【手続補正書】
【提出日】平成16年11月12日(2004.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
内燃機関の排気通路中に設けられて還元剤の添加により活性化可能な排気浄化装置と、前記内燃機関が作動している状態から停止することを条件に前記排気浄化装置に還元剤を添加する還元剤添加手段と、この排気浄化装置本体に設けられて排気浄化装置温度を測定する排気浄化装置温度測定手段と、前記還元剤添加手段により還元剤を添加した時期から還元剤の添加により前記排気浄化装置温度が上昇した後に低下して所定の温度に到達する時期までの時間を測定する温度到達時間測定手段と、前記温度到達時間測定手段により計測した時間が、所定の時間以上であるならば劣化していないと判定し、所定の時間より短ければ劣化していると判断する劣化判定手段と、を備えた排気浄化装置の劣化判定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記排気浄化装置温度が還元剤の添加により活性化する還元剤活性化温度未満であるならば、内燃機関が停止しても前記排気浄化装置に還元剤添加を行わないことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の劣化判定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記排気浄化装置は、流入する排気が酸素濃度過剰状態の時に排気中に存在する窒素酸化物をその駆体に吸蔵し、同じく流入する排気が酸素濃度希薄状態の時に駆体に吸蔵した窒素酸化物を放出還元する吸蔵還元機能を有すると共に前記窒素酸化物の吸蔵量を推定する吸蔵量推定手段を有し、前記吸蔵量推定手段により窒素酸化物の吸蔵量が所定量未満と推定されたならば、内燃機関が停止しても前記排気浄化装置に還元剤添加が行われないことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の排気浄化装置の劣化判定装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
内燃機関が作動しており、この内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置が還元剤の添加により活性化可能な状態で、この内燃機関を停止することを感知した際に排気浄化装置に還元剤を添加して昇温させ、前記還元剤添加時からこの排気浄化装置の温度が低下して所定の温度に到達するまでの時間を測定し、その測定結果が予め定められた所定の時間以上であるならば劣化していないと判定し、その測定結果が予め定められた所定の時間より短ければ劣化していると判定する、排気浄化装置の劣化を判定する排気浄化装置の劣化判定方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の問題を解決するために、内燃機関が作動しており、この内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置が還元剤の添加により活性化可能な状態で、この内燃機関を停止することを感知した際に排気浄化装置に還元剤を添加して昇温させ、前記還元剤添加時からこの排気浄化装置の温度が低下して所定の温度に到達するまでの時間を測定し、その測定結果が予め定められた所定の時間以上であるならば劣化していないと判定し、その測定結果が予め定められた所定の時間より短ければ劣化していると判定する、排気浄化装置の劣化を判定する排気浄化装置の劣化判定方法により劣化を判定する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この劣化判定方法を行うために、内燃機関の排気通路中に設けられて還元剤の添加により活性化可能な排気浄化装置と、前記内燃機関が作動している状態から停止することを条件に前記排気浄化装置に還元剤を添加する還元剤添加手段と、この排気浄化装置本体に設けられて排気浄化装置温度を測定する排気浄化装置温度測定手段と、前記還元剤を添加した時期から還元剤の添加により前記排気浄化装置温度が上昇した後に低下して所定の温度に到達する時期までの時間を測定する温度到達時間測定手段と、前記温度到達時間測定手段により計測した時間が、所定の時間以上であるならば劣化していないと判定し、所定の時間より短ければ劣化していると判断する劣化判定手段と、を備えた排気浄化装置の劣化判定装置を用いた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明を実施する条件として、前記排気浄化装置温度が還元剤の添加により活性化する還元剤活性化温度未満であるならば、内燃機関が停止しても前記排気浄化装置に還元剤添加が行われないこととした。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明では、還元剤である燃料を触媒に添加してその触媒の昇温を測定するものである。しかし触媒床温度が燃料を添加して昇温反応する還元剤活性化温度未満であるならば、添加した燃料が触媒に付着したままになり、触媒の劣化判定を行うことができない。また、排気浄化装置温度が排気浄化装置流入温度より高温であるならば、排気浄化装置内の触媒にて燃料による昇温反応が進行中である。よってこの状態で燃料を添加し、その触媒昇温時間の測定を行っても、事前に燃料が存在しているため正確な時間は測定不可能である。よってこれらの条件下では本発明の制御は行われない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
