(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設置され、排気を浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段により排気を浄化するために、排気に添加剤を添加する添加剤供給手段と、
前記排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記酸素濃度検出手段で検出された酸素濃度に基づいて前記添加剤供給手段の異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
前記異常判定手段は、前記排気の酸素濃度が前記内燃機関の運転状態に合わせて設定されている所定濃度以下の状態が所定期間継続すると、前記添加剤供給手段は異常であると判定し、
前記所定濃度は、前記内燃機関の回転数の増加に応じてリーン側へ変化するように設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設置され、排気を浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段により排気を浄化するために、排気に添加剤を添加する添加剤供給手段と、
前記排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記酸素濃度検出手段で検出された酸素濃度に基づいて前記添加剤供給手段の異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
前記異常判定手段は、前記排気の酸素濃度が所定濃度以下の状態が前記内燃機関の運転状態に合わせて設定されている所定期間継続すると、前記添加剤供給手段は異常であると判定し、
前記所定期間は、前記内燃機関の回転数の減少に応じて延長されるように設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に設置され、排気を浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段により排気を浄化するために、排気に添加剤を添加する添加剤供給手段と、
前記排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段で検出された運転状態により、前記内燃機関が定常運転状態であるか否かを判定する定常運転判定手段と、
前記酸素濃度検出手段で検出された酸素濃度に基づいて前記添加剤供給手段の異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
前記異常判定手段は、前記定常運転判定手段により前記内燃機関は定常運転であると判定されたとき、前記排気の酸素濃度の低下の変化率が第一所定値以上となると、前記変化率が前記第一所定値以上となった時点から所定期間内の前記排気の酸素濃度と前記所定期間内の前記排気の酸素濃度の最小値との比を求め、その比が第二所定値以下である場合、前記添加剤供給手段は異常であると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記異常判定手段により前記添加剤供給手段の異常が判定されると、
前記内燃機関の運転状態を制限する運転状態制限手段と、
前記添加剤供給手段の異常を表示する異常表示手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記運転状態制限手段は、前記内燃機関を低速・低負荷運転状態に制限し、前記排気の酸素濃度を低減することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に排気を浄化するための排気浄化手段に添加剤を添加する添加剤供給手段の異常を検出する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関には排気を浄化する排気浄化手段が設置されている。例えばＮＯｘ吸蔵還元型触媒によりＮＯｘを還元して排気を浄化する場合のように、排気浄化手段を機能させ排気を浄化するためには、燃料などの還元剤からなる添加剤を必要とする。このような排気浄化の方法として、内燃機関の排気管に燃料を噴射する方法がある。排気に燃料を添加して排気浄化手段を機能させる技術として、例えば特開平６−１０８８２９号公報、特開平１０−１４１０４８号公報あるいは特開平５−３０２５０９号公報に開示されているものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平６−１０８８２９号公報、特開平１０−１４１０４８号公報あるいは特開平５−３０２５０９号公報に開示されている技術は、排気浄化手段による排気の浄化のために燃料である軽油を添加する技術、ならびにその最適制御に関するものである。
【０００４】
ところで、添加剤を添加する添加剤供給手段は内燃機関の排気管に設置されている。そのため、添加剤供給手段は例えば炭素微粒子などの不燃成分または内燃機関の摺動部から発生する微粒子などを含む排気中にさらされる。その結果、例えば添加剤供給手段の供給口に異物が噛み込んだり、あるいは供給口の開閉制御が不良となるおそれがある。このような場合、添加剤供給手段は還元剤を排気中に供給し続ける。したがって、還元剤として例えば軽油などの燃料を用いる場合、排気浄化手段において燃料が燃焼し、排気浄化手段の温度が異常に高まるおそれがある。排気浄化手段の温度が高まると、排気浄化手段の性能の劣化などを招くという問題がある。
【０００５】
一方、排気中に含まれる例えばすすや粘性成分が添加剤供給手段の供給口に付着するおそれがある。この場合、添加剤供給手段の供給口が目詰まりし、排気中に燃料を供給することが困難となる。その結果、排気浄化手段が十分に機能しないおそれがある。すなわち、排気浄化手段として例えばＮＯｘ還元触媒を用いた場合、排気の空燃比をリッチ側へ変化させることができない。そのため、ＮＯｘの還元が困難になり、ＮＯｘ排出量の低減を図ることができないという問題がある。また、排気浄化手段として例えば排気中に含まれる微粒子を捕集するパティキュレートフィルタを用いた場合、フィルタの温度を高めることができない。そのため、捕集された微粒子の燃焼が不十分となり、フィルタに微粒子が堆積し、圧力損失の増大によるドライバビリティおよび燃費の悪化を招くという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、添加剤の供給が過剰となる添加剤供給手段の異常を検出する内燃機関の制御装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、添加剤供給手段の異常が検出されると、内燃機関の運転を制限し、排気浄化手段の性能低下を防止する内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または２記載の内燃機関の制御装置によると、添加剤供給手段の異常の有無を判定する異常判定手段を備えている。添加剤供給手段から供給される添加剤が増大すると、例えば燃焼など添加剤が酸化されることによって排気に含まれる酸素が消費される。そのため、排気の酸素濃度が所定濃度以下の状態が所定期間継続する場合、排気への添加剤の供給が過剰となっていることが考えられる。そこで、異常判定手段は排気の酸素濃度が低下した状態が継続すると、添加剤供給手段が異常であると判定する。したがって、排気の酸素濃度から、添加剤の供給が過剰となる添加剤供給手段の異常を検出することができる。
【０００８】
