(57)【要約】【課題】本発明は、選択還元型触媒を含む排気浄化装置の劣化診断システムにおいて、診断精度を向上させることを課題とする。【解決手段】本発明は、添加装置から選択還元型触媒へ還元剤が供給されない条件下で選択還元型触媒に吸着された水分が脱離する際の吸熱量と相関する物理量を取得し、取得された物理量に基づいて選択還元型触媒の劣化度合を診断するようにした。【選択図】図４
2010275947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流を流れる排気に還元剤を添加する添加装置と、
前記添加装置から前記選択還元型触媒へ還元剤が供給されない条件下で前記選択還元型触媒に吸着された水分が前記選択還元型触媒から脱離する際の吸熱量と相関する物理量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された物理量に基づいて前記選択還元型触媒の劣化度合を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置の劣化診断システム。
【請求項２】
請求項１において、前記取得手段は、前記選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達した時点から選択還元型触媒から流出する排気の温度が選択還元型触媒へ流入する排気の温度と同等になる時点までの期間において、流入排気温度と流出排気温度との差を積算し、その積算値を吸熱量に相関する物理量として取得することを特徴とする排気浄化装置の劣化診断システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記選択還元型触媒に吸着された水分が脱離し終わる前に内燃機関が停止される運転が一定回数以上連続した場合は、次回の始動後に前記選択還元型触媒の昇温を促進させる促進手段を更に備えることを特徴とする排気浄化装置の劣化診断システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項において、前記選択還元型触媒の水分吸着量が飽和量に達する前に内燃機関が一定期間以上リーン運転された場合は、前記診断手段による診断を禁止する禁止手段を更に備えることを特徴とする排気浄化装置の劣化診断システム。
【請求項５】
請求項４において、前記禁止手段による診断禁止が一定回数以上連続した場合は、次回の始動後に前記選択還元型触媒へ流入する水分量を増量させる増量手段を更に備えることを特徴とする排気浄化装置の劣化診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に配置された排気浄化装置の劣化を診断する技術に関し、特に選択還元型触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）を含む排気浄化装置の
劣化を診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に選択還元型触媒を配置するとともに、該選択還元型触媒より上流を流れる排気に尿素水を添加するための尿素水添加装置を備えた排気浄化システムが提案されている。
【０００３】
上記システムにおいては、選択還元型触媒の劣化が進むにつれてアンモニアスリップ（アンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒を通過する現象）が顕著となるため、選択還元型触媒の劣化度合に応じて尿素水の添加量を補正する必要があった。
【０００４】
選択還元型触媒の劣化を診断する方法としては、選択還元型触媒へ流入する排気の温度が所定温度以上となる運転時間を積算し、その積算時間が長くなるほど選択還元型触媒の劣化度合が高いと診断する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４２０９４号公報
【特許文献２】特開２００３−８３０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の技術は、ＮＯｘ濃度センサやアンモニア濃度センサ等を追加することなく実施可能な診断方法であるが、使用条件や内燃機関の運転条件等によっては正確な診断を行えない可能性がある。
【０００７】
