(57)【要約】【課題】  内燃機関停止直後での熱劣化進行を考慮することにより、排気浄化部の熱劣化度を高精度に算出できる内燃機関排気浄化制御装置。【解決手段】  イグニッションスイッチのオフ操作時にて、内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃを、現在算出されている触媒温度Ｔと熱劣化度Ｋとに基づいて内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃマップから算出し（Ｓ１５４）、熱劣化度Ｋに加えることで熱劣化度Ｋを増加させている（Ｓ１５６）。したがって排気浄化部内の触媒について、ディーゼルエンジン停止直後での熱劣化進行を考慮した高精度な熱劣化度Ｋを得ることができる。更にエンジン回転数ＮＥが増加判定基準回転数ＮＥｋより低い場合には（Ｓ１５２で「ｎｏ」）、熱劣化度Ｋの増加処理は実行していないので、熱劣化度Ｋが過剰に増加されることが無く、短時間にイグニッションスイッチのオン・オフが繰り返されても高精度な熱劣化度Ｋを維持することができる。【選択図】      図５
2006291836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に配置されて触媒機能により排気を浄化する排気浄化部の熱劣化度を算出して該排気浄化部の熱劣化状態を判定する内燃機関排気浄化制御装置であって、
内燃機関運転時に、熱劣化進行度合いを時間経過に応じて累積することにより前記排気浄化部の熱劣化度を算出する熱劣化度算出処理を実行すると共に、内燃機関運転が停止されたタイミングにて、内燃機関が停止された直後に発生する内燃機関停止後熱劣化進行度合いを算出して、該熱劣化進行度合いに基づいて前記排気浄化部の熱劣化度を増加処理する触媒劣化度算出手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記触媒劣化度算出手段は、
前記排気浄化部の温度を検出する温度検出手段と、
イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングで、前記内燃機関停止後熱劣化進行度合いとして、前記温度検出手段にて検出される前記排気浄化部の温度と前記熱劣化度とに基づいて内燃機関停止後熱劣化進行幅を算出し、該内燃機関停止後熱劣化進行幅をイグニッションスイッチのオフ直前に計算されていた熱劣化度に加えることで前記熱劣化度の増加処理を実行する内燃機関停止時熱劣化度更新手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記内燃機関停止時熱劣化度更新手段は、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて内燃機関回転数が増加判定基準回転数より低い場合には、前記熱劣化度の増加処理を実行しないことを特徴とする内燃機関排気浄化制御装置。
【請求項４】
請求項２において、前記内燃機関停止時熱劣化度更新手段は、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて排気浄化部の温度が増加判定基準温度より低い場合には、前記熱劣化度の増加処理を実行しないことを特徴とする内燃機関排気浄化制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記触媒劣化度算出手段にて求められた前記熱劣化度が、異常判定値以上となっているか否かを、前記触媒劣化度算出手段における処理直後に判定し、異常判定値以上となっている場合には、直ちに警告出力を実行する内燃機関停止時警告手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化制御装置。
【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て触媒機能により排気を浄化する排気浄化部の熱劣化度を算出して排気浄化部の熱劣化状態を判定する内燃機関排気浄化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化部に用いられているＮＯｘ浄化用触媒などの排気浄化用触媒は、使用により次第に熱劣化することが知られている。したがって熱劣化度を検出して、熱劣化度が正常な触媒制御の限界を判断する異常判定値以上の領域に到達した場合にはエミッション悪化防止のために燃焼制御を変更したり排気浄化用触媒を取り替える必要がある。
【０００３】
排気浄化部は曝される温度により熱劣化の進行速度に影響を受ける。このため、熱劣化度を検出するのに、排気浄化部の温度に基づいて単位時間における熱劣化進行度合いを算出し、該算出値に基づいて、単位時間毎に熱劣化度を累積計算している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そして単位時間毎に累積計算した結果、熱劣化度が異常判定値以上となれば、排気浄化用触媒が熱劣化により異常となったものとして、劣化に対応した処理を実行している。
【特許文献１】特開平７−１１９４４７号公報（第４−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、イグニッションスイッチがオフ操作されれば、上述した累積計算は直ちに停止し、イグニッションスイッチオフ直前の熱劣化度の値が不揮発性メモリに記憶される。
【０００６】