本発明の請求項１記載の内燃機関の制御装置によると、異常判定手段が添加剤供給手段の異常を判定するもととなる排気に含まれる酸素の所定濃度は、内燃機関の運転状態に合わせて設定されている。例えば、内燃機関の運転状態が高速・高負荷状態となると、内燃機関から排出される排気の量が増大するため、排気の酸素濃度も高くなる。そのため、所定濃度は、内燃機関の運転状態に合わせて設定されている。したがって、内燃機関の運転状態に合わせて添加剤供給手段の異常の有無を的確に判定することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の内燃機関の制御装置によると、異常判定手段が添加剤供給手段の異常を判定するもととなる排気の酸素濃度が低下した状態が継続する所定期間は、内燃機関の運転状態に合わせて設定されている。例えば運転状態が高速・高負荷状態から低速・低負荷状態へ移行するときなど、運転状態は急速に変化する場合でも内燃機関から排出される排気の酸素濃度の変化は緩やかである。すなわち、排気の酸素濃度の変化は運転状態の変化に対し遅れを生じる。特に、内燃機関の運転状態が低速・低負荷へ移行するにつれて酸素濃度の変化に遅れが生じるため、所定期間を延長する必要がある。そのため、所定期間は、内燃機関の運転状態に合わせて設定されている。したがって、内燃機関の運転状態に合わせて添加剤供給手段の異常の有無を的確に判定することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の内燃機関の制御装置によると、異常判定手段は、排気の酸素濃度の低下の変化率が第一所定値以上となると、その時点から所定期間内における酸素濃度の最小値と検出した酸素濃度とを比較する。そして、酸素濃度の最小値に対する検出した酸素濃度の比が第二所定値以下となると、異常判定手段は添加剤供給手段は異常であると判定する。例えば、排気浄化手段を機能させるためには、添加剤を間欠的に添加する（リッチスパイク）ことが実施されている。そこで、所定期間内の酸素濃度の最小値と検出した酸素濃度とを比較し、リッチスパイクによる燃料の添加と添加剤供給手段の異常による燃料の過剰供給とを区別している。したがって、排気の酸素濃度から添加剤の供給が過剰となる添加剤供給手段の異常を検出することができる。
【００１２】
本発明の請求項４記載の内燃機関の制御装置によると、添加剤供給手段の異常が判定されると、内燃機関の運転状態を制限する運転状態制限手段を備えている。運転状態制限手段は、例えば内燃機関に還流される排気量を増大する。これにより、排気の酸素濃度が低下し、排気浄化手段の温度上昇は抑制される。したがって、内燃機関の運転状態は制限され、温度上昇にともなう排気浄化手段の性能低下を未然に防止することができる。また、添加剤供給手段の異常が判定されると、その異常を表示する異常表示手段を備えている。これにより、内燃機関を運転している運転者は添加剤供給手段の異常を知ることができる。したがって、運転者は、異常表示手段の表示によって排気浄化手段の性能低下が生じる前に内燃機関の運転を停止することができる。
【００１３】
本発明の請求項５記載の内燃機関の制御装置によると、運転状態制限手段は内燃機関の運転状態を低速・低負荷の状態に制限する。これにより、内燃機関からの排気の量を低減し、排気に含まれる酸素の絶対量を低減する。そのため、排気浄化手段の温度上昇は抑制され、、排気浄化手段の性能低下を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による内燃機関の制御装置を適用した自動車用のディーゼルエンジンシステムを図１に示す。
図１に示すように、ディーゼルエンジンシステム１は、内燃機関としてのエンジン本体１０、吸気装置２０、排気装置３０、排気還流（ＥＧＲ）装置４０、排気浄化装置５０、添加剤供給装置６０および制御装置としてのＥＣＵ２から構成されている。
【００１７】
吸気装置２０は、吸気管２１、吸気マニホールド２２、吸気絞り弁２３およびインタークーラ２４などを有している。吸気管２１の途中には、ターボチャージャ３の吸気タービン２５、インタークーラ２４および吸気絞り弁２３が設置されている。吸気マニホールド２２は、吸気管２１の端部に接続されており、吸気管２１とエンジン本体１０に形成されている各気筒の吸気ポートとを連通する。吸気絞り弁２３は、例えばソレノイドおよびバキュームアクチュエータなどから構成されるアクチュエータ２３１を有している。吸気絞り弁２３は、ＥＣＵ２からアクチュエータへ２３１の制御信号に応じて所定の開度となる。吸気絞り弁２３の開度を制御することにより、必要に応じて吸気の圧力が低下される。これにより、エンジン本体１０が低速・低負荷運転状態のとき、ＥＧＲ装置４０から吸気マニホールド２２へ還流される排気の流量が増大される。
【００１８】
吸気管２１の吸気入口の近傍には、エアフロメータ２６が設置されている。エアフロメータ２６は、例えば熱線式流量計などから構成され、吸気管２１を流れる吸入空気の質量流量を測定する。測定された吸気の質量流量は、吸気量信号としてＥＣＵ２に入力される。吸気管２１に吸入された吸気は、エアフロメータ２６を通過した後、ターボチャージャ３の吸気タービン２５により加圧される。加圧された吸気は、インタークーラ２４で冷却された後、吸気マニホールド２２を経由してエンジン本体１０の各気筒へ供給される。
【００１９】
エンジン本体１０には、複数の気筒が形成されている。本実施例の場合、エンジン本体１０は四気筒である。エンジン本体１０の各気筒には、それぞれインジェクタ１１が設置されている。インジェクタ１１はコモンレール１２に接続されている。コモンレール１２には燃料ポンプ１３で加圧された燃料である軽油が蓄圧状態で蓄えられている。コモンレール１２に蓄圧状態で蓄えられている燃料はインジェクタ１１へ供給される。コモンレール１２からインジェクタ１１へ供給された燃料は、エンジン本体１０の各気筒の内部へ直接噴射される。
【００２０】
エンジン本体１０には排気装置３０が接続されている。排気装置３０は、排気管３１および排気マニホールド３２などを有している。排気マニホールド３２は、エンジン本体１０の各気筒の排気ポートと排気管３１とを接続している。排気管３１の途中にはターボチャージャ３の排気タービン３３が設置されており、エンジン本体１０から排出された排気の流れによりターボチャージャ３の排気タービン３３が駆動される。排気タービン３３は吸気管２１に設置されている吸気タービン２５に接続されている。排気の流れにより駆動される排気タービン３３の駆動力により吸気タービン２５が駆動され、吸気タービン２５は吸気管２１を流れる吸気を加圧する。
【００２１】
排気装置３０と吸気装置２０との間にはＥＧＲ装置４０が設置されている。ＥＧＲ装置４０は、エンジン本体１０から排出される排気の一部を吸気側へ還流させる。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ管４１、ＥＧＲ弁４２およびＥＧＲクーラ４３を有している。ＥＧＲ管４１は、吸気マニホールド２２と排気マニホールド３２とを連通している。ＥＧＲ弁４２は、ＥＧＲ管４１に設置され、図示しないステッパモータ、ソレノイドアクチュエータなどのアクチュエータを有している。ＥＧＲ弁４２は、ＥＣＵ２からの制御信号により所定の開度に制御され、ＥＧＲ管４１を流れる還流ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御する。ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲ弁４２の排気マニホールド３２側に設置されており、ＥＧＲ管４１を経由して還流されるＥＧＲガスを冷却する。
【００２２】