また、選択還元型触媒に対して尿素等の還元剤が供給されているときに該選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）やアンモニア（ＮＨ３）の量（濃度）を検出することにより診断を行う方法も提案されているが、検出値と正常値との差が還元剤添加装置の故障／劣化、センサの故障／劣化、或いは選択還元型触媒の劣化の何れに因るかを識別する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、選択還元型触媒を含む排気浄化装置の劣化診断システムにおいて、診断精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するために、選択還元型触媒が吸着可能な水分量に基づいて、該選択還元型触媒の劣化度合を診断するようにした。
【００１０】
本願発明者の実験及び検証により、選択還元型触媒の浄化能力は、該選択還元型触媒が吸着可能な水分（Ｈ２Ｏ）の量（飽和量）と相関することがわかった。すなわち、選択還元型触媒の浄化能力は該選択還元型触媒が吸着可能なアンモニア（ＮＨ３）の量（飽和量）と相関し、選択還元型触媒が吸着可能なアンモニアの量は該選択還元型触媒が吸着可能
な水分の量と相関することがわかった。以下では、選択還元型触媒が吸着可能な水分の量を最大水分量と称し、選択還元型触媒が吸着可能なアンモニアの量を最大アンモニア量と称する。
【００１１】
例えば、選択還元型触媒の浄化能力が劣化した場合は、最大水分量が正常時（新品時）より減少する。この傾向は、選択還元型触媒の劣化が進行するにつれて顕著となる。つまり、選択還元型触媒の劣化が進行するほど最大水分量が減少する。
【００１２】
したがって、選択還元型触媒の最大水分量を直接的又は間接的に取得することにより、該選択還元型触媒の劣化度合を診断することが可能となる。
【００１３】
選択還元型触媒に吸着された水分は、選択還元型触媒から脱離する際に排気の熱および／または選択還元型触媒の熱を吸収する。その際の吸熱量は、最大水分量に相関する。よって、選択還元型触媒から水分が脱離するときの吸熱量を特定することにより、最大水分量を特定することができる。
【００１４】
上記した吸熱量を特定する方法としては、選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達した時点から選択還元型触媒から流出する排気の温度（以下、「出ガス温度」と称する）が選択還元型触媒へ流入する排気の温度（以下、「入ガス温度」と称する）と略同等（例えば、両者の差が一定値以下）になる時点までの期間（以下、「検出期間」と称する）に、選択還元型触媒および／または排気から奪われた熱量を特定する方法を例示することができる。
【００１５】
ここで、内燃機関が冷間始動された場合は、入ガス温度及び出ガス温度が経時的に上昇する。ただし、出ガス温度は、排気から選択還元型触媒へ伝達された熱の分だけ入ガス温度より低くなる。
【００１６】
また、選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達していなければ、排気中の水分が選択還元型触媒に吸着される。選択還元型触媒が水分を吸着する際には熱（水分吸着反応熱）が発生するため、出ガス温度が上昇する。選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達すると水分吸着反応熱が発生しなくなるため、出ガス温度が一旦低下する。すなわち、出ガス温度は、選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達した時点でピークを迎える。
【００１７】
その後、選択還元型触媒の床温が水分の脱離温度域まで上昇すると、選択還元型触媒から水分が脱離し始める。選択還元型触媒から水分が脱離する際に熱を吸収するため、選択還元型触媒及び排気の温度が低下する。つまり、選択還元型触媒から水分が脱離し始めると、出ガス温度の上昇が妨げられる。その結果、出ガス温度が殆ど上昇せず、若しくは低下する。
【００１８】
選択還元型触媒から全ての水分が脱離すると、出ガス温度が再び上昇し始める。そして、選択還元型触媒の床温が排気と同等の温度まで上昇すると、出ガス温度が入ガス温度と同等になる。
【００１９】
上記したような傾向を鑑みると、水分吸着量が最大水分量に達した時点から出ガス温度が入ガス温度と同等になる時点までの期間における入ガス温度と出ガス温度との差の総量（積算値）は、吸熱量と排気浄化装置の熱容量とに相関すると言える。
【００２０】
なお、排気浄化装置の熱容量は一定であるため、前記した総量は吸熱量に相関すると言える。したがって、検出期間における入ガス温度と出ガス温度との差を積算することによ
り、吸熱量と相関した物理量（言い換えれば、最大水分量と相関した物理量）を取得することができる。
【００２１】
