(57)【要約】【課題】排ガスにおける酸素濃度の変動の影響を抑制し、触媒の劣化診断を安定的に精度よく行える手法を提供する。【解決手段】内燃機関からの排ガスに含まれるＨＣガスおよびＣＯガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒が内燃機関の排気経路に設けられてなる場合において、所定の酸素濃度特定手段によって特定される、排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にあると判定された場合に、少なくとも排気経路の触媒よりも下流側に設けた、対象ガスを検知可能な対象ガス検知手段からの出力値を用いて算出される診断指標値と、触媒の温度に対応する閾値とを比較することにより、触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断する。【選択図】図１
2018119408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に設けられて前記内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒の、劣化の程度を診断する方法であって、
所定の酸素濃度特定手段によって特定される、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にあるか否かを判定する酸素濃度判定工程と、
前記酸素濃度判定工程によって、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にあると判定された場合に、少なくとも前記排気経路の前記触媒よりも下流側に設けた、前記対象ガスを検知可能な対象ガス検知手段からの出力値を用いて算出される診断指標値と、前記触媒の温度に対応する閾値とを比較することにより、前記触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断する診断工程と、
を備えることを特徴とする触媒劣化診断方法。
【請求項２】
請求項１に記載の触媒劣化診断方法であって、
前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、
変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕ
なる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、
前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記閾値が前記許容変換率範囲に基づいて定められており、
前記診断工程においては、前記触媒よりも下流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて算出される前記Ｎｌの値を前記診断指標値として、診断を行う、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
【請求項３】
請求項１に記載の触媒劣化診断方法であって、
前記対象ガス検知手段を前記排気経路の前記触媒よりも上流側と下流側にそれぞれ設けておくとともに、
前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、
変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕ
なる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、
前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記許容変換率範囲の下限値が前記閾値として定められており、
前記診断工程においては、前記触媒よりも下流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｌの値を算出するととともに、前記触媒よりも上流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｕの値を算出し、前記Ｎｌと前記Ｎｕの算出値を前記算出式に代入することにより算出される前記変換率を前記診断指標値として、診断を行う、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の触媒劣化診断方法であって、
前記酸素濃度特定手段が、前記排気経路に設けられた、前記酸素を検知可能な酸素検知手段を有しており、
前記酸素濃度判定工程においては、前記酸素検知手段が前記排ガスにおける酸素濃度に応じて出力する検知信号に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の触媒劣化診断方法であって、
前記酸素濃度判定工程においては、前記内燃機関における吸入空気量に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
【請求項６】
内燃機関の排気経路に設けられて前記内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒の、劣化の程度を診断する、触媒劣化診断システムであって、
前記排ガスにおける酸素濃度を特定可能な酸素濃度特定手段と、
少なくとも前記排気経路の前記触媒よりも下流側に設けられた、前記対象ガスを検知可能な対象ガス検知手段と、
前記触媒劣化診断システムを制御する制御手段と、
閾値データを記憶する記憶部と、
を備え、
前記触媒の劣化診断に用いる閾値を前記触媒の温度に応じて記述してなる閾値データが、あらかじめ定められたうえで前記記憶部に保持されてなり、
前記制御手段は、前記酸素濃度特定手段によって特定される、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にある場合に、前記対象ガス検知手段からの出力値を用いて算出される診断指標値と、前記閾値データに記述されてなる前記触媒の温度に対応する閾値とを比較することにより、前記触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断する、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。
【請求項７】
請求項６に記載の触媒劣化診断システムであって、
前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、
変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕ
なる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、
前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記閾値が前記許容変換率範囲に基づいて定められており、
前記触媒よりも下流側に設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて算出される前記Ｎｌの値を前記診断指標値として診断を行う、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。
【請求項８】
請求項６に記載の触媒劣化診断システムであって、
前記対象ガス検知手段が、前記排気経路の前記触媒よりも上流側と下流側にそれぞれ設けられており、
前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、
変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕ
なる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、
前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記許容変換率範囲の下限値が前記閾値として定められており、
前記触媒よりも下流側に設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｌの値を算出するととともに、前記触媒よりも上流側にさらに設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｕの値を算出し、前記Ｎｌと前記Ｎｕの算出値を前記算出式に代入することにより算出される前記変換率を前記診断指標値として、診断を行う、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の触媒劣化診断システムであって、
前記排気経路に設けられた、前記酸素を検知可能な酸素検知手段、
をさらに備え、
前記酸素濃度特定手段は、前記酸素検知手段が前記排ガスにおける酸素濃度に応じて出力する検知信号に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の触媒劣化診断システムであって、
前記酸素濃度特定手段は、前記内燃機関における吸入空気量に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未燃炭化水素ガスを酸化もしくは吸着する触媒の劣化の程度を診断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のエンジンなどの内燃機関の排気経路に設けられて、当該内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒（酸化触媒）の、劣化の程度を診断する手法として、内燃機関が通常の運転状態にある任意のタイミングにおいて排気経路の触媒よりも下流側において対象ガスの濃度を求め、その値と定められた閾値と比較することにより、当該触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断するものが、すでに公知である（例えば、特許文献１参照）。当該手法は、特許文献１においてPassive OBDと称されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０８９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたPassive OBDの手法では、対象ガスの検知に混成電位型の炭化水素ガスセンサ（ＨＣセンサ）が用いられている。内燃機関から排出される排ガスの酸素濃度は内燃機関の運転状態によって変化し得る一方で、係るＨＣセンサの出力も、被測定ガスの酸素濃度に応じて出力が変化し得るため、特許文献１に開示されたPassive OBDの手法を用いて触媒の劣化診断を精度よく行うには、排ガスにおける酸素濃度の変動の影響をできるだけ排除することが好ましいということが、本発明の発明者が鋭意検討するなかで明らかになってきた。
