(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化機能を有する触媒が担持されたパティキュレートフィルタであるＯＣＦに所定量の燃料が供給されたときに該ＯＣＦで発生する熱量に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ＯＣＦに担持されている触媒が劣化しているか否かを診断する処理である劣化診断処理を実行する診断手段と、
を備える触媒の劣化診断装置であって、
前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給されたときに該ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生したか否かを判別する判別手段を備え、
前記診断手段は、前記判別手段によりＰＭの酸化反応が発生していないと判別された場合に、前記劣化診断処理を実行する触媒の劣化診断装置。
【請求項２】
請求項１において、前記診断手段は、前記取得手段により取得された物理量が所定の閾値以上であれば前記触媒が劣化していないと判定し、前記取得手段により取得された物理量が前記所定の閾値未満であれば前記触媒が劣化していると判定する触媒の劣化診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記判別手段は、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給される期間における燃料供給量と前記ＯＣＦで発生する熱量との相関が線形であれば、前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していないと判別する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、酸化機能を有する触媒の劣化を診断する技術に関し、特にパティキュレートフィルタに担持される触媒の劣化を診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化機能を有する触媒の劣化を診断する方法として、前記触媒へ燃料が供給されたときに、前記触媒の温度上昇値を検出し、その温度上昇値が燃料の供給量に見合った値よりも小さければ前記触媒が劣化していると判定する方法が知られている。より詳細には、正常な触媒と劣化した触媒との境界にあるクライテリア触媒の内部温度モデルにより算出された温度が判定許可温度の範囲内に入っている場合に、触媒の劣化判定を行う方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３４９５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１２５１号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、酸化機能を有する触媒（以下、「酸化触媒」と称する）は、排気中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集するためのパティキュレートフィルタに担持される場合がある。酸化触媒が担持されたパティキュレートフィルタ（以下、「ＯＣＦ（Oxidation Catalytic Filter）」と称する）へ燃料が供給されると、酸化触媒による燃料の酸化反応に加え、パティキュレートフィルタに捕集されていたＰＭの酸化反応も発生する場合がある。その場合のＯＣＦの温度上昇値は、燃料の酸化反応熱に起因する温度上昇分に加え、ＰＭの酸化反応熱に起因する温度上昇分も含むことになる。そのため、前記温度上昇値に基づいて酸化触媒の劣化を診断する場合において、検出された温度上昇値が燃料の酸化反応熱に見合った値であるか否かを判別することが困難となる。その結果、酸化触媒の劣化を正確に診断することができない可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化機能を有し、且つパティキュレートフィルタに担持された触媒の劣化を正確に診断することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、ＯＣＦへ所定量の燃料を供給したときに該ＯＣＦで発生する熱量に相関する物理量に基づいて、前記ＯＣＦに担持された触媒の劣化を診断する触媒の劣化診断装置において、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給したときに、前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していなければ、前記物理量に基づく劣化診断を行うようにした。
【０００７】
詳細には、本発明は、酸化機能を有する触媒が担持されたパティキュレートフィルタであるＯＣＦへ所定量の燃料が供給されたときに該ＯＣＦで発生する熱量に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ＯＣＦに担持されている触媒が劣化しているか否かを診断する処理である劣化診断処理を実行する診断手段と、を備える触媒の劣化診断装置であって、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給
