(57)【要約】【課題】ＤＰＦの強制再生を中断することなく酸化触媒の劣化を判定でき、もって強制再生の中断による排ガス性能や走行性能の低下を未然に防止できると共に、外気温度等の環境条件の影響による誤判定を排除して高い劣化判定精度を実現できる酸化触媒の劣化診断装置を提供する。【解決手段】強制再生中において、実ポスト噴射量を逐次積算して実燃料量積算値Ａを算出すると共に（Ｓ８）、劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提とした理論ポスト噴射量を逐次算出積算して理論燃料量積算値Ｂを算出し（Ｓ１０）、強制再生の終了後に実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比Ａ／Ｂを第１の閾値αと比較して酸化触媒の劣化を判定する（Ｓ１４）。【選択図】図２
2008274835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられて該内燃機関から排出される排ガスを浄化する浄化装置と、
上記浄化装置の上流側に配設された酸化触媒と、
上記浄化装置の昇温を要するときに、該浄化装置の温度に応じて上記酸化触媒上に未燃燃料を供給し、該酸化触媒上での未燃燃料の酸化反応熱により上記浄化装置を目標温度に昇温する昇温制御を実行する未燃燃料供給手段と、
上記昇温制御中に、上記未燃燃料供給手段により上記酸化触媒上に供給される未燃燃料量を逐次積算する実燃料量積算手段と、
劣化無しの上記酸化触媒の酸化機能を前提として、上記浄化装置の昇温に要する燃料供給量を上記昇温制御中に逐次算出して積算する理論燃料量積算手段と、
上記昇温制御の終了後に、上記実燃料量積算手段により積算された実燃料量積算値と上記理論燃料量積算手段により積算された理論燃料量積算値との比に基づき、上記酸化触媒の劣化判定を実行する劣化判定手段と
を備えたことを特徴とする酸化触媒の劣化診断装置。
【請求項２】
上記浄化装置は、上記内燃機関から排出されるパティキュレート・マターを捕集するフィルタであり、
上記未燃燃料供給手段は、上記フィルタに捕集されたパティキュレート・マターを焼却除去すべく上記昇温制御を実行することを特徴とする請求項１記載の酸化触媒の劣化診断装置。
【請求項３】
上記未燃燃料供給手段は、上記内燃機関のメイン噴射後の膨張行程または排気行程でポスト噴射を実行して上記酸化触媒上に未燃燃料を供給するものであり、
上記実燃料量積算手段は、上記ポスト噴射により上記酸化触媒上に供給される未燃燃料量を逐次積算することを特徴とする請求項１記載の酸化触媒の劣化診断装置。
【請求項４】
上記理論燃料量積算手段は、上記酸化触媒の入口温度と上記内燃機関の吸気流量とに基づき上記劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提とした燃料供給量を逐次算出して積算することを特徴とする請求項１記載の酸化触媒の劣化診断装置。
【請求項５】
上記劣化判定手段は、上記実燃料量積算値と上記理論燃料量積算値との比が第１の閾値を越え、且つ、上記実燃料量積算値が第２の閾値を越えたときに、上記酸化触媒の劣化と判定することを特徴とする請求項１記載の酸化触媒の劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸化触媒の劣化診断装置に係り、詳しくは内燃機関の排気系に設けた浄化装置を昇温すべく、浄化装置の上流側に配置された酸化触媒を劣化判定する劣化診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼル機関やリーンバーン機関等の排気系には、排ガス中のパティキュレート・マター（以下、ＰＭと略称する）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと略称する）や排ガス中のＮＯx（窒素酸化物）を吸蔵する吸蔵型ＮＯx触媒等の浄化装置が設けられている。ＤＰＦでは捕集したＰＭを除去する強制再生を適宜実行しており、ＮＯx触媒では吸蔵したＮＯxを放出還元するためのＮＯxパージを実行している。また、吸蔵型ＮＯx触媒の場合、ＮＯxの代わりにＳＯx（硫黄酸化物）が吸蔵されて浄化性能劣化を引き起こす所謂硫黄被毒と呼ばれる現象があることから、その対策として吸蔵されたＳＯxを除去するＳＯxパージも実行することがある。
【０００３】