【０００５】
特許文献１においては、内燃機関から排出される排ガスの酸素濃度が１０％程度であること、および、内燃機関が通常もしくは定常の運転状態にあるときにPassive OBDを行うことについての言及があるものの、酸素濃度の変動が触媒の劣化診断に与える具体的な影響について、特段の考慮はなされていない。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、排ガスにおける酸素濃度の変動の影響を抑制し、触媒の劣化診断を安定的に精度よく行える手法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、内燃機関の排気経路に設けられて前記内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒の、劣化の程度を診断する方法であって、所定の酸素濃度特定手段によって特定される、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にあるか否かを判定する酸素濃度判定工程と、前記酸素濃度判定工程によって、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にあると判定された場合に、少なくとも前記排気経路の前記触媒よりも下流側に設けた、前記対象ガスを検知可能な対象ガス検知手段からの出力値を用いて算出される診断指標値と、前記触媒の温度に対応する閾値とを比較することにより、前記触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断する診断工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る触媒劣化診断方法であって、前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕなる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記閾値が前記許容変換率範囲に基づいて定められており、前記診断工程においては、前記触媒よりも下流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて算出される前記Ｎｌの値を前記診断指標値として、診断を行う、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１の態様に係る触媒劣化診断方法であって、前記対象ガス検知手段を前記排気経路の前記触媒よりも上流側と下流側にそれぞれ設けておくとともに、前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕなる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記許容変換率範囲の下限値が前記閾値として定められており、前記診断工程においては、前記触媒よりも下流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｌの値を算出するととともに、前記触媒よりも上流側に設けた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｕの値を算出し、前記Ｎｌと前記Ｎｕの算出値を前記算出式に代入することにより算出される前記変換率を前記診断指標値として、診断を行う、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１ないし第３の態様のいずれかに係る触媒劣化診断方法であって、前記酸素濃度特定手段が、前記排気経路に設けられた、前記酸素を検知可能な酸素検知手段を有しており、前記酸素濃度判定工程においては、前記酸素検知手段が前記排ガスにおける酸素濃度に応じて出力する検知信号に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１ないし第３の態様のいずれかに係る触媒劣化診断方法であって、前記酸素濃度判定工程においては、前記内燃機関における吸入空気量に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の態様は、内燃機関の排気経路に設けられて前記内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒の、劣化の程度を診断する、触媒劣化診断システムであって、前記排ガスにおける酸素濃度を特定可能な酸素濃度特定手段と、少なくとも前記排気経路の前記触媒よりも下流側に設けられた、前記対象ガスを検知可能な対象ガス検知手段と、前記触媒劣化診断システムを制御する制御手段と、閾値データを記憶する記憶部と、を備え、前記触媒の劣化診断に用いる閾値を前記触媒の温度に応じて記述してなる閾値データが、あらかじめ定められたうえで前記記憶部に保持されてなり、前記制御手段は、前記酸素濃度特定手段によって特定される、前記排ガスにおける酸素濃度が、１５％〜２０％の範囲内にあるか、１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にある場合に、前記対象ガス検知手段からの出力値を用いて算出される診断指標値と、前記閾値データに記述されてなる前記触媒の温度に対応する閾値とを比較することにより、前記触媒に許容される程度を越えた劣化が生じているか否かを診断する、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第６の態様に係る触媒劣化診断システムであって、前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕなる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記閾値が前記許容変換率範囲に基づいて定められており、前記触媒よりも下流側に設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて算出される前記Ｎｌの値を前記診断指標値として診断を行う、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の態様は、第６の態様に係る触媒劣化診断システムであって、前記対象ガス検知手段が、前記排気経路の前記触媒よりも上流側と下流側にそれぞれ設けられており、前記排気経路での前記触媒の上流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｕとし、前記排気経路での前記触媒の下流側近傍における前記対象ガスの濃度をＮｌとするときに、前記触媒において生じる酸化もしくは吸着の程度を、変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕなる算出式で定義される変換率を用いて表すものとする場合において、前記触媒において許容される前記変換率の範囲である許容変換率範囲があらかじめ前記触媒の取り得る温度に応じて定められてなるとともに、前記許容変換率範囲の下限値が前記閾値として定められており、前記触媒よりも下流側に設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｌの値を算出するととともに、前記触媒よりも上流側にさらに設けられた前記対象ガス検知手段の出力値に基づいて前記Ｎｕの値を算出し、前記Ｎｌと前記Ｎｕの算出値を前記算出式に代入することにより算出される前記変換率を前記診断指標値として、診断を行う、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第９の態様は、第６ないし第８の態様のいずれかに係る触媒劣化診断システムであって、前記排気経路に設けられた、前記酸素を検知可能な酸素検知手段、をさらに備え、前記酸素濃度特定手段は、前記酸素検知手段が前記排ガスにおける酸素濃度に応じて出力する検知信号に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、第６ないし第８の態様のいずれかに係る触媒劣化診断システムであって、前記酸素濃度特定手段は、前記内燃機関における吸入空気量に基づいて前記排ガスにおける酸素濃度を特定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１ないし第１０の態様によれば、排ガスの酸素濃度が変動する場合であっても、炭化水素ガスおよび一酸化炭素ガスの少なくとも一方を含む対象ガスを酸化もしくは吸着する触媒の、触媒能の劣化の程度を、安定的にかつ精度よく診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】酸化触媒診断システムＤＳ１を含んで構成されるディーゼルエンジンシステム１０００の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】ＨＣセンサ１００の構成の一例を概略的に示す断面模式図である。
【図３】変換率プロファイルを模式的に示す図である。
【図４】変換率プロファイルの他の例を模式的に示す図である。
【図５】酸化触媒６００の温度が温度Ｔ２より高い酸化領域にある場合の、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係を、いくつかの変換率について示す図である。
【図６】エンジンシステム１０００が搭載される自動車をＮＥＤＣモードで所定時間走行させたときの、排ガスＧ中の酸素濃度の分布を示す図である。