されたときに該ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生したか否かを判別する判別手段を備え、前記診断手段は、前記判別手段によりＰＭの酸化反応が発生していないと判別された場合に、前記劣化診断処理を実行するようにした。
【０００８】
このように構成された触媒の劣化診断装置によれば、所定量の燃料がＯＣＦへ供給されたときであって、且つ前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していないと判別されたときに前記ＯＣＦで発生する熱量に相関する物理量に基づいて、ＯＣＦに担持されている触媒の劣化が診断されることになる。その場合の物理量は、燃料が酸化する際の反応熱を含み、且つＰＭが酸化する際の反応熱を含まない熱量に相関した値になるとみなすことができる。つまり、前記物理量は、前記ＯＣＦに担持されている触媒によって酸化させられる燃料の量に見合った量になるとみなすことができる。そして、前記ＯＣＦに担持されている触媒によって酸化させられる燃料の量は、前記触媒が正常である場合と劣化している場合とで相違する。よって、上記の物理量に基づいて触媒の劣化診断処理が実行されると、触媒の劣化を正確に診断することができる。
【０００９】
ここで、所定量の燃料がＯＣＦへ供給されたときであって、且つ前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していないときに前記ＯＣＦで発生する熱量は、前記触媒が正常な場合より劣化している場合の方が少なくなる。そこで、本発明の診断手段は、前記取得手段により取得された物理量が所定の閾値以上であれば前記触媒が劣化していないと判定し、前記取得手段により取得された物理量が前記所定の閾値未満であれば前記触媒が劣化していると判定してもよい。ここでいう「所定の閾値」は、正常と劣化との境界にあるクライテリア触媒が担持されたＯＣＦへ前記所定量の燃料が供給されたときであって、且つそのＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応熱が発生していないときに前記ＯＣＦで発生する熱量に相当する値である。
【００１０】
また、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給されたときに該ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していなければ、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦに供給される期間における燃料供給量と前記ＯＣＦで発生する熱量との相関が線形になる。一方、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給されたときに該ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していれば、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給される期間における燃料供給量と前記ＯＣＦで発生する熱量との相関が非線形になる。そこで、本発明の判別手段は、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給される期間における燃料供給量と前記ＯＣＦで発生する熱量との相関が線形であれば、前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していないと判別してもよい。その際、判別手段は、前記所定量の燃料が前記ＯＣＦへ供給される期間において、単位燃料量あたりに前記ＯＣＦで発生する熱量を複数求め、それら複数の熱量の相対差が所定の許容誤差以下であれば、燃料供給量と前記ＯＣＦで発生する熱量との相関が線形であると判定してもよい。
【００１１】
なお、本発明の判別手段は、前記取得手段により取得された物理量が前記所定の閾値より大きな所定の基準値より大きければ、前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生したと判別し、前記取得手段により取得された物理量が前記所定の基準値以下であれば、前記ＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応が発生していないと判別してもよい。ここでいう「所定の基準値」は、例えば、前記ＯＣＦにおいて、ＰＭの酸化反応を発生させることなく、前記所定量の燃料が全て酸化した場合に前記ＯＣＦで発生する熱量である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、酸化機能を有し、且つパティキュレートフィルタに担持される触媒の劣化をより正確に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】酸化触媒へ供給される燃料量と酸化触媒で発生する熱量との関係を示す図である。