上記強制再生によるＰＭの焼却やＳＯxパージによるＳＯxの除去には、ＤＰＦやＮＯx触媒を通常温度域より昇温する必要があることから、ＤＰＦやＮＯx触媒の排気上流側に設けた酸化触媒上に未燃燃料を供給し、酸化触媒上で酸化反応したときの熱を利用して昇温と共に強制再生やＳＯxパージを実行している。
ＤＰＦやＮＯx触媒に対する昇温作用は酸化触媒の酸化機能に依存し、酸化触媒が劣化や何らかの異常（以下、まとめて劣化と称する）が生じていると、目標温度までＤＰＦやＮＯx触媒を昇温できずに強制再生やＳＯxパージが不十分になってしまう。この要因によりＤＰＦやＮＯx触媒等が所期の機能を発揮しなくなると、大気中への有害成分の排出に直結してしまうため、例えば北米のＯＢＤ（On Board Diagnosis）に関する法規制では、酸化触媒の劣化診断装置を車両に装備することが義務付けられている。そこで、このような法規制への対応等を目的として、種々の劣化診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１の技術はＤＰＦの強制再生を目的とした酸化触媒を対象としており、強制再生中に酸化触媒の出口温度（ＤＰＦの入口温度）がＰＭの焼却を想定した目標温度に到達しない状態、或いはＤＰＦ温度に応じたフィードバック制御で膨張行程または排気行程でのポスト噴射により酸化触媒上に供給される燃料量が所定値以上である状態が所定時間継続した場合に、酸化触媒の劣化と判定している。
【特許文献１】特開２００５−４８６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では以下に述べる不具合が生じた。
即ち、強制再生中の温度条件や燃料量条件に基づいて酸化触媒の劣化判定を行っているため、劣化判定を下した時点では既に酸化触媒の劣化により強制再生の継続が困難な状況に陥っていることになる。このため、強制再生の中断によりＤＰＦ上のＰＭがそのまま残存して、劣化判定直後から排ガス性能や走行性能の低下等が発生するという不具合があった。
【０００６】
また、劣化判定の要件の一つとして酸化触媒の出口温度を用いているが、酸化触媒による昇温状況を反映した酸化触媒の出口温度は外気温度等の環境条件に影響されるため、結果として環境条件によっては酸化触媒の劣化を誤判定する可能性があった。従って、例えば極低温では酸化触媒の出口温度の上昇が緩慢になるため、触媒劣化ではないにも拘わらず劣化判定を下して運転者に無用な修理を促してしまう等の不具合を生じた。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＤＰＦの強制再生或いは吸蔵型ＮＯx触媒のＳＯxパージのように酸化触媒を利用して下流側の浄化装置を昇温制御する際に、昇温制御を中断することなく酸化触媒の劣化を判定でき、もって昇温制御の中断による排ガス性能や走行性能の低下を未然に防止できると共に、外気温度等の環境条件の影響による誤判定を排除して高い劣化判定精度を実現することができる酸化触媒の劣化診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の排気通路に設けられて内燃機関から排出される排ガスを浄化する浄化装置と、浄化装置の上流側に配設された酸化触媒と、浄化装置の昇温を要するときに、浄化装置の温度に応じて酸化触媒上に未燃燃料を供給し、酸化触媒上での未燃燃料の酸化反応熱により浄化装置を目標温度に昇温する昇温制御を実行する未燃燃料供給手段と、昇温制御中に、未燃燃料供給手段により酸化触媒上に供給される未燃燃料量を逐次積算する実燃料量積算手段と、劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提として、浄化装置の昇温に要する燃料供給量を昇温制御中に逐次算出して積算する理論燃料量積算手段と、昇温制御の終了後に、実燃料量積算手段により積算された実燃料量積算値と理論燃料量積算手段により積算された理論燃料量積算値との比に基づき、酸化触媒の劣化判定を実行する劣化判定手段とを備えたものである。
【０００９】
従って、浄化装置の昇温を要するときには、未燃燃料供給手段により酸化触媒上に未燃燃料を供給する昇温制御が実行され、酸化触媒上での未燃燃料の酸化反応熱により下流側の浄化装置が昇温される。そして、昇温制御中には、酸化触媒に供給される未燃燃料量が実燃料量積算手段により逐次積算されると共に、劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提として浄化装置の昇温に要する燃料供給量が理論燃料量積算手段により逐次算出されて積算され、昇温制御の終了後には、実燃料量積算値と理論燃料量積算値との比に基づき酸化触媒の劣化判定が行われ、例えば、比（実燃料量積算値／理論燃料量積算値）が第１の閾値を越えたときに酸化触媒の劣化と判定する。
