JP6070598B2 - 排気浄化触媒の劣化診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒、特にＨＣ吸着部と酸化触媒部とを有する排気ガス浄化触媒の劣化診断方法に関する。

ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどのエンジンから排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）を浄化するために、エンジンの排気通路には、三元触媒、酸化触媒、ＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒が設けられている。この排気浄化触媒の劣化が進行すると、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯが浄化されないまま車外に排出されることになるため、排気浄化触媒の劣化を検出することが必要である。このような排気浄化触媒の中でも、ＨＣを酸化浄化する酸化触媒部を備える排気浄化触媒においては、劣化の進行に伴いＨＣが酸化される際に発生する酸化反応熱が小さくなるため、これを検知することにより酸化触媒の劣化を判定することができる。例えば、このような酸化触媒部を備える排気浄化触媒の劣化診断装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。

この特許文献１に記載の方法では、排気ガス温度と排気ガス流量の積である排気熱量を排気浄化触媒入口側及び出口側の排気通路についてそれぞれ算出し、この入口側と出口側の排気熱量の差より排気浄化触媒での酸化反応熱量を算出し、この酸化反応熱量の所定期間中の積算値が劣化診断用に定めた閾値より小さいときに、排気浄化触媒が劣化していると判定している。

つまり、この特許文献１では、排気浄化触媒での酸化反応熱に基づく劣化診断に際して、排気ガス流量変化に伴い酸化反応量が変化して、検出される酸化反応熱が増減することに起因する排気浄化触媒の劣化誤判定を抑制するために、排気ガス流量に基づいて算出される酸化反応熱量を診断パラメータにしている。

特開２０１０−１１２２２０号公報

ところで、近年の排気ガス規制強化に伴い、エンジンから排出されるＨＣを低温時に吸着し、この吸着されたＨＣを高温時に放出する機能を有するＨＣ吸着部を備える排気浄化触媒の導入が検討されている。このＨＣ吸着部を備える排気浄化触媒では、排気浄化触媒が活性化しておらずＨＣを十分に浄化することができない時にＨＣを一時的に吸着し、排気浄化触媒が活性化した後に吸着されているＨＣを放出して浄化することができるため、車外に排出されるＨＣを低減することができる。

ＨＣ吸着部と酸化触媒部とが一体的に形成された排気ガス浄化触媒の劣化を診断するとき、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれが劣化しているかを特定することが望まれる。すなわち、排気ガス浄化触媒が劣化していると診断されたとき、劣化した排気ガス浄化触媒が新たな排気ガス浄化触媒に交換されることになる。そして、劣化した排気ガス浄化触媒は、次の開発、改良等のために分析されるが、通常は、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれが劣化しているか特定されていないために、分析に際してはまず劣化部位の特定を行う必要がある。すなわち、排気ガス浄化触媒の改良に際して劣化していない部位に対して改良を行ってしまうと、劣化をより遅い時期となるように出来ないばかりかコストを増加させることになる。しかしながら、劣化部位の特定を行うための分析作業はコストと時間を要する。また、排気ガス浄化触媒の改良を検討するに際しては多くのサンプルを分析することが好ましいが、このような場合、この分析作業の負担も膨大となる。

本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とが一体的に形成された排気浄化触媒の劣化診断の際に、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれの部位が劣化したかを特定できるようにした排気ガス浄化触媒の劣化診断方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明における排気ガス浄化触媒の劣化診断方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
エンジンの排気通路中に配設され、排気ガスに含まれるＨＣをＨＣ放出温度未満では吸着し、ＨＣ放出温度以上になると吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着部と、該ＨＣ吸着部から放出されたＨＣおよび排気ガスに含まれるＨＣを高温下で酸化浄化する酸化触媒部と、が一体的に形成された排気ガス浄化触媒を備えた排気ガス浄化触媒の劣化診断方法であって、
前記排気ガス浄化触媒に関して、低温側から高温側へ複数の温度領域に分けて、各温度領域毎の熱負荷を記憶しておく記憶手段を備えており、
前記排気ガス浄化触媒の熱発生状態に応じて、前記排気ガス浄化触媒の劣化を診断する第１ステップと、
前記排気ガス浄化触媒の温度に関する値を検出する第２ステップと、
前記第２ステップで検出された温度に関する値に応じた熱負荷を算出する第３ステップと、
前記第３ステップで算出された熱負荷を、前記複数の温度領域のうち前記第２ステップで検出された温度が属する温度領域用として前記記憶手段に記憶されている熱負荷に加算して記憶されている熱負荷を更新する第４ステップと、
前記第１ステップにおいて前記排気ガス浄化触媒が劣化していると診断されたときに、前記記憶手段に記憶されている各温度領域毎の熱負荷同士を比較することにより、前記ＨＣ吸着部と前記酸化触媒部のいずれの部位が劣化しているかを特定する第５ステップと、
を備えているようにしてある。