なお、選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達したタイミングを（以下、「吸着終了タイミング」と称する）の特定方法としては、出ガス温度がピークを迎えるタイミング（言い換えれば、出ガス温度が上昇傾向から低下傾向に移行するタイミング）を特定する方法を例示することができる。
【００２２】
このような方法により求められた吸熱量を最大水分量の相関値として劣化診断が行われると、選択還元型触媒が水分を吸着する際の発熱量を最大水分量の相関値として劣化診断を行う場合より診断精度を高めることができる。
【００２３】
選択還元型触媒が水分を吸着する際の発熱量は、選択還元型触媒の劣化度合のみならず、始動時に選択還元型触媒が既に吸着していた水分量によって変化する。これに対し、選択還元型触媒から脱離される水分量は、始動時に選択還元型触媒が既に吸着していた水分量にかかわらず最大水分量と略等しくなる。よって、選択還元型触媒から水分が脱離する際の吸熱量と最大水分量との相関は、選択還元型触媒が水分を吸着する際の発熱量と最大水分量との相関より強くなる。
【００２４】
次に、選択還元型触媒の劣化度合を診断する方法としては、最大水分量が少なくなるほど選択還元型触媒の劣化度合が高いと診断する方法、又は最大水分量が予め定められた下限値以上であるときは選択還元型触媒が正常であると診断し、最大水分量が前記下限値未満であるときは選択還元型触媒が劣化していると診断する方法を挙げることができる。
【００２５】
ところで、上述した劣化診断は、選択還元型触媒の床温が水分の脱離温度域より低く、比較的多量の水分が選択還元型触媒へ供給されるときに実施される必要がある。したがって、上記した劣化診断は、内燃機関が冷間始動されたときに行うことが好ましい。
【００２６】
また、選択還元型触媒の最大水分量は、該選択還元型触媒の劣化度合に加え、該選択還元型触媒に吸着されているアンモニアの量によっても変化する可能性がある。これに対し、選択還元型触媒に対するアンモニア供給量を特定するとともに、特定されたアンモニア供給量に起因した吸熱量の減少を見込んで劣化診断が行われるようにしてもよい。
【００２７】
このような方法によると、選択還元型触媒に対してアンモニアが供給されているときであっても、選択還元型触媒の劣化診断を行うことができる。ただし、アンモニア供給量のばらつきが生じた場合等は、診断誤差が大きくなる可能性がある。このため、選択還元型触媒の劣化診断は、内燃機関が冷間始動されてからアンモニアの供給開始までの期間に行われることが好適と言える。
【００２８】
本発明は、上述した種々の技術的思想を包含する発明である。このような発明の好適な特定要件としては、内燃機関の排気通路に配置された選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒より上流を流れる排気に還元剤を添加する添加装置と、前記添加装置から前記選択還元型触媒へ還元剤が供給されない条件下で前記選択還元型触媒に吸着された水分が前記選択還元型触媒から脱離する際の吸熱量と相関する物理量を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された物理量に基づいて前記選択還元型触媒の劣化度合を診断する診断手段と、を挙げることができる。なお、ここでいう還元剤は、熱分解又は加水分解されてアンモニア等の極性分子を生成する還元剤であり、尿素等を例示することができる。
【００２９】
これらの要件により特定される発明は、選択還元型触媒から水分が脱離するときの吸熱量に基づいて劣化診断を行うことになる。その際の吸熱量は、選択還元型触媒の最大水分
量に相関する。よって、選択還元型触媒の劣化度合を高精度に診断することができる。
【００３０】
また、上記した発明は、添加装置が還元剤を添加していないときに劣化診断を行うことになる。このため、添加装置の劣化／故障による診断精度の低下を防止することができるとともに、排気エミッションの悪化（例えば、還元剤のすり抜け（アンモニアスリップ）による排気エミッションの悪化）を防止することができる。
【００３１】
さらに、上記した発明は、アンモニアや窒素酸化物の濃度を検出するためのセンサを利用せずに劣化診断を行うことができる。このため、センサの劣化／故障による診断精度の低下も防止することができる。
【００３２】
ところで、上記した劣化診断が終了する前（例えば、選択還元型触媒から水分が脱離し終わる前）に内燃機関が停止される場合がある。そのような運転が繰り返されると、劣化診断の実施機会が少なくなる。
【００３３】
そこで、本発明の劣化診断システムは、選択還元型触媒から水分が脱離し終わる前に内燃機関が停止されるような運転方法が一定回数以上連続した場合は、次回の始動後において選択還元型触媒の昇温を促進させる促進手段を更に備えるようにしてもよい。