しかし排気浄化部内の排気浄化用触媒は内燃機関が停止したからと言って直ちに低温化して熱劣化が進行しなくなることはなく、熱劣化しない温度に冷却されるまで或程度の時間を要する。この放熱期間中はやはり熱劣化が進行している。
【０００７】
このため特許文献１の手法では、内燃機関を停止する毎に、計算にて求められる熱劣化度が実際の熱劣化度よりも小さい方にずれ、次第にずれが大きくなる。
したがって、既に実際の排気浄化用触媒の熱劣化度が、燃焼状態変更や触媒取り替えなどで対処しなくてはならない異常状態となっていても、計算上は未だ問題ない熱劣化状態にあるとして通常の燃焼制御を継続してしまい、エミッションの悪化を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、内燃機関停止直後での熱劣化進行を考慮することにより、排気浄化部の熱劣化度を高精度に算出できる内燃機関排気浄化制御装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関排気浄化制御装置は、内燃機関の排気系に配置されて触媒機能により排気を浄化する排気浄化部の熱劣化度を算出して該排気浄化部の熱劣化状態を判定する内燃機関排気浄化制御装置であって、内燃機関運転時に、熱劣化進行度合いを時間経過に応じて累積することにより前記排気浄化部の熱劣化度を算出する熱劣化度算出処理を実行すると共に、内燃機関運転が停止されたタイミングにて、内燃機関が停止された直後に発生する内燃機関停止後熱劣化進行度合いを算出して、該熱劣化進行度合いに基づいて前記排気浄化部の熱劣化度を増加処理する触媒劣化度算出手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
触媒劣化度算出手段は内燃機関運転時に行う熱劣化度算出処理と共に、内燃機関運転が停止されたタイミングにおいても熱劣化度を増加させている。この熱劣化度の増加は、内燃機関が停止された直後に排気浄化部に発生する熱劣化進行度合いを算出し、この熱劣化進行度合いに基づいて熱劣化度を増加させることにより実行している。
【００１１】
このように内燃機関運転が停止されたタイミングにおける排気浄化部に生じた熱劣化進行度合いを算出して熱劣化度を増加させているので、排気浄化部について内燃機関停止直後での熱劣化進行を考慮した高精度な熱劣化度を得ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の内燃機関排気浄化制御装置では、請求項１において、前記触媒劣化度算出手段は、前記排気浄化部の温度を検出する温度検出手段と、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングで、前記内燃機関停止後熱劣化進行度合いとして、前記温度検出手段にて検出される前記排気浄化部の温度と前記熱劣化度とに基づいて内燃機関停止後熱劣化進行幅を算出し、該内燃機関停止後熱劣化進行幅をイグニッションスイッチのオフ直前に計算されていた熱劣化度に加えることで前記熱劣化度の増加処理を実行する内燃機関停止時熱劣化度更新手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このように計算タイミングとしては、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングとし、内燃機関停止後熱劣化進行度合いとしては、排気浄化部の温度と熱劣化度とに基づいて得られる内燃機関停止後熱劣化進行幅を用いることができる。このように得られた内燃機関停止後熱劣化進行幅を熱劣化度に加えることで、排気浄化部について内燃機関停止直後での熱劣化進行を考慮した高精度な熱劣化度を得ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の内燃機関排気浄化制御装置では、請求項２において、前記内燃機関停止時熱劣化度更新手段は、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて内燃機関回転数が増加判定基準回転数より低い場合には、前記熱劣化度の増加処理を実行しないことを特徴とする。
【００１５】
イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにおいても、内燃機関回転数が増加判定基準回転数より低い場合には熱劣化度の増加処理を実行しない。このことにより、短時間に再度イグニッションスイッチのオン・オフ操作が繰り返された場合の過剰な熱劣化度の増加を防止している。
【００１６】
すなわち、イグニッションスイッチのオフにより最終的に内燃機関が停止する場合には、最初のイグニッションのオンからオフへの切り替えにより内燃機関の回転数が急速に低下する。したがって、例えば、この時に低下するであろう回転数領域の上限を増加判定基準回転数とすれば、最初のイグニッションのオンからオフへの切り替えにより内燃機関の回転数は増加判定基準回転数より低くなる。このことから、短時間に再度イグニッションスイッチのオン・オフ操作がなされても、熱劣化度の増加処理が繰り返されるのを防止でき、過剰な熱劣化度の増加を生じない。このため排気浄化部について内燃機関停止直後での熱劣化進行を考慮して得た高精度な熱劣化度を維持することができる。
【００１７】
請求項４に記載の内燃機関排気浄化制御装置では、請求項２において、前記内燃機関停止時熱劣化度更新手段は、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて排気浄化部の温度が増加判定基準温度より低い場合には、前記熱劣化度の増加処理を実行しないことを特徴とする。
【００１８】
イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて、既に排気浄化部の温度が低くなっていると、以後は内燃機関停止により高温化することがないので排気浄化部の熱劣化は実質的に進行しない。したがって、例えば、熱劣化を生じる温度の下限を増加判定基準温度とすれば、イグニッションスイッチのオンからオフに切り替わったタイミングにて排気浄化部の温度が増加判定基準温度より低い場合には、内燃機関の停止直後において熱劣化度の増加は実質的には無いと見なしても問題ない。したがって排気浄化部の温度が増加判定基準温度より低い場合には熱劣化度の増加処理を実行しないこととしても良い。このことにより計算上の増加処理をしなくて済み、内燃機関停止時の制御機構の計算負荷を低下できる。
【００１９】
請求項５に記載の内燃機関排気浄化制御装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記触媒劣化度算出手段にて求められた前記熱劣化度が、異常判定値以上となっているか否かを、前記触媒劣化度算出手段における処理直後に判定し、異常判定値以上となっている場合には、直ちに警告出力を実行する内燃機関停止時警告手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように内燃機関停止時警告手段が設けられていることにより、内燃機関が停止した直後において、触媒劣化度算出手段にて求められた熱劣化度が異常ならば、直ちに警告音出力又は警告灯点灯などの警告出力を実行して異常状態となったことを内燃機関の運転者に知らせることができる。
【００２１】
したがって内燃機関の次の運転開始を待つまでもなく、内燃機関停止中に排気浄化部の交換などの対策を早期に実施して、未然にエミッション悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジンと、内燃機関燃焼制御装置の機能を果たす制御システムとの概略を表す構成説明図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
【００２３】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。尚、他の気筒数でも良い。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気通路１３を介して、インタークーラ１４に連結され、更に過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気通路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４及び吸気温センサ２６が配置されている。
【００２４】
各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気通路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００２５】
この排気通路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。
【００２６】
そして２番目に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。このフィルタ３８ａの微小孔表面にはコーティングにてＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成されているので、排気浄化触媒として機能し前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されて堆積する。この堆積したＰＭは、高温の酸化雰囲気とすることで、ＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始されると共に、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの酸化による浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体化された構成で形成されている。これらＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの組み合わせが請求項の排気浄化部に相当する。
【００２７】
最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。更に、フィルタ３８ａと酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには空燃比センサ４８が配置されている。
【００２８】
上記空燃比センサ４８は、ここでは固体電解質を利用したものであり、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏを検出するものである。
【００２９】
フィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰを検出している。
【００３０】
尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。
【００３１】
ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。
【００３２】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００３３】