ＨＣ吸着部と酸化触媒部とは、温度（より具体的には熱負荷）に応じた劣化度合いが互いにかなり相違するものとなるのが実情である。例えば、ＨＣ吸着部の熱劣化特性として、低温では劣化しにくい一方、高温では劣化が急激に進行するような特性とされ、酸化触媒部の熱劣化特性は、比較的低温状態から温度の上昇に応じて全体的に徐々に劣化が進行するような特性とされる。このように、温度（熱負荷）に応じて、ＨＣ吸着部と酸化触媒部との劣化度合が相違することから、使用開始から劣化と診断されるまでの期間における複数の温度領域毎の熱負荷（ある温度とその持続時間との乗算値を積算した値）同士を比較することにより、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれが劣化しているのかを特定することが可能となる。上述した熱劣化特性の設定の場合、低温側の温度領域の熱負荷が高温側の温度領域の熱負荷よりも大きいときは、相対的に低温側で劣化が進行しやすい酸化触媒部が劣化していると特定することができる。逆に、低温側の温度領域の熱負荷が高温側の温度領域の熱負荷よりも小さいときは、相対的に高温側で劣化が進行しやすいＨＣ吸着部が劣化していると特定することができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記温度領域が、低温側温度領域と高温側温度領域との２つとされている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、温度領域を最小限の２つすることにより、制御の簡単化や制御系の負担軽減等の上で好ましいものとなる。

前記熱負荷が、前記第２ステップにおいて検出された温度に関する値が持続した持続時間として設定され、
前記記憶手段に記憶される各温度領域での熱負荷が、前記持続時間の積算値とされ、
前記第５ステップにおいて、前記各温度領域で記憶されている前記持続時間同士を比較することにより、劣化部位の特定が行われる、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、熱負荷として持続時間のパラメータを用いることにより、制御の簡単化や制御系の負担軽減等の上で好ましいものとなる。

前記記憶手段が、前記各温度領域毎にさらに水分量をも記憶するように設定され、
排気ガス中に含まれる水分量に関する値を検出する第６ステップと、
前記第６ステップで検出された水分量を、前記複数の温度領域のうち前記第２ステップで検出された温度が属する温度領域用として前記記憶手段に記憶されている水分量に加算して記憶されている水分量を更新する第７ステップと、
をさらに有し、
前記第５ステップでは、前記記憶手段に記憶されている前記各温度領域毎の水分量をも加味して、前記ＨＣ吸着部と前記酸化触媒部のいずれの部位が劣化しているかを特定する、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、ＨＣ吸着部は、ゼオライト等により構成されて水分による劣化が生じやすい一方、酸化触媒部は貴金属により構成されてＨＣ吸着部に比して相対的に水分による劣化の影響は少ないものとなる。よって、水分量をもパラメータとすることにより、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれが劣化しているかをより精度よく特定することが可能となる。

本発明によれば、排気ガス浄化触媒が劣化していると診断されたときは、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのうちいずれの部位が劣化しているかが特定されることになり、後の分析によって劣化部位を特定する作業が不要となる。

本発明が適用されるエンジンの全体構成図である。 本発明が適用される排気浄化触媒例を示す部分拡大図である。 本発明における排気浄化触媒劣化診断を行うための制御系等例を示す全体ブロック図である。 本発明の排気浄化触媒劣化診断方法制御例を示すメインルーチンのフローチャート（Ｒ１）である。 図４のメインルーチンの続きを示すフローチャート（Ｒ１）である。 単位時間当たりの供給反応熱量（ΔＱｄｏｃ#ｉｎ）を算出するサブルーチンのフローチャート（Ｒ２）である。 単位時間当たりの反応熱量（ΔＱｄｏｃ）を検出するサブルーチンのフローチャート（Ｒ３）である。 単位時間当たりのＨＣ放出量（ΔＨＣｄｅｓ）算出に係る詳細ブロック図である。 ＨＣ吸着総量（ＨＣａｄｓ）を算出するサブルーチンのフローチャート（Ｒ４）である。 ＨＣ吸着可能率（Ｅａ）算出手段を示す詳細ブロック図である。 ＨＣ吸着部と酸化触媒部との熱劣化特性例を示す図。 ユーザによる排気ガス浄化触媒への熱負荷の相違例を示す図。 劣化部位特定のための制御例を示すフローチャート。