【００３４】
その際、促進手段は、選択還元型触媒へ還元成分（例えば、炭化水素（ＨＣ）等）を供給し、又は内燃機関の負荷を高めることにより選択還元型触媒の昇温を促進させるようにしてもよい。このように選択還元型触媒の昇温が促進されると、始動後の早い時期に選択還元型触媒から全ての水分を脱離させることが可能になる。その結果、内燃機関が停止される前に劣化診断が終了する確率を高めることができる。
【００３５】
また、上記した劣化診断が終了する前に、排気中の水分量が少なくなる運転状態が継続されると、選択還元型触媒が脱離温度域に達するまでの期間が長くなり、劣化診断終了前に内燃機関が停止される可能性が高くなる。さらに、出ガス温度の変化が穏やかになるため、正確な劣化診断を行えなくなる可能性もある。
【００３６】
そこで、本発明の劣化診断システムは、劣化診断が終了する前に排気中の水分量が少なくなる運転状態が一定期間以上連続した場合は、劣化診断の実施を禁止する禁止手段を更に備えるようにしてもよい。なお、排気中の水分量が少なくなる運転状態としては、リーン運転状態を例示することができる。
【００３７】
かかる構成によると、診断精度の低下を回避することができる。ただし、禁止手段による劣化診断の実施禁止が繰り返されると、劣化診断の実施機会が少なくなり、選択還元型触媒の劣化を早期に検出することが困難となる。このため、本発明に係わる劣化診断システムは、禁止手段による劣化診断の禁止が一定回数以上連続した場合は、次回の始動後において排気中の水分量を増量させる増量手段を更に備えるようにしてもよい。
【００３８】
排気中の水分量を増量させるようにしてもよい。排気中の水分量を増量させる方法としては、選択還元型触媒より上流を流れる排気中に水分を添加する方法や、内燃機関で燃焼に供される混合気の空燃比を低下（リッチ）にする方法などを例示することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、選択還元型触媒を含む排気浄化装置の劣化診断システムにおいて、診断精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関が冷間始動されたときに新品状態の選択還元型触媒の水分吸着量と入ガス温度と出ガス温度の測定結果を示す図である。
【図３】内燃機関が冷間始動されたときに劣化状態の選択還元型触媒の水分吸着量と入ガス温度と出ガス温度の測定結果を示す図である。
【図４】第１の実施例における劣化診断ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例における劣化診断ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４２】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。
【００４３】
内燃機関１の排気通路２には、選択還元型触媒を含む排気浄化装置３が配置されている。選択還元型触媒は、アンモニア等の極性分子を選択的に吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元及び浄化する触媒である。
【００４４】
前記排気浄化装置３より上流の排気通路２には、該排気通路２を流れる排気に尿素水溶液を添加する尿素添加弁４が取り付けられている。尿素添加弁４には、尿素水溶液を貯留するタンク５が接続されている。尿素添加弁４とタンク５は、本発明にかかる添加装置の一例である。
【００４５】
前記尿素添加弁４は、前記選択還元型触媒が活性状態にあるときに、前記タンク５に貯留された尿素水溶液を排気中に添加する。排気中に添加された尿素水溶液は、排気中又は選択還元型触媒において熱分解及び加水分解されてアンモニアを生成する。生成されたアンモニアは、選択還元型触媒に吸着され、排気中のＮＯｘを還元させる。
【００４６】
前記排気浄化装置３より上流の排気通路２には、排気浄化装置３へ流入する排気の温度（入ガス温度）を検出する第１温度センサ６が取り付けられている。前記排気浄化装置３より下流の排気通路２には、排気浄化装置３から流出した排気の温度（出ガス温度）を検出する第２温度センサ７と、排気中に含まれるＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ８が取り付けられている。
【００４７】
このように構成された排気浄化システムには、ＥＣＵ９が併設されている。ＥＣＵ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ９には、第１温度センサ６、第２温度センサ７、ＮＯｘセンサ８等の各種センサの出力信号が入力されるようになっている。さらに、ＥＣＵ９には、尿素添加弁４等が電気的に接続されている。