【図７】ＨＣセンサ１００における出力値の、排ガスＧの酸素濃度に対する依存性を示す図である。
【図８】図５に示した３通りの変換率についての上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係に、排ガスＧにおける酸素濃度の変動に起因して生じるＨＣセンサ１００からの出力値の変動を、加味した図である。
【図９】図５に示した３通りの変換率についての上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係に、酸素濃度安定条件の（条件ｂ）を充足する酸素濃度の変動幅を加味した図である。
【図１０】Passive OBDによる診断の手順の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜システムの概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１を含んで構成されるディーゼルエンジンシステム（以下、単にエンジンシステムとも称する）１０００の概略構成を模式的に示す図である。
【００２０】
酸化触媒診断システムＤＳ１は主として、炭化水素ガスセンサ（以下、ＨＣセンサとも称する）１００と、温度センサ１１０と、酸素濃度特定用センサ１２０と、エンジンシステム１０００全体の動作を制御する制御装置である電子制御装置２００とを備える。
【００２１】
エンジンシステム１０００は、酸化触媒診断システムＤＳ１のほか、内燃機関の一種たるディーゼル機関であるエンジン本体部３００と、エンジン本体部３００に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁３０１と、燃料噴射弁３０１に対し燃料噴射を指示するための燃料噴射指示部４００と、エンジン本体部３００で生じた排ガス（エンジン排気）Ｇを外部へと排出する排気経路をなす排気管５００と、排気管５００の途中に設けられ、排ガスＧ中の未燃炭化水素ガスを酸化もしくは吸着させる白金やパラジウムなどの酸化触媒６００とを、主として備える。なお、本実施の形態においては、相対的な意味において、排気管５００においてその一方端側であるエンジン本体部３００に近い位置を上流側と称し、エンジン本体部３００と反対側に備わる排気口５１０に近い位置を下流側と称する。
【００２２】
エンジンシステム１０００は、典型的には自動車に搭載されるものであり、係る場合において、燃料噴射指示部４００はアクセルペダルである。
【００２３】
エンジンシステム１０００においては、電子制御装置２００が燃料噴射弁３０１に対し、燃料噴射指示信号ｓｇ１を発するようになっている。燃料噴射指示信号ｓｇ１は通常、エンジンシステム１０００の動作時（運転時）に、燃料噴射指示部４００から電子制御装置２００に対し与えられる、所定量の燃料の噴射を要求する燃料噴射要求信号ｓｇ２に応じて発せられる（例えば、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度、吸気酸素量、エンジン回転数およびトルク等の多数のパラメーターを勘案した最適な燃料噴射が要求される）が、これに加えて、酸化触媒診断システムＤＳ１の動作のために、燃料噴射指示信号ｓｇ１が発せられる場合もある。
【００２４】
また、エンジン本体部３００から電子制御装置２００に対しては、エンジン本体部３００の内部における種々の状況をモニターするモニター信号ｓｇ３が、与えられるようになっている。
【００２５】
なお、エンジンシステム１０００において、ディーゼル機関であるエンジン本体部３００から排出される排ガスＧは、酸素濃度が５％〜２０％程度であるＯ２（酸素）過剰雰囲気のガスである。係る排ガスＧは、具体的には、酸素および未燃炭化水素ガスのほか、窒素酸化物や、すす（黒鉛）などを含んでいる。なお、本明細書において、酸化触媒６００における吸着もしくは酸化の処理対象となるガス（対象ガス）である未燃炭化水素ガスには、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ６、ｎ−Ｃ８などの典型的な炭化水素ガス（化学式上、炭化水素に分類されるもの）に加えて、一酸化炭素（ＣＯ）も含むものとする。また、ＨＣセンサ１００は、ＣＯを含め、対象ガスを好適に検知できるものである。ただし、ＣＨ４は除外される。
【００２６】
なお、エンジンシステム１０００においては、酸化触媒６００以外にも、排気管５００の途中に一または複数の他の浄化装置７００を備えていてもよい。
【００２７】
酸化触媒診断システムＤＳ１は、酸化触媒６００の劣化の程度（より詳細には、酸化触媒６００の触媒能の劣化の程度）を診断対象とする、触媒劣化診断システムである。酸化触媒６００は、上流側から流れてきた排ガスＧ中の未燃炭化水素ガスを吸着もしくは酸化することで、該未燃炭化水素ガスが排気管５００先端の排気口５１０から流出することを抑制するべく設けられてなるが、その触媒能（具体的には吸着能および酸化能）は経時的に劣化する。係る劣化が生じると、酸化触媒６００で捕捉されずに下流側へと流れる未燃炭化水素ガスの量が増えてしまい好ましくない。本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１は、酸化触媒６００を通過した未燃炭化水素ガスをＨＣセンサ１００によって検知することで、酸化触媒６００の触媒能の劣化の程度を診断するものとなっている。
【００２８】
酸化触媒診断システムＤＳ１は、上述のように、ＨＣセンサ１００と、温度センサ１１０と、酸素濃度特定用センサ１２０とを含んでなる。ＨＣセンサ１００は排気管５００において酸化触媒６００よりも下流側に配設されて当該箇所における未燃炭化水素ガス濃度を検知し、温度センサ１１０は酸化触媒６００よりも上流側に配設されて当該箇所における排ガスＧの温度（排気温度）を検知し、酸素濃度特定用センサ１２０は排ガスＧに含まれるＯ２（酸素）を検知する。なお、図１においては酸素濃度特定用センサ１２０が排気管５００において酸化触媒６００よりも上流側に配設されているが、これは必須の態様ではなく、下流側に配設されていてもよい。酸化触媒６００は通過する排ガスＧ中のＯ２に影響を与えないからである。ＨＣセンサ１００と、温度センサ１１０と、酸素濃度特定用センサ１２０とはいずれも、一方端部が排気管５００内に挿入される態様にて配設されてなる。
【００２９】
概略的には、酸化触媒診断システムＤＳ１においては、電子制御装置２００が、酸素濃度特定用センサ１２０から発せされた酸素検知信号ｓｇ１３に基づいて特定される排ガスＧの酸素濃度が所定範囲にある場合に、ＨＣセンサ１００から発せられたＨＣ検知信号ｓｇ１１と、温度センサ１１０から発せられた排気温度検知信号ｓｇ１２とに基づいて、酸化触媒６００に劣化が生じているか否かを診断するようになっている。ＨＣセンサ１００の構成例および劣化診断の詳細については後述する。一方、温度センサ１１０については、一般的なエンジンシステムにおいて排気温度の測定に用いられるような、従来公知のものを使用すればよい。
【００３０】
また、酸素濃度特定用センサ１２０としては、公知の酸素センサを専用品として用いる態様であってもよいし、他の用途に利用される酸素センサを共用する態様であってもよい。あるいは、排ガスＧ中のＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘセンサが酸素濃度に比例した信号を出力可能であることに着目し、係るＮＯｘセンサを酸素濃度特定用センサ１２０としても利用する態様であってもよい。いずれの場合も、酸素濃度特定用センサ１２０から出力される、排ガスＧの酸素濃度に応じた酸素検知信号ｓｇ１３（起電力値あるいは電流値）に基づいて、公知の手法により、電子制御装置２００が当該酸素濃度を特定する。
【００３１】
なお、電子制御装置２００は、例えばメモリやＨＤＤなどからなる図示しない記憶部を有してなり、係る記憶部には、エンジンシステム１０００および酸化触媒診断システムＤＳ１の動作を制御するプログラムの他、後述する酸化触媒６００の劣化の程度を診断する際に使用される閾値データなどが記憶されてなる。
【００３２】
＜ＨＣセンサの構成例＞
図２は、本実施の形態において使用するＨＣセンサ１００の構成の一例を概略的に示す断面模式図である。図２（ａ）は、ＨＣセンサ１００の主たる構成要素であるセンサ素子１０１の長手方向に沿った垂直断面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’位置におけるセンサ素子１０１の長手方向に垂直な断面を含む図である。
【００３３】
本実施の形態において使用するＨＣセンサ１００は、いわゆる混成電位型のガスセンサである。ＨＣセンサ１００は、概略的にいえば、ジルコニア（ＺｒＯ２）等の酸素イオン伝導性固体電解質たるセラミックスを主たる構成材料とするセンサ素子１０１の表面に設けた検知電極１０と、該センサ素子１０１の内部に設けた基準電極２０との間に、混成電位の原理に基づいて両電極近傍における測定対象たるガス成分の濃度の相違に起因して電位差が生じることを利用して、被測定ガス中の当該ガス成分の濃度を求めるものである。
【００３４】
なお、被測定ガス中に複数種類の未燃炭化水素ガスが存在する場合は、検知電極１０と基準電極２０の間に生じる電位差はそれら複数種類の未燃炭化水素ガスの全てが寄与した値となるので、求められる濃度値も、それら複数種類の未燃炭化水素ガスの濃度の総和となる。
【００３５】
また、センサ素子１０１には、上述した検知電極１０および基準電極２０に加えて、基準ガス導入層３０と、基準ガス導入空間４０と、表面保護層５０とが主に設けられてなる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、センサ素子１０１が、それぞれが酸素イオン伝導性固体電解質からなる第１固体電解質層１と、第２固体電解質層２と、第３固体電解質層３と、第４固体電解質層４と、第５固体電解質層５と、第６固体電解質層６との６つの層を、図面視で下側からこの順に積層した構造を有し、かつ、主としてそれらの層間あるいは素子外周面に他の構成要素を設けてなるものとする。なお、それら６つの層を形成する固体電解質は緻密な気密のものである。係るセンサ素子１０１は、例えば、各層に対応するセラミックスグリーンシートに所定の加工および回路パターンの印刷などを行った後にそれらを積層し、さらに、焼成して一体化させることによって製造される。