【図３】劣化状態の酸化触媒が担持されたＯＣＦへ所定量の燃料を供給した際に発生する熱量の一例を示す図である。
【図４】劣化診断処理が実行される際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】ＯＣＦへ供給される燃料量とＯＣＦで発生する熱量との相関を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本発明を適用す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、燃料としての軽油を気筒２内へ噴射する燃料噴射弁３を備えた圧縮着火式の内燃機関である。なお、内燃機関１は、ガソリン等を燃料とする火花点火式の内燃機関であってもよい。
【００１６】
内燃機関１は、吸気管４と接続されている。吸気管４の途中には、該吸気管４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力するエアフローメータ４０が配置されている。エアフローメータ４０より下流の吸気管４には、該吸気管４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整するための吸気絞り弁４１が配置されている。
【００１７】
内燃機関１は、排気管５と接続されている。排気管５の途中には、フィルタケーシング５０が配置されている。フィルタケーシング５０は、筒状のケーシング５０ａと、該ケーシング５０ａ内に収容されたＯＣＦ５０ｂとを備えている。ＯＣＦ５０ｂは、酸化触媒が担持されたパティキュレートフィルタである。ここでいうパティキュレートフィルタは、例えば、排気の流れ方向における上流側端部が閉塞された通路と下流側端部が閉塞された通路とが多孔質の隔壁によって区画されたウォールフロー型のパティキュレートフィルタである。そして、酸化触媒は、前記隔壁の表面や前記隔壁の細孔内に担持される。なお、パティキュレートフィルタに担持される触媒は、酸化機能のみを有する触媒に限られず、例えば、三元触媒や吸蔵還元型触媒等であってもよい。
【００１８】
前記フィルタケーシング５０より上流の排気管５には、前記フィルタケーシング５０へ流入する排気の温度を測定する第一温度センサ５１が配置されている。また、前記フィルタケーシング５０より下流の排気管５には、前記フィルタケーシング５０から流出する排気の温度を測定する第二温度センサ５２が配置されている。
【００１９】
また、内燃機関１には、ＥＣＵ６が併設されている。ＥＣＵ６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。ＥＣＵ６は、上記したエアフローメータ４０、第一温度センサ５１、及び第二温度センサ５２に加え、アクセルポジションセンサ７やクランクポジションセンサ８等の各種センサと電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ７は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。
【００２０】
ＥＣＵ６は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁３や前記吸気絞り弁４１等の各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ６は、アクセルポジションセンサ７やクランクポジションセンサ８の測定値から演算される機関負荷や機関回転速度に基づいて燃料噴射弁３や吸気絞り弁４１を制御する。また、ＥＣＵ６は、ＯＣＦ５０ｂに捕集されているＰＭの量（ＰＭ捕集量）を演算し、そのＰＭ捕集量が所定の再生用閾値以上になったときに、前記パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭを酸化及び除去する処理（フィルタ再生処理）を実行する。その際、ＥＣＵ６は、内燃機関１の運転履歴（吸入空気量や燃料噴射量などの積算値）からＰＭ捕集量を演算してもよく、又はフィルタケーシング５０の前後に取り付けられたＰＭセンサの出力差を積算することでＰＭ捕集量を演算してもよい。ＥＣＵ６は、ＰＭ捕集量が前記所定の再生閾値以上になると、内燃機関１から排出される排気の空燃比が理論空燃比より高いリーン空燃比となる状況下で、ＯＣＦ５０ｂへ燃料を供給することにより、フィルタ再生処理を実行する。ＯＣＦ５０ｂへ燃料を供給する方法としては、排気行程中の気筒２の燃料噴射弁３から燃料を噴射（ポスト噴射）させる方法、又はフィルタケーシング５０の上流に燃料添加弁を取り付けて、該燃料添加弁から排気中へ燃料を添加する方法等を用いることができる。内燃機関１から排出される排気の空燃比がリーン空燃比となる状況下で燃料がＯＣＦ５０ｂに供給されると、酸化触媒の働きによって燃料と排気中の酸素との反応（酸化反応）が生起され、その反応熱によってパティキュレートフィルタが昇温する。そして、パティキュレートフィルタがＰＭの酸化可能な温度まで昇温すると、該パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭが排気中の酸素と反応して酸化せしめられる。ＥＣＵ６は、上記したような各種の処理に加え、ＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が劣化しているか否かを判別するための劣化診断処理を実行する。以下では、本実施形態における劣化診断処理の実行方法について説明する。
