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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024077201
(43)【公開日】2024-06-07
(54)【発明の名称】内燃機関の触媒劣化診断装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/20 20060101AFI20240531BHJP
F01N 11/00 20060101ALI20240531BHJP
F01N 3/24 20060101ALI20240531BHJP
F01N 3/025 20060101ALI20240531BHJP
F01N 3/032 20060101ALI20240531BHJP
F01N 3/035 20060101ALI20240531BHJP
【ＦＩ】
F01N3/20 C
F01N11/00
F01N3/24 E
F01N3/025 101
F01N3/032
F01N3/035 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022189128
(22)【出願日】2022-11-28
(71)【出願人】
【識別番号】521537852
【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー
(74)【代理人】
【識別番号】100176946
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 智恵
(74)【代理人】
【識別番号】110003649
【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】辰巳 太郎
【テーマコード（参考）】
3G091
3G190
【Ｆターム（参考）】
3G091AA11
3G091AA18
3G091AA28
3G091AB02
3G091AB13
3G091BA33
3G091CB03
3G091EA01
3G091EA05
3G091EA06
3G091EA07
3G091EA18
3G091EA32
3G091HA15
3G091HA36
3G091HA37
3G190AA12
3G190BA05
3G190CA01
3G190CB18
3G190CB23
3G190DA04
3G190DB02
3G190DD02
3G190EA25
3G190EA35
(57)【要約】
【課題】酸化触媒の劣化を新たな観点から診断することにより、酸化触媒の劣化を早期に発見できるようにする。
【解決手段】排気通路３０に設けられる酸化触媒５１と、酸化触媒５１よりも排気通路３０の下流側に設けられるディーゼルパティキュレートフィルタ５２と、酸化触媒５１の劣化を判定する触媒劣化判定手段７１と、からなり、触媒劣化判定手段７１は、ディーゼルパティキュレートフィルタ５２の再生中、ディーゼルパティキュレートフィルタ５２を再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタ５２で燃焼したスートの積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、ポスト噴射積算量に対する燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、酸化触媒が劣化していると判定する。
【選択図】図１
【解決手段】排気通路３０に設けられる酸化触媒５１と、酸化触媒５１よりも排気通路３０の下流側に設けられるディーゼルパティキュレートフィルタ５２と、酸化触媒５１の劣化を判定する触媒劣化判定手段７１と、からなり、触媒劣化判定手段７１は、ディーゼルパティキュレートフィルタ５２の再生中、ディーゼルパティキュレートフィルタ５２を再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタ５２で燃焼したスートの積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、ポスト噴射積算量に対する燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、酸化触媒が劣化していると判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関から排出された排気ガスを浄化するために排気通路に設けられ排気ガス中の成分を酸化させる酸化触媒と、当該酸化触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられるディーゼルパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段と、からなる内燃機関の触媒劣化診断装置であって、