【００３７】
以下の説明においては、便宜上、図面視で第６固体電解質層６の上側に位置する面をセンサ素子１０１の表面Ｓａと称し、第１固体電解質層１の下側に位置する面をセンサ素子１０１の裏面Ｓｂと称する。また、ＨＣセンサ１００を使用して被測定ガス中の未燃炭化水素ガスの濃度を求める際には、センサ素子１０１の一方端部である先端部Ｅ１から少なくとも検知電極１０を含む所定の範囲が、被測定ガス雰囲気中に配置され、他方端部である基端部Ｅ２を含むその他の部分は、被測定ガス雰囲気と接触しないように配置される。
【００３８】
検知電極１０は、被測定ガスを検知するための電極である。検知電極１０は、Ａｕを所定の比率で含むＰｔ、つまりはＰｔ−Ａｕ合金と、ジルコニアとの多孔質サーメット電極として形成されてなる。係る検知電極１０は、センサ素子１０１の表面Ｓａであって、長手方向の一方端部たる先端部Ｅ１寄りの位置に平面視略矩形状に設けられてなる。
【００３９】
また、検知電極１０は、その構成材料たるＰｔ−Ａｕ合金の組成を好適に定めることによって未燃炭化水素ガスに対する触媒活性が不能化されてなる。つまりは、検知電極１０での未燃炭化水素ガスの分解反応を抑制させられてなる。これにより、ＨＣセンサ１００においては、検知電極１０の電位が、当該未燃炭化水素ガスに対して選択的に、その濃度に応じて変動する（相関を有する）ようになっている。換言すれば、検知電極１０は、未燃炭化水素ガスに対しては、電位の濃度依存性が高い一方で、他の被測定ガスの成分に対しては電位の濃度依存性が小さいという特性を有するように、設けられてなる。これは、検知電極１０の導電性成分（貴金属成分）として、主成分である白金（Ｐｔ）に加えて金（Ａｕ）を含有させることで実現される。
【００４０】
具体的には、検知電極１０におけるＡｕの存在比（Ａｕ存在比）が０．３以上となるように、検知電極１０を形成する。係る態様にて検知電極１０が形成されてなることで、ＨＣセンサ１００においては、検知電極１０を基準電極２０と同様にＰｔとジルコニアとのサーメット電極として形成する場合に比して、検出感度が高められてなる。これにより、ＨＣセンサ１００においては、上述したようにエンジン本体部３００で生じる酸素過剰雰囲気の排ガスＧに含まれる未燃炭化水素ガスが検知対象である場合においても、該未燃炭化水素ガスを良好な検出感度で検出できるようになっている。
【００４１】
なお、本明細書において、Ａｕ存在比とは、検知電極１０を構成する貴金属粒子の表面のうち、Ｐｔが露出している部分に対する、Ａｕが被覆している部分の面積比率を意味している。Ｐｔが露出している部分の面積と、Ａｕによって被覆されてなる部分の面積が等しいときに、Ａｕ存在比は１となる。本明細書においては、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により得られるＡｕとＰｔとについての検出ピークのピーク強度から、相対感度係数法を用いてＡｕ存在比を算出するものとする。
【００４２】
なお、Ａｕ存在比が０．３以上である場合、検知電極１０においては、検知電極１０を構成する貴金属粒子の表面にＡｕが濃化した状態となっている。より詳細には、ＰｔリッチなＰｔ−Ａｕ合金粒子の表面近傍に、ＡｕリッチなＰｔ−Ａｕ合金が形成された状態となっている。係る状態が実現されてなる場合に、検知電極１０における触媒活性が好適に不能化され、検知電極１０の電位の未燃炭化水素ガス濃度依存性が高められる。
【００４３】
なお、検知電極１０における貴金属成分とジルコニアとの体積比率は、５：５から８：２程度であればよい。
【００４４】
また、ＨＣセンサ１００がその機能を好適に発現するには、検知電極１０の気孔率が１０％以上３０％以下であり、検知電極１０の厚みは、５μｍ以上であることが好ましい。特に、気孔率が１５％以上２５％以下であり、厚みが２５μｍ以上４５μｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
また、検知電極１０の平面サイズは適宜に定められてよいが、例えば、センサ素子長手方向の長さが０．２ｍｍ〜１０ｍｍ程度で、これに垂直な方向の長さが１ｍｍ〜５ｍｍ程度であればよい。
【００４６】
基準電極２０は、センサ素子１０１の内部に設けられた、被測定ガスの濃度を求める際に基準となる平面視略矩形状の電極である。基準電極２０は、Ｐｔとジルコニアとの多孔質サーメット電極として形成されてなる。
【００４７】
基準電極２０は、気孔率が１０％以上３０％以下であり、厚みが５μｍ以上１５μｍ以下であるように形成されればよい。また、基準電極２０の平面サイズは、図２に例示するように検知電極１０に比して小さくてもよいし、検知電極１０と同程度でもよい。
【００４８】
基準ガス導入層３０は、センサ素子１０１の内部において基準電極２０を覆うように設けられた、多孔質のアルミナからなる層であり、基準ガス導入空間４０は、センサ素子１０１の基端部Ｅ２側に設けられた内部空間である。基準ガス導入空間４０には、未燃炭化水素ガス濃度を求める際の基準ガスとしての大気（酸素）が外部より導入される。
【００４９】
これら基準ガス導入空間４０と基準ガス導入層３０は互いに連通しているので、ＨＣセンサ１００が使用される際には基準ガス導入空間４０および基準ガス導入層３０を通じて基準電極２０の周囲が絶えず大気（酸素）で満たされるようになっている。それゆえ、ＨＣセンサ１００の使用時、基準電極２０は、常に一定の電位を有してなる。
【００５０】
なお、基準ガス導入空間４０および基準ガス導入層３０は周囲の固体電解質によって被測定ガスと接触しないようになっているので、検知電極１０が被測定ガスに曝されている状態であっても、基準電極２０が被測定ガスと接触することはない。
【００５１】
図２に例示する場合であれば、センサ素子１０１の基端部Ｅ２の側において第５固体電解質層５の一部が外部と連通する空間とされる態様にて基準ガス導入空間４０が設けられてなる。また、第５固体電解質層５と第６固体電解質層６との間においてセンサ素子１０１の長手方向に延在させる態様にて基準ガス導入層３０が設けられてなる。そして、センサ素子１０１の重心の図面視下方の位置に、基準電極２０が設けられてなる。
【００５２】
表面保護層５０は、センサ素子１０１の表面Ｓａにおいて少なくとも検知電極１０を被覆する態様にて設けられた、アルミナからなる多孔質層である。表面保護層５０は、ＨＣセンサ１００の使用時に被測定ガスに連続的に曝されることによる検知電極１０の劣化を抑制する電極保護層として設けられてなる。図２に例示する場合においては、表面保護層５０は、検知電極１０のみならず、センサ素子１０１の表面Ｓａのうち先端部Ｅ１から所定の範囲を除くほぼ全ての部分を覆う態様にて設けられてなる。
【００５３】
また、図２（ｂ）に示すように、ＨＣセンサ１００においては、検知電極１０と基準電極２０との間の電位差を測定可能な電位差計６０が備わっている。なお、図２（ｂ）においては検知電極１０および基準電極２０と電位差計６０との間の配線を簡略化して示しているが、実際のセンサ素子１０１においては、基端部Ｅ２側の表面Ｓａもしくは裏面Ｓｂに図示しない接続端子がそれぞれの電極に対応させて設けられてなるとともに、それぞれの電極と対応する接続端子とを結ぶ図示しない配線パターンが表面Ｓａおよび素子内部に形成されてなる。そして、検知電極１０および基準電極２０と電位差計６０とは配線パターンおよび接続端子を通じて電気的に接続されてなる。本実施の形態においては、電位差計６０で測定される検知電極１０と基準電極２０との間の電位差がＨＣ検知信号ｓｇ１１となる。なお、係る電位差をＨＣセンサ出力とも称する。
【００５４】
さらに、センサ素子１０１は、固体電解質の酸素イオン伝導性を高めるために、センサ素子１０１を加熱して保温する温度調整の役割を担うヒータ部７０を備えている。ヒータ部７０は、ヒータ電極７１と、ヒータ７２と、スルーホール７３と、ヒータ絶縁層７４、圧力放散孔７５とを備えている。
【００５５】
ヒータ電極７１は、センサ素子１０１の裏面Ｓｂ（図２においては第１固体電解質層１の下面）に接する態様にて形成されてなる電極である。ヒータ電極７１を図示しない外部電源と接続することによって、外部からヒータ部７０へ給電することができるようになっている。
【００５６】
ヒータ７２は、センサ素子１０１の内部に設けられた電気抵抗体である。ヒータ７２は、スルーホール７３を介してヒータ電極７１と接続されており、該ヒータ電極７１を通して外部より給電されることにより発熱し、センサ素子１０１を形成する固体電解質の加熱と保温を行う。
【００５７】
図２に例示する場合であれば、ヒータ７２は第２固体電解質層２と第３固体電解質層３とに上下から挟まれた態様にて、かつ、基端部Ｅ２から先端部Ｅ１近傍の検知電極１０の下方の位置に渡って埋設されてなる。これにより、センサ素子１０１全体を固体電解質が活性化する温度に調整することが可能となっている。
【００５８】
ヒータ絶縁層７４は、ヒータ７２の上下面に、アルミナ等の絶縁体によって形成されてなる絶縁層である。ヒータ絶縁層７４は、第２固体電解質層２とヒータ７２との間の電気的絶縁性、および、第３固体電解質層３とヒータ７２との間の電気的絶縁性を得る目的で形成されている。
【００５９】
圧力放散孔７５は、第３固体電解質層３を貫通し、基準ガス導入空間４０に連通するように設けられてなる部位であり、ヒータ絶縁層７４内の温度上昇に伴う内圧上昇を緩和する目的で形成されてなる。
【００６０】
以上のような構成を有するＨＣセンサ１００を用いて被測定ガスたるエンジン本体部３００からの排ガスＧにおける未燃炭化水素ガス濃度を求める際には、上述したように、センサ素子１０１のうち先端部Ｅ１から少なくとも検知電極１０を含む所定の範囲のみを、エンジンシステム１０００の排気管５００内に配置する一方で、基端部Ｅ２の側は当該空間とは隔絶させて配置し、基準ガス導入空間４０に対し大気（酸素）を供給する。また、ヒータ７２によりセンサ素子１０１を適宜の温度３００℃〜８００℃に、好ましくは４００℃〜７００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃に加熱する。