次に、本発明の実施形態について説明するが、まずエンジンに関する全体的な構造例をその燃焼制御例と共に説明し、次に排気ガス浄化触媒の劣化診断例について説明し、最後に、排気ガス浄化触媒を構成するＨＣ吸着部と酸化触媒部とのいずれが劣化しているかを特定することについて説明することとする。
（エンジンの全体構造）
図１は、本発明に係るエンジンの全体構成図を示している。エンジン１は、車両に搭載されると共に、軽油を主成分とした燃料が供給されるディーゼルエンジンであって、複数の気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。このエンジン１の各気筒１１ａ内には、ピストン１４が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１４の頂面にはリエントラント形燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。このピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されている。

前記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａ毎に吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。

これら吸排気弁２１、２２をそれぞれ駆動する動弁系において、排気弁側には、当該排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える油圧作動式の可変機構（以下、ＶＶＭ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｍｏｔｉｏｎ）と称する）が設けられる。排気弁２２は、通常モードでは排気行程中において一度だけ開弁され、特殊モードでは排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行うように動作する。

前記シリンダヘッド１２には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、エンジン１の冷間時に各気筒１１ａ内の吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ１９とが設けられている。前記インジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室１４ａの天井面から該燃焼室１４ａに臨むように配設されていて、基本的には圧縮行程上死点付近で、燃焼室１４ａに燃料を直接噴射供給するようになっている。

前記エンジン１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、前記エンジン１の他側面には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａからの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とが配設されている。

吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。一方、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１１ａ毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、大型及び小型ターボ過給機６１、６２のコンプレッサ６１ａ、６２ａと、該コンプレッサ６１ａ、６２ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、前記各気筒１１ａの燃焼室１４ａへの吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。このスロットル弁３６は、基本的には全開状態とされるが、エンジン１の停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。

前記吸気通路３０における前記サージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａよりも下流側部分）と、前記排気通路４０における前記排気マニホールドと小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂとの間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりも上流側部分）とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０によって接続されている（高圧ＥＧＲ装置）。このＥＧＲ通路５０は、ＥＧＲクーラ５２及び排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するための排気ガス還流弁５１ａとが配設された主通路５１と、ＥＧＲクーラ５２をバイパスするためのクーラバイパス通路５３と、を含んで構成されている。このクーラバイパス通路５３には、クーラバイパス通路５３を流通する排気ガスの流量を調整するためのクーラバイパス弁５３ａが配設されている。

この高圧ＥＧＲ装置とは別に、低圧ＥＧＲ装置として、吸気通路３０における大型ターボ過給機６１の大型コンプレッサ６１ａよりも上流側部分と、排気通路４０におけるＤＰＦ４２よりも下流側部分とは、排気通路４０に設けられたＥＧＲ取り出し部５５を介して排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５４によって接続されている。また、ＥＧＲ通路５４は、排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４ｂ及び低圧ＥＧＲ弁５４ａとが配設されて構成されている。また、ＥＧＲ取り出し部５５より下流の排気通路４０には排気絞り弁５８が配設されており、前記ＥＧＲ弁５４ａと排気絞り弁５８の開度を運転状態に応じて制御することによって、低圧ＥＧＲ装置における排気ガスの吸気通路３０への還流量の調整を行う。

前記排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１１ａ毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。

この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂ、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂと、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化浄化する排気浄化触媒４１と、ディーゼルパティキュレート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という。）４２と、サイレンサ４６とが配設されている。なお、排気浄化触媒４１及びＤＰＦ４２は１つのケース内に収容されている。

図２は排気浄化触媒４１を部分的に拡大したものである。排気浄化触媒４１は、コージェライト製のハニカム構造体からなる担体４１ａと、この担体４１ａに形成された貫通孔の壁面に担持された酸化触媒部４１ｂと、ＨＣ吸着部４１ｃとを備えている。ＨＣ吸着部４１ｃは、約０．５ｍｍの径を有する多数の細孔が形成されたゼオライトからなる結晶であり、冷間始動時等の低温時には、排気ガス中のＨＣ分子がゼオライトの細孔にトラップされることにより吸着され、高温時には、吸着されたＨＣ分子が振動してゼオライトの細孔から飛び出すことにより、放出される。また、酸化触媒部４１ｂは、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）等の触媒金属からなり、所定温度に加熱されて活性化することにより、エンジンから排出される排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化浄化するとともに、ＨＣ吸着部４１ｃから放出されたＨＣをも酸化浄化する機能を備えている。すなわち、この排気浄化触媒４１は、冷間始動時などの排気浄化触媒が活性化しておらずＨＣを十分に浄化することができない時にＨＣを一時的に吸着し、排気浄化触媒が活性化した後に吸着されているＨＣを放出して浄化する機能を備えている。