更に燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。
【００３４】
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数（エンジン回転数ＮＥ［ｒｐｍ］）を検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２、及びイグニッションスイッチ８４から信号を読み込んでいる。
【００３５】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び添加弁６８の開弁制御によりＰＭ再生制御、Ｓ被毒回復制御あるいはＮＯｘ還元制御といった触媒制御を実行する。更に、後述する触媒熱劣化度Ｋ算出処理、触媒熱劣化状態判定処理、エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理、その他の処理を実行する。この内、触媒熱劣化状態判定処理やエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理において熱劣化異常が判定された場合には、マルファンクションインジケータ（ＭＩＬ灯）８６を点灯させる処理を実行する。
【００３６】
ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。この低温燃焼モードは、低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ４８が検出する空燃比ＡＦに基づいてスロットル開度ＴＡの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが、通常燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。
【００３７】
そして排気浄化触媒、主としてフィルタ３８ａに対する触媒制御を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。
【００３８】
ＰＭ再生制御モードとは、ＰＭの推定堆積量（以下、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍで表す）が再生要求堆積量に到達すると、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により前述したごとく酸化により燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するＰＭ浄化用昇温処理を実行するモードである。このモードでは、ストイキ(理論空燃比)よりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であるアフター噴射を加える場合がある。尚、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量に到達していなくても、前述した差圧センサ５０が検出するフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰが大きくなった場合については、ＰＭ浄化用昇温処理を実行して、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により酸化により燃焼させて浄化している。上記ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、燃焼室４から排出されるＰＭと添加弁６８から添加される燃料により排出されるＰＭとの単位時間当たりの合計排出量と、フィルタ３８ａでの酸化による単位時間当たりの浄化量との差から、時間経過にしたがってフィルタ３８ａに堆積されているＰＭ量を推定した値である。
【００３９】
尚、ＰＭ再生制御モード内において間欠添加処理によるバーンアップ型昇温処理を実行しても良い。この間欠添加処理は、添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を、全く燃料添加しない期間を間に置いて行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。この処理においても燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。このことにより、ＰＭの焼き尽くし（バーンアップ）作用を生じさせて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの前端面のＰＭ詰まりを解消したり、フィルタ３８ａ内に堆積したＰＭを焼き尽くす処理を行う。
【００４０】
Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ（硫黄）被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合にＳ成分を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８から燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６５０℃）する昇温処理を実行し、更に添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。
【００４１】
ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）で空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。
【００４２】
尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
図２はＥＣＵ７０により実行される触媒熱劣化度Ｋ算出処理のフローチャートを示す。本処理はイグニッションスイッチ８４のオン状態の時に１ｍｉｎの時間周期で割り込み実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４３】
触媒熱劣化度Ｋ算出処理（図２）が実行されると、まず触媒温度Ｔ及び熱劣化度Ｋに基づいて熱劣化進行幅ｄＫが熱劣化進行幅ｄＫマップｆ（Ｔ，Ｋ）から算出される（Ｓ１０２）。ここで触媒温度ＴはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａ内部の触媒の温度（いわゆる触媒床温）であり、排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏ及びディーゼルエンジン２の運転状態から推定した温度である。尚、触媒温度Ｔとして排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏのいずれかの値を用いたものでも良い。ここでの熱劣化度Ｋは前回の制御周期にて算出されている値である。
【００４４】
熱劣化進行幅ｄＫマップｆ（Ｔ，Ｋ）は、１ｍｉｎ間での熱劣化の進行の程度を実験により求めて設定したマップであり、図３に破線の等高線で示すごとくの傾向に値が形成されている。ただし最低値は１としてある。
【００４５】
次に式１に示すごとくの累積計算により新たな熱劣化度Ｋが算出される（Ｓ１０４）。
［式１］  Ｋ  ←  Ｋ  ＋  ｄＫ
ここで右辺の熱劣化度Ｋは前回の周期において算出されている熱劣化度であり、左辺の熱劣化度Ｋが新たに算出された値である。
【００４６】
こうして一旦本処理を終了する。上述した処理を１ｍｉｎ毎に繰り返すことにより、ディーゼルエンジン２の運転中におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａ内の触媒における熱劣化度Ｋが熱履歴に対応させて増加される。尚、ＥＣＵ７０においては熱劣化度ＫのデータはバックアップＲＡＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶され、ＥＣＵ７０に対する電源オフ時においても熱劣化度Ｋの値は保持されている。したがって次の電源オン後には、ＥＣＵ７０は、この保持値から熱劣化度Ｋの計算を開始することになる。
【００４７】
図４は触媒熱劣化度Ｋ算出処理（図２）により算出された熱劣化度Ｋの状態が異常状態か否かを判定する触媒熱劣化状態判定処理のフローチャートである。本処理はイグニッションスイッチ８４のオン状態の時に１ｓの時間周期で割り込み実行される処理である。
【００４８】
触媒熱劣化状態判定処理（図４）が実行されると、まず熱劣化度Ｋが異常判定値Ｓｍａｘ未満か否かが判定される（Ｓ１１２）。Ｋ＜Ｓｍａｘであれば（Ｓ１１２で「ｙｅｓ」）、触媒機能が正常に機能しているとして、正常判定（正常であるとの判定）がなされる（Ｓ１１４）。
【００４９】
Ｋ≧Ｓｍａｘであれば（Ｓ１１２で「ｎｏ」）、熱劣化度Ｋは異常状態、すなわち触媒機能が排気浄化に影響するほどに低下しているとして、異常判定（異常であるとの判定）がなされる（Ｓ１１６）。この異常判定がなされると、燃焼状態を変更して燃焼室４でＮＯｘが発生しにくいように制御し、同時にＭＩＬ灯を点灯することによる警告機能により運転者に知らせて触媒コンバータ３６，３８の交換等を促す。
【００５０】
図５はエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理のフローチャートを表す。本処理はイグニッションスイッチ８４をオフ操作した時に割り込みにより１回実行される処理である。
【００５１】
運転者がディーゼルエンジン２を停止しようとして、イグニッションスイッチ８４のオフ操作を行うと、まず最初に、今回のオフ操作時におけるエンジン回転数ＮＥが増加判定基準回転数ＮＥｋ以上か否かが判定される（Ｓ１５２）。ここで増加判定基準回転数ＮＥｋとしては例えば５００ｒｐｍが設定されている。この値は、アイドル回転数（ここでは８００ｒｐｍ）よりも少し低い値に設定されている。この値は、ディーゼルエンジン２を停止させるためにイグニッションスイッチ８４に対して、短時間で複数回、オフ操作を繰り返した場合に、２回目以降のオフ操作時には、既にエンジン回転数が、増加判定基準回転数ＮＥｋよりも低くなっているように、実験等により予め設定されている値である。例えば、２回目以降のオフ時に実測された回転数の上限を増加判定基準回転数ＮＥｋとして設定する。
【００５２】
このように増加判定基準回転数ＮＥｋを設定することにより短時間に複数回イグニッションスイッチ８４のオフ操作があっても、２回目以降はステップＳ１５２にて「ｙｅｓ」と判定されないようにしている。
【００５３】
ここでイグニッションスイッチ８４のオフ操作時に、ＮＥ≧ＮＥｋであれば（Ｓ１５２で「ｙｅｓ」）、次に内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃが内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃマップｇ（Ｔ，Ｋ）により、触媒温度Ｔ及び熱劣化度Ｋに基づいて算出される（Ｓ１５４）。