前記排気浄化装置は、流入する排気が酸素過剰状態の時に排気中に存在する窒素酸化物をその駆体に吸蔵し、同じく流入する排気が酸素希薄状態の時に駆体に吸蔵した窒素酸化物を放出還元する吸蔵還元機能を有すると共に前記窒素酸化物の吸蔵量を推定する吸蔵量推定手段を有し、前記吸蔵量推定手段により窒素酸化物の吸蔵量が所定量未満と推定されたならば、内燃機関が停止しても前記排気浄化装置に還元剤添加が行われないこととした。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記触媒は、周辺雰囲気によりＮＯｘを吸蔵、放出するＮＯｘ吸蔵剤により構成されている。よって添加された燃料がＮＯｘ吸蔵剤より放出されたＮＯｘと酸化還元反応を起こす際に発生する熱により昇温する手段を有する。しかし内燃機関停止後、劣化判定を行う際に、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵しているＮＯｘ量が添加された燃料と反応する量以下の場合には、触媒の昇温能力が低下することとなる。これにより、触媒劣化により温度が低下したのか、酸化還元反応不足のために温度が低下したのかが、判別できなくなる。したがってＮＯｘ吸蔵量推定手段によりＮＯｘ吸蔵量を推定し、その推定された吸蔵量が所定量未満ならば、前記排気浄化装置に還元剤添加を行わないこととした。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
他方、サプライポンプ１１は、燃料タンクからくみ上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して燃料添加ノズル１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２にはサプライポンプ１１から燃料添加ノズル１７に向かって遮断弁１４が配設されている。遮断弁１４は緊急時において、添加燃料通路Ｐ２を遮断し、燃料供給を中止する。燃料添加ノズル１７は燃料噴射弁１３と同様な電磁弁であり、排気系４０内に還元剤である燃料を噴射添加する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
尚、燃料噴射弁１３を通じて各気筒に燃料を供給する燃料供給系１０、排気系４０に備えられたＮＯｘ触媒、及びこれら燃料供給系１０やＮＯｘ触媒の機能を制御するＥＣＵ８０等は、併せて本実施の形態に係るエンジン１の排気浄化装置を構成する。前記燃料添加制御等は、当該制御に関する指令信号を出力するＥＣＵ８０を含め、この排気浄化装置を構成する各種部材の作動を通じて実施される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
ＮＯｘ触媒４２ｂは、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主材料とした担体とし、この担体の表面にＮＯｘ吸蔵剤として機能する、例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、のようなアルカリ土類金属、あるいはイットリウム（Ｙ）のような希土類と、酸化触媒（貴金属触媒）として機能する、例えば白金（Ｐｔ）のような貴金属とが担持されることによって構成される。なお、本実施の形態においては、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタ上にＮＯｘ吸蔵剤が担持されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、ＮＯｘ触媒４２ｂを構成している貴金属触媒はＨＣの酸化を促して、ＨＣの酸化反応熱により触媒床温度を昇温させる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
前記の触媒活性化時間を測定するにあたり、エンジン１よりの諸影響、つまり排気流量、排気濃度等の影響が無い状態で測定を行うほうが、より正確な測定を行うことができる。これよりＮＯｘ触媒４２ｂの雰囲気がもっとも安定している状態であるエンジン１の停止後、まだＮＯｘ触媒４２ｂの床温度が燃料添加により活性化可能な温度の状態で触媒活性化時間の測定を行う。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
前記Ｉ．Ｇ９０を停止側にすると同時に、ＥＣＵ８０において触媒温度センサ７９よりの信号を検出し、添加された燃料により活性化する還元剤活性化温度に触媒床温度が到達しているかどうかを判断する。次に触媒流入排気温度センサ７８よりの信号を検出し、触媒温度センサ７９との温度差を測定する。ここで触媒温度センサ７９より検出した温度が触媒流入排気温度センサ７８より検出した温度より高温を示した場合には、ＮＯｘ触媒４２ｂ内にて昇温反応が発生している可能性があるため、エンジン１が停止しても燃料添加
は行わずに通常のエンジン停止制御を行う。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