このように構成されたディーゼルエンジン１は、エンジン全体の制御を行うパワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。このＰＣＭ１０は、メモリ、ＣＰＵ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサなどで構成されており、エアクリーナ下流の吸入空気量を検出するエアフローセンサ３２、サージタンク３３に取り付けられて燃焼室１４ａに供給される空気の圧力を検出する圧力センサ３４及び吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ３５、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３６、排気ポート１７の下流の排気ガス圧力を検出する排気ガス圧力センサ３７、クランクシャフト１５の回転角を検出することによりエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３９、排気浄化触媒４１上流の排気ガス温度を検出する排気浄化触媒上流排気ガス温度センサ４３、排気浄化触媒４１下流の排気ガス温度を検出する排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４、ＤＰＦ４１ｂの上流側と下流側との圧力差ΔＰ（ＤＰＦ上流側の圧力Ｐ１−ＤＰＦ下流側の圧力Ｐ２）を検出するＤＰＦ差圧センサ４５、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサ４６、車両のアクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ（図示省略）等からの信号が入力され、これらの信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ１８、グロープラグ１９、動弁系のＶＶＭ（図示省略）、各種の弁３６、５１ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ等のアクチュエータへ制御信号を出力するとともに、後述する排気浄化触媒劣化診断手段１２０により排気浄化触媒４１が劣化していると判定されたときには、警報装置１３０を作動させるように信号を出力する。

そうして、このエンジン１は、その幾何学的圧縮比を１２以上１５以下（例えば１４）とした、比較的低圧縮比となるように構成されており、これによって排気エミッション性能の向上及び熱効率の向上を図るようにしている。
（エンジンの燃焼制御の概要）
前記ＰＣＭ１０によるエンジン１の通常の制御は、主にアクセル開度に基づいて目標トルク（言い換えると、目標となる負荷）を決定し、これに対応する燃料の噴射量や噴射時期等をインジェクタ１８の作動制御によって実現するものである。目標トルクは、アクセル開度が大きくなるほど大きくなるように、またエンジン回転数が２０００ｒｐｍ付近で最高値になるように設定され、当該目標トルクに基づいてエンジン単位回転数あたりの燃料噴射量が設定される。当該燃料噴射量は目標トルクが高くなるほど、大きくなるように設定され、エンジン単位回転、ここでは２回転毎の圧縮行程後期から膨張行程初期の間の所定タイミングに噴射する。なお、本実施形態における燃料噴射制御については、例えば、特開２０１２−０１２９７２に記載のエンジンのように、エンジン負荷とエンジン回転数とに応じて複数の運転領域を設定し、各運転領域に応じて、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、ポスト噴射の５つのタイミングでの燃料噴射を制御しており、排気ガス中のＮＯｘや煤の低減、騒音乃至振動の低減、燃費やトルクの向上を図っている。

ＤＰＦ４２によるＰＭの捕集量が所定量を超えたときには、ＤＰＦ４２の目詰まりによるエンジン１の背圧上昇を防止するために、膨張行程後期から排気行程の所定タイミングにインジェクタ８からエンジン１の燃焼室へポスト噴射が行われる（ＤＰＦ再生処理）。このポスト噴射が行われると、未燃燃料が排気通路に排出され、この未燃燃料が排気浄化触媒４１で酸化されるため、このとき生じる酸化反応熱でＤＰＦ４２の温度が上昇することで、ＤＰＦ４２に蓄積されたＰＭが焼失され、これにより、ＤＰＦ４２が再生する。

すなわち、排気浄化触媒４１は、前述したエンジンから排出される未燃燃料を酸化浄化する機能に加え、ＤＰＦ４２の温度を上昇させる機能をも持ち合わせていることになる。この排気浄化触媒４１が、熱あるいは燃料やオイルに含まれる硫黄分による被毒等により劣化が進行した場合、前述した機能を満足できなくなるため、排気浄化触媒４１が劣化したことを検出して、排気浄化触媒４１の劣化を乗員に報知し交換を促す必要がある。そのため、ＰＣＭ１０は排気浄化触媒劣化診断手段を備えている。

図３は、排気浄化触媒劣化診断に係る全体ブロック図である。ＰＣＭ１０は排気浄化触媒４１の劣化を診断する排気浄化触媒劣化診断手段１２０を備えている。この排気浄化触媒劣化診断手段１２０には、エアフローセンサ３２、吸気圧力センサ３４、吸気温度センサ３５、エンジン水温センサ３６、排気ガス圧力センサ３７、エンジン回転数センサ３９、排気浄化触媒上流排気ガス温度センサ４３、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４、ＤＰＦ差圧センサ４５、リニアＯ２センサ４６、等の信号が入力され、これらの信号を用いて後述する排気浄化触媒劣化診断手段１２０による劣化診断が行われる。