【００１０】
昇温制御では、浄化装置を目標温度に昇温すべく酸化触媒上に供給される未燃燃料量が浄化装置の温度に基づいて制御されるため、酸化触媒に供給される未燃燃料量は、酸化触媒の酸化機能が低下して浄化装置に対する昇温効率が低下するほど増加し、それに伴って実燃料量積算値も増加する。従って、酸化触媒の新品時には、実燃料量積算値は劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提として積算された理論燃料量積算値と等しくなり、酸化触媒の劣化が進行して酸化機能を低下させるほど、実燃料量積算値は理論燃料量積算値から増加方向にかけ離れた値となる。よって、実燃料量積算値と理論燃料量積算値との比は酸化触媒の劣化状態を反映した値となり、この値に基づいて酸化触媒の劣化判定が可能となる。
【００１１】
そして、酸化触媒の劣化判定を行う時点では既に浄化装置に対する昇温制御が終了しているため、酸化触媒の劣化が判定されたとしても、その後の次回の昇温制御までに酸化触媒の修理等の対処を行えば支障は生じない。従って、例えば強制再生（昇温制御）中に劣化判定する特許文献１の技術のように、劣化判定を下した時点で直ちにＤＰＦ（浄化装置）の強制再生が中断して排ガス性能や走行性能の低下を引き起こす事態が未然に防止される。
【００１２】
また、劣化判定に適用される実燃料量積算値や理論燃料量積算値は、共に酸化触媒上に供給される未燃燃料量の積算値であり、外気温等の環境条件の影響を受ける性質のものではないため、例えば酸化触媒の出口温度（酸化触媒の酸化機能が同一であっても環境条件により変動する）に基づき劣化判定を行う特許文献１の技術のように、環境条件の影響を受けて誤診断する事態が未然に防止される。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、浄化装置が、内燃機関から排出されるパティキュレート・マターを捕集するフィルタであり、未燃燃料供給手段が、フィルタに捕集されたパティキュレート・マターを焼却除去すべく昇温制御を実行するものである。
従って、内燃機関から排出されるパティキュレート・マターがフィルタに捕集され、その捕集量が所定値に達したときに所謂強制再生として昇温制御が実行され、フィルタに捕集されたパティキュレート・マターを焼却除去される。そして、この強制再生後、即ち、パティキュレート・マターを焼却除去した後に酸化触媒の劣化判定が行われるため、酸化触媒の劣化によりパティキュレート・マターの焼却除去が中断される事態が防止され、これによる排ガス性能や走行性能の低下が未然に防止される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１において、未燃燃料供給手段が、内燃機関のメイン噴射後の膨張行程または排気行程でポスト噴射を実行して酸化触媒上に未燃燃料を供給するものであり、実燃料量積算手段が、ポスト噴射により酸化触媒上に供給される未燃燃料量を逐次積算するものである。
従って、強制再生時には、内燃機関の膨張行程または排気行程で実行されるポスト噴射により未燃燃料が供給され、酸化触媒上での酸化反応熱により浄化装置が昇温され、一方、このポスト噴射により供給される未燃燃料量が実燃料量積算手段により逐次積算されて、その積算値が理論燃料量積算値と共に酸化触媒の劣化判定に利用される。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１において、理論燃料量積算手段が、酸化触媒の入口温度と内燃機関の吸気流量とに基づき劣化無しの酸化触媒の酸化機能を前提とした燃料供給量を逐次算出して積算するものである。
従って、酸化触媒上での未燃燃料の酸化反応熱による浄化装置の昇温状況は、酸化触媒の入口温度と内燃機関の吸気流量とに依存するため、これらの値に基づけば、酸化触媒の正常な酸化機能を前提とした正確な理論燃料量積算値を算出可能となる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１において、劣化判定手段が、実燃料量積算値と理論燃料量積算値との比が第１の閾値を越え、且つ、実燃料量積算値が第２の閾値を越えたときに、酸化触媒の劣化と判定するものである。