【００４８】
ＥＣＵ９は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、前記尿素添加弁４や内燃機関１の運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ９は、燃料噴射制御や尿素添加制御などの既知の制御に加え、選択還元型触媒の劣化診断を行う。
【００４９】
以下、選択還元型触媒の劣化診断方法について述べる。本実施例の劣化診断方法は、選択還元型触媒が吸着した水分を脱離する際の吸熱量をパラメータとして、選択還元型触媒
の劣化度合を診断する方法である。
【００５０】
選択還元型触媒は、アンモニアと同様に水分（水）も極性吸着する特性を有する。正常な選択還元型触媒の水分吸着は、上流側の部位から下流側の部位へ拡がっていく。選択還元型触媒の水分吸着量が飽和量に達すると、吸着反応熱により選択還元型触媒の床温が急速に上昇する。
【００５１】
その後、選択還元型触媒の水分脱離温度域まで上昇すると、選択還元型触媒に吸着されていた水分が脱離する。水分が選択還元型触媒から脱離する際に、選択還元型触媒や排気から熱を吸収するため、床温及び出ガス温度が低下する。水分の脱離に伴う吸熱量は、選択還元型触媒の最大水分量と相関する。選択還元型触媒の最大水分量は、劣化度合と相関する。よって、水分の脱離に伴う吸熱量を特定することにより、選択還元型触媒の劣化度合を特定することが可能になる。
【００５２】
ここで、内燃機関１が冷間始動された後における入ガス温度、出ガス温度、及び水分吸着量の経時変化を図２に示す。なお、図２に示すデータの計測は、正常（新品）の選択還元型触媒を使用して行った。図２中の実線は水分吸着量を示し、一点鎖線は入ガス温度を示し、鎖線は出ガス温度を示す。
【００５３】
図２において、内燃機関１が始動されると（図２中のｔ０）、入ガス温度が上昇し始めるとともに、選択還元型触媒の水分吸着量が増加し始める。出ガス温度は、入ガス温度より穏やかに上昇し始める。これは、排気の熱が選択還元型触媒へ奪われることによると考えられる。
【００５４】
選択還元型触媒における水分の吸着は、上流側の部位から下流側の部位へ順次拡がっていくため、選択還元型触媒の水分吸着量が増加するにつれて水分吸着反応熱の発生部位も上流側から下流側へ移動する。その結果、出ガス温度は、選択還元型触媒の水分吸着量が増加するにつれて上昇する。
【００５５】
選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量ΣＶａｍに到達したとき（図２中のｔ１）、言い換えれば、選択還元型触媒の下流側端部に水分が吸着したときに出ガス温度がピークＴｏｍａｘに達する。選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に達した後は、水分吸着反応熱が発生しないため、出ガス温度が低下する。
【００５６】
続いて、選択還元型触媒の床温が脱離温度域に到達すると（図２中のｔ２）、選択還元型触媒に吸着されていた水分が脱離し始める。選択還元型触媒から水分が脱離し始めると、吸熱作用により出ガス温度の上昇が妨げられるため、出ガス温度が殆ど上昇せず、或いは更に低下する。
【００５７】
選択還元型触媒に吸着されている水分が少なくなってくると吸熱量が減少するため、出ガス温度が徐々に上昇し始める。そして、選択還元型触媒に吸着されていた全ての水分が脱離し終わると（図２中のｔ３）、出ガス温度の上昇量（単位時間当たりの上昇量）が増加し、入ガス温度と略同等の温度まで上昇する（図２中のｔ４）。
【００５８】
ここで、内燃機関１の始動時における選択還元型触媒の水分吸着量が零であれば、水分吸着反応熱の発生量が選択還元型触媒の最大水分量と相関する。しかしながら、内燃機関１の始動時において選択還元型触媒に既に水分が吸着されていると、水分吸着反応熱の発生量が最大水分量と相関しなくなる。
【００５９】
これに対し、水分脱離反応による吸熱量は、選択還元型触媒に最大水分量の水分が吸着
された後に発生するため、最大水分量と相関する。そこで、本実施例の劣化診断は、水分脱離反応に伴う吸熱量をパラメータとすることにより、選択還元型触媒の最大水分量、言い換えれば選択還元型触媒の劣化度合を精度良く判定することが可能となる。
【００６０】
なお、選択還元型触媒から水分が脱離し始めるタイミング（図２中のｔ２）や、選択還元型触媒から全ての水分が脱離し終わるタイミング（図２中のｔ３）を検出することは困難である。このため、本実施例の劣化診断では、選択還元型触媒が水分を吸着し終わったタイミング（図２中のｔ１）から出ガス温度が入ガス温度と同等になるタイミング（図２中のｔ４）までの期間（検出期間）における入ガス温度と出ガス温度との差の積分値（図２中の斜線で示した部分の面積）を吸熱量の相関値として用いるようにした。