排気浄化触媒劣化診断手段１２０は、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４の検出値等に基づいて排気浄化触媒実温度パラメータを算出する排気浄化触媒実温度パラメータ検出手段８０、ＨＣ吸着部４１ｃから放出されるＨＣ量を算出するＨＣ放出量算出手段９０、ＨＣ放出量算出手段９０の信号を受けて診断温度パラメータ閾値を設定する診断温度パラメータ閾値設定手段１００、排気浄化触媒実温度パラメータ検出手段８０の信号と診断温度パラメータ閾値設定手段１００の信号との比較によって排気浄化触媒の劣化を判定する劣化判定手段１１０、排気浄化触媒劣化診断手段の各種演算を行うＣＰＵ１２１、前記演算によって算出されるパラメータを記憶するメモリ１２２、を備えている。

詳細は後述するが、このようにＨＣ放出量算出手段９０の信号に基づいて診断温度パラメータ閾値（実施形態においては、正常な排気浄化触媒で発生すると予測される所定期間内の供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎがこれに相当する。）と、排気浄化触媒実温度パラメータ（実施形態においては、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４等の信号に基づいて検出した所定期間内の実反応熱量Ｑｄｏｃがこれに相当する。）と、を比較することにより排気浄化触媒の劣化を判定することで、ＨＣ吸着部から放出されるＨＣにより上乗せされる酸化反応熱の影響が差し引かれて、放出されるＨＣに起因する排気浄化触媒４１の劣化誤判定は抑制される。すなわち、実施形態においては、このＨＣ放出量に基づいて設定される診断温度パラメータ閾値設定手段１００が、ＨＣ放出量の増加に伴う排気浄化触媒実温度パラメータの増加によって前記劣化判定手段が誤判定することを防止する劣化誤判定防止手段となる。

前記排気浄化触媒劣化診断手段１２０により排気浄化触媒が劣化していると判定されたときには、ＰＣＭ１０は警報装置１３０を作動させるように信号を出力する。
（劣化診断の制御例−メインルーチンで図４、図５）
図４、図５は、排気浄化触媒劣化診断装置の診断制御のメインルーチンを示すフローチャート（Ｒ１）である。ＩＧがＯＮされると、まずステップ１でＩＧＯＮ直後であるかが判定され、ＩＧＯＮ直後であればメモリ１２２に記憶されている前回のエンジン停止直前のＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓ#ｌを読み込み（ステップ２）、ＨＣａｄｓ#ｌを現在のＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓとして設定する（ステップ３）。詳細は図９のＨＣ吸着総量を算出するサブルーチンを示すフローチャートで説明するが、ＨＣ吸着部温度が所定温度以下の状態でＩＧＯＦＦされた場合には、ＨＣ吸着部に所定量のＨＣが吸着されたままの状態となるため、ＨＣ吸着総量算出に際しては、これを加味する必要がある。そこで、ＩＧＯＦＦ直前のＨＣ吸着総量ＨＣｃａｄｓ#ｌをメモリ１２２に記憶しておき、次にエンジン始動した時に、これをＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓの初期値として設定する。一方、ステップ１でＩＧＯＮ直後でないと判定された場合には、現在のＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓが読み込まれる。現在のＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓは、図９のＨＣ吸着総量を算出するサブルーチンを示すフローチャートで説明するように、逐次演算されており、その演算結果の最新値がメモリ１２２に記憶されているため、この記憶されたＨＣａｄｓを読み込めばよい。続いてステップ５、６では、排気浄化触媒の劣化診断の所定の診断実行条件が成立しているか否かが判断される。

ステップ５〜ステップ９は、劣化診断を実行するための条件判定を示すものである。すなわち、概略的に述べると、ステップ５〜８は、排気ガス浄化触媒４１に対して十分に未燃燃料が供給される状態であるか否かの条件判定となっている。また、ステップ９は、排気ガス浄化触媒４１が十分に活性化しているか否かの判定となる。

具体的には、ステップＳ５においては、冷間始動時であるか否かが判別される。すなわち、冷間始動時では、排気ガス中の未燃成分が多くなる状態となるので、このステップ５での判別でＹＥＳのときは、ステップ９に移行される。