従って、例えば浄化装置の温度が目標温度近傍に接近するに従って、酸化触媒上に供給される未燃燃料量が次第に制限されて外乱等の誤差要因による影響を受け易くなり、必然的に実燃料量積算値と理論燃料量積算値との比の信頼性が低下して、酸化触媒の劣化に該当しない場合でも劣化と誤判定される可能性が生じるが、実燃料量積算値と第２の閾値とを比較する条件を併用することにより、このような誤判定が未然に防止される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項１乃至３の発明の酸化触媒の劣化診断装置によれば、昇温制御中に取得した実燃料量積算値及び理論燃料量積算値に基づき昇温制御後に酸化触媒の劣化判定を実行するため、昇温制御を中断することなく酸化触媒の劣化を判定でき、もって昇温制御の中断による排ガス性能や走行性能の低下を未然に防止できると共に、外気温等の環境条件の影響を受けることがない実燃料量積算値及び理論燃料量積算値に基づいて劣化判定を行うため、誤判定を排除して高い劣化判定精度を実現することができる。
【００１８】
請求項４の発明の酸化触媒の劣化診断装置によれば、請求項１に加えて、正確な理論燃料量積算値を算出でき、ひいては酸化触媒の劣化判定精度を向上させることができる。
請求項５の発明の酸化触媒の劣化診断装置によれば、請求項１に加えて、誤判定を未然に防止して酸化触媒の劣化判定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をＤＰＦの強制再生に利用される酸化触媒の劣化診断装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の酸化触媒の劣化診断装置が適用されたディーゼル機関を示す全体構成図であり、内燃機関１は直列６気筒機関として構成されている。内燃機関１の各気筒には燃料噴射弁２が設けられ、各燃料噴射弁２は共通のコモンレール３から加圧燃料を供給され、開弁に伴って対応する気筒の筒内に燃料を噴射する。
【００２０】
内燃機関１の吸気側には吸気マニホールド４が装着され、吸気マニホールド４に接続された吸気通路５には、上流側より吸入空気量Ｑaを計測するエアフローセンサ６、ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａ、インタクーラ８が設けられている。また、内燃機関１の排気側には排気マニホールド１０が装着され、排気マニホールド１０には上記コンプレッサ７ａと同軸上に連結されたターボチャージャ７のタービン７ｂが接続されている。タービン７ｂには排気通路１１が接続され、排気通路１１には、触媒コンバータ１２及び図示しない消音器が設けられ、触媒コンバータ１２は上流側の酸化触媒１３及び下流側のＤＰＦ１４（浄化装置）により構成されている。
【００２１】
例えば酸化触媒１３は、ハニカム型のセラミック担体上にプラチナ（Ｐt）等の貴金属からなる触媒層を担持して構成され、未燃燃料を酸化反応させる作用を奏する。また、ＤＰＦ１４はハニカム型のセラミック担体からなり、その多数の排ガス通路の上流側と下流側の開口部を交互に閉鎖することにより、通路を形成している多孔質の壁を経て排ガスを流通させながら排ガス中のＰＭ（パティキュレート・マター）を捕集する作用を奏する。なお、内燃機関１の排気系の構成はこれに限ることはなく、例えば排ガス中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒やＤＰＦ１４下流側の酸化触媒等を備えてもよい。
【００２２】
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、エアフローセンサ６、酸化触媒１３の上流側に設置されて、酸化触媒１３に導入される排ガス温度（入口温度Ｔin）を検出する入口温度センサ２２、酸化触媒１３の下流側に設置されて、酸化触媒１３から排出される（ＤＰＦ１４に導入される）排ガス温度（出口温度Ｔout）を検出する出口温度センサ２３等の各種センサ類が接続され、出力側には車両の運転席に設けられた警告灯２４等の各種デバイス類が接続されている。
【００２３】
そして、ＥＣＵ２１は運転者のアクセル操作量やエンジン回転速度等の検出情報に基づいて燃料噴射量、噴射時期、コモンレール圧等の目標値を設定し、それらの値に基づいて燃料噴射弁２の駆動制御やコモンレール圧の調整等を実行して内燃機関１を運転する。