【００２１】
酸化機能を有する酸化触媒が劣化しているか否かを判別する方法としては、前記フィルタ再生処理とは別途に所定量の燃料を酸化触媒へ供給し、その際に発生する熱量（燃料の酸化反応によって発生する熱量）に基づいて酸化触媒が劣化しているか否かを判別する方法が考えられる。ここで、酸化機能を有する酸化触媒へ供給される燃料量と酸化触媒で発生する熱量との関係を図２に示す。図２に示すように、酸化触媒で発生する熱量は、該酸化触媒へ供給される燃料量に比例して多くなるとともに、酸化触媒の劣化度合が大きくなるほど少なくなる。よって、正常と劣化との境界にあるクライテリア触媒に所定量の燃料を供給した際に発生する熱量（所定の閾値）を予め求めておき、所定量の燃料を酸化触媒へ供給した際にＯＣＦ５０ｂで発生する熱量が前記所定の閾値より小さければ、酸化触媒が劣化していると判定することができる。
【００２２】
ところで、酸化触媒がパティキュレートフィルタに担持されるＯＣＦ５０ｂにおいては、所定量の燃料が供給された際に、燃料の酸化反応に加え、パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭの酸化反応も発生する可能性がある。特に、図１に示すように、ＯＣＦ５０ｂより上流の排気管５に、酸化機能を有する触媒が配置されない構成においては、燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際に、該ＯＣＦ５０ｂの温度分布が均一になり難いという特性を有する。これは、ＯＣＦ５０ｂに流入した燃料が、ＯＣＦ５０ｂの上流側から徐々に酸化されて昇温するためである。燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際に、該ＯＣＦ５０ｂの温度分布が不均一になると、該ＯＣＦ５０ｂの少なくとも一部がＰＭの酸化可能な温度まで昇温してＰＭ酸化反応を発生させる可能性がある。ＯＣＦ５０ｂにおいて燃料の酸化反応とＰＭの酸化反応とが発生した場合は燃料の酸化反応のみが発生した場合に比べ、ＯＣＦ５０ｂで発生する熱量が多くなる。よって、図３に示すように、ＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が劣化している場合であっても、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際に発生する熱量（図３中のＱｏｃｆ）が前記所定の閾値（図３中のＱｔｈｒｅ）より大きくなってしまう可能性がある。そのような場合は、酸化触媒の劣化を正確に検出することが困難になる可能性がある。なお、図３中の実線は、劣化状態の酸化触媒が担持されたＯＣＦ５０ｂへ燃料を供給した際に燃料の酸化反応とＰＭの酸化反応とが発生した場合の熱量
を示す。また、図３中の一点鎖線は、前記クライテリア触媒が担持されたＯＣＦ５０ｂへ燃料を供給した際に燃料の酸化反応のみが発生した場合の熱量を示す。
【００２３】
上記した問題を回避する方法として、フィルタ再生処理が終了した後のＰＭ捕集量が少ないときに所定量の燃料を供給して酸化触媒の劣化を診断する方法が考えられる。しかしながら、フィルタ再生処理のインターバルが長くなるような運転が繰り返されると、劣化診断処理を実行する機会が少なくなる。そのため、酸化触媒の劣化を速やかに検出することができない可能性がある。また、上記した問題を回避する別法として、ＰＭの酸化が起こりえない量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給する方法が考えられる。しかしながら、ＯＣＦ５０ｂにおける燃料の酸化反応によって発生する熱量が少なくなるため、酸化触媒の劣化を正確に検出することができない可能性がある。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、所定量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給した際にＰＭの酸化反応が発生していればＯＣＦ５０ｂで発生した熱量に基づく劣化診断を実行せず、ＰＭの酸化反応が発生していなければＯＣＦ５０ｂで発生した熱量に基づく劣化診断を実行するようにした。以下では、本実施形態における異常診断処理の実行手順について図４に沿って説明する。図４は、異常診断処理を実行する際にＥＣＵ６が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図４に示す処理ルーチンは、予めＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されており、所定の周期でＥＣＵ６によって実行される処理ルーチンである。