【００６１】
係る状態においては、被測定ガス（排ガスＧ）に曝されてなる検知電極１０と大気中に配置されてなる基準電極２０との間に電位差が生じる。ただし、上述のように、大気（酸素濃度一定）雰囲気下に配置されてなる基準電極２０の電位は一定に保たれている一方で、検知電極１０の電位は、被測定ガス（排ガスＧ）中の未燃炭化水素ガスに対して選択的に濃度依存性を有するものとなっているので、その電位差（ＨＣセンサ出力）は実質的に、検知電極１０の周囲に存在する被測定ガスの濃度に応じた値となる。それゆえ、未燃炭化水素ガス濃度と、センサ出力との間には一定の関数関係（これを感度特性と称する）が成り立つ。係る感度特性を利用して、被測定ガス中の未燃炭化水素ガス濃度を求めることが可能となる。
【００６２】
すなわち、あらかじめそれぞれの未燃炭化水素ガス濃度が既知である、相異なる複数の混合ガスを被測定ガスとしてセンサ出力を測定することで、感度特性を実験的に特定し、電子制御装置２００に記憶させておく。そして、被測定ガス中の未燃炭化水素ガスの濃度に応じて時々刻々変化するＨＣセンサ出力を、電子制御装置２００において感度特性に基づき未燃炭化水素ガス濃度に換算することによって、酸化触媒６００の下流側における未燃炭化水素ガス濃度をほぼリアルタイムで求めることができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態においては、後述するように、ＨＣ検知信号ｓｇ１１として与えられるＨＣセンサ出力値（電位差値）の変化を、劣化診断に利用するようになっている。
【００６４】
＜酸化触媒の特性＞
続いて、本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１による劣化診断の対象たる酸化触媒６００の特性について説明する。
【００６５】
図３は、酸化触媒６００の温度（触媒温度）と変換率との関係（変換率プロファイル）を模式的に示す図である。図３においては、使用初期（未使用もしくは使用を開始したばかりの）の酸化触媒６００（Ｆｒｅｓｈ品もしくは単にＦｒｅｓｈとも称する）の変換率プロファイルＰｆと、一定期間使用された酸化触媒６００（Ａｇｅｄ品もしくは単にＡｇｅｄとも称する）の変換率プロファイルＰａとを模式的に示している。
【００６６】
なお、変換率とは、酸化触媒６００における触媒能の指標となる値であり、酸化触媒６００の上流側近傍における未燃炭化水素ガスの濃度を上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕとし、下流側近傍における未燃炭化水素ガスの濃度を下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとするときに、以下の（式１）で定義される。
【００６７】
変換率（％）＝１００×（Ｎｕ−Ｎｌ）／Ｎｕ・・・・・（式１）
すなわち、変換率は、酸化触媒６００の上流側から流入した未燃炭化水素ガスのうち、酸化触媒６００から下流側へと流出しなかったものの比率を表す。変換率が高い酸化触媒６００ほど、優れた触媒能を有しているということになる。
【００６８】
より具体的には、ある温度Ｔ１（おおよそ１５０℃）以下の温度範囲（図３における吸着領域）では、酸化触媒６００は専ら未燃炭化水素ガスを吸着させる作用（吸着能）を有しており、ある温度Ｔ２（通常は１５０℃と２００℃の間）以上の温度範囲（図３における酸化領域）において、本来の機能である未燃炭化水素ガスを酸化させる能力（酸化能）を好適に発揮するものとなっている。そして、温度Ｔ１と温度Ｔ２の間の温度範囲（図３における中間領域）では、温度が高くなるほど吸着能が弱まり酸化能が強まるものとなっている。それゆえ、変換率は、上流側から酸化触媒６００に流入した未燃炭化水素ガスのうち、酸化触媒６００において吸着または酸化される割合を表す値ということになる。
【００６９】
図３に示すように、Ｆｒｅｓｈ品の変換率プロファイルＰｆは通常、酸化領域において最も変換率が高く（概ね９０％程度）、吸着領域における変換率は酸化領域よりも小さくなっている。しかも、吸着領域の上限温度Ｔ１（おおよそ１５０℃）において変換率は最小となり、中間領域においては温度が高いほど変換率が高くなる傾向がある。
【００７０】
ただし、酸化触媒６００の温度は、エンジン本体部３００から排出され排気管５００を通じて流入する排ガスＧの温度（排気温度）によって時々刻々と代わり得るものであり、それゆえ、実際の変換率も、時々刻々と変化するものとなっている。
【００７１】
Ｆｒｅｓｈ品の時は高い変換率を有していた酸化触媒６００も、使用を継続していくとやがて劣化していく。すなわち、使用を継続してＡｇｅｄ品となるにつれ、酸化触媒６００の変換率は温度によらず低下する。Ａｇｅｄ品の変換率プロファイルＰａは、吸着領域と酸化領域の間における変換率の大小関係についてはＦｒｅｓｈ品の変換率プロファイルＰｆと概ね同じであるものの、同じ温度でみれば変換率が変換率プロファイルＰｆよりも低下したものとなる。
【００７２】
＜劣化診断の概要＞
上述のように、酸化触媒６００の使用を継続した結果として、所定のレベルを超えて変換率が低下してしまうと、酸化触媒６００が本来意図された機能を発揮し得ないものとなる。例えば、エンジンシステム１０００が自動車に搭載されるものであれば、当該自動車が環境基準を満たさなくなるなどの不具合が生じる。本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１は、所定の基準に基づいて、Ａｇｅｄ品たる酸化触媒６００に問題となる程度（交換する必要がある、など）に劣化が生じているか否かを診断することで、エンジンシステム１０００におけるＡｇｅｄ品からＦｒｅｓｈ品への酸化触媒６００の交換をタイムリーに行えるようにするものである。
【００７３】
概念的には、図３に示すような、変換率の閾値を温度ごとに定めた閾値プロファイルＴに相当するデータ（閾値データ）をあらかじめ用意し、酸化触媒診断システムＤＳ１を構成する電子制御装置２００に記憶させておいたうえで、診断対象たる酸化触媒６００について温度および変換率を求めるようにすれば、得られた変換率が当該温度における係る閾値よりも小さい場合に、当該酸化触媒６００は劣化している、と診断することが可能である。
【００７４】
ただし、変換率を実際に算出するためには、酸化触媒６００の上下流側の双方における未燃炭化水素ガスの濃度を求める必要があるところ、本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１は、酸化触媒６００の上流側にはＨＣセンサを備えていない。本実施の形態においては、酸化触媒６００の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕがある一定の範囲にあることを利用し、酸化触媒６００の下流側に設けたＨＣセンサ１００における出力値（ＨＣ検知信号ｓｇ１１）に基づいて求められる下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌと、上流側に設けた温度センサ１１０からの排気温度検知信号ｓｇ１２によって特定される酸化触媒６００の温度と、あらかじめ当該温度に応じて定められたうえで電子制御装置２００の記憶部に記憶されてなる下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌについての閾値データとに基づいて、酸化触媒６００の劣化の程度を診断するようになっている。すなわち、酸化触媒６００を経た排ガスＧにおける未燃炭化水素ガスの濃度を直接の診断対象として劣化診断を行うようになっている。具体的な診断の内容については後述する。
【００７５】
なお、図３に示したＡｇｅｄ品の変換率プロファイルＰａは、全ての温度において変換率プロファイルＰｆにおける値よりも略一定値だけ小さい値をとるものとなっているが、これはあくまで例示である。図４は、変換率プロファイルＰａの他の例を模式的に示す図である。すなわち、Ａｇｅｄ品については、その変換率プロファイルＰａが、図４（ａ）に示すように酸化領域に比して吸着領域における劣化の程度が大きいものとなることや、その逆に、図４（ｂ）に示すように吸着領域に比して酸化領域における劣化の程度が大きいものとなることもある。それゆえ、図４（ａ）に示す場合であれば、温度Ｔ１以下の温度域において生じている劣化をタイムリーに検知することが好ましく、図４（ｂ）に示す場合であれば、温度Ｔ２以上の温度域において生じている劣化をタイムリーに検知することが好ましい。
【００７６】
＜具体的診断手法＞
続いて、本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１において行う酸化触媒６００の劣化の程度の診断の具体的な手法について説明する。係る診断手法は、Passive OBDとActive OBDとの２つに大別される。両者は、目的に応じて適宜に使い分けられ、あるいは、併用されるが、本実施の形態においては、Passive OBDを行うものとする。ただし、このことは、本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１がActive OBDを実行できないということを意味するものではなく、酸化触媒診断システムＤＳ１がActive OBDについても実行可能な態様であってもよい。
【００７７】
本実施の形態において、Passive OBDとは、概略的にいえば、通常運転中のエンジン本体部３００が排気管５００を通じて排ガスＧを連続的に排出している状態をそのまま利用して、診断を行う手法である。それゆえ、Passive OBDにおいて診断に利用される未燃炭化水素ガスは、係る排ガスＧに含まれているもののみである。
【００７８】
Passive OBDは、エンジン本体部３００が通常の運転状態にある限りにおいて、任意のタイミングで行い得る。あるいは、特段の実行指示を与えずとも、酸化触媒診断システムＤＳ１が自動で断続的にもしくは連続的に行う態様であってもよい。ただし、ＨＣセンサ１００による検知対象たる未燃炭化水素ガスの濃度が、エンジン本体部３００から排出された排ガスＧ中における濃度を超えることはないため、特に、Ａｇｅｄ品でも比較的変換率が高い酸化領域においては、その検出量が小さくなる傾向がある。場合によってはこの点が診断精度に影響することがある。