内燃機関１の運転中において、エンジン１からの排ガスは排気マニホールド１０から排気通路１１に案内されて酸化触媒１３を経てＤＰＦ１４に至り、ＤＰＦ１４の通路の壁を流通する際に含有するＰＭが捕捉された後、大気中に排出される。ＰＭの捕集によりＤＰＦ１４上のＰＭ捕集量は次第に増加するが、捕集されたＰＭは、エンジン１が所定の運転状態（例えば、排ガス温度が比較的高い運転状態）のときに、上流側の酸化触媒１３上での酸化反応により排ガス中のＮＯから生成されたＮＯ2 を酸化剤として利用して連続的に焼却除去される。
【００２４】
また、このようなＤＰＦ１４の連続再生作用が得られない運転状態が継続されると、ＤＰＦ１４でのＰＭ捕集量が次第に増加して許容量を越えてしまうため、このような状況を想定して、ＥＣＵ１１は内燃機関１の運転状態に基づいてＤＰＦ１４に捕集されるＰＭ量を逐次算出して積算し、ＰＭ積算値がＤＰＦ１４の許容量を越える以前に、ＤＰＦ１４上のＰＭを強制的に焼却除去する強制再生を実施している。なお、強制再生の実行の判断はこれに限ることはなく、例えばＰＭ捕集量の増加に伴って上昇するＤＰＦ１４の前後差圧（ＤＰＦ１４での圧損）に基づいて判断してもよい。
【００２５】
本実施形態では強制再生としてポスト（所謂レイトポスト）噴射を利用しており、メイン噴射後の膨張行程や排気行程でポスト噴射を実行することにより酸化触媒１３上に未燃燃料を供給し、未燃燃料が酸化触媒１３上で酸化反応したときの熱により下流側のＤＰＦ１４を目標温度（ＰＭを焼却除去可能な温度であり、例えば650℃）まで昇温してＰＭを焼却除去している（未燃燃料供給手段）。なお、強制再生は、出口温度センサ２３により検出された出口温度ＴoutからＤＰＦ１４のベッド温度を推定し、このベッド温度を上記目標温度に接近させるように行われる。
【００２６】
そして、このように強制再生でのＤＰＦ１４の昇温は酸化触媒１３の酸化機能に依存し、酸化触媒１３の劣化は強制再生の実行不能、ひいては排ガス性能や走行性能の低下に直結することから、本実施形態の車両では強制再生時に酸化触媒１３の劣化診断を実行しており、以下、当該酸化触媒１３の劣化診断の詳細を説明する。
図２はＥＣＵ２１が実行する故障診断ルーチンを示すフローチャートであり、ＥＣＵ２１は車両のイグニションスイッチがＯＮされているときに、当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
【００２７】
まず、ステップＳ２では的確な故障診断を実行可能な内燃機関１の運転領域にあるか否かを判定する。具体的には、内燃機関１の燃料噴射量、エンジン回転速度、冷却水温、ＥＧＲバルブリフト、機関始動後の経過時間、及びメイン噴射により筒内で生成されるＰＭ焼却のためにメイン噴射直後に実行されるポスト（所謂アーリーポスト）噴射量がそれぞれ所定範囲内にあり、且つ、劣化診断に利用する情報を検出するためのセンサ類が正常であるときに、ステップＳ２でＹes（肯定）の判定を下す。
【００２８】
続くステップＳ４では現在の内燃機関１の運転モードが強制再生のモードにあるか否かを判定し、強制再生以外の通常運転モードのときにはＮｏ（否定）の判定を下してルーチンを終了する。強制再生は、走行中に自動的に実行される自動再生と、運転者が強制再生のために停車して運転席の図示しない指令ボタンを操作したときに実行される手動再生とに大別される。詳細は説明しないが、上記ＰＭ捕集量等に基づき強制再生が必要と判断したときには可能な限り走行中に自動再生が実行され、例えば低速走行の連続によりＤＰＦ１４が昇温不足になるときには、運転者に手動再生のための停車を促した上で、指令ボタンの操作に呼応してＤＰＦ昇温を目的とした最適条件で内燃機関１を運転しながら手動再生が実行される。
【００２９】
上記ステップＳ４では、自動再生と手動再生との何れを実行中でも強制再生のモードにあると見なしてＹesの判定を下し、続くステップＳ６で強制再生に関する条件が所定時間（例えば、３sec）以上継続したときにステップＳ８に移行する。ステップＳ８では酸化触媒１３の劣化判定に適用する実燃料量積算値Ａの積算処理を実行し（実燃料量積算手段）、続くステップＳ１０では同じく劣化判定に適用する理論燃料量積算値Ｂの積算処理を実行し（理論燃料量積算手段）、その後、ステップＳ１２で強制再生が終了したか否かを判定し、ステップＳ１２の判定がＹesになるまでステップＳ８，１０の処理を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ８の処理は、強制再生での目標温度の達成のために実際に噴射されている実ポスト（レイトポスト）噴射量に基づいて行われ、この実ポスト噴射量を逐次積算して実燃料量積算値Ａを算出している。また、ステップＳ１０では、劣化無し（新品時）の酸化触媒１３の酸化機能を前提として、上記目標温度の達成のために必要な噴射量として理論ポスト噴射量を逐次算出すると共に、この理論ポスト噴射量を積算して理論燃料量積算値Ｂを算出している。