【００６１】
図３は、選択還元型触媒が劣化した場合の入ガス温度、出ガス温度、及び水分吸着量の経時変化を図３に示す。なお、図３に示すデータは、前述した図２と同様の条件下で計測したものである。図３中の２点破線は、劣化時の出ガス温度を示している。
【００６２】
選択還元型触媒が劣化すると最大水分量が少なくなるため、出ガス温度が正常時より早い時期にピークＴｏｍａｘ１に到達し（図３中のｔ１０）、その際のピークＴｏｍａｘ１が正常時のピークＴｏｍａｘより低くなる。さらに、最大水分量の減少に伴い吸熱量が減少するため、ピークＴｏｍａｘ１に到達した後の出ガス温度の低下量も正常時より少なくなるとともに、出ガス温度が入ガス温度と同等になるタイミング（図３中のｔ４０）も正常時のタイミングｔ４より早くなる。その結果、検出期間（図３中のｔ１０からｔ４０までの期間）における入ガス温度と出ガス温度との差の積分値は、選択還元型触媒が正常である場合より小さくなる。
【００６３】
このように検出期間における入ガス温度と出ガス温度との差の積分値をパラメータとして選択還元型触媒の劣化診断が行われると、内燃機関１の始動時に既に選択還元型触媒に吸着されている水分量にかかわらず選択還元型触媒の劣化度合を診断可能になる。
【００６４】
また、本実施例の劣化診断方法は、尿素添加弁４が尿素水溶液を添加していないときに実施可能な方法である。このため、尿素水溶液の添加量のバラツキによる診断精度の低下やアンモニアスリップによる排気エミッションの増加も抑制することができる。さらに、本実施例の劣化診断は、ＮＯｘセンサ８の出力信号を利用せずに実施可能な方法である。このため、ＮＯｘセンサ８の出力特性に起因した診断精度の低下も抑制される。
【００６５】
ここで、本実施例における劣化診断の実行手順について図４に沿って説明する。図４は、劣化診断ルーチンを示すフローチャートである。劣化診断ルーチンは、予めＥＣＵ９のＲＯＭなどに記憶されているルーチンであり、内燃機関１の始動をトリガにしてＥＣＵ９が実行するルーチンである。
【００６６】
劣化診断ルーチンでは、ＥＣＵ９は、先ずＳ１０１において内燃機関１の始動時であるか否かを判別する。この判別方法としては、イグニッションスイッチがオフからオンへ切り替えられたか否か、或いはスタータスイッチがオフからオンへ切り替えられたか否かを判別する方法を例示することができる。なお、上記２つの判別方法の何れかによって肯定判定された場合に、内燃機関１が始動時であるとみなされる。
【００６７】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、本ルーチンの実行を終了する。前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９はＳ１０２へ進む。
【００６８】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ９は、劣化診断実行条件が成立しているか否かを判別する。劣化診断実行条件としては、前回の運転停止時における選択還元型触媒の床温（出ガス温度）
が脱離温度以上である、今回の始動時における選択還元型触媒の床温（例えば、イグニッションスイッチがオンにされたとき、又はスタータスイッチがオンにされたときの出ガス温度）が脱離温度未満である（又は、前回の運転停止から今回の始動時までの経過時間が一定時間以上である）などの条件を例示することができる。
【００６９】
ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０２において否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合はＳ１０３へ進む。Ｓ１０３では、ＥＣＵ９は、選択還元型触媒の水分吸着過程が終了したか否か（水分吸着量が最大水分吸着量に達したか否か）を判別する。具体的には、ＥＣＵ９は、第２温度センサ７の検出値（出ガス温度）をモニタし、出ガス温度が上昇傾向から低下傾向へ転じたか否かを判別する。
【００７０】
前記Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、該Ｓ１０３の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０４へ進む。
