関係を予め調べておき、ECU50にマップとして記憶しておくことにより、現在の運転状態におけるガス量比FRHEGR/FRs/cを算出することができる。 In step 110, the value of FR HEGR / FR s / c (hereinafter referred to as “gas amount ratio”) in the above equation (3) can be obtained as follows. The gas amount ratio FR HEGR / FR s / c is a value representing the ratio of the exhaust gas flow rate passing through the high pressure EGR catalyst 41 to the exhaust gas flow rate passing through the start catalyst 26. The gas amount ratio FR HEGR / FR s / c varies depending on the operating state of the internal combustion engine 10 (opening of the high pressure EGR valve 44, engine speed, intake air amount, etc.). Therefore, the relationship between the operating state parameter and the gas amount ratio FR HEGR / FR s / c is examined in advance and stored in the ECU 50 as a map, whereby the gas amount ratio FR HEGR in the current operating state is stored. / FR s / c can be calculated.

また、上記ステップ110において、スタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cおよび高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRの値としては、前回の劣化検出時に図3に示すルーチンの処理によって算出されてECU50に記憶された値を用いることができる。スタート触媒26や高圧EGR触媒41の劣化はそれほど急激に進行することはないので、現在の酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの値は、前回の劣化検出時に算出された酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの値にほぼ等しいと考えてよい。従って、上記ステップ110においては、前回の劣化検出時に算出された酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの値を、現在の酸素吸蔵容量OSCs/cおよびOSCHEGRの値として代用することができる。 Further, in step 110, the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR the oxygen storage capacity OSC s / c and the high-pressure EGR catalyst 41 of the start catalyst 26, is calculated by the processing of the routine shown in FIG. 3 in the previous deterioration detection A value stored in the ECU 50 can be used. Since the deterioration of the start catalyst 26 and the high pressure EGR catalyst 41 does not proceed so rapidly, the values of the current oxygen storage capacity OSC s / c and OSC HEGR are the oxygen storage capacity OSC s calculated when the previous deterioration was detected. It can be considered to be approximately equal to the values of / c and OSC HEGR . Accordingly, in step 110, the value of the calculated oxygen storage capacity OSC s / c and OSC HEGR in the previous deterioration detection can be substituted for the current value of the oxygen storage capacity OSC s / c and OSC HEGR .

上記ステップ110では、上述したようにして得られるFRHEGR/FRs/c、OSCs/c、OSCHEGRの値を用いて、上記(3)式の成否が判定される。その結果、上記(3)式が成立していると判定された場合には、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定するためにアクティブ空燃比制御を実行したとすると、スタート触媒26の下流側に未浄化成分が流出すると予測できる。そこで、この場合には、EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定するためのアクティブ空燃比制御の実行が禁止される(ステップ112)。 In step 110, the success or failure of equation (3) is determined using the values of FR HEGR / FR s / c , OSC s / c , and OSC HEGR obtained as described above. As a result, when the equation (3) is determined to be satisfied, and if you execute a active air-fuel ratio control in order to measure the oxygen storage capacity OSC HEGR pressure EGR catalyst 41, the start catalyst 26 It can be predicted that unpurified components will flow downstream. Therefore, in this case, execution of active air-fuel ratio control for measuring the oxygen storage capacity OSC HEGR of the EGR catalyst 41 is prohibited (step 112).

一方、上記ステップ110で、上記(3)式が不成立であると判定された場合には、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定するためにアクティブ空燃比制御を実行したとしても、スタート触媒26の下流側に未浄化成分が流出するおそれはないと予測できる。そこで、この場合には、EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRを測定するためのアクティブ空燃比制御の実行が許可される(ステップ114)。 On the other hand, if it is determined in step 110 that the expression (3) is not established, even if active air-fuel ratio control is executed to measure the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41, the start is started. It can be predicted that there is no risk of unpurified components flowing out downstream of the catalyst 26. Therefore, in this case, execution of active air-fuel ratio control for measuring the oxygen storage capacity OSC HEGR of the EGR catalyst 41 is permitted (step 114).

ところで、上述した実施の形態1においては、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRとスタート触媒26の酸素吸蔵容量OSCs/cとを同時に測定するようにしているが、本発明では、両者を別々に測定するようにしてもよい。 By the way, in Embodiment 1 described above, the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high pressure EGR catalyst 41 and the oxygen storage capacity OSC s / c of the start catalyst 26 are measured simultaneously. You may make it measure separately.

また、上述した実施の形態1においては、スタート触媒後O2センサ25の出力が反転するタイミングが、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するタイミングより早くなるかどうかを上記ステップ110の処理によって事前に予測するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明では、上記ステップ110のような事前予測をせずにアクティブ空燃比制御を開始し、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力が反転するより前にスタート触媒後O2センサ25の出力が反転したことが実際に検出された場合には、アクティブ空燃比制御の実行を禁止するようにしてもよい。   Further, in the above-described first embodiment, whether or not the timing at which the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is inverted is earlier than the timing at which the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is inverted is determined by the process of step 110 described above. The prediction is made in advance, but the present invention is not limited to this. For example, in the present invention, the active air-fuel ratio control is started without performing the prior prediction as in step 110, and the output of the post-start catalyst O2 sensor 25 is changed before the output of the post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 is reversed. When it is actually detected that the rotation has been reversed, the execution of the active air-fuel ratio control may be prohibited.