本実施例の場合、エンジン本体１０の低速・低負荷状態から高速・高負荷状態まで比較的多量のＥＧＲガスが還流される。そのため、エンジン本体１０の各気筒に吸入される吸気には多量のＥＧＲガスが含まれる。ＥＧＲガスはエンジン本体１０の各気筒から排出される高温のガスであるため、多量のＥＧＲガスを吸気側へ還流させると、吸気温度が上昇し、エンジン本体１０に吸入される吸気の体積効率が低下する。そこで、本実施例では、ＥＧＲ管４１のＥＧＲ弁４２よりも排気マニホールド３２側に水冷または空冷のＥＧＲクーラ４３を設置している。ＥＧＲクーラ４３により還流されるＥＧＲガスの温度が低下される。これにより、吸気の体積効率の低下が抑制され、比較的多量のＥＧＲガスの還流が可能となる。
【００２３】
また、ＥＧＲガスの還流量を増大すると、ＥＧＲガスに含まれる未燃焼の炭化水素成分がＥＧＲクーラ４３あるいはＥＧＲ弁４２に付着するおそれがある。ＥＧＲクーラ４３あるいはＥＧＲ弁４２に炭化水素成分が付着すると、ＥＧＲクーラ４３の通路あるいはＥＧＲ弁４２の弁部が目詰まりするおそれがある。そこで、本実施例では、ＥＧＲクーラ４３の排気マニホールド３２側に炭化水素成分を除去するクーラ前触媒４４が設置されている。クーラ前触媒４４としては、例えば酸化触媒（三元触媒）が用いられる。
【００２４】
排気浄化装置５０は、ターボチャージャ３の出口側の排気管３１に設置されている。排気浄化装置５０は、図２に示すように内部に排気の流れの上流側に配置されているＮＯｘ吸蔵還元触媒５１、ならびに下流側に配置されているディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）５２を有している。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５１は、アルミナなどの担体にカリウム、ナトリウムもしくはリチウムなどのアルカリ金属、バリウムもしくはカルシウムなどのアルカリ土類金属、またはセシウムなどの希土類から選ばれた少なくとも一つの成分と、プラチナなどの貴金属とを担持したものである。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５１は、流入する排気の空燃比がリーン（希薄）のときＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下するとＮＯｘを還元する。ＤＰＦ５２は、例えば金属セラミックスあるいはセラミックス多孔質などのフィルタからなり、排気に含まれる粒子状物質を捕集する。排気浄化装置５０のＮＯｘ吸蔵還元触媒５１とＤＰＦ５２との間、ならびにＤＰＦ５２の排気出口側には温度検出手段としての排気温度センサ５３、５４がそれぞれ配置されている。
【００２５】
また、図１に示すように排気浄化装置５０の排気出口側には、酸素濃度検出手段としてのＡ／Ｆセンサ４が設置されている。Ａ／Ｆセンサ４は排気の空燃比を検出する。Ａ／Ｆセンサ４により検出される排気の空燃比は排気の酸素濃度と相関する。そのため、本実施例では、排気の空燃比を基に各部の制御を実施する。
【００２６】
ＥＣＵ２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を図示しない双方向バスにより相互に接続した公知のマイクロコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ２には、エンジン本体１０の回転数を検出する回転数センサ５、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ６、ならびに例えば冷却水の温度などを検出する水温センサなど図示しない各種のセンサが接続され、回転数信号、アクセル開度信号あるいはセンサ出力信号が入力される。また、ＥＣＵ２には、排気温度センサ５３および排気温度センサ５４により検出された温度が内部温度信号および出口温度信号としてＥＣＵ２へ入力される。さらに、Ａ／Ｆセンサ４で検出された空燃比は、Ａ／Ｆ信号としてＥＣＵ２へ入力される。
【００２７】
添加剤供給装置６０は、燃料通路６１および添加インジェクタ６２を有している。燃料通路６１は燃料ポンプ１３と添加インジェクタ６２とを連通し、燃料ポンプ１３で加圧される前の燃料が添加インジェクタ６２へ供給される。添加インジェクタ６２は排気管３１に設置されており、排気管３１を流れる排気に燃料を噴射する。添加剤としては、本実施例のようにディーゼルエンジンの場合、還元剤である燃料の軽油が用いられる。
【００２８】
ＥＣＵ２は、回転数センサ５、アクセル開度センサ６および各種センサから入力された回転数信号、アクセル開度信号およびセンサ出力信号に基づいてエンジン本体１０の状態を判定する。ＥＣＵ２は、判定されたエンジン本体１０の状態に合わせてインジェクタ１１からの燃料の噴射制御あるいはエンジン本体１０の回転数の制御など、エンジン本体１０の基本的な制御を実施する。また、ＥＣＵ２は、これらの基本的な制御に加え、各センサから入力される回転数信号、アクセル開度信号および吸気量信号からエンジン本体１０の運転状態を検出するエンジン運転検出手段、定常運転状態であるか否かを検出する定常運転判定手段、Ａ／Ｆ信号、内部温度信号または出口温度信号から添加剤供給装置６０の異常を判定する異常判定手段、添加剤供給装置６０の異常を判定した後に運転者に異常を伝える異常表示手段、ならびに添加剤供給装置６０の異常を判定した後にエンジン本体１０の運転状態を制限する運転状態制限手段としても機能する。さらに、ＥＣＵ２は、回転数信号ならびにインジェクタ１１から各気筒へ噴射される燃料の噴射量などに基づいて排気浄化装置５０の添加インジェクタ６２を駆動する駆動タイミングを算出する。そして、算出された駆動タイミングにしたがって、添加インジェクタ６２の図示しない電磁弁を駆動し、添加インジェクタ６２からの燃料の噴射を制御する。
【００２９】
ＥＣＵ２には、異常表示手段としての警告灯７が接続されている。警告灯７は、例えばディーゼルエンジンシステム１が搭載されている車両のダッシュボードの計器板に設置されている。ＥＣＵ２が添加剤供給装置６０の異常を検出すると、ＥＣＵ２は警告灯７を点灯させ、ディーゼルエンジンシステム１の運転者に異常の発生を表示する。
【００３０】
次に、第１実施例によるディーゼルエンジンシステム１の作動について説明する。
本実施例では、添加剤供給装置６０の故障により、燃料添加インジェクタ６２から燃料が噴射され続ける場合あるいは燃料が漏れる場合における異常の検出、ならびにその後の対処の流れについて説明する。第１実施例では、添加剤供給装置６０の異常をＡ／Ｆセンサ４を用いて検出する。
【００３１】
添加剤供給装置６０により供給された燃料は、排気浄化装置５０で燃焼する。そのため、排気に含まれる酸素は消費され、排気浄化装置６０から排出される排気の酸素濃度は低下する。その結果、添加剤供給装置６０から排気へ添加される燃料が過剰となると、排気の空燃比がリッチ側へ変化する。そこで、本実施例では、排気の空燃比の変化を用いて添加剤供給装置６０の異常を検出する。
【００３２】
以下、図３に基づいて第１実施例による内燃機関の制御装置の作動について説明する。
図３に示す処理は、エンジン本体１０の運転状態または回転数に関係なく、所定のサンプリング間隔で実施される。そのため、図３に示す処理が一回実行されるごとにＥＣＵ２のカウンタのカウントは１進められる。
【００３３】
ＥＣＵ２は、所定の間隔でＡ／Ｆセンサ４からのＡ／Ｆ信号、回転数センサ５からの回転数信号、ならびに種々のセンサからの出力値に基づいて算出されたインジェクタ１１からの燃料噴射量Ｑを読み込む（Ｓ１０１）。ＥＣＵ２は、読み込まれたＡ／Ｆ信号および回転数信号からそれぞれ空燃比Ａ／Ｆおよび回転数Ｎｅを検出する。
【００３４】