【００２５】
図４の処理ルーチンでは、ＥＣＵ６は、先ずＳ１０１の処理においてＯＣＦ５０ｂの温度Ｔｏｃｆ１を読み込む。ＯＣＦ５０ｂの温度Ｔｏｃｆ１は、第一温度センサ５１の測定値と第二温度センサ５２の測定値とをパラメータとして演算されてもよく、又はＯＣＦ５０ｂに温度センサを取り付けて直接測定されてもよい。
【００２６】
Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ６は、所定量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給する。具体的には、ＥＣＵ６は、排気行程中の気筒２の燃料噴射弁３から所定量の燃料を噴射させる。なお、フィルタケーシング５０より上流の排気管５に燃料添加弁が取り付けられている場合は、その燃料添加弁から排気中に所定量の燃料を添加させてもよい。続いて、ＥＣＵ６は、Ｓ１０３の処理へ進み、ＯＣＦ５０ｂの温度Ｔｏｃｆ２を読み込む。ここでいう温度Ｔｏｃｆ２は、燃料噴射弁３から噴射された所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂに到達して酸化するタイミングにおけるＯＣＦ５０ｂの温度である。燃料噴射弁３から噴射された所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂに到達するタイミングは、内燃機関１からＯＣＦ５０ｂに至る経路の長さと排気の流速とに基づいて演算すればよい。なお、第一温度センサ５１の測定値と第二温度センサ５２の測定値の差に基づいてＯＣＦ５０ｂの温度を推定する場合は、前記所定量の燃料とともに内燃機関１から排出される排気が前記第二温度センサ５２に到達するタイミングで第二温度センサ５２の測定値を読み込み、その測定値を使用してＯＣＦ５０ｂの温度を演算すればよい。
【００２７】
Ｓ１０４の処理では、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際にＯＣＦ５０ｂで発生した熱量Ｑｏｃｆを演算する。その際、ＥＣＵ６は、以下の式（１）に基づいて熱量Ｑｏｃｆを演算する。
Ｑｏｃｆ＝ｍ＊ｃ＊ΔＴｏｃｆ・・・（１）
前記式（１）中のｍは、ＯＣＦ５０ｂの質量である。前記式（１）中のｃは、ＯＣＦ５０ｂの比熱である。前記式（１）中のΔＴｏｃｆは、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給されることに因るＯＣＦ５０ｂの温度上昇量であり、前記Ｓ１０３の処理で読み込まれたＯＣＦ５０ｂの温度Ｔｏｃｆ２から前記Ｓ１０１の処理で読み込まれたＯＣＦ５０ｂの温度Ｔｏｃｆ１を減算した値（＝Ｔｏｃｆ２−Ｔｏｃｆ１）である。このように、ＥＣＵ６がＳ１０５の処理を実行することにより、本発明に係わる「取得手段」が実現される。
【００２８】
Ｓ１０５の処理では、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際にＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生したか否かを判別する。ここで、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関を図５に示す。図５中の実線は、ＰＭ酸化反応が発生していない場合の相関を示し、図５中の一点鎖線は、ＰＭ酸化反応が発生している場合の相関を示す。なお、ＰＭ酸化反応の有無以外の条件は同一である。図５中の実線に示すように、ＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生していなければ、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量に対して、ＯＣＦ５０ｂで発生する熱量の変化割合（傾き）が略一定となるため、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が線形になる。一方、図５中の一点鎖線で示すように、ＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生していれば、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量に対して、ＯＣＦ５０ｂで発生する熱量の変化割合（傾き）が一定にならないため、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が非線形になる。よって、所定量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給した際に、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が線形であれば、ＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生していないと判別し、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が非線形であれば、ＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生したと判別することができる。