前記触媒劣化判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生中、当該ディーゼルパティキュレートフィルタを再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタで燃焼したスートの積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、前記ポスト噴射積算量に対する前記燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、前記酸化触媒が劣化していると判定する
内燃機関の触媒劣化診断装置。
前記触媒劣化判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生中、当該ディーゼルパティキュレートフィルタを再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタで燃焼したスートの積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、前記ポスト噴射積算量に対する前記燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、前記酸化触媒が劣化していると判定する
内燃機関の触媒劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酸化触媒及びディーゼルパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の触媒劣化診断装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ディーゼルエンジンなどの内燃機関では、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられている。排気浄化装置は、内燃機関の排気通路上に配置されており、酸化触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、略して「ＤＰＦ」ともいう）などが設けられている。
【0003】
例えばディーゼルエンジンの燃料である軽油は硫黄成分が含まれており、硫黄成分が高い軽油が使用される場合がある。そのような場合、硫黄成分が酸化触媒の表面の活性点に吸着・堆積されることによって、酸化触媒の浄化率が低下したり劣化したりすることが知られている。
【0004】
このような酸化触媒の劣化状態を診断するものとして、特許文献１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－１０９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ＤＰＦにスート（煤）が溜まると、いわゆるポスト噴射を行い、ＤＰＦの上流の酸化触媒で燃料を燃焼させてＤＰＦに流入する排気ガス温度を上昇させ、高温の排気ガスでディーゼルパティキュレートフィルタ内のスートを燃焼させる。
【0007】
しかし、酸化触媒が劣化すると、ＤＰＦの再生時にポスト噴射してもディーゼルパティキュレートフィルタの入口側の温度が目論見通りに上昇しない等の懸念が生じる。ディーゼルパティキュレートフィルタの入口側の温度が再生温度に達しない場合、設定した再生温度に到達させるようフィードバック制御が実行されるが、ポスト噴射量が必要以上増加することにより、燃費の悪化の原因となり得る。
【0008】
本件の目的は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、硫黄成分の吸着・堆積などによる酸化触媒の劣化を新たな観点から診断することにより、酸化触媒の劣化を早期に発見できるようにした内燃機関の触媒劣化診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
本適用例に係る内燃機関の触媒劣化診断装置は、内燃機関から排出された排気ガスを浄化するために排気通路に設けられ排気ガス中の成分を酸化させる酸化触媒と、当該酸化触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられるディーゼルパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段と、からなる内燃機関の触媒劣化診断装置であって、前記触媒劣化判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生中、当該ディーゼルパティキュレートフィルタを再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタで燃焼したスート（煤）の積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、前記ポスト噴射積算量に対する前記燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、前記酸化触媒が劣化していると判定する。