ＥＣＵ２は、検出された空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。所定値Ａ１は、図４に示すようにエンジン本体１０の回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑに相関するデータとしてＥＣＵ２のＲＯＭに記録されている。
所定値Ａ１を相関データとした理由は、次の通りである。図５に示すように、添加剤供給装置６０からの燃料の漏出量が少なくなるにしたがって、空燃比Ａ／Ｆはリーン側へ変化する。また、図６に示すように添加剤供給装置６０からの燃料の漏出量が一定の場合でも、エンジン本体１０の運転状態によって空燃比Ａ／Ｆは変化する。これは、エンジン本体１０の運転状態が高速・高負荷状態となると、エンジン本体１０に吸入される吸気量が増大する。そのため、吸気量の増大にともなって余剰酸素量が増大し、空燃比Ａ／Ｆがリーン側へ変化するためである。したがって、所定値Ａ１は、各運転状態において可能な限りリーン側に設定されている。
【００３５】
Ｓ１０２において空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ１以下であると判定されると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔを「１」進める（Ｓ１０３）。カウンタのカウントＥｃｔは、空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ１以下と判定されてからの期間を計測する。
Ｓ１０２において空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ１よりも大きいと判定されると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔをリセットし「０」とする（Ｓ１０４）。
【００３６】
Ｓ１０３においてカウンタのカウントＥｃｔが「１」進められると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。所定期間Ｂ１は、図７に示すようにエンジン本体１０の回転数Ｎｅに相関するデータとしてＥＣＵ２のＲＯＭに記録されている。
【００３７】
所定期間Ｂ１をエンジン本体１０の回転数Ｎｅに相関するデータとした理由は、次の通りである。エンジン本体１０の運転状態が移行する場合、Ａ／Ｆセンサ４の近傍における排気の空燃比Ａ／Ｆの変化はエンジン本体１０の運転状態の移行に対し遅れが生じるため、空燃比Ａ／Ｆの変化は緩やかである。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５１によりＮＯｘを還元する必要があるため、図８に示すように添加剤供給装置６０の添加インジェクタ６２からはリッチスパイクにより排気に燃料が添加される。したがって、空燃比Ａ／Ｆの変化が添加剤供給装置６０からの燃料の漏れによる継続的ものなのか、または運転状態の移行時もしくはリッチスパイクによる過渡的なものなのかを判定するため、所定期間Ｂ１を設定している。なお、エンジン本体１０の回転数Ｎｅが低下するにしたがって空燃比Ａ／Ｆの変化の遅れは大きくなる。そのため、エンジン本体１０の回転数Ｎｅが低下するにしたがって、図７に示すように所定期間Ｂ１は延長される。
【００３８】
Ｓ１０５においてカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ１以上であると判定されると、ＥＣＵ２は漏れ検出フラグＥｘｏをオンすなわちＥｘｏ＝１とする（Ｓ１０６）。すなわち、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０に異常が発生したと判定する。
【００３９】
Ｓ１０２において空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ１以下であると判定されＳ１０４においてカウンタのカウントＥｃｔがリセット、Ｓ１０５においてカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ１より小さいと判定、またはＳ１０６において漏れ検出フラグＥｘｏがオンされると、ＥＣＵ２は漏れ検出フラグＥｘｏがオンであるか否かすなわちＥｘｏ＝１であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、漏れ検出フラグＥｘｏがオンでないと判定されると、ＥＣＵ２はＳ１０１へリターンし、上記の処理が繰り返し実行される。
【００４０】
Ｓ１０７において漏れ検出フラグがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０が異常であるとして、警告灯７を点灯する（Ｓ１０８）。これにより、ディーゼルエンジンシステム１の添加剤供給装置６０に異常が発生したことを運転者に警告する。
また、ＥＣＵ２は警告灯７を点灯させると同時に、アクセル開度を所定値Ｃ１より小さく制限する（Ｓ１０９）。これにより、図９に示すようにインジェクタ１１からエンジン本体１０の各気筒へ噴射される燃料の噴射量Ｑを抑制し、エンジン本体１０の運転状態を低速・低負荷状態に制限する。
【００４１】
さらに、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁２３の開度を所定値Ｄ１とし、ＥＧＲ弁４２の開度を全開とする（Ｓ１１０）。これにより、吸気に還流されるＥＧＲガス量が増大され、燃焼室内の空燃比が理論空燃比（ストイキ）付近に制御される。すなわち、排気に含まれる余剰酸素がほとんどない状態となる。その結果、排気浄化装置５０における燃料の燃焼、ならびに燃料の燃焼にともなう排気浄化装置５０の温度上昇が抑制される。
【００４２】
Ｓ１０８からＳ１１０では、ＥＣＵ２は運転者に添加剤供給装置６０の異常を認識させるとともに、ディーゼルエンジンシステム１が搭載され車両においてエンジン本体１０の運転状態を待避走行可能な状態に維持する。これにより、排気浄化装置５０の性能の低下を招くことなく、運転者は安全に車両の停止を図ることができる。
【００４３】
第１実施例では、図９に示すように添加剤供給装置６０からの燃料の漏れにより、異常が検出された場合、排気浄化装置５０の温度は一旦上昇する。しかし、異常が検出された後、エンジン本体１０の運転状態を低速・低負荷状態とすることにより、排気浄化装置５０の温度は低下する。そのため、排気浄化装置５０の温度上昇にともなう性能の低下が未然に防止される。
【００４４】
第１実施例では、排気の空燃比から添加剤供給装置６０の異常を検出することができる。また、ＥＣＵ２は、添加剤供給装置６０の異常が検出されると、警告灯７を点灯させることにより運転者に添加剤供給装置６０の異常を認識させるとともに車両の待避を促す。これと同時に、ＥＣＵ２は、エンジン本体１０の運転状態を待避走行可能な状態に制限する。そのため、排気浄化装置５０の性能の低下を未然に防止することができる。
【００４５】
（第２実施例）
本発明の第２実施例によるディーゼルエンジンシステムについて説明する。第２実施例によるディーゼルエンジンシステムの構成は、第１実施例と同一であるので説明を省略する。
第２実施例による処理の流れを図１０および図１１に示す。また、第２実施例による処理のタイムチャートを図１２に示す。図１０および図１１に示す処理は、所定のサンプリング間隔で実施され、処理が一回実行されるごとにＥＣＵ２のカウンタのカウントは「１」進められる。第２実施例では、エンジン本体１０の定常状態を判定する定常判定段階、空燃比Ａ／Ｆの低下の変化率が所定値以下であるかを判定する空燃比低下判定段階、添加剤供給装置６０の異常を判定する異常判定段階、ならびにエンジン本体１０の運転を制限する運転制限段階の四つの大きな処理から構成されている。