また、上述した実施の形態1においては、高圧EGR触媒後O2センサ39が前記第1の発明における「EGR触媒後排気ガスセンサ」に、高圧EGR触媒41が前記第1乃至第3の発明における「EGR触媒」に、高圧EGR通路40が前記第1および第4の発明における「EGR通路」に、スタート触媒26が前記第2および第3の発明における「排気浄化触媒」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、図3に示すルーチンの処理を実行することにより前記第1の発明における「EGR触媒酸素吸蔵容量測定手段」並びに前記第2および第3の発明における「アクティブ空燃比制御手段」が、上記ステップ110の処理を実行することにより前記第3の発明における「ガス量比取得手段」が、上記ステップ110および112の処理を実行することにより前記第2および第3の発明における「アクティブ空燃比制御禁止手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the post-high pressure EGR catalyst O2 sensor 39 is the “post-EGR catalyst exhaust gas sensor” in the first invention, and the high pressure EGR catalyst 41 is the “EGR” in the first to third inventions. The high pressure EGR passage 40 corresponds to the “catalyst”, the “EGR passage” in the first and fourth inventions, and the start catalyst 26 corresponds to the “exhaust purification catalyst” in the second and third inventions. Further, when the ECU 50 executes the routine shown in FIG. 3, the “EGR catalyst oxygen storage capacity measuring means” in the first invention and the “active air-fuel ratio control means” in the second and third inventions are provided. By executing the processing of step 110, the “gas amount ratio acquisition means” in the third aspect of the invention executes the processing of steps 110 and 112, and the “active sky” in the second and third aspects of the invention. "Fuel ratio control prohibiting means" is realized.

実施の形態2.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、実施の形態1と同様に、図1に示す構成である。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態では、アクティブ空燃比制御を実行することにより、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量を測定する。図5は、本実施形態のアクティブ空燃比制御実行中の、内燃機関10の制御目標空燃比、スタート触媒後O2センサ25の出力、および低圧EGR触媒後O2センサ48の出力の変動を示す図である。   In this embodiment, the oxygen storage capacity of the low pressure EGR catalyst 45 is measured by executing active air-fuel ratio control. FIG. 5 is a diagram showing fluctuations in the control target air-fuel ratio of the internal combustion engine 10, the output of the start post-catalyst O2 sensor 25, and the output of the low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 during execution of the active air-fuel ratio control of the present embodiment. is there.

図5中の時刻t1において、低圧EGR触媒45の酸素が満杯となり、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力がリッチからリーンに反転している。これを契機として、制御目標空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替えられる。これにより、時刻t1以降、スタート触媒26には、余剰の未燃成分を含んだリッチ空燃比の排気ガスが流入する。スタート触媒26は、吸蔵していた酸素を放出することにより、その余剰の未燃成分を浄化する。このため、低圧EGR触媒45には、酸素の過不足のない理論空燃比の排気ガスが流入する。   At time t1 in FIG. 5, the oxygen of the low pressure EGR catalyst 45 is full, and the output of the O2 sensor 48 after the low pressure EGR catalyst is reversed from rich to lean. As a trigger, the control target air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio. Thereby, after time t1, the rich air-fuel ratio exhaust gas containing surplus unburned components flows into the start catalyst 26. The start catalyst 26 purifies the excess unburned components by releasing the stored oxygen. Therefore, the stoichiometric air-fuel ratio exhaust gas without oxygen excess or deficiency flows into the low pressure EGR catalyst 45.

その後、時刻t2において、スタート触媒後O2センサ25の出力がリーンからリッチに反転する。これは、スタート触媒26に吸蔵されていた酸素が底をつき、余剰の未燃成分がスタート触媒26の下流側に流出し始めたことを表している。従って、時刻t2以降、低圧EGR触媒45に、余剰の未燃成分を含んだリッチ空燃比の排気ガスが流入し始める。低圧EGR触媒45は、吸蔵していた酸素を放出することにより、その余剰の未燃成分を浄化する。その後、時刻t3において、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力がリーンからリッチに反転する。これは、低圧EGR触媒45に吸蔵されていた酸素が底をつき、余剰の未燃成分が低圧EGR触媒45の下流側に流出し始めたことを表している。   Thereafter, at time t2, the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed from lean to rich. This indicates that the oxygen stored in the start catalyst 26 has bottomed out, and excess unburned components have started to flow out downstream of the start catalyst 26. Accordingly, after time t2, the rich air-fuel ratio exhaust gas containing excess unburned components starts to flow into the low-pressure EGR catalyst 45. The low pressure EGR catalyst 45 purifies surplus unburned components by releasing the stored oxygen. Thereafter, at time t3, the output of the O2 sensor 48 after the low pressure EGR catalyst is inverted from lean to rich. This indicates that oxygen stored in the low pressure EGR catalyst 45 has bottomed out, and excess unburned components have started to flow out downstream of the low pressure EGR catalyst 45.