【００７９】
なお、Active OBDとは、概略的にいえば、エンジン本体部３００の運転中に意図的に極微量かつ短時間の燃料噴射を生じさせることによって診断用の炭化水素ガスを生じさせ、これによって形成された当該診断用の炭化水素ガス雰囲気を対象に、診断を行う手法である。すなわち、Active OBDにおいて診断に利用される炭化水素ガス雰囲気は、通常の排ガスＧに含まれる未燃炭化水素ガスに、係る診断用の炭化水素ガスを重畳させたものである。
【００８０】
＜Passive OBDによる診断の原理＞
本実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１において行うPassive OBDによる診断の原理を、図５に基づいて説明する。これは、特許文献１に開示されているPassive OBDによる診断において、採用されているものである。なお、実際の診断に際しては、後述するように排ガスＧ中に存在する酸素の濃度変動を考慮する必要があるが、ここではいったん、酸素の濃度は一定であるとし、酸素の濃度変動の影響はないものとする。
【００８１】
図５は、酸化触媒６００の温度が温度Ｔ２より高い酸化領域にある場合（以下、当該温度をＴａとする）の、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係を、いくつかの変換率について示す図である。例えば、Ｔａ＝２００℃である。
【００８２】
変換率は、上述した（式１）にて定義されることから、図５のように横軸に上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕを取り、縦軸に下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを取った場合、変換率は直線の傾きの関数となる。具体的には、酸化触媒６００の変換率が高いほど、直線の傾きが小さいという関係にある。なお、図５においては上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕを上流ＨＣ濃度と記載し、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを下流ＨＣ濃度と記載している。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、酸化触媒６００に問題となるような劣化が生じていないものと規定される（許容される）変換率の範囲を、許容変換率範囲と称する。許容変換率範囲は酸化触媒６００の状態を踏まえて、任意に定め得るが、通常、上限は１００％であるので、実質的には、下限値のみが任意に定められる。
【００８４】
温度Ｔａでの例を示す図５においては、変換率が９０％、７０％、２０％である場合の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの関係についてそれぞれ、細実線、破線、太実線にて示している。なお、温度Ｔａの場合においては、変換率が９０％であるものがＦｒｅｓｈ品であるとする。例えば、変換率９０％のＦｒｅｓｈ品の場合であれば、酸化触媒６００の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕが１０００ｐｐｍであるときに酸化触媒６００の下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌは１００ｐｐｍとなる。
【００８５】
また、上述したように、本実施の形態においては、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕは、エンジン本体部３００の運転状況によって絶えず変動するものの、概ね所定の濃度範囲内で変動することが経験的にわかっている。図５においては、４００ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲が、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕの変動範囲（以下、上流ＨＣ濃度変動範囲と称する）Ｒ１であるとする。このことは、本実施の形態においては測定を行わないためにPassive OBDによる診断がなされる際の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕの具体的な値は特定されないものの、当該濃度値は必ず上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ１の範囲内の値であるとみなせるということを意味する。
【００８６】
いま、図５に示す温度Ｔａの場合において、変換率が７０％以上であれば当該酸化触媒６００には問題となるような劣化が生じていないものと規定する。この場合、７０％以上という範囲が許容変換率範囲ということになる。係る許容変換率範囲を満たす酸化触媒６００についての下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの測定値は、３００ｐｐｍ以下となる。なぜならば、変換率が７０％以上の場合、図５において（式１）に相当する直線の傾きは必ず、（１０００、３００）なる点を通る変換率７０％のときの直線の傾きよりも小さくなるからである。
【００８７】
このことはすなわち、ＨＣセンサ１００による下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの測定値と比較される閾値を３００ｐｐｍと定めておけば、実際の変換率が７０％以上という許容変換率範囲にある酸化触媒６００は全て確実に、Passive OBDにおいてはＯＫと診断されるということを意味する。
【００８８】
また、閾値が３００ｐｐｍと定められてなる場合、実際の変換率が２０％未満の酸化触媒６００においては、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕが上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ１内のどの値であろうと、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値は３００ｐｐｍより大きくなる。このことはすなわち、閾値が３００ｐｐｍと定められた場合、実際の変換率が２０％未満の酸化触媒６００については、全て確実に、Passive OBDにおいてＮＧと診断されることを意味する。
【００８９】
これらに対し、例えば、図５において二点鎖線で示す直線Ｌのように、温度Ｔａでの酸化触媒６００の実際の変換率が２０％以上７０％未満である場合、Passive OBDにおいてＮＧと診断されるかＯＫと診断されるかは、値としては不明な診断時の実際の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕに依存する。より詳細には、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値が３００ｐｐｍとなる場合を境に、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕの値が４００ｐｐｍに近い場合には、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値が３００ｐｐｍ未満となる（直線Ｌにおいて３００ｐｐｍ未満の範囲となる）ためにＯＫと診断され、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕの値が１０００ｐｐｍに近い場合には、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値が３００ｐｐｍ以上となる（直線Ｌにおいて３００ｐｐｍ以上の範囲となる）ためにＮＧと診断されることになる。
【００９０】
これらは、酸化触媒６００の実際の変換率が、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌについて閾値を定める際の基準となっている許容変換率範囲の下限値（温度Ｔａの場合であれば７０％）よりも小さいにもかかわらず、当該酸化触媒６００についてＯＫと診断されることが起こり得ることを意味する。しかしながら、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕの値は上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ１の範囲内で任意に変動するところ、実際の変換率が小さいほど、上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ１においてＮＧと診断される濃度範囲は大きいことから、ＮＧと診断される確率も大きいものと推定される。すなわち、ＯＫと誤診断される頻度が高いのは、実際の変換率が閾値を定める際の基準値である許容変換率範囲の下限値に近い場合であると考えられる。このことは、Passive OBDによる診断を行う際の閾値は、任意に定め得る許容変換率範囲に応じて定まるものであるところ、あらかじめ下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの閾値を小さめに（つまりは閾値を与える変換率を大きめに）設定しておけば、つまりは閾値を安全サイドに設定しておけば、多少の誤診断が生じたとしても、実使用上の問題は小さいということを、示唆している。
【００９１】
あるいは、たとえ一度の診断でたまたまＯＫと誤診断されてしまうことがあったとしても、必要に応じて繰り返しの診断を行うようにすれば、劣化が進んで実際の変換率が小さい酸化触媒６００ほど、ＮＧと診断される頻度（確率）は大きくなると考えられる。それゆえ、繰り返しの診断を行うことを選択するとともに、診断を行うたびにその結果を電子制御装置２００の図示しない記憶部に蓄積し、係る蓄積結果に基づいて酸化触媒６００の劣化の程度を判断するようにすることで、実使用上の検出精度を高める対応も考えられる。例えば、所定の診断回数のうち、ＮＧと診断される頻度がある基準回数以下である場合には、酸化触媒６００には問題となる劣化は生じていないと診断し、ある基準回数を上回る場合には酸化触媒６００には問題となる劣化は生じていると診断する態様であってもよい。なお、繰り返しの診断を行う場合は、診断の都度、酸化触媒６００の温度は変動し得るので、用いられる閾値も、診断の都度異なり得ることになる。