【００４６】
（定常判定段階）
ＥＣＵ２は、所定の間隔でＡ／Ｆセンサ４からのＡ／Ｆ信号、回転数センサ５からの回転数信号、アクセル開度センサ６からのアクセル開度信号、エアフロメータ２６からの吸気量信号を読み込む（Ｓ２０１）。ＥＣＵ２は、読み込まれたＡ／Ｆ信号、回転数信号、アクセル開度信号および吸気量信号からそれぞれ空燃比Ａ／Ｆ、回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｐおよび吸気量Ｇａを検出する。
【００４７】
ＥＣＵ２は、Ｓ２０１において検出した回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｐおよび吸気量Ｇａの変化率がそれぞれあらかじめ設定されている所定値以下であるか否かを比較する（Ｓ２０２）。具体的には、今回のルーチンで検出した回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｐおよび吸気量Ｇａと、前回のルーチンで検出した回転数、アクセル開度および吸気量とを比較する。そして、回転数Ｎｅの変化率があらかじめ設定されている所定値Ａ以下であるか、アクセル開度Ａｃｃｐの変化率があらかじめ設定されている所定値Ｂ以下であるか、ならびに吸気量Ｇａの変化率があらかじめ設定されている所定値Ｃ以下であるかを判定する。ＥＣＵ２は、これら回転数の変化率、アクセル開度の変化率および吸気量の変化率からエンジン本体１０が定常運転状態であるか否かを判定する。
【００４８】
Ｓ２０２において回転数Ｎｅの変化率、アクセル開度の変化率および吸気量Ｇａの変化率がいずれも各所定値以下であると判定されると、ＥＣＵ２は、エンジン本体１０が定常状態であると判定し、カウンタのカウントＣｔｅを「１」進める（Ｓ２０３）。カウンタのカウントＣｔｅは、エンジン本体１０が定常運転状態となってからの期間を計測する。
【００４９】
Ｓ２０３においてカウンタのカウントＣｔｅが「１」進められると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＣｔｅが所定期間Ａ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。すなわち、ＥＣＵ２は、エンジン本体１０が安定した定常運転状態となっているか否かを判定する。
Ｓ２０４においてカウンタのカウントＣｔｅが所定値Ａ２以上であると判定されると、ＥＣＵ２は定常判定フラグＥｘｔをオンすなわちＥｘｔ＝１とする（Ｓ２０５）。すなわち、ＥＣＵ２はエンジン本体１０が安定した定常運転状態であると判定する。
【００５０】
Ｓ２０４においてカウンタのカウントＣｔｅが所定値Ａ２よりも小さいと判定されると、ＥＣＵ２は定常判定フラグＥｘｔをオンにすることはなく後続する空燃比低下判定段階の処理へ移行する。また、Ｓ２０２において回転数Ｎｅの変化率、アクセル開度の変化率および吸気量Ｇａの変化率のいずれかが各所定値よりも大きいと判定されると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＣｔｅを「０」にするとともに（Ｓ２０６）、定常判定フラグＥｘｔを「０」とし（Ｓ２０７）、空燃比低下判定段階の処理へ移行する。
【００５１】
（空燃比低下判定段階）
上記のＳ２０１からＳ２０７の定常状態判定段階の処理が実行されると、ＥＣＵ２は定常判定フラグＥｘｔがオンされているかすなわちＥｘｔ＝１であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここで、定常判定フラグＥｘｔがオンでないと判定されると、ＥＣＵ２は空燃比低下判定段階を実行することなく後続の異常判定段階の処理へ移行する。
【００５２】
Ｓ２０８において定常判定フラグＥｘｔがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は空燃比の変化率Ｅｒａｆを算出する（Ｓ２０９）。空燃比の変化率Ｅｒａｆの算出は、下記の式（１）で算出される。すなわち、今回のルーチンで検出された空燃比に対する前回のルーチンで検出された空燃比の比により算出される。
Ｅｒａｆ＝（前回の空燃比Ａ／Ｆ）／（今回の空燃比Ａ／Ｆ）      （１）
【００５３】
空燃比の変化率Ｅｒａｆが算出されると、ＥＣＵ２は算出された空燃比の変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。上記のように空燃比の変化率Ｅｒａｆは今回のルーチンと前回のルーチンとにおける空燃比の比であるため、空燃比の変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２以上になるということは、空燃比が低下していることを意味する。したがって、空燃比の変化率Ｅｒａｆは、空燃比が低下する割合を示すものである。
【００５４】
所定値Ｂ２は、図１３に示すようにエンジン本体１０の回転数Ｎｅとインジェクタ１１からの燃料噴射量Ｑとに相関するデータとしてＥＣＵ２のＲＯＭに記録されている。
所定値Ｂ２を相関データとした理由は、次の通りである。第１実施例における図５および図６に示すように、添加剤供給装置６０からの燃料の漏れならびにエンジン本体１０の運転状態に応じて、燃料が漏れた際の空燃比の変化率Ｅｒａｆは異なる。すなわち、添加剤供給装置６０からの燃料の漏れが多くなるほど空燃比の変化率Ｅｒａｆは大きくなり、エンジン本体１０の運転状態が低速・低負荷状態となるほど空燃比の変化率Ｅｒａｆは大きくなるからである。なお、燃料噴射量Ｑは、第１実施例と同様にエンジン本体１０の回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｐおよび各種のセンサの出力値に基づいて算出されている。
【００５５】
Ｓ２１０において空燃比の変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２以上であると判定されると、第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１はオンすなわちＥｘｏ１＝１にされ（Ｓ２１１）、第二空燃比低下判定フラグＥｘｏ２はオンすなわちＥｘｏ２＝１にされる（Ｓ２１２）。すなわち、ＥＣＵ２は、空燃比Ａ／Ｆが低下しながら変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２以上となったと判定する。さらに、ＥＣＵ２は、空燃比低下検出カウンタのカウントＣｏｔをリセットすなわち「０」とする（Ｓ２１３）。
【００５６】
Ｓ２１０において空燃比の変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２よりも小さいと判定されると、ＥＣＵ２は前回以前のルーチンで第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１がオンすなわちＥｘｏ１＝１とされていたか否かを判定する（Ｓ２１４）。Ｓ２１４においてＥｘｏ１がオンであると判定されると、空燃比低下検出カウンタのカウントＣｏｔが「１」進められる（Ｓ２１５）。
【００５７】
以上の処理の後、ＥＣＵ２は空燃比検出カウンタのカウントＣｏｔが所定期間Ｃ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２１６）。所定期間Ｃ２は、空燃比の変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２以上となってからの一定に期間を確保するために設定されている。第１実施例における図８に示すように、排気浄化装置５０を機能させるためには添加剤供給装置６０の添加インジェクタ６２からはリッチスパイクにより排気に燃料が添加される。したがって、空燃比の変化が添加剤供給装置６０からの燃料の漏れによる継続的ものなのか、またはリッチスパイクによる過渡的なものなのかを判定するため、所定期間Ｃ２を設定している。