時刻t3における低圧EGR触媒後O2センサ48の出力の反転を契機として、制御目標空燃比がリッチ空燃比からリーン空燃比に切り替えられる。これにより、時刻t3以降、スタート触媒26には、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスが流入する。この余剰酸素をスタート触媒26が吸収する。スタート触媒26の酸素が満杯になると、余剰酸素がスタート触媒26の下流側に流出し始める結果、スタート触媒後O2センサ25の出力がリッチからリーンに反転する(時刻t4)。この時刻t4以降、低圧EGR触媒45には、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気ガスが流入し、その余剰酸素を低圧EGR触媒45が吸収する。低圧EGR触媒45の酸素が満杯になると、余剰酸素が低圧EGR触媒45の下流側に流出し始める結果、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力がリッチからリーンに反転する(時刻t5)。これを契機として、制御目標空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替えられる。   The control target air-fuel ratio is switched from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio triggered by the reversal of the output of the O2 sensor 48 after the low-pressure EGR catalyst at time t3. Thus, after time t3, the exhaust gas having a lean air-fuel ratio containing excess oxygen flows into the start catalyst 26. The excess oxygen is absorbed by the start catalyst 26. When the oxygen in the start catalyst 26 becomes full, surplus oxygen begins to flow out downstream of the start catalyst 26. As a result, the output of the O2 sensor 25 after the start catalyst is reversed from rich to lean (time t4). After this time t4, the lean air-fuel ratio exhaust gas containing surplus oxygen flows into the low pressure EGR catalyst 45, and the surplus oxygen is absorbed by the low pressure EGR catalyst 45. When the oxygen in the low pressure EGR catalyst 45 becomes full, excess oxygen begins to flow out downstream of the low pressure EGR catalyst 45. As a result, the output of the O2 sensor 48 after the low pressure EGR catalyst is reversed from rich to lean (time t5). As a trigger, the control target air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio.

このように、本実施形態では、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力の反転を契機として、制御目標空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比とに交互に切り替えるようにする。   Thus, in the present embodiment, the control target air-fuel ratio is alternately switched between the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio in response to the inversion of the output of the post-low-pressure EGR catalyst O2 sensor 48.

低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCは、次のようにして算出することができる。時刻t2においては低圧EGR触媒45の酸素は満杯になっており、時刻t3においては低圧EGR触媒45の酸素は空になっている。従って、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRは、時刻t2から時刻t3までの間に、低圧EGR触媒45から放出された酸素の量に等しい。低圧EGR触媒45での単位期間当たりの酸素放出量(すなわち酸素不足量)ΔOSCLEGRは、リッチ側振幅ΔA/FR、燃料噴射量、空気中の酸素質量割合、低圧EGR率(内燃機関10から排出される排気ガスのうち、低圧EGR通路42に流入する排気ガスの割合)などの値に基づいて算出することができる。その算出された単位期間当たりの酸素放出量を時刻t2から時刻t3まで積算した値が、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t6と時刻t7との間においても、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRを算出することができる。 The oxygen storage capacity OSC of the low pressure EGR catalyst 45 can be calculated as follows. At time t2, the oxygen in the low pressure EGR catalyst 45 is full, and at time t3, the oxygen in the low pressure EGR catalyst 45 is empty. Therefore, the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low-pressure EGR catalyst 45 is equal to the amount of oxygen released from the low-pressure EGR catalyst 45 from time t2 to time t3. The oxygen release amount per unit period (that is, the oxygen shortage amount) ΔOSC LEGR in the low pressure EGR catalyst 45 is the rich side amplitude ΔA / F R , the fuel injection amount, the oxygen mass ratio in the air, the low pressure EGR rate (from the internal combustion engine 10). It can be calculated based on a value such as a ratio of the exhaust gas flowing into the low pressure EGR passage 42 among the exhaust gas discharged. A value obtained by integrating the calculated oxygen release amount per unit period from time t2 to time t3 corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45 can be calculated between time t6 and time t7.

また、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCは、次のようにして算出することもできる。時刻t4においては低圧EGR触媒45の酸素は空になっており、時刻t5においては低圧EGR触媒45の酸素は満杯となっている。従って、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRは、時刻t4から時刻t5までの間に、低圧EGR触媒45に吸収された酸素の量に等しい。低圧EGR触媒45での単位期間当たりの酸素吸収量(すなわち酸素余剰量)ΔOSCLEGRは、リーン側振幅ΔA/FL、燃料噴射量、空気中の酸素質量割合、低圧EGR率に基づいて算出することができる。その算出された単位期間当たりの酸素吸収量ΔOSCLEGRを時刻t4から時刻t5まで積算した値が、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRの値に相当する。同様の計算を行うことにより、時刻t8と時刻t9との間においても、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRを算出することができる。 Further, the oxygen storage capacity OSC of the low-pressure EGR catalyst 45 can be calculated as follows. At time t4, the oxygen in the low pressure EGR catalyst 45 is empty, and at time t5, the oxygen in the low pressure EGR catalyst 45 is full. Therefore, the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45 is equal to the amount of oxygen absorbed by the low pressure EGR catalyst 45 from time t4 to time t5. The oxygen absorption amount (that is, the oxygen surplus amount) ΔOSC LEGR per unit period in the low pressure EGR catalyst 45 is calculated based on the lean side amplitude ΔA / F L , the fuel injection amount, the oxygen mass ratio in the air, and the low pressure EGR rate. be able to. A value obtained by integrating the calculated oxygen absorption amount ΔOSC LEGR per unit period from time t4 to time t5 corresponds to the value of the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45. By performing the same calculation, the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45 can be calculated between time t8 and time t9.

上述したように、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRを測定するためには、低圧EGR触媒45にリッチ空燃比またはリーン空燃比の排気ガスを流入させることが必要となる。すなわち、スタート触媒26の下流側に、未浄化成分を含んだ排気ガスを流出させることが必要となる。このため、スタート触媒26の下流側に流出した未浄化成分をアンダーフロア触媒27で確実に浄化することが重要である。そのためには、アンダーフロア触媒27の酸素が空または満杯になることを避けなければならない。 As described above, in order to measure the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low-pressure EGR catalyst 45, it is necessary to allow the exhaust gas having a rich air-fuel ratio or a lean air-fuel ratio to flow into the low-pressure EGR catalyst 45. That is, it is necessary to discharge exhaust gas containing unpurified components downstream of the start catalyst 26. For this reason, it is important to reliably purify the unpurified components that have flowed out downstream of the start catalyst 26 with the underfloor catalyst 27. For this purpose, it is necessary to prevent the oxygen in the underfloor catalyst 27 from becoming empty or full.