【００３１】
即ち、劣化無しの酸化触媒１３では最大限の酸化機能を発揮し、ポスト噴射により供給される未燃燃料は最大効率で酸化反応されてＤＰＦ１４の昇温の貢献することから、このような状況を想定した理論ポスト噴射量はＤＰＦ１４を昇温する上での最小限の値として算出される。これに対して実際の強制再生において目標温度を達成すべく制御される実ポスト噴射量は、今現在の酸化触媒１３が発揮している酸化機能に対応した値として算出され、酸化触媒１３の劣化に伴って酸化機能が低下してＤＰＦ１４の昇温効率が低下するほど、より多くの未燃燃料を酸化触媒１３上に供給することから増加する。
【００３２】
結果として、強制再生が終了した時点では、劣化無しの酸化触媒１３を使用したときに必要とされるポスト噴射量の総量として理論燃料量積算値Ｂが算出されるのに対し、実際に消費されたポスト噴射量の総量として実燃料量積算値Ａが算出される。酸化触媒１３の新品時には、実燃料量積算値Ａは理論燃料量積算値Ｂと等しくなり、酸化触媒１３の劣化が進行して酸化機能を低下させるほど、実燃料量積算値Ａは理論燃料量積算値Ｂから増加方向にかけ離れた値となる。
【００３３】
酸化触媒１３上での未燃燃料の酸化反応熱によるＤＰＦ１４の昇温状況は、酸化触媒１３の入口温度と酸化触媒１３を通過する排気流量とに依存するため、予め新品の酸化触媒１３を用いて試験を実施し、酸化触媒１３の入口温度及び内燃機関１の吸気流量（排気流量と相関する）と必要なポスト噴射量との関係を目標温度毎に求めてマップとして設定している。そして、ステップＳ１０の処理では、強制再生の目標温度に対応するマップを選択し、入口温度センサ２２により検出された入口温度Ｔinとエアフローセンサ６により検出された吸入空気量Ｑaとから理論ポスト噴射量を求めている。
【００３４】
ＥＣＵ２１は続くステップＳ１４で実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比が予め設定された第１の閾値α（例えば、1.5）を越えているか否かを判定し（劣化判定手段）、続くステップＳ１６で実燃料量積算値Ａが予め設定された第２の閾値β（例えば、40mg）を越えているか否かを判定する（劣化判定手段）。走行中に実行される手動再生と停車中に実行される自動再生とでは、走行風の有無や排気流量の相違等に起因してＤＰＦ１４の昇温に要する未燃燃料量が異なることから、上記第１及び第２の閾値α，βは予め手動再生と自動再生とで別個に設定されており、ステップＳ１４，１６では、手動再生及び自動再生に応じた閾値α，βが選択されて劣化判定に適用される。そして、何れかのステップＳでＮｏの判定を下したときにはそのままルーチンを終了し、両ステップＳで共にＹesの判定を下したときにはステップＳ１８に移行し、警告灯２４を点灯表示して運転者に修理を促す。
【００３５】
実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比、及び単独の実燃料量積算値Ａの何れも酸化触媒１３の劣化状態を反映した値であることに相違はないが、実際に消費されたポスト噴射量の総量を意味する実燃料量積算値Ａは強制再生の実行状況によって変動するのに対し、実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比ではこのような変動がないため、より適切な劣化判定が可能である。但し、例えばＤＰＦ温度が目標温度近傍に接近するに従って実ポスト噴射量及び理論ポスト噴射量は次第に減少し（比としては変化しないが）、ステップＳ１４で適用される実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比は外乱等の誤差要因による影響を受け易くなって信頼性が低下する。このような場合を想定して、単独の実燃料量積算値Ａに基づくステップＳ１６の処理が併用されている。
【００３６】
