JP2003254048A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2003254048A JP2002049533A JP2002049533A JP2003254048A JP 2003254048 A JP2003254048 A JP 2003254048A JP 2002049533 A JP2002049533 A JP 2002049533A JP 2002049533 A JP2002049533 A JP 2002049533A JP 2003254048 A JP2003254048 A JP 2003254048A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 添加剤供給装置６０の異常によりから排
気中へ添加される燃料が過剰となると、排気の空燃比が
低下する。Ａ／Ｆセンサ４の出力により排気の空燃比が
所定値以下となった期間が所定期間を経過すると、ＥＣ
Ｕ２は添加剤供給装置６０が異常であると判定する。Ｅ
ＣＵ２は添加剤供給装置６０の異常を検出すると、ＥＧ
Ｒ装置４０により吸気側へ還流されるＥＧＲガスを増
大、ならびにインジェクタ１１からの燃料噴射量を低減
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。これとともに、ＥＣＵ２は警告灯７を点灯さ
せて運転者に添加剤供給装置６０の異常を警告し、車両
を安全に待避可能とする。

Description

【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６−１０８８
２９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６−１０
８８２９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。また、本発明
の他の目的は、添加剤の供給が不十分となる添加剤供給
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１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３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４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。
【００１１】本発明の請求項５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排出され
る添加剤が増大すると、例えば添加剤が燃焼することに
よって排気浄化手段の温度が上昇する。そのため、排気
浄化手段の温度が所定温度以上となった状態が所定期間
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浄化
手段の温度が上昇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。排気浄化手段の温度を検出
することにより、排気の酸素濃度の低下あるいは酸素濃
度の変化が小さな場合であっても、添加剤供給手段から
の添加剤の過剰供給を検出することができる。したがっ
て、排気の温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６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７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。
【００１４】本発明の請求項８記載の内燃機関の制御装
置によると、異常判定手段は添加剤供給手段による添加
剤の供給が不十分な状態を検出する。添加剤供給手段か
らの添加剤の供給が不十分なとき、排気に添加剤を添加
しても酸素濃度の低下は小さくなる。そのため、例えば
リッチスパイクにより添加剤をパルス状に添加した場
合、酸素濃度の低下が小さな状態が繰り返される。そこ
で、添加剤の添加によって低下する排気の酸素濃度の最
小値が所定値以上である状態が所定の添加回数継続する
と、異常判定手段は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添加が
不十分となる添加剤供給手段の異常を検出することがで
きる。
【００１５】本発明の請求項９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、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。
【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２
１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２
６を通過した後、ターボチャージャ３の吸気タービン２
５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３
２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２
５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Ｅ
ＧＲ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４
１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４
２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４
１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Ｅ
ＧＲ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ＥＧ
Ｒ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Ｅ
ＧＲ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５
１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（Ｓ
１０１）。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ＥＣ
Ｕ２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Ａ
１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、Ｅ
ＣＵ２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Ｅｃ
ｔ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ＥＣ
Ｕ２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Ｅｃ
ｔ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Ａ
１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（Ｓ１０
７）。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（Ｓ１０
９）。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５
０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、Ｅ
ＣＵ２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Ａ
ｃｃｐ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Ａｃｃ
ｐ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Ｃｔ
ｅ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１
０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（Ｓ２０
５）。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Ｃｔ
ｅ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、Ｓ２０
２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（Ｓ２０
８）。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Ｅｒ
ａｆ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Ｃ
ｏｔ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Ｅｘｏ
１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Ｅｘ
ｏ１＝０およびＣｏｔ＝０となり（Ｓ２１７）、ＥＣＵ
２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Ｅｘ
ｏ１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Ｓ２２
１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Ｅｒａｆ
２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Ｅｘｏ
１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Ｅ
ｘｏ２＝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、ＥＣ
Ｕ２はカウンタのカウントＥｃｔを「１」進める（Ｓ３
０３）。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、Ｅ
ＣＵ２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Ｅｃ
ｔ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、Ｓ３
０２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Ｅｃ
ｔ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Ｓ３
１０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Ｅｘ
ｔ＝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。Ｓ４
０９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ＲＯ
Ｍ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Ｅｘ
ｆ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Ｅ
ｑｐ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。Ｓ４１
３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Ｓ４１
５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Ｂ
５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Ｅａ
ｆｐが所定値Ｃ５よりも小さいと判定されると、ＥＣＵ
２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１
１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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ (72)発明者 衣川 眞澄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 関口 清則 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 苅谷 安浩 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 杉山 辰優 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA20 BA24 DA10 DA27 DA28 EB01 EB11 EB22 FA10 FA20 FA26 FA27 FA29 FA34 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB06 AB13 BA00 BA14 BA31 CA13 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA04 DB06 DB10 EA01 EA05 EA07 EA16 EA17 EA30 EA34 FB10 FB12 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X GB17X HA15 HA37 HA38 HA42 HA47 HB05 HB06 4D002 AA12 AC10 BA06 CA11 DA56 DA70 GA02 GA03 GB01 GB02 GB03 GB06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    異常であると判定することを特徴とする内燃機関の制御
    装置。
  2. 【請求項２】 前記所定濃度は、前記内燃機関の運転状
    態に合わせて設定されていることを特徴とする請求項１
    記載の内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記所定期間は、前記内燃機関の運転状
    態に合わせて設定されていることを特徴とする請求項１
    または２記載の内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項４】 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。
  5. 【請求項５】 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、 前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、 前記温度検出手段で検出された前記排気浄化手段の温度
    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、前記排気浄化手段の温度が所定温
    度以上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することを特徴とする内燃機関の
    制御装置。
  6. 【請求項６】 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から５のいず
    れか一項記載の内燃機関の制御装置。
  7. 【請求項７】 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６記載の内燃機関の
    制御装置。
  8. 【請求項８】 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、前記添加
    剤供給手段による前記添加剤の添加によって低下する前
    記排気の酸素濃度の最小値が所定値以上である状態が所
    定の添加回数継続すると、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。
  9. 【請求項９】 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、 前記添加剤供給手段の異常を表示する異常表示手段をさ
    らに備えることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の
    制御装置。
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