アンダーフロア触媒27の酸素が空または満杯になることを避けるには、スタート触媒26の下流側にリッチ空燃比またはリーン空燃比の排気ガスが流れる期間がなるべく短い方がよい。スタート触媒26の下流側にリッチ空燃比またはリーン空燃比の排気ガスが流れる期間を短くするためには、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力が反転するタイミングを早くすることが必要である。低圧EGR触媒45を通過する排気ガス流量が多いほど、低圧EGR触媒後O2センサ48の出力が反転するタイミングは早くなる。   In order to avoid the oxygen in the underfloor catalyst 27 being empty or full, it is preferable that the period during which the rich air-fuel ratio or lean air-fuel ratio exhaust gas flows downstream of the start catalyst 26 is as short as possible. In order to shorten the period during which the rich air-fuel ratio or lean air-fuel ratio flows in the downstream side of the start catalyst 26, it is necessary to advance the timing at which the output of the O2 sensor 48 after the low pressure EGR catalyst is reversed. As the flow rate of exhaust gas passing through the low pressure EGR catalyst 45 increases, the timing at which the output of the O2 sensor 48 after the low pressure EGR catalyst is reversed is earlier.

以上のようなことから、本実施形態においては、低圧EGR通路42によるEGR量が比較的多い運転状態のときにのみ、低圧EGR触媒45の酸素吸蔵容量OSCLEGRの測定を実行することが望ましい。 As described above, in the present embodiment, it is desirable to execute the measurement of the oxygen storage capacity OSC LEGR of the low pressure EGR catalyst 45 only in an operation state in which the amount of EGR by the low pressure EGR passage 42 is relatively large.

上述した実施の形態2においては、低圧EGR触媒後O2センサ48が前記第1の発明における「EGR触媒後排気ガスセンサ」に、低圧EGR触媒45が前記第1の発明における「EGR触媒」に、低圧EGR通路42が前記第1および第5の発明における「EGR通路」に、それぞれ相当している。   In the second embodiment described above, the low-pressure EGR post-catalyst O2 sensor 48 is the “EGR post-catalyst exhaust gas sensor” in the first invention, and the low-pressure EGR catalyst 45 is the “EGR catalyst” in the first invention. The EGR passage 42 corresponds to the “EGR passage” in the first and fifth inventions, respectively.

実施の形態3.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、実施の形態1と同様に、図1に示す構成である。
Embodiment 3 FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態では、アクティブ空燃比制御を実行することなしに、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量を測定する。図6は、本実施形態において高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量を測定する方法を説明するための図である。図6中の時刻t1において、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力はリーンになっている。この時刻t1の時点でEGR制御実行フラグがONとなり、高圧EGRが開始される。すなわち、時刻t1から高圧EGR触媒41に排気ガスが流入し始める。ここで、内燃機関10は、燃料増量が実施され、リッチ空燃比で運転されているものとする。よって、高圧EGR触媒41に流入する排気ガスは、理論空燃比よりリッチであり、酸素が不足しているものとする。この酸素不足分を補填するようにして、高圧EGR触媒41から酸素が放出されていく。そして、時刻t2において、高圧EGR触媒41の酸素が空となり、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力がリーンからリッチへ反転する。   In the present embodiment, the oxygen storage capacity of the high pressure EGR catalyst 41 is measured without executing active air-fuel ratio control. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of measuring the oxygen storage capacity of the high-pressure EGR catalyst 41 in the present embodiment. At time t1 in FIG. 6, the output of the O2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is lean. At this time t1, the EGR control execution flag is turned ON, and the high pressure EGR is started. That is, the exhaust gas starts to flow into the high pressure EGR catalyst 41 from time t1. Here, it is assumed that the internal combustion engine 10 is operated with a rich air-fuel ratio after fuel increase. Therefore, it is assumed that the exhaust gas flowing into the high pressure EGR catalyst 41 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio and lacks oxygen. Oxygen is released from the high-pressure EGR catalyst 41 so as to compensate for this oxygen deficiency. At time t2, the oxygen of the high pressure EGR catalyst 41 becomes empty, and the output of the O 2 sensor 39 after the high pressure EGR catalyst is inverted from lean to rich.

時刻t1から時刻t2までの間に、単位期間当たりに高圧EGR触媒41から放出される酸素の量ΔOSCHEGRは、実施の形態1と同様にして算出することができる。このΔOSCHEGRを時刻t1から時刻t2まで積算することにより、時刻t1から時刻t2までの間に高圧EGR触媒41から放出された酸素の量(以下「酸素総放出量」と称する)を求めることができる。 Between time t1 and time t2, the amount of oxygen ΔOSC HEGR released from the high pressure EGR catalyst 41 per unit period can be calculated in the same manner as in the first embodiment. By integrating this ΔOSC HEGR from time t1 to time t2, that determine the amount of oxygen released from the high-pressure EGR catalyst 41 during the period from time t1 to time t2 (hereinafter referred to as "oxygen total release") it can.