ステップ５での判別でＮＯのときは、ステップ６において、ＨＣ吸着部４１ｃからの単位時間当たりのＨＣ放出量△ＨＣdesが第１所定値（例えば０．０１ｇ）以上であるか否かが判別される。このステップ６での判別でＹＥＳのときは、さらに、ステップ７において、ＨＣ吸着部４１ｃでのＨＣ総吸着量ＨＣａｄｓが第２所定値（例えば０．５ｇ）以上であるか否かが判別される。このステップ７の判別でＹＥＳのときは、ＨＣ吸着部４１ｃからのＨＣ放出量が多く、かつこの放出量が多い状態が継続して行われる状態であるとして、ステップ９に移行される。なお、ＨＣ放出量△ＨＣdesの算出（推定）手法については後述する。

前記ステップ６の判別でＮＯのとき、あるいはステップ７の判別でＮＯのときは、それぞれ、ステップ８に移行して、排気浄化触媒４１への単位時間当たりの供給ＨＣ総量△ＨＣｓｕｍおよびエンジンから排出される単位時間当たりのＣＯ排出量△ＣＯｅｘｈの加算値（△ＨＣｓｕｍ＋△ＣＯｅｘｈ）が、第３所定値（例えば０．１３ｇ）以上であるか否かが判別される。このステップ８の判別でＹＥＳのときは、ステップ９に移行される。なお、排気浄化触媒４１への単位時間当たりの供給ＨＣ総量△ＨＣｓｕｍは、後述するようにエンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈと、ＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓと、を足し合わせることにより算出されるものである。このとき、エンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈはエンジンの状態、例えばアクセル開度等によって変化するため、アクセル開度が所定範囲内で安定しているときに、本劣化診断を行うことが好ましい。

前記ステップ８の判別でＮＯのときは、排気ガス浄化触媒４１に供給される未燃燃料量が少ないときであって、劣化診断を行うには適さない状態であるとして、ステップ１に戻る。

上述したように、ステップ５の判別でＹＥＳのとき、ステップ６および７の判別がそれぞれＹＥＳのとき、あるいはステップ８の判別でＹＥＳのときは、排気ガス浄化触媒４１に供給される未燃燃料量が多くなる状態であることが確認された状態である。このときは、ステップ９において、排気ガス浄化触媒４１の直下流側温度Ｔ２ｄｕｍｍｙが、活性化温度となる所定温度（例えば１６０℃）以上であるか否かが判別される。このステップ９の判別でＮＯのときは、劣化診断に必要な温度にまで排気ガス浄化触媒４１の温度が上昇していないときであるので、このときはステップ１に戻る。なお、ステップ９は、排気ガス温度が所定温度以上であるか否かの判定に対応しており、このため、ステップ９の判定を、排気ガス浄化触媒４１付近に配設された温度センサ４３あるいは４４で検出される排気ガス温度が、所定温度以上であるか否かを判定するものとしてもよい。

上記ステップ９の判別でＹＥＳのときは、図５に示すステップ１７移行の処理によって、排気ガス浄化触媒４１が劣化しているか否かの診断が実行される。以下図５について説明する。

まず、ステップ１７で、正常な排気浄化触媒で単位時間当たりに発生すると推測される供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎ（後述する図６のルーチン（Ｒ２）により逐次算出されている単位時間当たりの供給反応熱量。）、実際に排気浄化触媒で単位時間当たりに発生した反応熱量である反応熱量ΔＱｄｏｃ（後述する図７のルーチン（Ｒ３）により逐次算出されている単位時間当たりの反応熱量。）の値が読み込まれる。そして、このΔＱｄｏｃ#ｉｎ及びΔＱｄｏｃを、前回の反応熱量の積算値であるＱｄｏｃ及び前回の供給反応熱量の積算値であるＱｄｏｃ#ｉｎに加算して、これを最新の反応熱量積算値Ｑｄｏｃ及び現在の供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎとすることを、積算時間が６０ｓを超えるまで繰り返す（ステップ１７〜１９）。なお、ＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎの初期値は、診断を開始する前に予めゼロに設定されている（後述するステップ１８で説明するように、診断終了時に０にリセットされているため。）。ΔＱｄｏｃ及びΔＱｄｏｃ#ｉｎといった瞬時値は、運転状態の変化等によって増減しやすいため、本実施形態においてはΔＱｄｏｃ及びΔＱｄｏｃ#ｉｎの所定期間内の積算値であるＱｄｏｃ及びＱｄｏｃ＿ｉｎを用いて診断を行うようにしている。なお、前述したように、本実施形態においては、Ｑｄｏｃが排気浄化触媒実温度パラメータ、Ｑｄｏｃ#ｉｎが診断温度パラメータ閾値に相当する。続いて、図６を用いてΔＱｄｏｃ算出方法、図７を用いてΔＱｄｏｃ#ｉｎ算出方法を説明する。