そこで、ＥＣＵ６は、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給される期間において、単位燃料量（前記所定量より十分に少ない量）あたりにＯＣＦ５０ｂで発生する熱量（単位燃料量に対する熱量の変化割合）を少なくとも３つのタイミングで検出する。そして、ＥＣＵ６は、複数の変化割合の相対差が予め定められた許容誤差以下であれば、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が線形であると判定し、前記複数の変化割合の相対差が前記許容誤差より大きければ、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料の量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が非線形であると判定してもよい。ここでいう「許容誤差」は、ＯＣＦ５０ｂで発生した熱量を求める際に使用されるセンサ（例えば、第一温度センサ５１や第二温度センサ５２）の測定誤差やばらつき等を考慮して決定される値であり、予め実験等を利用した適合作業によって決定される値である。なお、第一温度センサ５１や第二温度センサ５２は、低温域の測定精度が低くなる傾向がある。そのため、前記複数の変化割合は、第一温度センサ５１及び第二温度センサ５２の測定値が所定の下限温度以上であるときに検出されることが望ましい。ここでいう「所定の下限温度」は、第一温度センサ５１及び第二温度センサ５２の測定誤差に比して十分に高い温度であり、予め実験的に求められた温度である。このようにＥＣＵ６がＳ１０５の処理を実行することにより、本発明に係わる「判別手段」が実現される。
【００２９】
ここで図４の処理ルーチンに戻り、前記Ｓ１０５の処理においてＰＭ酸化反応が発生したと判定された場合は、ＥＣＵ６は、酸化触媒の劣化診断を実行せずに本処理ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ１０５の処理においてＰＭ酸化反応が発生していないと判定された場合は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０６の処理へ進む。Ｓ１０６の処理では、ＥＣＵ６は、前記Ｓ１０４の処理で算出された熱量Ｑｏｃｆに基づいて、ＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が劣化しているか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ６は、前記Ｓ１０４で算出された熱量Ｑｏｃｆが所定の閾値Ｑｔｈｒｅ以上であるか否か判別する。前記所定の閾値Ｑｔｈｒｅは、前述したように、正常と劣化との境界にあるクライテリア触媒が担持されたＯＣＦへ所定量の燃料が供給されたときであって、且つそのＯＣＦにおいてＰＭの酸化反応熱が発生していないときに該ＯＣＦで発生する熱量であり、予め実験的に求められた値である。
【００３０】
前記Ｓ１０６の処理において肯定判定された場合（Ｑｏｃｆ≧Ｑｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０７の処理へ進み、ＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が正常であると判定する。一方、前記Ｓ１０６の処理において否定判定された場合（Ｑｏｃｆ＜Ｑｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０８の処理へ進み、ＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が劣化していると判定する。なお、Ｓ１０８の処理においてＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が劣化していると判定された場合は、Ｅ
ＣＵ６は、酸化触媒の劣化情報をバックアップＲＡＭ等に記憶させるとともに、車室内に設けられた警告灯（ＭＩＬ：Malfunction Indication Lamp）を点灯させてもよい。なお
、ＥＣＵ６がＳ１０６乃至Ｓ１０８の処理を実行することにより、本発明に係わる「診断手段」が実現される。
【００３１】
以上述べたように図４の処理ルーチンにしたがって劣化診断処理が実行されると、所定量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給した際に該ＯＣＦ５０ｂでＰＭ酸化反応が発生していないと判定された場合は、酸化触媒の劣化診断が実行されないため、誤診断の発生を抑制することができる。その結果、酸化触媒の劣化をより正確に診断することが可能となる。
【００３２】