本適用例に係る内燃機関の触媒劣化診断装置は、内燃機関から排出された排気ガスを浄化するために排気通路に設けられ排気ガス中の成分を酸化させる酸化触媒と、当該酸化触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられるディーゼルパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段と、からなる内燃機関の触媒劣化診断装置であって、前記触媒劣化判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生中、当該ディーゼルパティキュレートフィルタを再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量とディーゼルパティキュレートフィルタで燃焼したスート（煤）の積算量である燃焼スート積算量との情報に基づき、前記ポスト噴射積算量に対する前記燃焼スート積算量の比率が所定閾値よりも低くなったとき、前記酸化触媒が劣化していると判定する。
【0010】
本適用例によれば、硫黄成分の吸着・堆積などによる酸化触媒の劣化を新たな観点から診断することができ、酸化触媒の劣化を早期に発見することができる。
【発明の効果】
【0011】
本件によれば、酸化触媒の劣化を新たな観点から診断することにより、酸化触媒の劣化を早期に発見できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態に係る内燃機関とその吸排気系及び触媒劣化診断装置を示す概略構成図である。
【図2】実施形態に係る触媒劣化診断装置による診断処理を説明するフローチャートである。
【図3】実施形態に係る触媒劣化診断装置の判定閾値を示す図であり、（ａ）は自動再生時の判定閾値を示し、（ｂ）は手動再生時の判定閾値を示す。
【図4】実施形態に係る触媒劣化診断装置による診断を利用した車両の処理状況を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。
【0014】
［１．構成］
まず、図１の概略構成図を参照して、本実施形態に係る内燃機関の吸排気系の構成を説明する。なお、本実施形態では、内燃機関は車両に装備されるものとする。
図１に示すように、内燃機関１はディーゼル機関であり、複数（例えば４つ）の気筒１１を備えて構成される。ただし、ここでは、そのうちの一つの気筒１１のみを図示する。各気筒１１には燃料噴射弁１２が装備され、共通のコモンレール１３から加圧燃料を供給され、開弁に伴って対応する気筒１１の筒内に燃料を噴射する。
まず、図１の概略構成図を参照して、本実施形態に係る内燃機関の吸排気系の構成を説明する。なお、本実施形態では、内燃機関は車両に装備されるものとする。
図１に示すように、内燃機関１はディーゼル機関であり、複数（例えば４つ）の気筒１１を備えて構成される。ただし、ここでは、そのうちの一つの気筒１１のみを図示する。各気筒１１には燃料噴射弁１２が装備され、共通のコモンレール１３から加圧燃料を供給され、開弁に伴って対応する気筒１１の筒内に燃料を噴射する。
【0015】
なお、コモンレール１３の上流には、高圧ポンプ１４が接続される。燃料タンク１５内の燃料（ここでは、軽油）は、燃料フィルタ１６を介して高圧ポンプ１４によって吸引加圧されコモンレール１３に供給される。また、コモンレール１３には、コモンレールから吐出される燃料の圧力を検出するレール圧センサ２７が設けられている。
【0016】
内燃機関１の吸気側には吸気マニホールド１７が装着され、吸気マニホールド１７には、吸気通路２０が接続される。吸気通路２０には、上流側よりエアフィルタ２１、吸入空気量を計測するエアフローセンサ２２、ターボチャージャ６０のコンプレッサ６１、インタクーラ２３、吸気温センサ２４，スロットルバルブ２５が設けられ、スロットルバルブ２５の直下流には、ＥＧＲ（排ガス再循環）通路４０の下流端が合流接続されている。また、この合流接続部分の下流で吸気マニホールド１７の上流には、吸気マニホールド１７に進入する吸気の圧力を検出するインマニ圧センサ２６が設けられている。
【0017】
内燃機関１の排気側には排気マニホールド１８が装着され、排気マニホールド１８には、排気通路３０が接続される。排気通路３０には、ＥＧＲ通路４０の上流端が分岐接続され、その下流に、コンプレッサ６１と同軸上に連結されたターボチャージャ６０のタービン６２が設けられ、その下流には、排気ブレーキを作動させる排気フラップ３１、触媒コンバータ５０及び図示しない消音器がこの順に設けられている。
なお、ＥＧＲ通路４０の中間部には、ＥＧＲクーラ４１が介装され、ＥＧＲ通路４０の下流の吸気通路２０に合流接続される部分の直上流には、ＥＧＲバルブ４２が設けられている。
なお、ＥＧＲ通路４０の中間部には、ＥＧＲクーラ４１が介装され、ＥＧＲ通路４０の下流の吸気通路２０に合流接続される部分の直上流には、ＥＧＲバルブ４２が設けられている。
【0018】
触媒コンバータ５０には、上流側から酸化触媒（以下、ＤＯＣともいう）５１，ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦともいう）５２及び後段触媒（以下、ＣＵＣともいう）５３がこの順に設けられている。