時刻t1の時点では、高圧EGR触媒41の酸素が満杯であるとは限らない。このため、上述した酸素総放出量が高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRに等しいとは限らない。しかしながら、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRは、少なくとも、上述した酸素総放出量以上の値であると言うことができる。 At time t1, the oxygen in the high-pressure EGR catalyst 41 is not always full. For this reason, the total oxygen release amount described above is not necessarily equal to the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41. However, the oxygen storage capacity OSC HEGR pressure EGR catalyst 41, at least, can be said to be above oxygen total release more values.

図6について更に説明すると、時刻t3において、燃料カットフラグがONとされ、内燃機関10の燃料カットが開始される。よって、時刻t3以降、高圧EGR触媒41には、燃料を含まない空気が流入する。この流入した空気中の酸素が、高圧EGR触媒41に吸収されていく。時刻t4の時点で、EGR制御実行フラグがOFFとなり、高圧EGRが停止される。すなわち、時刻t4の時点で、高圧EGR触媒41へのガス(空気)の流入が停止する。この時刻t4の時点で、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力は、まだリッチからリーンへ反転していない。   6 will be further described. At time t3, the fuel cut flag is turned ON, and the fuel cut of the internal combustion engine 10 is started. Therefore, after time t3, air containing no fuel flows into the high-pressure EGR catalyst 41. This inflowing oxygen in the air is absorbed by the high-pressure EGR catalyst 41. At time t4, the EGR control execution flag is turned OFF, and the high pressure EGR is stopped. That is, the flow of gas (air) into the high pressure EGR catalyst 41 is stopped at time t4. At the time t4, the output of the post-high pressure EGR catalyst O 2 sensor 39 has not yet reversed from rich to lean.

燃料カット実行中において高圧EGR触媒41を通過する空気流量は、吸入空気量、高圧EGR弁44開度、エンジン回転数等に基づいて算出することができる。そして、高圧EGR触媒41を通過する空気流量に空気中の酸素質量割合を乗じた値を時刻t3から時刻t4まで積算することにより、時刻t3から時刻t4までの間に高圧EGR触媒41に吸収された酸素の量(以下「酸素総吸収量」と称する)を求めることができる。   The flow rate of air passing through the high-pressure EGR catalyst 41 during the fuel cut can be calculated based on the intake air amount, the high-pressure EGR valve 44 opening degree, the engine speed, and the like. Then, by integrating the value obtained by multiplying the air flow rate passing through the high pressure EGR catalyst 41 by the oxygen mass ratio in the air from time t3 to time t4, it is absorbed by the high pressure EGR catalyst 41 from time t3 to time t4. The amount of oxygen (hereinafter referred to as “total oxygen absorption”) can be determined.

図6に示す例では、時刻t4の時点で、高圧EGR触媒後O2センサ39の出力は、まだリッチからリーンへ反転していない。すなわち、時刻t4の時点で、高圧EGR触媒41の酸素はまだ満杯とは限らない。よって、上述した酸素総吸収量は、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRに等しいとは限らない。しかしながら、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量OSCHEGRは、少なくとも、上述した酸素総吸収量以上の値であると言うことができる。 In the example shown in FIG. 6, at time t4, the output of the post-high pressure EGR catalyst post-O2 sensor 39 has not yet reversed from rich to lean. That is, at time t4, the oxygen in the high pressure EGR catalyst 41 is not always full. Therefore, the total oxygen absorption amount described above is not necessarily equal to the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41. However, it can be said that the oxygen storage capacity OSC HEGR of the high-pressure EGR catalyst 41 is at least a value equal to or greater than the total oxygen absorption amount described above.

本実施形態では、上述したようにして、燃料増量が実行された場合には酸素総放出量を測定し、燃料カットが実行された場合には酸素総吸収量を測定する。上述したように、酸素吸蔵容量OSCHEGRは、少なくとも、酸素総放出量あるいは酸素総吸収量以上の値である。そこで、本実施形態では、これまでに測定された酸素総放出量あるいは酸素総吸収量のうちの最大値(以下「最大測定値」と称する)を、酸素吸蔵容量OSCHEGRの値として代用することとした。すなわち、酸素総放出量あるいは酸素総吸収量が新たに測定された場合には、その新たな測定値をこれまでの最大測定値と比較し、新たな測定値がこれまでの最大測定値を超える場合には、最大測定値を更新する。そして、この最大測定値を酸素吸蔵容量OSCHEGRの値として扱うことにより、触媒劣化判定を行うことができる。 In this embodiment, as described above, the total oxygen release amount is measured when the fuel increase is executed, and the total oxygen absorption amount is measured when the fuel cut is executed. As described above, the oxygen storage capacity OSC HEGR is at least a value equal to or greater than the total oxygen release amount or the total oxygen absorption amount. Therefore, in this embodiment, the maximum value (hereinafter referred to as “maximum measurement value”) of the total oxygen release amount or the total oxygen absorption amount measured so far is used as the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR. It was. In other words, when the total oxygen release or total oxygen absorption is newly measured, the new measured value is compared with the previous maximum measured value, and the new measured value exceeds the previous maximum measured value. If so, update the maximum measurement. Then, by treating this maximum measured value as the value of the oxygen storage capacity OSC HEGR , it is possible to determine the catalyst deterioration.