【００５４】
内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃマップｇ（Ｔ，Ｋ）は、イグニッションスイッチ８４のオフ直後の熱履歴によりＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて生じる触媒の熱劣化の進行の程度を示すマップであり、図６に破線の等高線で示すごとくの傾向に値が形成されている。
【００５５】
図７のタイミングチャートに示すごとく、イグニッションスイッチ８４がオンからオフへ操作されることにより（ｔ０）、ディーゼルエンジン２は停止することになる。しかし触媒コンバータ３６，３８内の温度は直ちに低下するのではなく、しばらくは熱劣化が進行する高温領域（ここでは１００℃以上：図７のハッチング部分）にある。この高温領域にて進行した熱劣化分を、内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃとして、イグニッションスイッチ８４のオフ操作タイミングにおける触媒温度Ｔと熱劣化度Ｋとに基づいて、図６のマップから算出している。
【００５６】
次に、上述のごとく算出された内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃは、式２に示すごとく、現在の熱劣化度Ｋに加えることで、実際の熱劣化が進行しなくなった時点（図７：ｔ１）での熱劣化度Ｋの値を予測している。
【００５７】
［式２］    Ｋ  ←  Ｋ  ＋  ｄＫｉｎｃ
次にＫ＜Ｓｍａｘか否かが判定される（Ｓ１５８）。ここでＫ＜Ｓｍａｘであれば（Ｓ１５８で「ｙｅｓ」）、熱劣化状態は異常でないので、直ちにＥＣＵ７０に対する電源オフが許可されて（Ｓ１６０）、本処理を終了する。したがって、この後、バックアップ電源を除いてＥＣＵ７０に対する給電が停止する。
【００５８】
図７の例は、内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃ分の熱劣化度Ｋの増加がなされても、Ｋ＜Ｓｍａｘであった場合を示している。したがって再度、ディーゼルエンジン２の始動のためにイグニッションスイッチ８４をオンすることにより（ｔ２）、正常状態で熱劣化度Ｋの算出処理が継続することになる。
【００５９】
尚、図７の例は、イグニッションスイッチ８４のオフ操作タイミングでは、ＮＥ≧ＮＥｋの場合を示している。もし、一旦イグニッションスイッチ８４をオフした後に、短時間後に、破線で示すごとく再度イグニッションスイッチ８４をオン・オフし直した場合には、この２回目のオフ操作時（ｔｘ）には既にエンジン回転数ＮＥは大きく低下、例えば、ほぼＮＥ＝０ｒｐｍとなっている。したがって、ＮＥ＜ＮＥｋであることから、再度、エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５）が実行されても、ステップＳ１５２にて「ｎｏ」と判定されて、２回目の内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃによる増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）はなされない。そして直ちに電源オフが許可されて（Ｓ１６０）、本処理を終了することになる。
【００６０】
一方、図８に示すごとく、イグニッションスイッチ８４のオフ時（ｔ１０）から実際に熱劣化が停止した時点（ｔ１１）の間での熱劣化の進行により、Ｋ≧Ｓｍａｘとなった場合には（Ｓ１５８で「ｎｏ」：ｔ１０）、ＭＩＬ灯８６の一時的な点灯がなされた後に、電源オフの許可がなされる（Ｓ１６２）。このことによりディーゼルエンジン２が停止する際に、ＭＩＬ灯８６の一時的点灯により運転者は触媒熱劣化の異常状態が認識できる。
【００６１】
そして再度、ディーゼルエンジン２を始動させるためにイグニッションスイッチ８４のオンにより（ｔ１２）、触媒熱劣化状態判定処理（図４）が開始されることでＫ≧Ｓｍａｘと判定されて（Ｓ１１２で「ｎｏ」）、異常判定がなされる（Ｓ１１６）。この異常判定に伴って再度ＭＩＬ灯８６が点灯される。
【００６２】
上述した構成において、請求項との関係は次のごとくである。すなわちＥＣＵ７０が触媒劣化度算出手段、温度検出手段、内燃機関停止時熱劣化度更新手段及び内燃機関停止時警告手段に相当する。ＥＣＵ７０により排気温センサ４４，４６が検出する排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏや、ディーゼルエンジン２の運転状態に基づいて推定されるＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにおける触媒温度Ｔの検出処理が温度検出手段としての処理に相当する。触媒熱劣化度Ｋ算出処理（図２）及びエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５）が内燃機関停止時熱劣化度更新手段及び内燃機関停止時警告手段としての処理に相当する。
【００６３】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５）では、イグニッションスイッチ８４のオフ操作時において、熱劣化度Ｋを、内燃機関停止後熱劣化進行度合いとしての内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃにより増加させている。この内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃは、この時にＥＣＵ７０が算出している触媒温度Ｔと、熱劣化度Ｋとに基づいて、内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃマップ（図６）により算出されている。