【００７１】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ９は、第１温度センサ６の検出値（入ガス温度）Ｔｉｎと第２温度センサ７の検出値（出ガス温度）Ｔｏｕｔとの差△Ｔ（＝Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ）の積算処理（Σ△Ｔ）を開始する。この積算処理は、後述のＳ１０５において肯定判定されるまで継続される。
【００７２】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ９は、第１温度センサ６の検出値（入ガス温度）Ｔｉｎと第２温度センサ７の検出値（出ガス温度）Ｔｏｕｔとが等しくなったか否か（又は、入ガス温度Ｔｉｎと出ガス温度Ｔｏｕｔとの差が一定値以下になったか否か）を判別する。
【００７３】
前記Ｓ１０５において否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、前述したＳ１０４へ戻る。一方、前記Ｓ1０５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１
０６では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０４で算出された積算値Σ△Ｔが判定基準値α以上であるか否かを判別する。判定基準値αは、選択還元型触媒が必要最小限の浄化能力を発揮し得るときの積算値Σ△Ｔに相当し、新品状態であるときの積算値より小さい値である。
【００７４】
前記Ｓ１０６において肯定判定された場合（Σ△Ｔ≧α）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７へ進み、選択還元型触媒が正常であると判定する。一方、前記Ｓ１０６において否定判定された場合（Σ△Ｔ＜α）は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０８へ進み、選択還元型触媒が劣化していると判定する。なお、ＥＣＵ９は、Ｓ１０８の処理を実行する際に、車両の運転者に対して選択還元型触媒の修理や交換を促すための情報を車室内の出力装置（スピーカ、ディスプレイ、警告灯など）から出力させるようにしてもよい。
【００７５】
以上述べたようにＥＣＵ９が図４の劣化診断ルーチンを実行することにより、本発明に係わる取得手段及び診断手段が実現される。その結果、選択還元型触媒の劣化を精度良く診断することが可能となる。
【００７６】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７７】
内燃機関１の運転は、劣化診断が完了する前に停止される場合がある。このような状態が連続すると、劣化診断の実施機会が減少する。
【００７８】
また、劣化診断が完了する前に内燃機関１がリーン運転されると、排気中の水分量が減少するとともに、入ガス温度が低くなる。このため、水分吸着過程や水分脱離過程におけ
る出ガス温度の変化が緩慢になり易い。さらに、劣化診断が完了する前に内燃機関１がリーン運転されると、選択還元型触媒の水分吸着量が最大水分量に到達する前に、選択還元型触媒の床温が脱離温度域まで上昇する可能性もある。
【００７９】
したがって、劣化診断が完了する前に内燃機関１がリーン運転された場合は、劣化診断の実行を禁止することにより、診断精度の低下を回避することが望ましい。しかしながら、劣化診断が禁止される事態が連続すると、劣化診断の実施機会が減少する。
【００８０】
上記したように劣化診断の実施機会が減少すると、選択還元型触媒の劣化を早期に検出することができなくなる可能性がある。そこで、本実施例の劣化診断システムでは、劣化診断が完了する前に内燃機関１の運転が停止される事態や、劣化診断が禁止される事態が一定回数連続した場合に、排気中の水分量を増加させる処理、および／または選択還元型触媒からの水分の脱離を促進させる処理を行うようにした。
【００８１】
以下、本実施例における劣化診断の実行手順について図５に沿って説明する。図５は、本実施例における劣化診断ルーチンを示すフローチャートである。図５において、第１の実施例の劣化診断ルーチン（図４）と同一の処理には同一の符号を付してある。
【００８２】
図５の劣化診断ルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、Ｓ１０２において肯定判定した場合にＳ２０１へ進み、内燃機関１がリーン運転されているか否かを判別する。Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０２へ進む。