なお、前述した図４の処理ルーチンでは、前記式（１）に基づいて熱量Ｑｏｃｆを演算し、その熱量Ｑｏｃｆに基づいてＰＭ酸化反応の有無、及び酸化触媒の劣化診断を行う例について述べたが、ＯＣＦ５０ｂの質量ｍと比熱ｃは酸化触媒の劣化状態や内燃機関１の運転状態に依存しない一定の物性値であるため、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際のＯＣＦ５０ｂの温度上昇量（ΔＴｏｃｆ）をパラメータとして、ＰＭ酸化反応の有無、及び酸化触媒の劣化診断を行ってもよい。その場合、ＥＣＵ６がＯＣＦ５０ｂの温度上昇量（ΔＴｏｃｆ）を演算することにより、本発明に係わる「判別手段」が実現されることになる。また、ＯＣＦ５０ｂにおいて発生した熱が排気によって持ち去れるという観点にたつと、第一温度センサ５１の測定値と第二温度センサ５２の測定値との差（排気の温度上昇量）をパラメータとして、ＰＭ酸化反応の有無、及び酸化触媒の劣化診断を行ってもよい。その場合、ＥＣＵ６が排気の温度上昇量を演算することにより、本発明に係わる「判別手段」が実現されることになる。なお、排気によってＯＣＦ５０ｂから持ち去られる熱量は、排気の流量や排気の温度に応じて変化する。そのため、排気の温度上昇量をパラメータとしてＰＭ酸化反応の有無、及び酸化触媒の劣化診断を行う場合は、所定量の燃料の供給開始から供給終了までの期間において排気の流量や排気の温度が安定している必要がある。よって、所定量の燃料の供給開始から供給終了までの期間における排気の流量や排気の温度の変化幅が予め定められた許容値を超える場合は、ＰＭ酸化反応の有無の判定、及び酸化触媒の劣化診断を実行しないものとする。
【００３３】
また、前述した図４の処理ルーチンでは、ＯＣＦ５０ｂへ供給される燃料量とＯＣＦ５０ｂで発生する熱量との相関が線形であるかを判定することにより、ＰＭ酸化反応の有無を判別する例について述べたが、ＯＣＦ５０ｂより上流の排気圧力とＯＣＦ５０ｂより下流の排気圧力との差圧を検出するセンサを有し、そのセンサの検出値に基づいてＯＣＦ５０ｂのＰＭ捕集量を演算する構成においては、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給される期間におけるＰＭ捕集量の減少量を求め、その減少量が所定の判定基準値以下であるか否かを判別することにより、ＰＭ酸化反応の有無を判別してもよい。ここでいう「所定の判定基準値」は、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給される期間において、該判定基準値より多くのＰＭが酸化すると、酸化触媒の劣化を正確に診断することができなくなると考えられる値である。
【００３４】
また、ＥＣＵ６は、本実施形態の劣化診断処理とは別途に、フィルタ再生処理の終了直後に所定量の燃料をＯＣＦ５０ｂへ供給して、その際に発生する熱量に基づいて酸化触媒の劣化を診断してもよい。フィルタ再生処理の終了直後は、ＯＣＦ５０ｂに捕集されていたＰＭが酸化及び除去された状態であるため、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された際に発生する熱量は、ＰＭの酸化反応熱を含まない（ＰＭの酸化反応が発生していない）とみなすことができる。よって、酸化触媒の劣化を正確に診断することができる。なお、ここでいう「フィルタ再生処理の終了直後」とは、フィルタ再生処理の終了後において、ＯＣＦ５０ｂが十分に冷却された状態にあり、且つＯＣＦ５０ｂのＰＭ捕集量が所定の上限量以下となる時期である。所定の上限量は、所定量の燃料がＯＣＦ５０ｂへ供給された場合に、該所定の上限量以下のＰＭが酸化されても、診断精度に影響がない程度の量であ
る。
【００３５】
また、図４の処理ルーチンのＳ１０６の処理において否定判定された場合（Ｑｏｃｆ＜Ｑｔｈｒｅ）に、ＥＣＵ６は、直ちにＯＣＦ５０ｂの酸化触媒が異常であると診断せずに、フィルタ再生処理の終了直後に異常診断処理を再度実行して、酸化触媒の異常を確定するようにしてもよい。その際のフィルタ再生処理は、ＯＣＦ５０ｂのＰＭ捕集量が前記所定の再生閾値以上になったときに実行されてもよく、又は前記Ｓ１０６の処理で否定判定されたときに直ちに実行されてもよい。
【００３６】
なお、本発明の劣化診断装置を適用可能な構成は、図１に示した構成に限定されず、例えば、ＯＣＦ５０ｂより上流に酸化能力の弱い触媒が配置される構成であってもよい。要するに、所定量の燃料がＯＣＦへ供給されたときに、該ＯＣＦの温度分布が不均一になる構成であれば、本発明の劣化診断装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     吸気管
５     排気管
６     ＥＣＵ
４０   エアフローメータ
５０   フィルタケーシング
５０ａ ケーシング
５０ｂ ＯＣＦ
５１   第一温度センサ
５２   第二温度センサ
【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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