実施の形態4.
次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、実施の形態1と同様に、図1に示す構成であるものとするが、本実施形態は、高圧EGR触媒41の劣化検出と、低圧EGR触媒45の劣化検出との何れにも適用することができる。そこで、以下の説明では、高圧EGRと低圧EGRとを区別せず、単に「EGR触媒」「EGR触媒後O2センサ」などと記す。
Embodiment 4 FIG.
Next, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 to FIG. 9. The difference from the above-described embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be simplified. Or omit. The hardware configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but in this embodiment, the deterioration detection of the high-pressure EGR catalyst 41 and the deterioration detection of the low-pressure EGR catalyst 45 are performed. It can be applied to both. Therefore, in the following description, the high pressure EGR and the low pressure EGR are not distinguished from each other, and are simply referred to as “EGR catalyst”, “EGR post-catalyst O 2 sensor”, or the like.

EGR触媒には、経年により、排気ガス中のマンガン等の成分が付着堆積する場合がある。マンガン等の成分は、特に、EGR触媒の入口付近の、排気ガスが衝突する部位に付着し易い。この付着物が堆積すると、EGR触媒の通気抵抗が増大し、EGRガスが流れにくくなる場合がある。このため、場合によっては、エンジン制御の内容を補正したり、運転者に警告して修理を促したりする必要がある。   Depending on the EGR catalyst, components such as manganese in the exhaust gas may adhere and accumulate over time. In particular, components such as manganese are likely to adhere to a portion where the exhaust gas collides near the inlet of the EGR catalyst. If this deposit accumulates, the ventilation resistance of the EGR catalyst increases and the EGR gas may not flow easily. For this reason, in some cases, it is necessary to correct the contents of the engine control or warn the driver to urge repair.

前述したように、EGR触媒後O2センサは、そのセンサ素子を活性温度まで昇温させるためのヒータを備えている。ECU50は、センサ素子の温度が活性温度より低い場合には、センサ素子の温度が活性温度まで上昇するように、ヒータへの通電をフィードバック制御する。   As described above, the post-EGR catalyst O2 sensor includes a heater for raising the temperature of the sensor element to the activation temperature. When the temperature of the sensor element is lower than the activation temperature, the ECU 50 feedback-controls energization to the heater so that the temperature of the sensor element rises to the activation temperature.

内燃機関10において燃料カットが実行された場合には、空気がEGR触媒に流入し、EGR触媒後O2センサが冷やされるので、ヒータへ通電してセンサ素子を暖める制御が実行される。このとき、EGR触媒の通気抵抗が大きいほど、通過する空気流量が少なくなるので、EGR触媒後O2センサが冷やされにくい。その結果、センサ素子の温度を活性温度まで上昇させるのに必要なヒータへの総通電量(以下「ヒータ制御量」と称する)が少なくなる。そこで、本実施形態では、燃料カット実行中のヒータ制御量に基づいて、EGR触媒の通気抵抗を判定することとした。   When the fuel cut is executed in the internal combustion engine 10, air flows into the EGR catalyst, and the O2 sensor is cooled after the EGR catalyst, so that the heater is energized to control the sensor element to be warmed. At this time, the greater the airflow resistance of the EGR catalyst, the smaller the air flow rate passing therethrough, so that the O2 sensor after the EGR catalyst is less likely to be cooled. As a result, the total energization amount to the heater (hereinafter referred to as “heater control amount”) required to raise the temperature of the sensor element to the activation temperature is reduced. Therefore, in this embodiment, the ventilation resistance of the EGR catalyst is determined based on the heater control amount during the fuel cut.

図7は、上記の機能を実現するためにECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図7に示すルーチンは、内燃機関10の燃料カットが行われている場合に実行されるものとする。このルーチンによれば、まず、EGR触媒のOBD(On-Board Diagnostic)を実施する必要があるか否かが判定される(ステップ120)。OBDを実施する必要がある場合には、次に、EGR触媒後O2センサのヒータ制御の実施状況が判定される(ステップ122)。このステップ122では、EGR触媒後O2センサのヒータ制御量が取得される。   FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 7 is executed when the fuel cut of the internal combustion engine 10 is performed. According to this routine, first, it is determined whether or not it is necessary to perform OBD (On-Board Diagnostic) of the EGR catalyst (step 120). If it is necessary to perform OBD, it is next determined whether the heater control of the O2 sensor after EGR catalyst is performed (step 122). In step 122, the heater control amount of the post-EGR catalyst O2 sensor is acquired.

ステップ122の処理に続いて、燃料カットの実施状況が判定される(ステップ124)。このステップ124では、燃料カット実行中のEGR弁開度、吸入空気量、エンジン回転数等が取得される。   Following the processing of step 122, the state of fuel cut execution is determined (step 124). In this step 124, the EGR valve opening, the intake air amount, the engine speed, etc. during the fuel cut are acquired.