ＤＯＣ５１は、例えば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、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及びパティキュレート・マター（以下、ＰＭともいう）中の可溶有機成分（以下、ＳＯＦともいう）を酸化反応させる。
ＤＯＣ５１は、例えば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、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及びパティキュレート・マター（以下、ＰＭともいう）中の可溶有機成分（以下、ＳＯＦともいう）を酸化反応させる。
【0019】
ＤＰＦ５２は、例えば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を捕集する。
ＣＵＣ５３は、ＤＰＦ５２で処理しきれずに残った成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化して除去する。
ＣＵＣ５３は、ＤＰＦ５２で処理しきれずに残った成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化して除去する。
【0020】
また、ＤＯＣ５１の直上流には、ＤＯＣ５１に流入する排気の温度を検出する入口温度センサ３２が設けられ、ＤＯＣ５１の直下流には、ＤＯＣ５１から流出する排気の温度を検出する出口温度センサ３３が設けられている。さらに、その下流には、ＤＰＦ５２の直上流と直下流との差圧を検出する差圧センサ３４が設けられている。
【0021】
なお、図１に示す内燃機関１の排気系の構成は一例であり、本件を適用しうる排気系の構成はこれに限るものではない。例えば排気系に排ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒等を備えてもよい。
【0022】
車両には、内燃機関１の各部を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）７が設置されている。ＥＣＵ７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を記憶する記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。
【0023】
ＥＣＵ７の入力側には、エアフローセンサ２２、吸気温センサ２４、インマニ圧センサ２６、レール圧センサ２７、ＤＯＣ入口温度センサ３２、ＤＯＣ出口温度センサ３３、ＤＰＦ差圧センサ３４、及び、その他の図示しないセンサ類（例えば、アクセル開度センサ、エンジン回転速度センサ、水温センサ、外気温センサ、外気圧センサ等）やスイッチ類（例えば、スタータースイッチ、オイルレベルスイッチ等）が接続され、各センサ類からの検出信号やスイッチ類からのオンオフ信号が入力される。
【0024】
また、ＥＣＵ７の出力側には、燃料噴射弁１２、定量高圧ポンプ１４、スロットルバルブ２５、ＥＧＲバルブ４１、排気フラップ３１や、図示しないグロープラグや警告灯が接続され、入力情報に基づいてそれぞれの作動が制御される。
つまり、ＥＣＵ７は運転者のアクセル操作量（アクセル開度）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１２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。
つまり、ＥＣＵ７は運転者のアクセル操作量（アクセル開度）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１２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。
【0025】
内燃機関１の運転中には、内燃機関１からの排気ガスは排気マニホールド１８から排気通路３０に流入しＤＯＣ５１を経て排気ガス中のＨＣ、ＣＯ及び未燃燃料が燃焼されて、ＤＰＦ５２に流入する。ＤＰＦ５２では、その通路の壁を流通する際に含有するＰＭが捕捉され、その後、ＣＵＣ５３で余剰のＨＣやＣＯが酸化除去されて、大気中に排出される。
ＰＭの捕集によりＤＰＦ５２上のＰＭ捕集量は次第に増加するが、捕集されたＰＭは、内燃機関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ＤＯＣ５１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。
ＰＭの捕集によりＤＰＦ５２上のＰＭ捕集量は次第に増加するが、捕集されたＰＭは、内燃機関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ＤＯＣ５１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。
【0026】