そして、以上のＥＣＵ２１の処理により、酸化触媒１３の劣化判定を行う時点では既にＤＰＦ１４に対する強制再生が終了しているため、酸化触媒１３の劣化が判定されたとしても、その後の次回の強制再生までに酸化触媒１３の修理等の対処を行えば支障は生じない。従って、本実施形態の酸化触媒１３の劣化診断装置によれば、例えば強制再生中に劣化判定する特許文献１の技術のように、劣化判定を下した時点で直ちにＤＰＦ１４の強制再生が中断して排ガス性能や走行性能の低下を引き起こす事態を未然に防止することができる。
【００３７】
また、劣化判定に適用される実燃料量積算値Ａや理論燃料量積算値Ｂは、共に酸化触媒１３上に供給される未燃燃料量の積算値であり、外気温等の環境条件の影響を受ける性質のものではないため、例えば酸化触媒の出口温度（酸化触媒の酸化機能が同一であっても環境条件により変動する）に基づき劣化判定を行う特許文献１の技術のように、環境条件の影響を受けて誤診断する事態を防止でき、誤判定を排除して高い劣化判定精度を実現することができる。
【００３８】
一方、ＤＰＦ１４の昇温状況に影響を及ぼす酸化触媒１３の入口温度Ｔin及び内燃機関１の吸気流量Ｑaを考慮して理論ポスト噴射量を算出するため、正確な理論燃料量積算値Ｂを算出でき、ひいては酸化触媒１３の劣化判定精度を向上させることができる。
また、実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比に基づく劣化判定（ステップＳ１４）に加えて、単独の実燃料量積算値Ａに基づく劣化判定（ステップＳ１６）を併用しているため、外乱等の誤差要因により実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比の信頼性が低下したとしても、実燃料量積算値Ａに基づく劣化判定により誤判定の発生を未然に防止でき、もって酸化触媒１３の劣化判定精度を向上させることができる。
【００３９】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＤＰＦ１４の強制再生を目的としてＤＰＦ１４を昇温する酸化触媒１３の劣化診断装置として具体化したが、酸化触媒１３の利用態様はこれに限ることはない。例えば、ＮＯx浄化用の吸蔵型ＮＯx触媒では、ＮＯxの代わりにＳＯx（硫黄酸化物）が吸蔵されて浄化性能が低下する所謂硫黄被毒が生じるため、上記実施形態と同じくＮＯx触媒の上流側に酸化触媒１３を配置して未燃燃料の酸化反応熱によりＮＯx触媒を昇温して吸蔵されているＳＯxを除去するＳＯxパージを実行する必要がある。そこで、このＮＯx触媒（触媒装置）のＳＯxパージに利用される酸化触媒１３を上記実施形態と同様の手法により劣化判定するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、ポスト噴射により酸化触媒１３上に未燃燃料を供給したが、未燃燃料を供給する手法はこれに限らず、例えば排気通路１１に設けた燃料噴射弁の開弁に応じて未燃燃料を供給するようにしてもよい。この場合であっても、燃料噴射弁の開弁期間に基づいて実燃料噴射量（実ポスト噴射量に相当）を確定できると共に、この実燃料噴射量の積算により実燃料量積算値Ａを算出でき、一方、理論ポスト噴射量及び理論燃料量積算値Ｂについては上記実施形態に相違ないことから、これらの実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとに基づいて酸化触媒１３の劣化判定を行うことができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ステップＳ１６で単独の実燃料量積算値Ａに基づいて酸化触媒１３の劣化判定を実行したが、この処理は必ずしも必要ではなく、ステップＳ１４の実燃料量積算値Ａと理論燃料量積算値Ｂとの比に基づく劣化判定のみを行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態の酸化触媒の劣化診断装置が適用されたディーゼル機関を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する故障診断ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１    内燃機関
１１  排気通路
１３  酸化触媒
１４  ＤＰＦ（浄化装置）
２１  ＥＣＵ（未燃料供給手段、実燃料量積算手段、理論燃料量積算手段、
劣化判定手段）
【図１】
2008274835.tif 000003
【図２】
2008274835.tif 000004