【００５８】
Ｓ２１６において空燃比検出カウンタのカウントＣｏｔが所定期間Ｃ２以上であると判定されると、第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１および空燃比低下検出カウンタのカウントＣｏｔはオフ、すなわちＥｘｏ１＝０およびＣｏｔ＝０となり（Ｓ２１７）、ＥＣＵ２は異常判定段階の処理へ移行する。また、Ｓ２１６において空燃比検出カウンタのカウントＣｏｔがＣ２より小さいと判定されると、第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１および空燃比低下検出カウンタのカウントＣｏｔはオフされることなく、ＥＣＵ２は異常判定段階の処理へ移行する。
【００５９】
（異常判定段階）
上記の空燃比低下判定段階の処理が実行されると、ＥＣＵ２は第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１がオンされているかすなわちＥｘｏ１＝１であるか否かを判定する（Ｓ２１８）。
Ｓ２１８において第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１がオンであると判定されると、ＥＣＵ２は、今回のルーチンで検出された空燃比の値Ｅａｆが、これまでのルーチンで検出された空燃比の最小値Ｅａｆｂ以下であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。Ｓ２２０において今回のルーチンで検出された空燃比の値Ｅａｆが最小値Ｅａｆｂ以下であると判定されると、ＥＣＵ２は今回検出された空燃比の値Ｅａｆを最小値としてＲＡＭに記録する（Ｓ２２１）。
【００６０】
Ｓ２２０において今回の空燃比の値Ｅａｆが最小値Ｅａｆｂよりも大きいと判定、ならびにＳ２２１の処理が実行されると、ＥＣＵ２は変化率Ｅｒａｆ２を算出する（Ｓ２２２）。Ｅｒａｆ２は、以下の式（２）によって算出される。すなわち、変化率Ｅｒａｆ２は、これまで検出された空燃比の最小値Ｅａｆｂに対する今回検出された空燃比の値Ｅａｆの比である。
Ｅｒａｆ２＝Ｅａｆ／Ｅａｆｂ                                （２）
【００６１】
Ｓ２２２において変化率Ｅｒａｆ２が算出されると、ＥＣＵ２は算出された変化率Ｅｒａｆ２が所定値Ｄ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２２３）。これは、Ｓ２１６における判定と同様に図８に示すようにリッチスパイクによる燃料の添加によって排気の空燃比Ａ／Ｆが一時的にリッチ側へ変化する場合がある。したがって、空燃比の変化が添加剤供給装置６０からの燃料の漏れによる継続的ものなのか、またはリッチスパイクによる過渡的なものなのかを判定するため、所定値Ｄ２を設定している。
【００６２】
Ｓ２２３において変化率Ｅｒａｆ２が所定値Ｄ２以上であると判定されると、ＥＣＵ２はＳ２１２でオンにした第二空燃比低下判定フラグＥｘｏ２をオフすなわちＥｘｏ２＝０とする（Ｓ２２４）。すなわち、変化率Ｅｒａｆ２が所定値Ｄ２以上である場合、排気の空燃比Ａ／Ｆがリーン側へ変化する傾向にあり、添加剤供給装置６０からの継続的な燃料の漏れでないと判定する。
Ｓ２１８において第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１がオフであると判定されると、ＥＣＵ２は今回のルーチンで検出された空燃比の値Ｅａｆを最小値ＥａｆｂとしてＲＡＭに記録する。
【００６３】
（運転制限段階）
上記の異常判定段階の処理が実行されると、ＥＣＵ２は第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１および第二空燃比低下判定フラグＥｘｏ２がいずれもオンであるか、すなわちＥｘｏ１＝１およびＥｘｏ２＝１であるか否かを判定する（Ｓ２２５）。第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１および第二空燃比低下判定フラグＥｘｏ２のいずれもがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０に異常が発生したと判定する。
なお、運転制限段階のＳ２２６からＳ２２８までの処理は、第１実施例のＳ１０８からＳ１１０までの処理と同一であるので説明を省略する。
Ｓ２２５において第一空燃比低下判定フラグＥｘｏ１または第二空燃比低下判定フラグＥｘｏ２のいずれかがオフであると判定されると、ＥＣＵ２は運転制限段階の処理を実行することなく定常判定段階の処理へリターンする。
【００６４】
第２実施例でも第１実施例と同様に、排気の空燃比から添加剤供給装置６０の異常を検出することができる。また、ＥＣＵ２は、添加剤供給装置６０の異常が検出されると、警告灯７を点灯させることにより運転者に添加剤供給装置６０の異常を認識させるとともに車両の待避を促す。これと同時に、ＥＣＵ２は、エンジン本体１０の運転状態を待避走行が可能な状態に制限する。そのため、温度上昇にともなう排気浄化装置５０の性能の低下を未然に防止することができる。
【００６５】
（第３実施例）
本発明の第３実施例によるディーゼルエンジンシステムについて説明する。第３実施例によるディーゼルエンジンシステムの構成は、第１実施例と同一であるので説明を省略する。
第３実施例による処理の流れを図１４に示す。図１４に示す処理は、所定のサンプリング間隔で実施され、処理が一回実行されるごとにＥＣＵ２のカウンタのカウントは「１」進められる。第３実施例では、排気浄化装置５０の温度に基づいて添加剤供給装置６０の異常を検出している。すなわち、添加剤供給装置６０からの燃料の漏れにより排気の空燃比がリッチ側へ変化すると、排気浄化装置５０において燃料の燃焼により排気浄化装置５０の温度が上昇する。そのため、排気浄化装置５０の温度を検出することにより添加剤供給装置６０の異常の判定が可能となる。
【００６６】
ＥＣＵ２は、排気温度センサ５３からの内部温度信号、排気温度センサ５４からの出口温度信号、回転数センサ５からの回転数信号、ならびに種々のセンサから算出されたインジェクタ１１から各気筒への燃料噴射量Ｑを読み込む（Ｓ３０１）。ＥＣＵ２は、読み込まれた内部温度信号、出口温度信号、回転数信号からそれぞれ内部温度Ｔｉ、出口温度Ｔｏおよび回転数Ｎｅを検出する。
ＥＣＵ２は、検出された内部温度Ｔｉまたは出口温度Ｔｏが所定値Ａ３以上であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。所定値Ａ３は、エンジン本体１０の実用的な運転状態では生じることがない比較的高めの温度に設定されている。
【００６７】
Ｓ３０２において内部温度Ｔｉまたは出口温度Ｔｏが所定値Ａ３以上であると判定されると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔを「１」進める（Ｓ３０３）。カウンタのカウントＥｃｔは、内部温度Ｔｉまたは出口温度Ｔｏが所定値Ａ３以上と判定されてからの期間を計測する。
Ｓ３０２において内部温度Ｔｉまたは出口温度Ｔｏが所定値Ａ３より低いと判定されると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔをリセットし「０」とする（Ｓ３０４）。