また、このようなＤＰＦ５２の連続再生作用が得られない運転状態が継続されると、ＤＰＦ５２でのＰＭ捕集量が次第に増加して許容量を越えてしまう。このような状況を回避するため、ＰＭ捕集量に関連するパラメータのデータを常時モニタし、このモニタしたデータに基づいてＰＭ捕集量を推定して、ＰＭ捕集量の推定値が許容量（閾値）に到達したら、ＤＰＦ５２上のＰＭを強制的に焼却除去する強制再生（以下、単に「再生」ともいう）を実施する。
【0027】
このＰＭ捕集量の推定は、例えば、ＥＣＵ７により内燃機関１の運転状態に基づいてＤＰＦ５２に捕集されるＰＭ量を逐次算出して積算することで求めることができ、このＰＭ積算値がＤＰＦ５２の許容量に基づいて設定されたＰＭ量閾値以上になったら、ＰＭ捕集量が許容量に近づいたと推定し、強制再生を実施する。
【0028】
また、本実施形態では、これと並行して、ＰＭ捕集量の増加に伴って上昇するＤＰＦ５２の前後差圧（ＤＰＦ５２での圧損）を差圧センサ３４で検出し、この前後差圧に基づいて、前後差圧が所定の差圧閾値以上になったら、ＤＰＦ５２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。
【0029】
本実施形態では、これらに加えて、前回の再生後の内燃機関１の累積運転時間が所定時間以上になったら、ＤＰＦ５２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。つまり、ＰＭ積算値がＰＭ量閾値以上になること、ＤＰＦ５２の前後差圧が差圧閾値以上になること、強制再生後の内燃機関１の累積運転時間が所定時間以上になること、の何れかが成立したら、強制再生を実施する。
【0030】
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、メイン噴射後にポスト噴射を実行することによりＤＯＣ５１上に未燃燃料を供給し、未燃燃料がＤＯＣ５１上で酸化反応したときの熱により下流側のＤＰＦ５２を目標温度（ＰＭを焼却除去可能な温度）まで昇温してＰＭを焼却除去している。なお、強制再生は、出口温度センサ３３により検出された出口温度ＴoutからＤＰＦ５２のガス温度を推定し、このガス温度を上記目標温度に接近させるように行われる。
【0031】
なお、このようなＤＰＦ５２の強制再生は、車両の走行中に自動で行われる（自動再生）が、車両停止時に、車両に装備された図示しない手動再生スイッチを操作することで、車両の停止中に手動で行うこと（手動再生）もできるようになっている。
【0032】
ところで、このように強制再生でのＤＰＦ５２の昇温はＤＯＣ５１の酸化機能に依存し、ＤＯＣ５１の劣化は強制再生の実行不能、ひいては排気ガス浄化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、ＥＣＵ７に設けられた触媒劣化判定部（触媒劣化判定手段）７１により、強制再生時（自動再生時及び手動再生時）にＤＯＣ５１の劣化診断を実行している。以下、触媒劣化判定部７１によるＤＯＣ５１の劣化診断の詳細を説明する。
【0033】
本実施形態では、触媒劣化判定部７１は、２つの診断手法でＤＯＣ５１の劣化診断を実施する。
第１の診断手法（手法１）は、ポスト噴射によるＤＰＦ５２の昇温状態に基づいた周知の劣化診断である。つまり、触媒劣化判定部７１は、ポスト噴射を所定時間（又は、所定期間）実施しても、出口温度センサ３３により検出されたＤＯＣ５１の出口温度（＝ＤＰＦ５２の入口温度）Ｔoutが、所定の温度閾値以上に上昇しない場合、ＤＯＣ５１が十分に機能していないものとしてＤＯＣ５１が劣化していると診断する。
第１の診断手法（手法１）は、ポスト噴射によるＤＰＦ５２の昇温状態に基づいた周知の劣化診断である。つまり、触媒劣化判定部７１は、ポスト噴射を所定時間（又は、所定期間）実施しても、出口温度センサ３３により検出されたＤＯＣ５１の出口温度（＝ＤＰＦ５２の入口温度）Ｔoutが、所定の温度閾値以上に上昇しない場合、ＤＯＣ５１が十分に機能していないものとしてＤＯＣ５１が劣化していると診断する。
【0034】
第２の診断手法（手法２）は、本件に特徴的な診断手法であり、ポスト噴射積算量に対する燃焼スート積算量の比率に基づいた劣化診断である。この劣化診断については、図２を参照して詳しく説明する。
【0035】
図２に示すように、触媒劣化判定部７１は、ＤＰＦ５２の強制再生が始まったら、以下の各処理を行う。まず、ＤＰＦ５２を再生するためのポスト噴射の積算量であるポスト噴射積算量Ａｐを算出する（ステップＳＳ１０）。ＤＰＦ５２の再生中には、内燃機関１の運転状態に応じてサイクル毎のポスト噴射量が設定されるので、これを積算することで、ポスト噴射積算量Ａｐを算出することができる。
【0036】
また、ポスト噴射積算量Ａｐと並行して、ＤＰＦ５２で燃焼したスート（煤）の積算量である燃焼スート積算量Ａｓを算出する（ステップＳＳ２０）。燃焼スート量は、フィルタ温度、ガス流量、酸素流量、空気過剰率（λ）等に依存するので、これらのデータに基づいて、各サイクルにおける燃焼スート量を算出することができ、これらを積算することで、燃焼スート積算量Ａｓを算出することができる。
【0037】