【００９２】
もしくは、Ｆｒｅｓｈ品の段階から断続的に（経時的に）診断を行うようにすれば、当初は連続してＯＫと診断されるもののやがてはＮＧと診断される場合が起こるものと考えられ、そのタイミングに多少の先後が生じることはあるにせよ、酸化触媒６００の劣化の発生を捉えることができる。
【００９３】
なお、ここまでは、酸化触媒６００の温度が温度Ｔ２より高い酸化領域にある場合を対象としていたが、同様の原理は、酸化触媒６００の温度が温度Ｔ１より低い吸着領域、あるいは吸着領域と酸化領域の間の温度領域である中間領域においても成り立つ。ただし、閾値の値は温度に応じて定められる必要がある。
【００９４】
以上のことは、本実施の形態において行うPassive OBDによる診断のように、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌに対してのみ閾値を設定する態様であっても、求められる診断精度に照らして実用上十分な精度で、酸化触媒６００の劣化の程度について診断を行うことが可能であることを意味する。これは、換言すれば、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを診断指標値として、酸化触媒６００の劣化診断が行えるということでもある。
【００９５】
＜酸素の濃度変動の影響＞
上述のように、図５に基づいて説明したPassive OBDによる酸化触媒６００の劣化診断の原理はあくまで、排ガスＧ中の酸素濃度が一定である場合を対象とした、いわば理想的な状態についてのものである。
【００９６】
実際には、排ガスＧ中の酸素濃度は、内燃機関たるエンジン本体部３００から排出される排ガスＧ中の酸素の濃度は、時々刻々と変動する。図６は、エンジンシステム１０００が自動車に搭載されるものである場合について、当該自動車をＮＥＤＣ（New European Driving Cycle）モードで所定時間走行させたときの、排ガスＧ中の酸素濃度の分布を示す図である。より詳細には、図６は、当該走行時に所定の時間間隔で排ガスＧの酸素濃度を測定することで得られた測定値についてのヒストグラムである。
【００９７】
図６に示すヒストグラムからは、定常走行時の酸素濃度値である１４％〜１７％の範囲における頻度が最も大きいものの、加速時の酸素濃度値である７％〜１２％の範囲や、燃料カット時の酸素濃度値である１８％〜２０％の範囲についても、相当の頻度となっていることがわかる。このことは、排ガスＧの酸素濃度は、少なくとも７％〜２０％の範囲で変動し得るものであることをしめしている。
【００９８】
また、図７は、ＨＣセンサ１００における出力値（炭化水素ガス濃度に相当）の、排ガスＧの酸素濃度に対する依存性を示す図である。具体的には、図７は、炭化水素ガス濃度としてのエチレン（Ｃ２Ｈ４）の濃度を５００ｐｐｍで固定する一方、酸素濃度を１％から２０％の範囲で違えた複数の評価用ガスを用意し、それぞれの評価用ガスについてＨＣセンサ１００による炭化水素ガスの検知を行うことで得られた出力値（電圧値）について、酸素濃度が２０％の場合を１とした変化率（出力変化率）として規格化した値をプロットした図である。
【００９９】
図７からは、図６に示したような広い範囲で酸素濃度が変動する場合、ＨＣセンサ１００からの出力値についても変動が大きくなり、出力値が真値と大きくかけ離れている可能性があることが示唆される。
【０１００】
図８は、図５に示した３通りの変換率についての上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係に、排ガスＧにおける酸素濃度の変動に起因して生じるＨＣセンサ１００からの出力値の変動を、加味した図である。なお、図８においては、排ガスＧにおける酸素濃度が５％〜２０％の範囲で変動する場合を想定している。
【０１０１】
図８においては、図５において細実線にて示していた酸化触媒６００の変換率が９０％の場合の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの関係を示す直線Ｌ１の上下に、２本の波線Ｌ１α、Ｌ１βが描かれている。これは、排ガスＧの酸素濃度が変動することによって、本来であれば直線Ｌ１に乗るはずの下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値が、２本の波線Ｌ１α、Ｌ１βの間で変動することを意味している。すなわち、縦軸方向における２本の波線Ｌ１α、Ｌ１βの間ΔＥ１が、変換率が９０％の場合の下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌについての誤差範囲となっている。
【０１０２】
例えば、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕが２０００ｐｐｍであるとすれば下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値は２００ｐｐｍとなるはずであるが、図８に示す場合であれば、その際の排ガスＧの酸素濃度に応じて、約１６０ｐｐｍから４００ｐｐｍの範囲内で変動する可能性があることになる。
【０１０３】
図５において波線および太実線にて示していた酸化触媒６００の変換率が７０％、２０の場合の上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの関係を示す直線Ｌ２およびＬ３についても同様に、２本の波線Ｌ２α、Ｌ２βの間ΔＥ２、および、Ｌ３α、Ｌ３βの間ΔＥ３がそれぞれ、誤差範囲となる。
【０１０４】
なお、図８に示した波線Ｌ１α、Ｌ１Β、Ｌ２α、Ｌ２β、Ｌ３α、およびＬ３βの描線位置はあくまで例示であって、実際の誤差範囲は、個々の酸化触媒診断システムＤＳ１によって異なる。
【０１０５】
劣化診断における診断指標値たる下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値につき上述のような誤差範囲が存在することを考慮すると、例えば変換率が７０％の場合であれば、上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ１に含まれる上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕが５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲において、誤差範囲ΔＥ２が３００ｐｐｍを超える範囲を含むことになる。それゆえ、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの値が誤差範囲を考慮しない図５の場合であれば確実にＯＫと診断される３００ｐｐｍ以下の場合であっても、ＮＧと誤判断されてしまうことが起こり得る。変換率が７０％を超える場合でも、誤差範囲が３００ｐｐｍを超える範囲を含む限りは同様である。
【０１０６】
逆に、変換率が２０％の場合についてみれば、誤差範囲ΔＥ３のために、本来であればＮＧと診断されるべき場合にＯＫと誤診断される確率が高くなってしまう。変換率が２０％を下回る場合でも、誤差範囲が３００ｐｐｍを未満の範囲を含む限りは同様である。
【０１０７】
これらは、排ガスＧにおける酸素濃度の変動によって、Passive OBDによる酸化触媒６００の劣化診断の精度が影響を受けることを示している。
【０１０８】
＜酸素の濃度変動の影響を抑制したPassive OBD＞
上述のように、図５に示した原理によるPassive OBDでの劣化診断は、排ガスＧにおける酸素濃度の変動の影響を受けやすい。本実施の形態においては、この点を鑑み、劣化診断を実行する際の排ガスＧの酸素濃度を所定の条件を満たす場合に限定し、これによって、診断指標値たる下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの誤差範囲を抑制して、劣化診断の精度を確保するようにする。換言すれば、酸素濃度が所定の範囲内にあるときにのみ、ＨＣセンサ１００による劣化診断のための測定を行い、これによって得られる、誤差範囲の抑制された測定値に基づいて、劣化診断を行うようにする。係る場合において、排ガスＧの酸素濃度は、酸素濃度特定用センサ１２０から出力される酸素検知信号ｓｇ１３に基づいて特定される。
【０１０９】
具体的には、図６に示したヒストグラムおよび図７に示した酸素濃度に対するＨＣセンサ１００の出力変化率を鑑み、排ガスＧの酸素濃度が以下の２通りの条件（酸素濃度安定条件）のいずれかに該当する場合にのみ、劣化診断を行うようにする。
【０１１０】
（条件ａ）酸素濃度が１５％〜２０％の範囲内にある;
（条件ｂ）酸素濃度が１０％以上でかつ所定時間内の変動幅が所定値±２％以下の範囲内にある。
【０１１１】
これら２通りの劣化診断条件はいずれも、図７に示した出力変化率の対象範囲内での最小値に対する最大値の増分が２０％以内に収まるように定めたものである。係る場合、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌについて想定される誤差が最大でも２０％の範囲に好適に制限される。
【０１１２】
図９は、図５に示した３通りの変換率についての上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとの関係に、（条件ｂ）を充足する酸素濃度の変動幅を加味した図である。具体的には、図９においては、酸素濃度が１４％〜１６％の範囲（１５％±１％）で変動する場合を想定している。
【０１１３】
図９においても、係る場合における変換率９０％、７０％、２０％のそれぞれについての誤差範囲ΔＥ１、ΔＥ２、ΔＥ３を示しているが、これらの誤差範囲はいずれも、実線にて示す値の±１０％程度であり、図８に示す酸素濃度の範囲が５％〜２０％の場合の誤差範囲に比して著しく小さい。これは、図８に示す場合のような酸素濃度の変動に起因した誤診断が起こり得る可能性が小さくなることを意味している。