図６は、単位時間当たりの供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎを算出するサブルーチンのフローチャートである。まず、ステップ９１１で、エンジン回転数センサ３９より検出されるエンジン回転数ＮＥ、各種センサ信号に基づいて算出されるピストン上死点における筒内圧力Ｐｃｙｌ（圧縮端圧力）、ピストン上死点における筒内温度Ｔｃｙｌ、筒内Ｏ２濃度が読み込まれる。前記筒内圧力Ｐｃｙｌ及び筒内温度Ｔｃｙｌ算出方法については特に限定されないが、筒内圧力Ｐｃｙｌ及び筒内温度Ｔｃｙｌは幾何学的圧縮比、吸気温、大気圧（又は吸気圧）、エンジン水温、有効圧縮比、エンジン負荷、燃料噴射量、燃料噴射圧等の、エンジンの運転に係るパラメータと相関があるため、これらのパラメータを各種センサを用いて検出あるいは推定し、該検出値あるいは推定値に対して予め実験等により定めた関数あるいはマップを用いて算出すればよい。具体的には、吸気温が高いほど、エンジン水温が高いほど、有効圧縮比が高いほど、又は、エンジン負荷が高いほど、筒内圧力Ｐｃｙｌ及び筒内温度Ｔｃｙｌは高くなるように算出する。

また、前記筒内Ｏ２濃度算出方法についても特に限定されないが、例えば、エアクリーナ３１を通る新気量をエアフローセンサ３２により検出し、予めメモリ１２２に記憶された新気のＯ２濃度と前記新気量とリニアＯ２センサ４６より検出される排気Ｏ２濃度とＥＧＲ通路上下流の圧力センサ等から算出されるＥＧＲガス量とに基づいて吸気Ｏ２濃度を算出し、予めメモリ１２２に記憶されたエンジン運転状態に応じて設定した体積効率等に基づいて充填量を算出し、排気ガス圧力センサ３７等に基づき筒内残留排気ガス量を算出し、リニアＯ２センサ４６より筒内残留排気ガスＯ２濃度を推定し、前記充填量と前記筒内残留排気ガス量と前記吸気Ｏ２濃度と前記筒内残留排気ガスＯ２濃度とに基づいて筒内Ｏ２濃度を算出すればよい。

続いて、ステップ９１２で、着火遅れ時間ｚが算出される。ここでの着火遅れ時間ｚは、燃料を噴射してから該燃料が着火するまでの時間遅れを指しており、例えば、予混合燃焼においては圧縮行程で所定の時間間隔を空けて複数回噴射される燃料噴射が終了してから上死点（ＴＤＣ）近傍で自着火による燃焼が発生するまでの時間、拡散燃焼においてはメイン噴射を開始してから燃焼が開始するまでの時間を表す。この着火遅れ時間ｚは、前記筒内圧力Ｐｃｙｌ、前記筒内温度Ｔｃｙｌ、前記エンジン回転数（エンジン回転数センサ３９の検出値）、前記筒内Ｏ２濃度等に基づいて算出することができる。すなわち、筒内圧力Ｐｃｙｌが高いほど、筒内温度Ｔｃｙｌが高いほど、自着火が起こりやすくなるために着火遅れ時間は短くなり、回転数が高くなるほど混合気が高温となる時間が短くなるために着火遅れ時間は長くなり、筒内Ｏ２濃度が小さい（ＥＧＲ率が高い）ほど、燃焼しにくくなるために着火遅れ時間は長くなる。具体的には、次に示す着火遅れ時間ｚの関係式ｚ＝Ａ×ＰｃｙｌＢ×ｅｘｐ（１／Ｔｃｙｌ）Ｃ×ＮＥＤ×Ｏ２ｃｙｌＥより算出できる。このＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、定数であり、予め実験等により求めればよい。

次に、ステップ９１３で、前記着火遅れ時間ｚに基づいて単位時間当たりのエンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈを算出する。具体的には、この着火遅れ時間ｚが長く、膨張行程の、狙いの燃焼タイミングより遅いタイミングでの着火となる場合には、燃料の燃焼が不完全となり、エンジンから排出されるＨＣが多くなるため、着火遅れ時間ｚが大きくなるほどΔＨＣｅｘｈが大きくなるように予め実験あるいは理論値より定めたマップもしくは関数により、ΔＨＣｅｘｈを算出する。続いてステップ９１４で、ＨＣ放出量算出手段９０より検出されたＨＣ吸着部からの単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓを読み込む。なお、ＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓ算出方法については、後述する図１０を用いて説明する。続いて、ステップ９１５でエンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈと、ＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓと、を足し合わせることにより、排気浄化触媒４１への単位時間当たりの供給ＨＣ総量ΔＨＣｓｕｍを算出する。続いて、ステップ９１６で供給ＨＣ総量ΔＨＣｓｕｍが正常な排気浄化触媒４１に供給されたときに発生すると予測される反応熱量ΔＱＨＣｓｕｍを算出する。ΔＱＨＣｓｕｍは、予め実験あるいは理論値より求めた供給ＨＣ総量（ΔＨＣｓｕｍ）と反応熱量のマップ、あるいはＨＣ量（ΔＨＣｓｕｍ）を変数とする関数により算出すればよい。