触媒温度センサ７９より検出した温度が触媒流入排気温度センサ７８より検出した温度とほぼ等しい温度かそれ以下の温度ならば、次にタイマカウンタ８５及びＲＡＭ８３に予め記憶してある前回燃料添加した時期及びエンジン１始動後から今回エンジン１を停止した時期までの時間を算出する。前記何れかの時間が所定の時間以内ならば、ＮＯｘがＮＯｘ触媒４２ｂに添加された燃料と反応する所定量蓄積されていないと推定され、エンジン１が停止しても燃料添加は行わずに通常のエンジン停止制御を行う。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
前記の測定時間が所定の時間より長ければ、燃料添加ノズル１７より排気通路中に燃料を添加する。このとき、ＣＰＵ８１において、ＲＯＭ８２に記憶されているマップＡ（図５）に基づき、燃料添加時の触媒床温度から燃料添加量Ｓが決定される。このマップＡは劣化していない新触媒において所定の触媒床温度時に添加された燃料が、この新触媒の活性化を停止させる触媒床温度以下になるまで反応を続けるに必要な燃料量を示したものである。よって前記マップＡに基づいて、燃料添加ノズル１７の電磁ソレノイドを制御して所定量を排気中に添加する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
前記燃料が添加された時から、触媒温度センサ７９の信号を検出し、この検出結果が予め定められた新触媒が活性化を停止する所定の温度に到達するまでの時間（触媒活性化時間）（Ｔａｃｔ）をタイマカウンタ８５にて計測する。また、ＣＰＵ８１はＲＯＭ８２に記憶してあるマップＢ（図６）より、劣化していない触媒において所定の触媒床温度及び触媒流入排気温度の時に燃料を添加し、この添加燃料により触媒床温度が所定の温度になるまで昇温反応を続ける時間である活性予想時間（Ｔｔｒｇ）を読み込む。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
ＣＰＵ８１において、前記タイマカウンタ８５で計測した燃料添加時から所定の温度に到達する時間（触媒活性化時間）（Ｔａｃｔ）と活性予想時間（Ｔｔｒｇ）とを比較し、ＴａｃｔがＴｔｒｇより短いのならば当該ＮＯｘ触媒４２ｂは劣化していると判定される。ＴａｃｔがＴｔｒｇ以上であるならば当該ＮＯｘ触媒４２ｂは劣化状態には達していないと判定される。その後これら判定結果をバックアップＲＡＭ８４に記憶して、当劣化触媒判定制御は終了する。その後電源停止制御によりＥＣＵ８０の電源が停止される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
次に、Ｓ７０２にてＮＯｘ触媒の床温度（触媒床温度）が還元剤の添加により活性化可能な床温度（還元剤活性化温度）以上かどうかを判断する。還元剤により活性化可能な床温度以上ならば次のステップに進み、還元剤により活性化可能な床温度以下ならばＳ７１５へ進んで触媒劣化判定制御である燃料添加を中止し、次にＳ７１６にてエンジン停止制御を実行して本ルーチンを終了する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
Ｓ７０３では触媒床温度が触媒に流入する排気温度以下であるかどうかを判断する。触媒床温度が排気温度以下なら次のステップに進み、触媒床温度が排気温度より高いならばＳ７１５に進んで燃料添加を中止し、次にＳ７１６へ進んでエンジン停止制御を実行して本ルーチンを終了する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
Ｓ７０４では前回ＮＯｘを還元した時期である前回燃料添加時及びエンジン１始動時双方より今回判定を行う時までの時間がＮＯｘ触媒４２ｂにＮＯｘを吸蔵するのに必要な時間（所定時間）より長ければ次のステップへ進み、前記所定時間未満であるならばＳ７１５に進んで燃料添加を中止し、次にＳ７１６へ進んでエンジン停止制御を実行して本ルーチンを終了する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
Ｓ７０５ではマップＢに基づいて触媒床温度、排気温度より活性予想時間：Ｔｔｒｇを推定する。次にＳ７０６で触媒活性化時間を測定開始すると共にＳ７０７にてマップＡに基づき触媒床温度に応じた添加燃料：Ｓを添加し、次のステップに進む。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
Ｓ７０８〜Ｓ７１０では、Ｓ７０７の実行後から触媒床温度が所定温度以下になるまでの時間（触媒活性化時間）を測定する。Ｓ７０８で触媒床温度が所定温度以下であるかを判断し、触媒床温度が所定温度以下になれば次のステップヘ進む。Ｓ７１０ではＴａｃｔ
に１を加算する。Ｓ７０８にて触媒床温度が所定温度以下でないときにはＳ７０９に進んでＴａｃｔに１を加算し、Ｓ７０８に戻り、触媒床温度が所定温度以下になるまで繰り返す。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
Ｓ７１１ではＴａｃｔとＴｔｒｇとを比較する。ＴａｃｔがＴｔｒｇより小さい値を示すならばＳ７１２に進んでＮＯｘ触媒４２ｂは劣化していると判定する。ＴａｃｔがＴｔｒｇ以上の値を示すならばＳ７１３に進んでＮＯｘ触媒４２ｂは劣化していないと判定する。この後Ｓ７１４にてＳ７１２又はＳ７１３何れかの結果をバックアップＲＡＭ８４へ記憶し、本ルーチンを終了する。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2003206728.tif 000001
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2003206728.tif 000002