次に、ポスト噴射積算量Ａｐに対する燃焼スート積算量Ａｓの比率Ｒ（＝Ａｓ／Ａｐ）を算出する（ステップＳＳ３０）。そして、算出した比率Ｒを予め設定された所定の閾値Ｒｓと比較して、比率Ｒが閾値Ｒｓよりも低いか否かを判定する（ステップＳＳ４０）。この結果、比率Ｒが閾値Ｒｓよりも低くなったときに、ＤＯＣ５１が劣化していると判定する（ステップＳＳ５０）。また、比率Ｒが閾値Ｒｓよりも低くなければ、ＤＯＣ５１は正常であると判定する（ステップＳＳ６０）。
このような処理は、強制再生中に、所定周期で繰り返して行われる。
このような処理は、強制再生中に、所定周期で繰り返して行われる。
【0038】
ただし、本実施形態では、閾値Ｒｓは自動再生時と手動再生時とで異なる値が設定されている。これについて図３を参照して説明する。
なお、図３は横軸にポスト噴射積算量Ａｐ及び再生時間（ポスト噴射時間）をとり、縦軸に燃焼スート積算量Ａｓをとっており、図中の直線の傾きＳが比率Ｒを示す。図３（ａ）は自動再生時の閾値Ｒｓ１に関し、図３（ｂ）は手動再生時の閾値Ｒｓ２に関し、それぞれ説明するものである。
なお、図３は横軸にポスト噴射積算量Ａｐ及び再生時間（ポスト噴射時間）をとり、縦軸に燃焼スート積算量Ａｓをとっており、図中の直線の傾きＳが比率Ｒを示す。図３（ａ）は自動再生時の閾値Ｒｓ１に関し、図３（ｂ）は手動再生時の閾値Ｒｓ２に関し、それぞれ説明するものである。
【0039】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、強制再生によってＤＰＦ５２内のスートが完全燃焼すると傾きＳは最大となるが、実際の強制再生では、理論上の完全燃焼までは至らず、一般的には傾きは完全燃焼時よりも小さくなる。この傾きは再生時のコンディションに左右され、コンディションがよければ完全燃焼の傾きに近づくが、コンディションが悪いほど、完全燃焼の傾きから離れて傾きは小さくなる。この原因となるコンディションには、内燃機関１の運転状態が含まれ、内燃機関１の運転状態が安定していれば傾きＳは大きくなる傾向があり、内燃機関１の運転状態が変化すると傾きＳは小さくなる傾向がある。また、このコンディションの中には、ＤＯＣ５１の性能も含まれ、ＤＯＣ５１の劣化に伴って傾きＳも小さくなる。
【0040】
自動再生は、走行中において内燃機関１の様々な運転状況下で行われるので、コンディションが悪い場合もあり、一方、手動再生は、停止中に行われるので比較的安定して良好なコンディションで行われる。このため、図３（ｂ）に示すように、自動再生時の傾きＳ（＝Ｓ１）は手動再生時の傾きＳ（＝Ｓ２）よりも小さくなる傾向があり、ＤＯＣ５１が劣化した場合にも、自動再生時の傾きＳは手動再生時の傾きＳよりも小さくなる。
そこで、本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、自動再生時の閾値Ｒｓ１は手動再生時の閾値Ｒｓ２とは異なった別の値に設定している。これによって、自動再生時の誤検知をするリスクの低減を図っている。
そこで、本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、自動再生時の閾値Ｒｓ１は手動再生時の閾値Ｒｓ２とは異なった別の値に設定している。これによって、自動再生時の誤検知をするリスクの低減を図っている。
【0041】
本劣化診断装置では、このような触媒劣化判定部７１によるＤＯＣ５１の劣化判定を利用して、図４に示すように車両の診断処理を行う。
つまり、ＤＰＦ自動再生が開始されたら、ＤＯＣ５１の劣化診断を上記の第１の手法（手法１）と第２の手法（手法２）とを用いて実施する（ステップＳ１０）。この場合の手法２では、自動再生時の閾値Ｒｓ１を用いる。手法１，手法２ともに劣化判定されなければ、ＤＯＣ５１は正常（劣化なし）と判定し、自動再生終了前であれば自動再生を継続し、自動再生終了タイミングであれば自動再生を完了する（ステップＳ２０）。一方、手法１，手法２の何れかで劣化判定されれば、ＤＯＣ５１は劣化していると判定し、自動再生を禁止する（ステップＳ３０）。
つまり、ＤＰＦ自動再生が開始されたら、ＤＯＣ５１の劣化診断を上記の第１の手法（手法１）と第２の手法（手法２）とを用いて実施する（ステップＳ１０）。この場合の手法２では、自動再生時の閾値Ｒｓ１を用いる。手法１，手法２ともに劣化判定されなければ、ＤＯＣ５１は正常（劣化なし）と判定し、自動再生終了前であれば自動再生を継続し、自動再生終了タイミングであれば自動再生を完了する（ステップＳ２０）。一方、手法１，手法２の何れかで劣化判定されれば、ＤＯＣ５１は劣化していると判定し、自動再生を禁止する（ステップＳ３０）。
【0042】