【００８３】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ９は、カウンタの計数値Ｃが所定値Ｃ０以上であるか否かを判別する。カウンタは、内燃機関１がリーン運転されたことによって劣化診断が禁止された回数、及び劣化診断が完了する前に内燃機関１の運転が停止された回数の総和を計数するカウンタである。所定値Ｃ０は、選択還元型触媒の劣化を早期に検出することができないと判断することができる回数であり、予め適合された回数である。
【００８４】
前記Ｓ２０２において否定判定された場合（Ｃ＜Ｃ０）は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０４においてカウンタの計数値を一つインクリメントし、本ルーチンの実行を終了する。この場合、選択還元型触媒の劣化診断は行われない。すなわち、劣化診断の実行が禁止される。
【００８５】
前記Ｓ２０２において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｃ０）は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０３へ進み、排気中の水分量を増加させるための水分増加処理を実行する。水分増加処理の具体的な実行方法としては、内燃機関１で燃焼に供される混合気の空燃比を低下（リッチ）させる方法を例示することができる。
【００８６】
なお、燃料噴射量の増量によって混合気の空燃比が低下されると、内燃機関１の出力が不要に増加する可能性がある。このため、膨張行程後半から排気行程前半までの期間において燃料噴射弁から副次的に燃料を噴射させることにより、該噴射燃料を後燃えさせるようにしてもよい。
【００８７】
ＥＣＵ９は、前記Ｓ２０３の処理を実行し終えた場合、及び前記Ｓ２０１において否定判定された場合に、Ｓ１０３へ進む。Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０５へ進む。Ｓ２０５では、ＥＣＵ９は、カウンタの計数値が所定値Ｃ０以上であるか否かを判別する。
【００８８】
前記Ｓ２０５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０６へ進む。Ｓ２０６では、ＥＣＵ９は、選択還元型触媒に吸着された水分を早期に脱離させるための早期脱離処理を実行する。選択還元型触媒に吸着された水分を早期に脱離させる方法としては、選
択還元型触媒の床温を脱離温度域まで早期に昇温させる方法が有効である。
【００８９】
選択還元型触媒の床温を脱離温度域まで早期に昇温させる方法としては、内燃機関１の負荷を高めることにより排気温度を上昇させる方法、又は排気中に還元成分（例えば、燃料）を添加することにより選択還元型触媒において還元剤の酸化反応熱を発生させる方法等を例示することができる。
【００９０】
ＥＣＵ９は、前記Ｓ２０６の処理を実行し終えると、Ｓ１０４へ進む。また、ＥＣＵ９は、前記Ｓ２０５において否定判定された場合は、Ｓ２０６をスキップしてＳ１０４へ進む。
【００９１】
ＥＣＵ９は、Ｓ１０４の処理に続いてＳ１０５の処理を実行する。Ｓ１０５において否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０７へ進む。Ｓ２０７では、ＥＣＵ９は、内燃機関１の運転が停止されたか否か、言い換えれば劣化診断が完了する前に内燃機関１の運転が停止されたか否かを判別する。Ｓ２０７で否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ１０４へ戻る。一方、Ｓ２０７で肯定判定された場合は、ＥＣＵ９は、Ｓ２０４へ進む。
【００９２】
また、ＥＣＵ９は、Ｓ１０７又はＳ１０８の処理を実行し終えると、Ｓ２０８へ進む。Ｓ２０８では、ＥＣＵ９は、カウンタの計数値Ｃを零にリセットする。
【００９３】
このようにＥＣＵ９が図５の劣化診断ルーチンを実行することにより、本発明に係わる取得手段及び診断手段に加え、促進手段、禁止手段、並びに増量手段が実現される。よって、劣化診断が完了する前に内燃機関１の運転が停止される事態や、劣化診断が禁止される事態が連続する場合であっても、選択還元型触媒の劣化診断を行うことができる。その結果、選択還元型触媒の劣化を早期に検出することも可能になる。
【符号の説明】
【００９４】
１     内燃機関
２     排気通路
３     排気浄化装置
４     尿素添加弁
５     タンク
６     第１温度センサ
７     第２温度センサ
８     ＮＯｘセンサ
９     ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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