【００６４】
このようにディーゼルエンジン２の運転が停止されたタイミングにおいて、排気浄化部としての触媒コンバータ３６，３８内の触媒に生じた内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃを算出して、熱劣化度Ｋに加えることで熱劣化度Ｋを増加させている。したがって、触媒コンバータ３６，３８内の触媒についてディーゼルエンジン２の停止直後での熱劣化進行を考慮した高精度な熱劣化度Ｋを得ることができる。
【００６５】
（ロ）．尚、エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５）では、イグニッションスイッチ８４のオフ操作時に、エンジン回転数ＮＥが増加判定基準回転数ＮＥｋより低い場合には（Ｓ１５２で「ｎｏ」）、熱劣化度Ｋの増加処理は実行していない。
【００６６】
このことにより短時間に再度イグニッションスイッチ８４のオンとオフとの操作がなされても、熱劣化度Ｋの増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）が繰り返されるのを防止でき、過剰な熱劣化度Ｋの増加を生じない。このため触媒コンバータ３６，３８内の触媒についてディーゼルエンジン２の停止直後での熱劣化進行を考慮して得た高精度な熱劣化度Ｋを維持することができる。
【００６７】
（ハ）．イグニッションスイッチ８４のオフ操作によりディーゼルエンジン２を停止操作した直後に、熱劣化度Ｋが異常ならば（Ｓ１５８で「ｎｏ」）、直ちにＭＩＬ灯８６の点灯（Ｓ１６２）により警告出力を実行して異常状態となったことを運転者に知らせている。このためディーゼルエンジン２の次の運転開始を待つまでもなく、この後のディーゼルエンジン２の運転停止中に触媒コンバータ３６，３８内のＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａやフィルタ３８ａの交換などの対策を早期に実施して、未然にエミッション悪化を防止することができる。
【００６８】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図５の代わりに図９に示すエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理を実行する。これ以外の構成については前記実施の形態１と同じである。したがって図１〜４，６を参照して説明する。
【００６９】
エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図９）においても、ステップＳ１５２の代わりにステップＳ１５３が実行されるのみで、他の処理（ステップＳ１５４〜Ｓ１６２）は前記エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５）にて同一の符号で示す処理と同じである。
【００７０】
ステップＳ１５３では、オフ操作時における触媒温度Ｔが増加判定基準温度Ｔｋ以上か否かが判定される。ここで増加判定基準温度Ｔｋとしては例えば１００℃（熱劣化を生じる温度の下限）が設定されている。そしてＴ≧Ｔｋの場合に（Ｓ１５３で「ｙｅｓ」）、熱劣化度Ｋの増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）が実行される。
【００７１】
イグニッションスイッチ８４がオンからオフに切り替わったタイミングにて既に触媒コンバータ３６，３８内の温度が低くなっていると、内部のＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａやフィルタ３８ａの触媒の熱劣化は実質的に進行しない。したがって、イグニッションスイッチ８４がオンからオフに切り替わったタイミングにて触媒温度Ｔが増加判定基準温度Ｔｋより低い場合には、ディーゼルエンジン２の停止直後において熱劣化度Ｋの増加は実質的には無いと見なしても問題ない。
【００７２】
図１０のタイミングチャートは、イグニッションスイッチ８４のオフ操作時にＴ＜Ｔｋであった場合（ｔ２０：Ｓ１５３で「ｎｏ」）を示している。この場合には、ディーゼルエンジン２の停止直後に触媒の熱劣化は進行しないので、熱劣化度Ｋに対する内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃの増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）はなされない。
【００７３】
上述した構成において、請求項との関係は次のごとくである。すなわち前記実施の形態１と異なる関係は、触媒熱劣化度Ｋ算出処理（図２）及びエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図９）が内燃機関停止時熱劣化度更新手段及び内燃機関停止時警告手段としての処理に相当する点である。
【００７４】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）及び（ハ）の効果を生じる。