上記ステップ124の処理に続いて、EGR触媒の通気抵抗が判定される(ステップ126)。EGR触媒を通過する空気流量が多いほど、EGR触媒後O2センサが冷やされるので、ヒータ制御量が大きくなる。ECU50には、EGR触媒を通過する空気流量と、ヒータ制御量との関係を予め調べて作成したマップが記憶されている。ステップ126では、まず、上記ステップ124で取得されたEGR弁開度、吸入空気量、エンジン回転数等に基づいて、EGR触媒を通過する空気流量の推定値が算出される。次いで、この推定空気流量と上記マップとに基づいて、推定空気流量からヒータ制御量を逆算する。そして、上記ステップ122で取得された実際のヒータ制御量と、推定空気流量から逆算したヒータ制御量とを比較する。実際のヒータ制御量が、推定空気流量から逆算したヒータ制御量より小さい場合には、実際の空気流量が推定空気流量より少なくなっていると判断することができる。そして、実際の空気流量が推定空気流量より少ないということは、EGR触媒の通気抵抗が増大していることを意味している。よって、推定空気流量から逆算したヒータ制御量と、実際のヒータ制御量との差が大きいほど、EGR触媒の通気抵抗が大きく、マンガン等の付着物が多いと判定することができる。   Following the process of step 124, the ventilation resistance of the EGR catalyst is determined (step 126). As the flow rate of air passing through the EGR catalyst increases, the O2 sensor after the EGR catalyst is cooled, so that the heater control amount increases. The ECU 50 stores a map created by examining the relationship between the air flow rate passing through the EGR catalyst and the heater control amount in advance. In step 126, first, an estimated value of the air flow rate passing through the EGR catalyst is calculated based on the EGR valve opening, the intake air amount, the engine speed, etc. acquired in step 124. Next, based on the estimated air flow rate and the map, the heater control amount is calculated backward from the estimated air flow rate. Then, the actual heater control amount acquired in step 122 is compared with the heater control amount calculated backward from the estimated air flow rate. When the actual heater control amount is smaller than the heater control amount calculated backward from the estimated air flow rate, it can be determined that the actual air flow rate is smaller than the estimated air flow rate. The fact that the actual air flow rate is smaller than the estimated air flow rate means that the ventilation resistance of the EGR catalyst is increased. Therefore, it can be determined that the greater the difference between the heater control amount calculated backward from the estimated air flow rate and the actual heater control amount, the greater the airflow resistance of the EGR catalyst and the greater the amount of deposits such as manganese.

ところで、内燃機関10から高圧EGR触媒41までの排気ガス経路は、内燃機関10からスタート触媒26までの排気ガス経路よりも短い。このため、内燃機関10の冷間時などに、高圧EGRを行うようにすれば、スタート触媒26よりも早く高圧EGR触媒41を暖機することが可能である。よって、冷間時などに高圧EGRを行って高圧EGR触媒41で排気ガスを浄化することにより、テールパイプエミッション(大気中に放出されるエミッション)を低減することが可能である。   By the way, the exhaust gas path from the internal combustion engine 10 to the high pressure EGR catalyst 41 is shorter than the exhaust gas path from the internal combustion engine 10 to the start catalyst 26. Therefore, if the high pressure EGR is performed when the internal combustion engine 10 is cold, the high pressure EGR catalyst 41 can be warmed up earlier than the start catalyst 26. Therefore, it is possible to reduce tail pipe emissions (emissions released into the atmosphere) by performing high pressure EGR in the cold and purifying the exhaust gas with the high pressure EGR catalyst 41.

上記のような制御を行う排気浄化装置においては、高圧EGR触媒41の通気抵抗が大きくなるにつれて、EGR量が少なくなっていくので、高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代が減少していく。また、当然ながら、高圧EGR触媒41の劣化度合いが大きくなるにつれて、高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代が減少していく。すなわち、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量が小さくなるにつれて、高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代が減少していく。図8は、高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代の上述したような傾向を表したマップである。このマップによれば、高圧EGR触媒41の通気抵抗と、高圧EGR触媒41の酸素吸蔵容量とに基づいて、高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代を算出することができる。このようにして算出される高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代が小さくなるほど、テールパイプエミッションは悪化する。   In the exhaust purification apparatus that performs the control as described above, the amount of EGR decreases as the ventilation resistance of the high pressure EGR catalyst 41 increases, so the emission reduction effect cost by the high pressure EGR catalyst 41 decreases. Of course, as the degree of deterioration of the high-pressure EGR catalyst 41 increases, the emission reduction effect cost by the high-pressure EGR catalyst 41 decreases. That is, as the oxygen storage capacity of the high pressure EGR catalyst 41 becomes smaller, the emission reduction effect margin by the high pressure EGR catalyst 41 decreases. FIG. 8 is a map showing the above-described tendency of the emission reduction effect cost due to the high pressure EGR catalyst 41. According to this map, the emission reduction effect margin by the high pressure EGR catalyst 41 can be calculated based on the ventilation resistance of the high pressure EGR catalyst 41 and the oxygen storage capacity of the high pressure EGR catalyst 41. As the emission reduction effect due to the high-pressure EGR catalyst 41 calculated in this way becomes smaller, the tailpipe emission becomes worse.

また、テールパイプエミッションは、スタート触媒26の劣化度合いが大きくなるにつれて、つまりスタート触媒26の酸素吸蔵容量が小さくなるにつれて、悪化する。図9は、テールパイプエミッションの上述したような傾向を表したマップである。このマップによれば、上述した高圧EGR触媒41によるエミッション低減効果代と、スタート触媒26の酸素吸蔵容量とに基づいて、経年劣化によるテールパイプエミッションの悪化度合いを判定することができる。その結果、テールパイプエミッションの悪化度合いが所定の閾値を超えたと判定された場合には、MIL(Malfunction Indicator Lamp)を点灯させて、運転者に異常を報知することができる   Further, the tailpipe emission becomes worse as the degree of deterioration of the start catalyst 26 increases, that is, as the oxygen storage capacity of the start catalyst 26 decreases. FIG. 9 is a map showing the above-described tendency of tailpipe emissions. According to this map, it is possible to determine the degree of deterioration of tail pipe emission due to aging deterioration based on the above-mentioned emission reduction effect cost by the high pressure EGR catalyst 41 and the oxygen storage capacity of the start catalyst 26. As a result, when it is determined that the degree of deterioration of the tail pipe emission exceeds a predetermined threshold value, an abnormality can be notified to the driver by turning on a MIL (Malfunction Indicator Lamp).