【００６８】
Ｓ３０３においてカウンタのカウントＥｃｔが「１」進められると、ＥＣＵ２はカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ３以上であるか否かを判定する（Ｓ３０５）。所定期間Ｂ３は、例えば電気的なノイズにより排気温度センサ５３または排気温度センサ５４の出力値が一時的に高温側に変化することを考慮し、ノイズの影響を低減するために設定されている。また、Ｓ３０２における所定値Ａ３は高めに設定されているため、所定期間Ｂ３は可能な限り短縮することがのぞましい。排気浄化装置５０の温度が上昇した状態が継続し、排気浄化装置５０が故障することを防止するためである。
【００６９】
Ｓ３０５においてカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ３以上であると判定されると、ＥＣＵ２は漏れ検出プラグＥｘｏをオンすなわちＥｘｏ＝１とする（Ｓ３０６）。すなわち、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０に異常が発生したと判定する。
Ｓ３０２において内部温度Ｔｉまたは出口温度Ｔｏが所定値Ａより低いと判定されカウントＥｃｔがリセット、Ｓ３０５においてカウンタのカウントＥｃｔが所定期間Ｂ３より小さいと判定、またはＳ３０６において漏れ検出フラグＥｘｏがオンされると、ＥＣＵ２は漏れ検出フラグＥｘｏがオンであるか否かすなわちＥｘｏ＝１であるか否かを判定する（Ｓ３０７）。ここで、漏れ検出フラグＥｘｏがオンでないと判定されると、ＥＣＵ２の処理はＳ３０１へリターンし、上記の処理が再度実行される。
【００７０】
Ｓ３０７において漏れ検出フラグがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０が異常であると判定する。これより後のＳ３０８からＳ３１０までの処理は、第１実施例のＳ１０８からＳ１１０までの処理と同一であるので説明を省略する。
上記の処理の結果、図１５に示すように排気浄化装置５０の温度は一旦上昇する。しかし、添加剤供給装置６０の異常が検出されてから車両を待避走行モードへ移行させることにより、排気浄化装置５０の温度上昇を抑制することができる。
【００７１】
また、図１６に示すように、添加剤供給装置６０からの燃料の漏れが少ない場合でも排気浄化装置５０は高温となるものの、燃料の漏れが生じた場合における空燃比Ａ／Ｆのリッチ側への変化は少なくなる。そのため、第１実施例のようにＡ／Ｆセンサ４からの空燃比を用いて燃料の漏れを検出する場合、空燃比が所定値Ａ１より小さいときは燃料の漏れを検出することができない。また、第２実施例では空燃比の変化率Ｅｒａｆを用いて燃料の漏れを検出する場合でも、変化率Ｅｒａｆが所定値Ｂ２より小さいときは燃料の漏れを検出することができない。
【００７２】
第３実施例では、排気浄化装置５０の温度により添加剤供給装置６０の異常の有無を判定することにより、Ａ／Ｆセンサ４による排気の空燃比Ａ／Ｆでは検出が困難な添加剤供給装置６０からの微量の燃料漏れを検出することができる。したがって、第３実施例では、添加剤供給装置６０からのわずかな燃料漏れであっても確実に検出することができる。
【００７３】
（第４実施例）
本発明の第４実施例によるディーゼルエンジンシステムについて説明する。第４実施例によるディーゼルエンジンシステムの構成は、第１実施例と同一であるので説明を省略する。
第４実施例による処理の流れを図１７に示す。また、第４実施例による処理のタイムチャートを図１８に示す。図１７に示す処理は、所定のサンプリング間隔で実施され、処理が一回実行されるごとにＥＣＵ２のカウンタのカウントは「１」進められる。第４実施例では、エンジン本体１０の定常状態を判定する定常判定段階、ならびに添加剤供給装置６０によるリッチスパイクの実施状態を判定する実施状態判定段階の二つの大きな処理から構成されている。
【００７４】
第４実施例では、第１実施例から第３実施例までと異なり、例えば添加インジェクタ６２の目詰まりなどにより排気への燃料の添加が不十分となる添加剤供給装置６０の異常を判定する。第４実施例では、排気浄化装置５０を機能させるために実施されるリッチスパイクによって、排気の空燃比が十分にリッチ側へ変化しているか否かを検出する。これにより、添加剤供給装置６０の異常を判定する。
【００７５】
（定常判定段階）
第４実施例では、定常判定段階のＳ４０１からＳ４０７までの処理は第２実施例と同一であるので説明を省略する。
【００７６】
（実施状態判定段階）
定常判定段階の処理が実行されると、ＥＣＵ２は定常状態判定段階において定常判定フラグＥｘｔがオンされているかすなわちＥｘｔ＝１であるか否かを判定する（Ｓ４０８）。定常判定フラグＥｘｔがオンされている場合、エンジン本体１０は安定した定常運転状態である。ここで、定常判定フラグＥｘｔがオンでない場合、ＥＣＵ２の処理はＳ４０１へリターンし、定常判定段階が再度実行される。
【００７７】
Ｓ４０８において定常判定フラグＥｘｔがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０の添加指令パルスＥｑｐがオンであるかを判定する（Ｓ４０９）。すなわち、添加剤供給装置６０によりリッチスパイクが実行されているか否かを判定する。
Ｓ４０９において定常判定フラグＥｘｔがオフであると判定されると、ＥＣＵ２はＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃを「１」進める（Ｓ４１２）。すなわち、Ａ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃは、リッチスパイクの実施後からの一定の期間を計測する。
【００７８】
Ｓ４１２においてＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが「１」進められると、ＥＣＵ２はＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定期間Ｂ５より小さいか否かを判定する（Ｓ４１３）。所定期間Ｂ５は、リッチスパイクの間隔よりも短く、かつリッチスパイクのピークが検出される期間よりも長く設定されている。すなわち、所定期間Ｂ５内にリッチスパイクによる空燃比Ａ／Ｆの最小値を検出する。所定期間Ｂ５は、図１９に示すように回転数Ｎｅとインジェクタ１１からの燃料噴射量Ｑに相関するデータとしてＥＣＵ２のＲＯＭに記録されている。
【００７９】
Ｓ４１３においてＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定期間Ｂ５以上であると判定されると、ＥＣＵ２はＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定期間Ｂ５と同一であるか否かを判定する（Ｓ４１６）。
Ｓ４１６においてＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定期間Ｂ５と同一であると判定されると、ＥＣＵ２はＡ／Ｆセンサ４で検出された排気の空燃比の最低値Ｅａｆｐが所定値Ｃ５以上であるか否かを判定する（Ｓ４１７）。空燃比の最低値Ｅａｆｐとは、リッチスパイクによる排気中の燃料の濃度の上昇にともない空燃比が最も低くなったときの空燃比である。添加剤供給装置６０からリッチスパイクが実施されると、排気の空燃比はストイキ付近もしくはそれ以下までリッチ側へ変化する。一方、リッチスパイクはエンジン本体１０の運転状態に応じて種々の空燃比の環境下で実施される。そのため、所定値Ｃ５は図２０に示すようにエンジン本体１０の回転数Ｎｅとインジェクタ１１からの燃料噴射量Ｑとの相関データとしてＥＣＵ２のＲＯＭに記録されている。