【０１１４】
しかも、上述の劣化診断実行条件を充足するようにエンジンシステム１０００の運転条件が調整される場合、上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ２もより限定的なものとなる。図９においては、図８に示す場合に比して狭い４００ｐｐｍ〜６００ｐｐｍの範囲が上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ２となっている。上流ＨＣ濃度変動範囲Ｒ２が狭まることで、図５に基づいて説明した、たとえ酸素濃度が一定であったとしても原理上起こり得る確率論的な誤診断の可能性もより抑制されることになる。
【０１１５】
本実施の形態に係るPassive OBDでの劣化診断は、これら２つの効果が重畳することで、酸素濃度の変動の影響を考慮しない場合に比して、安定的に優れた精度で、酸化触媒６００の劣化の有無を診断することができるようになっている。
【０１１６】
＜診断手順例＞
図１０は、本実施の形態において行う、Passive OBDによる診断の手順の一例を示す図である。本実施の形態において行う、Passive OBDによる診断は、まず、エンジンシステム１０００が動作している状況のもと、電子制御装置２００が、上述した酸素濃度安定条件を含む、劣化診断実行条件の成立を確認することから始まる（ステップＳ０）。ここで、劣化診断実行条件とは、以下の３つの条件からなる。
【０１１７】
第１条件：温度センサ１１０によって測定される酸化触媒６００の温度があらかじめ定めた温度範囲（例：３００℃〜４００℃）内にあること；
第２条件：エンジン本体部３００があらかじめ定めた運転状態であること（エンジン回転数・空気量・噴射量・噴射タイミング・ＥＧＲなどの運転条件が所定の条件範囲を満たすこと）；
第３条件：酸素濃度安定条件が充足されること。
【０１１８】
このうち、第１条件は、温度センサ１１０の測定値に基づいて判断する態様であってもよいし、第２条件が成立する際の酸化触媒６００の温度が第１条件で規定する温度範囲となるように第１条件および第２条件を設定しておき、第２条件が成立した場合には自ずから第１条件が成立するようにしてもよい。前者の場合、電子制御装置２００が温度センサ１１０から発せられる排気温度検知信号ｓｇ１２を取得することにより、排気温度が特定される。係る排気温度は、その時点における酸化触媒６００の温度とみなされる。
【０１１９】
劣化診断実行条件が成立しない間は（ステップＳ０でＮＯ）、以降の処理は保留される。劣化診断実行条件が成立すると（ステップＳ０でＹＥＳ）、その時点での排ガスＧの温度（排気温度）が確認される（ステップＳ１）。
【０１２０】
続いて、電子制御装置２００が、あらかじめその記憶部に記憶されてなるPassive OBD用の閾値データから、係る排気温度に対応したPassive OBD用の未燃炭化水素ガス濃度の閾値を呼び出す（ステップＳ２）。閾値は、少なくとも上流ＨＣ濃度変動範囲についてあらかじめ定められてなる。閾値の与え方には特段の制限はないことから、酸化触媒６００の温度（排気温度）の連続関数として与えられる態様であってもよいし、温度範囲ごとに固定値として与えられる態様であってもよい。
【０１２１】
そして、ＨＣセンサ１００において、酸化触媒６００の下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを測定する（ステップＳ３）。より詳細には、温度が特定された排ガスＧが酸化触媒６００に達し、内部において未燃炭化水素ガスの吸着もしくは酸化が生じた後、その残りが下流側へと排出されたタイミングで、ＨＣセンサ１００において検知電極１０と基準電極２０との間に生じている電位差（ＨＣセンサ出力）を、電子制御装置２００がＨＣ検知信号ｓｇ１１として取得し、その電位差値とあらかじめ特定されてなるＨＣセンサ１００の感度特性とに基づいて、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを算出する。
【０１２２】
なお、温度センサ１１０による排気温度の確認と、ＨＣセンサ１００による下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの測定とは、並行して行われる態様であってもよい。
【０１２３】
下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌの測定と閾値の呼び出しとがなされると、電子制御装置２００は測定値と閾値とを比較し（ステップＳ４）、前者の方が大きい場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、酸化触媒６００には問題となる程度（交換する必要がある、など）に劣化が生じている（ＮＧである）と診断し（ステップＳ５）、後者の方が大きい場合（ステップＳ４でＮＯ）は、そのような劣化は生じてはいない（ＯＫである）と診断する（ステップＳ６）。
【０１２４】
ＮＧと診断されたか、ＯＫと診断されたかによらず、診断の終了後さらに診断を繰り返す場合（ステップＳ７でＹＥＳ）は、再び、劣化診断実行条件の成立の確認から処理を繰り返す。そうでない場合は、そのまま診断を終了する（ステップＳ７でＮＯ）。
【０１２５】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、エンジンシステムにおいてディーゼル機関であるエンジン本体部からの排気管の途中に設けられてなり、排ガス中の所定ガス成分を酸化させる酸化触媒における、触媒能の劣化の程度を、Passive OBDの手法によって、安定的にかつ精度よく、診断することができる。
【０１２６】
＜変形例＞
上述の実施の形態においては、排気管５００内に配設された酸素濃度特定用センサ１２０を用いて酸素濃度を特定しているが、劣化診断を行うにあたって酸素濃度を特定する態様はこれに限られるものではない。
【０１２７】
例えば、エンジン本体部３００の燃料噴射弁３０１を含む燃料噴射装置がＤジェトロニックタイプである場合には、インテクマニホールド (インマニ) の圧力とエンジン回転数から算出される吸入空気量に基づいて、酸素濃度が特定される。
【０１２８】
具体的には、吸入空気量をＧair(g/s)、通電時間−噴射量特性より算出される燃料噴射量をＱinj(g/s)、ストイキＡ／ＦをＡＦst、大気中の酸素濃度をρＯ２（％）とするとき、酸素濃度は以下の（式２）で表される。
【０１２９】
酸素濃度（％）＝(Ｇair−Ｑinj×ＡＦst)×ρＯ２・・・・・・（式２）
なお、ＡＦstはディーゼルエンジンの場合１４．５であり、ρＯ２標準大気圧下では２１％である。
【０１３０】
あるいは、エンジン本体部３００の燃料噴射弁３０１を含む燃料噴射装置がＬジェトロニックタイプである場合には、エアフローメータ（ＡＦＭ）にて求まる吸入空気量を用い、（式２）により酸素濃度を特定することができる。
【０１３１】
あるいは、アクセル開度およびエンジン回転数と吸入空気量との関係を表す吸入空気量マップをあらかじめ作製しておき、実際に劣化診断を行う際には、吸入空気量マップから読み取られた、診断実行時のアクセル開度およびエンジン回転数の値に対応する吸入空気量を用いて、（式２）により酸素濃度を特定するようにしてもよい。
【０１３２】
なお、（式２）を用いて酸素濃度を行う場合、劣化診断の実行に関していえば、酸化触媒診断システムＤＳ１が酸素濃度特定用センサ１２０を具備することは必須ではない。ただし、エンジンシステム１０００において他の用途に用いることもあることから、係る場合においても酸素濃度特定用センサ１２０を具備していることは、何ら差し支えない。
【０１３３】
また、上述した実施の形態に係る酸化触媒診断システムＤＳ１は、酸化触媒６００の劣化の程度の診断を、下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌを診断指標値とし、変換率を実際に算出することなく行うものであったが、変換率を実際に算出することにより酸化触媒６００の劣化の程度の診断を行う態様であってもよい。すなわち、変換率を診断指標値として劣化診断を行うようにしてもよい。
【０１３４】
具体的には、診断対象たる酸化触媒６００の下流側近傍のみならず、上流側近傍にもＨＣセンサを設け、劣化診断実行条件の成立を前提に、上流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｕと下流側未燃炭化水素ガス濃度Ｎｌとをともに実測して（式１）から変換率（％）を算出し、係る算出値が、あらかじめ定められた許容変換率範囲の下限値である閾値を下回る場合に、酸化触媒６００には問題となる程度（交換する必要がある、など）に劣化が生じていると判断し、算出値が当該閾値以上である場合には、そのような劣化は生じていないと診断する。係る場合の閾値も、酸化触媒６００の温度に応じて定められる。また、この場合においても、酸素濃度の特定に（式２）が利用されてもよい。
【０１３５】
この場合においても、酸素濃度安定条件の充足を前提としていることから、２つのＨＣセンサからの出力値は、酸素濃度の変動に伴う誤差が抑制されたものとなっている。それゆえ、（式１）に基づいて算出される変換率も、酸素濃度の変動に伴う誤差が抑制されたものとなっており、結果として、精度のよい診断が可能となる。
【符号の説明】
【０１３６】
１〜６  固体電解質層
１０  検知電極
２０  基準電極
７０  ヒータ部
１００  炭化水素ガス（ＨＣ）センサ
１０１  センサ素子
１１０  温度センサ
１２０  酸素濃度特定用センサ
２００  電子制御装置
３００  エンジン本体部
３０１  燃料噴射弁
４００  燃料噴射指示部
５００  排気管
５１０  排気口
６００  酸化触媒
７００  浄化装置
１０００  （ディーゼル）エンジンシステム
ＤＳ１  酸化触媒診断システム
【図１】
2018119408.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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