10 内燃機関
12 燃料インジェクタ
18 排気通路
20 排気マニホールド
24 ターボチャージャ
241 タービン
242 コンプレッサ
25 スタート触媒後O2センサ
26 スタート触媒
27 アンダーフロア触媒
28 吸気通路
34 吸気マニホールド
36 スロットル弁
38 エアフローメータ
39 高圧EGR触媒後O2センサ
40 高圧EGR通路
41 高圧EGR触媒
42 低圧EGR通路
43 高圧EGRクーラ
44 高圧EGR弁
45 低圧EGR触媒
46 低圧EGRクーラ
47 低圧EGR弁
48 低圧EGR触媒後O2センサ
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Fuel injector 18 Exhaust passage 20 Exhaust manifold 24 Turbocharger 241 Turbine 242 Compressor 25 O2 sensor 26 after start catalyst 26 Start catalyst 27 Underfloor catalyst 28 Intake passage 34 Intake manifold 36 Throttle valve 38 Air flow meter 39 O2 after high pressure EGR catalyst Sensor 40 High pressure EGR passage 41 High pressure EGR catalyst 42 Low pressure EGR passage 43 High pressure EGR cooler 44 High pressure EGR valve 45 Low pressure EGR catalyst 46 Low pressure EGR cooler 47 Low pressure EGR valve 48 Low pressure EGR catalyst post O2 sensor 50 ECU

Claims (5)

内燃機関の排気通路から分岐し、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられたEGR触媒と、
前記EGR触媒から出る排気ガスの空燃比を検出するEGR触媒後排気ガスセンサと、
前記EGR触媒後排気ガスセンサの出力に基づいて前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定するEGR触媒酸素吸蔵容量測定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の触媒劣化検出装置。
An EGR passage that branches off from the exhaust passage of the internal combustion engine and recirculates part of the exhaust gas to the intake passage;
An EGR catalyst provided in the middle of the EGR passage;
An exhaust gas sensor after the EGR catalyst for detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas emitted from the EGR catalyst;
EGR catalyst oxygen storage capacity measuring means for measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst based on the output of the exhaust gas sensor after the EGR catalyst;
A catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine, comprising:
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、前記内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段と、
前記EGR通路が分岐する箇所より下流側の前記排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記アクティブ空燃比制御によって前記内燃機関の空燃比が切り替えられた後に前記排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングが、前記EGR触媒から流出する排気ガスの空燃比が切り替わるタイミングより早い場合には、前記アクティブ空燃比制御の実行を禁止するアクティブ空燃比制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
An active air-fuel ratio control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine alternately between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst Control means;
An exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage downstream of the location where the EGR passage branches;
The timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst after the air-fuel ratio of the internal combustion engine is switched by the active air-fuel ratio control is earlier than the timing at which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the EGR catalyst is switched. In the case, active air-fuel ratio control prohibiting means for prohibiting execution of the active air-fuel ratio control,
The catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量を測定する際に、前記内燃機関の空燃比を、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに交互に強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段と、
前記EGR通路が分岐する箇所より下流側の前記排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記EGR触媒の酸素吸蔵容量の値と、前記排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の値とを記憶する容量値記憶手段と、
前記排気浄化触媒を通過する排気ガス流量に対する、前記EGR触媒を通過する排気ガス流量の比を、ガス量比として取得するガス量比取得手段と、
前記容量値記憶手段に記憶されている前記排気浄化触媒の酸素吸蔵容量の値に前記ガス量比を乗じた値が、前記容量値記憶手段に記憶されている前記EGR触媒の酸素吸蔵容量の値より小さいときには、前記アクティブ空燃比制御の実行を禁止するアクティブ空燃比制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
An active air-fuel ratio control for forcibly switching the air-fuel ratio of the internal combustion engine alternately between the rich side and the lean side across the theoretical air-fuel ratio when measuring the oxygen storage capacity of the EGR catalyst Control means;
An exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage downstream of the location where the EGR passage branches;
Capacity value storage means for storing the value of the oxygen storage capacity of the EGR catalyst and the value of the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst;
A gas amount ratio acquisition means for acquiring, as a gas amount ratio, a ratio of an exhaust gas flow rate passing through the EGR catalyst to an exhaust gas flow rate passing through the exhaust purification catalyst;
A value obtained by multiplying the oxygen storage capacity value of the exhaust purification catalyst stored in the capacity value storage means by the gas amount ratio is a value of the oxygen storage capacity of the EGR catalyst stored in the capacity value storage means. When smaller, active air-fuel ratio control prohibiting means for prohibiting execution of the active air-fuel ratio control;
The catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記排気通路の途中に配置されたタービンと、前記吸気通路の途中に配置されたコンプレッサとを有するターボチャージャを備え、
前記EGR通路は、前記タービンの上流側の排気通路から分岐していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
A turbocharger having a turbine disposed in the middle of the exhaust passage and a compressor disposed in the middle of the intake passage;
4. The catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR passage is branched from an exhaust passage on the upstream side of the turbine.
前記排気通路の途中に配置されたタービンと、前記吸気通路の途中に配置されたコンプレッサとを有するターボチャージャを備え、
前記EGR通路は、前記タービンの下流側の排気通路から分岐していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の触媒劣化検出装置。
A turbocharger having a turbine disposed in the middle of the exhaust passage and a compressor disposed in the middle of the intake passage;
The catalyst deterioration detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the EGR passage is branched from an exhaust passage on the downstream side of the turbine.
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