【００８０】
Ｓ４１６において空燃比の最低値ＥａｆｐがＣ５以上であると判定されると、ＥＣＵ２はリッチスパイクによる空燃比のピークが正常な状態よりもリーン側へ変化していると判定する。すなわち、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０による燃料の噴射が不十分であると判定する。そのため、ＥＣＵ２は異常カウンタのカウントＥｃｆを「１」進める（Ｓ４１９）。
【００８１】
Ｓ４１９において異常カウンタのカウントＥｃｆが「１」進められると、ＥＣＵ２は異常カウンタのカウントがＥｃｆが所定回数Ｄ５以上であるか否かを判定する（Ｓ４２０）。
Ｓ４２０において異常カウンタのカウントＥｃｆが所定回数Ｄ５以上であると判定されると、リッチスパイクが連続して不十分な状態であることを示している。そのため、ＥＣＵ２は添加剤供給装置６０が異常であると判定し、異常フラグＥｘｆをオンすなわちＥｘｆ＝１とする（Ｓ４２１）。
異常フラグＥｘｆがオンとなると、ＥＣＵ２は警告灯７を点灯させ、ディーゼルエンジンシステム１の運転者に添加剤供給装置６０が異常であることを認識させる。
【００８２】
また、Ｓ４０９において添加指令パルスＥｑｐがオンであると判定されると、ＥＣＵ２は、Ａ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃをリセットすなわちＥｑｃ＝０とするとともに（Ｓ４１０）、今回のルーチンで検出された排気の空燃比Ａ／Ｆを空燃比の最小値ＥａｆｐとしてＲＡＭに記録する（Ｓ４１１）。そして、ＥＣＵ２の処理はＳ４０１へリターンする。
Ｓ４１３においてＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定値Ｂ５より小さいと判定されると、ＥＣＵ２は今回のルーチンで検出された排気の空燃比Ｅａｆが前回以前のルーチンで検出され記録されている空燃比の最小値Ｅａｆｐより小さいか否かを判定する（Ｓ４１４）。検出された空燃比Ｅａｆが記録されている最小値Ｅａｆｐよりも小さいと判定されると、ＥＣＵ２は検出された空燃比Ｅａｆを新たな最小値Ｅａｆｐとして更新し記録する（Ｓ４１５）。検出された空燃比Ｅａｆが記録されている最小値Ｅａｆｐ以上であると判定、ならびにＳ４１５において最小値Ｅａｆｐが更新されると、ＥＣＵ２の処理はＳ４０１へリターンする。
【００８３】
Ｓ４１６においてＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定値Ｂ５と同一でないすなわちＡ／Ｆ最小値検出カウンタのカウントＥｑｃが所定値Ｂ５より大きいと判定されると、ＥＣＵの処理はＳ４０１へリターンする。
Ｓ４１７において空燃比の最低値Ｅａｆｐが所定値Ｃ５よりも小さいと判定されると、ＥＣＵ２は異常カウンタのカウントＥｃｆをリセットすなわちＥｃｆ＝０とし、ＥＣＵ２の処理はＳ４０１へリターンする。
【００８４】
第４実施例では、例えば排気に含まれる不燃成分などにより添加剤供給装置６０のインジェクタ１１が目詰まりしたりした場合など、排気中に添加される燃料が不十分となる異常を検出することができる。
【００８５】
以上、本発明の複数の実施例では、コモンレール式の燃料噴射系を備えるディーゼルエンジンシステムに本発明を適用した例について説明した。しかし、本発明は、上記以外のディーゼルエンジンシステム、あるいはガソリンエンジンシステムなどにも適用することができる。また、還元剤として使用される燃料は軽油に限らずガソリン、ＬＰＧあるいはＤＭＥなどの液化ガス燃料であってもよい。
また、上記の各実施例では、本発明による内燃機関の制御装置をそれぞれディーゼルエンジンシステムに適用した例について説明したが、上記の各実施例を組み合わせてディーゼルエンジンシステムに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの排気浄化装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動の流れを示すフロー図である。
【図４】エンジン本体の回転数および燃料噴射量と所定値Ａ１との関係を示す模式図である。
【図５】添加剤供給装置からの燃料の漏れと排気浄化装置の温度との関係、ならびに添加剤供給装置からの燃料の漏れと空燃比との関係の経時変化を示す模式図である。
【図６】エンジン本体の運転状態によって変化する空燃比の経時変化を示す模式図である。
【図７】エンジン本体の回転数と所定期間Ｂ１との関係を示す模式図である。
【図８】排気の空燃比の経時変化を示す模式図であって、添加剤供給装置によりリッチスパイクが実施された場合の空燃比の変化を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動により、燃料噴射量、エンジン本体の回転数、空燃比および排気浄化装置の内部温度がどのように変化するかを示す模式図である。
【図１０】本発明の第２実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動の流れを示すフロー図であって、定常判定段階および空燃比低下判定段階を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動の流れを示すフロー図であって、図１０の流れに続く異常判定段階および運転制限段階を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動のタイムチャートを示す模式図である。
【図１３】エンジン本体の回転数および燃料噴射量と所定期間Ｂ２との関係を示す模式図である。
【図１４】本発明の第３実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示すフロー図である。
【図１５】本発明の第３実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動により、燃料噴射量、エンジン本体の回転数、空燃比および排気浄化装置の内部温度がどのように変化するかを示す模式図である。
【図１６】添加剤供給装置からの燃料の漏れと排気浄化装置の温度との関係、ならびに添加剤供給装置からの燃料の漏れと空燃比との関係の経時変化を示す模式図である。
【図１７】本発明の第４実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの作動の流れを示すフロー図である。
【図１８】本発明の第４実施例による制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムのタイムチャートを示す模式図である。
【図１９】エンジン本体の回転数および燃料噴射量と所定期間Ｂ５との関係を示す模式図である。
【図２０】エンジン本体の回転数および燃料噴射量と所定値Ｃ５との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
２    ＥＣＵ（制御装置、異常判定手段、運転状態検出手段、定常運転判定手段、運転状態制限手段）
４    センサ（酸素濃度検出手段）
７    警告灯（異常表示手段）
１０    エンジン本体（内燃機関）
５０    排気浄化装置
５３    排気温度センサ（温度検出手段）
５４    排気温度センサ（温度検出手段）
６０    添加剤供給装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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