（ロ）．Ｔ≧Ｔｋの場合に（Ｓ１５３で「ｙｅｓ」）、熱劣化度Ｋの増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）を実行し、Ｔ＜Ｔｋの場合には（Ｓ１５３で「ｎｏ」）、増加処理を実行させないことにより、不要な熱劣化度Ｋの増加処理を実行しなくて済み、制御機構であるＥＣＵ７０の計算負荷を低下できる。
【００７５】
［その他の実施の形態］
（ａ）．エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理については、図５と図９とを組み合わせたもの、具体的には図１１のフローチャートに示すものであっても良い。すなわちＮＥ≧ＮＥｋ（Ｓ１５２で「ｙｅｓ」）とＴ≧Ｔｋ（Ｓ１５３で「ｙｅｓ」）との両方の条件が満足された場合に熱劣化度Ｋの増加処理（Ｓ１５４，Ｓ１５６）が実行される。
【００７６】
したがってＮＥ＜ＮＥｋ（Ｓ１５２で「ｎｏ」）であったり、あるいはＴ＜Ｔｋ（Ｓ１５３で「ｎｏ」）であった場合には、エンジン停止直後に熱劣化度Ｋは増加しない。
このことによって前記実施の形態１及び前記実施の形態２の効果を生じる。
【００７７】
（ｂ）．図５の処理においてステップＳ１５２を省略して、ステップＳ１５４から開始させるエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理としても良い。このことによっても、前記実施の形態１の（イ）及び（ハ）の効果を生じる。
【００７８】
（ｃ）．前記各実施の形態では熱劣化進行度合い及び内燃機関停止後熱劣化進行度合いとして、熱劣化進行幅（熱劣化進行幅ｄＫ及び内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃ）を用いたが、熱劣化進行度合い及び内燃機関停止後熱劣化進行度合いとしては、熱劣化進行率を用いても良い。すなわち触媒熱劣化度Ｋ算出処理（図２）のステップＳ１０２、エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５，９，１１）のステップＳ１５４において、前述したマップ（図３，６）の代わりに熱劣化進行率マップ及び内燃機関停止後熱劣化進行率マップを用いても良い。この各マップにより触媒温度Ｔと熱劣化度Ｋとに基づいて熱劣化進行率及び内燃機関停止後熱劣化進行率を求め、「熱劣化度Ｋ×熱劣化進行率（又は内燃機関停止後熱劣化進行率）」の計算により、新たな熱劣化度Ｋを算出するようにしても良い。ここで熱劣化進行率及び内燃機関停止後熱劣化進行率は１より大きい値である。
【００７９】
（ｄ）．エンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理（図５，９，１１）で、Ｋ≧Ｓｍａｘと判定された場合に（Ｓ１５８で「ｎｏ」）、異常判定をしても良い。すなわち、ステップＳ１５８で「ｎｏ」と判定されたタイミングで触媒熱劣化状態判定処理（図４）のステップＳ１１６と同じ異常判定を、ステップＳ１６２の処理と共に実行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジンと制御システムとの概略構成説明図。
【図２】実施の形態１の触媒熱劣化度Ｋ算出処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１の熱劣化進行幅ｄＫマップの値の傾向を破線の等高線で示すグラフ。
【図４】実施の形態１の触媒熱劣化状態判定処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１のエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１の内燃機関停止後熱劣化進行幅ｄＫｉｎｃマップの値の傾向を破線の等高線で示すグラフ。
【図７】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図９】実施の形態２のエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理のフローチャート。
【図１０】実施の形態２の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１１】他の実施の形態のエンジン停止処理時熱劣化度算出・判定処理のフローチャート。
【符号の説明】
【００８１】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気通路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気通路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ、８４…イグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）、８６…マルファンクションインジケータ（ＭＩＬ灯）。
【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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【図６】
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【図７】
2006291836.tif 000009
【図８】
2006291836.tif 000010
【図９】
2006291836.tif 000011
【図１０】
2006291836.tif 000012
【図１１】
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