本実施形態では、自動再生が禁止された時点では、手動再生の実行する可能性を残しており、手動再生の条件が成立してＤＰＦ手動再生が開始されたら、上記と同様に、ＤＯＣ５１の劣化診断を上記の第１の手法（手法１）と第２の手法（手法２）とを用いて実施する（ステップＳ４０）。この場合の手法２では、手動再生時の閾値Ｒｓ２を用いる。手法１，手法２ともに劣化判定されなければ、ＤＯＣ５１は正常（劣化なし）と判定し、手動再生終了前であれば手動再生を継続し、手動再生終了タイミングであれば手動再生を完了する（ステップＳ５０）。その後、自動再生時におけるエラー解除を行い（ステップＳ６０）、自動再生を許可する（ステップＳ７０）。一方、手法１，手法２の何れかで劣化判定されれば、ＤＯＣ５１は劣化していると判定し、手動再生を禁止し、警告ランプを点灯する（ステップＳ８０）。そして、かかる状態にまで至った場合、本実施形態では整備工場への持ち込みを案内し、修理を実施する（ステップＳ９０）。その後は、上記のステップＳ６０及びステップＳ７０の処理を行う。
【0043】
［２．作用及び効果］
本実施形態に係る内燃機関の触媒劣化診断装置は、上記のように構成されているので、周知の診断手法（手法１）に加えて、手法１とは異なる、ポスト噴射積算量に対する燃焼スート積算量の比率に基づいた劣化診断の手法（手法２）を用いてＤＯＣ５１の劣化診断を実施するので、ＤＯＣ５１の劣化をより速やかに発見することができ、ＤＯＣ５１の劣化対応処理を速やかに行うことができると共に、効率の悪いポスト噴射の実施を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
本実施形態に係る内燃機関の触媒劣化診断装置は、上記のように構成されているので、周知の診断手法（手法１）に加えて、手法１とは異なる、ポスト噴射積算量に対する燃焼スート積算量の比率に基づいた劣化診断の手法（手法２）を用いてＤＯＣ５１の劣化診断を実施するので、ＤＯＣ５１の劣化をより速やかに発見することができ、ＤＯＣ５１の劣化対応処理を速やかに行うことができると共に、効率の悪いポスト噴射の実施を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
【0044】
また、本実施形態では、自動再生時には自動再生時用の閾値Ｒｓ１を用い、手動再生時には手動再生時用の閾値Ｒｓ２を用いてＤＯＣ５１の劣化診断を行うので、精度よく診断することができる。
【0045】
［３．その他］
以上、実施形態を説明したが、かかる実施形態は一例であり、本件の内燃機関の触媒劣化診断装置は、実施形態のものに限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態では、手法１と手法２とを併用したが、本件に係る手法２のみを実施してもよい。
以上、実施形態を説明したが、かかる実施形態は一例であり、本件の内燃機関の触媒劣化診断装置は、実施形態のものに限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態では、手法１と手法２とを併用したが、本件に係る手法２のみを実施してもよい。
【符号の説明】
【0046】
１ 内燃機関
７ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１１ 気筒
１２ 燃料噴射弁
１３ コモンレール
１４ 高圧ポンプ
１５ 燃料タンク
１６ 燃料フィルタ
１７ 吸気マニホールド
１８ 排気マニホールド
２０ 吸気通路
２１ エアフィルタ
２２ エアフローセンサ
２３ インタクーラ
２４ 吸気温センサ
２５ スロットルバルブ
２６ インマニ圧センサ
２７ レール圧センサ
３０ 排気通路
３１ 排気フラップ
３２ ＤＯＣ入口温度センサ
３３ ＤＯＣ出口温度センサ
３４ ＤＰＦ差圧センサ
４０ ＥＧＲ（排ガス再循環）通路
４１ ＥＧＲクーラ
４２ ＥＧＲバルブ
５０ 触媒コンバータ
５１ 酸化触媒（ＤＯＣ）
５２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
５３ 後段触媒（ＣＵＣ）
６０ ターボチャージャ
６１ ターボチャージャ６０のコンプレッサ
６２ ターボチャージャ６０のタービン
７１ 触媒劣化判定部（触媒劣化判定手段）
７ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１１ 気筒
１２ 燃料噴射弁
１３ コモンレール
１４ 高圧ポンプ
１５ 燃料タンク
１６ 燃料フィルタ
１７ 吸気マニホールド
１８ 排気マニホールド
２０ 吸気通路
２１ エアフィルタ
２２ エアフローセンサ
２３ インタクーラ
２４ 吸気温センサ
２５ スロットルバルブ
２６ インマニ圧センサ
２７ レール圧センサ
３０ 排気通路
３１ 排気フラップ
３２ ＤＯＣ入口温度センサ
３３ ＤＯＣ出口温度センサ
３４ ＤＰＦ差圧センサ
４０ ＥＧＲ（排ガス再循環）通路
４１ ＥＧＲクーラ
４２ ＥＧＲバルブ
５０ 触媒コンバータ
５１ 酸化触媒（ＤＯＣ）
５２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
５３ 後段触媒（ＣＵＣ）
６０ ターボチャージャ
６１ ターボチャージャ６０のコンプレッサ
６２ ターボチャージャ６０のタービン
７１ 触媒劣化判定部（触媒劣化判定手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2023-01-23
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図2】