次に、ステップ９１７で、前記着火遅れ時間ｚに基づいて単位時間当たりのエンジン排出ＣＯ量ΔＣＯｅｘｈを算出する。具体的には、この着火遅れ時間ｚが長く、膨張行程の、狙いの燃焼タイミングより遅いタイミングでの着火となる場合には、燃料の燃焼が不完全となり、エンジンから排出されるＣＯが多くなるため、着火遅れ時間ｚが大きくなるほどΔＣＯｅｘｈが大きくなるように予め実験あるいは理論値より定めたマップもしくは関数により、ΔＣＯｅｘｈを算出する。続いて、ステップ９１８で、ΔＣＯｅｘｈが正常な排気浄化触媒に供給されたときに発生すると予測される反応熱量ΔＱＣＯｅｘｈを算出する。ΔＱＣＯｅｘｈは、予め実験あるいは理論値より求めたＣＯ量（ΔＨＣｓｕｍ）と反応熱量のマップ、あるいはＣＯ量（ΔＨＣｓｕｍ）を変数とする関数により算出すればよい。そして、ステップ９１９で、算出したΔＱＨＣｓｕｍと、ΔＱＣＯｅｘｈと、を足し合わせることにより、単位時間当たりの供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎが算出され、図５のステップ１７で最新の供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎを取込むため、これを最新値としてメモリ１２２に記憶する（ステップ９２０）。

このように、ＨＣ放出量を加味して排気浄化触媒に供給されるＨＣ供給総量ΔＨＣｓｕｍを算出し、このＨＣ供給総量ΔＨＣｓｕｍに基づき単位時間当たりの供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎを算出することで、正常な排気浄化触媒で発生する予測される単位時間当たりの供給反応熱量ΔＱｄｏｃ#ｉｎをより正確に算出でき、後述するΔＱｄｏｃの積算値である所定期間内の供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎをより正確に算出できる。また、ΔＱｄｏｃ#ｉｎの算出に際して、エンジン排出ＣＯ量による酸化反応熱量を加味しているため、ΔＱｄｏｃ#ｉｎ及びＱｄｏｃ#ｉｎがより正確に算出される。

次に、図７を用いて単位時間当たりの反応熱量ΔＱｄｏｃ（実際に排気浄化触媒で発生した反応熱量）検出方法について説明する。

図７は、単位時間当たりの反応熱量ΔＱｄｏｃを検出するサブルーチンのフローチャートである。まず、ステップ９３０で、排気浄化触媒上流排気ガス温度センサ４３より検出される排気浄化触媒上流排気ガス温度Ｔ１、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４より検出される排気浄化触媒下流排気ガス温度Ｔ２、後述するＨＣ放出量算出手段９０と兼用する排気ガス流量検出手段７１より検出される排気ガス流量Ｖｅｘｈを読み込む。なお、排気ガス流量Ｖｅｘｈは後述するＨＣ吸着可能率算出手段９１ａが備える排気ガス流量検出手段７１による検出値を読み込めばよい。

次に、ステップ９３１で、排気浄化触媒による酸化反応が起こらない状態、すなわち触媒酸化反応温度を含まない排気浄化触媒下流排気ガス予測温度Ｔ２ｄｕｍｍｙを推定する。この排気浄化触媒下流排気ガス予測温度Ｔ２ｄｕｍｍｙの推定方法については特に限定されないが、本実施形態においては、排気浄化触媒が劣化し酸化反応が起こらないダミー触媒を搭載した車両にて予め実験により求められた特性（排気管、排気浄化触媒の熱容量、熱伝達率など）を基に設定されたＴ１を変数とする応答関数により推定する。このとき、排気ガスがＴ１を検出する排気浄化触媒上流排気ガス温度検出手段７１設置部からＴ２を検出する排気浄化触媒下流排気ガス温度検出手段７２設置部まで移動するまでのむだ時間を考慮することが好ましく、このようにむだ時間を考慮することで、後述するステップ９３３において排気浄化触媒で発生した反応熱量Ｑｄｏｃを算出するためにＴ２ｄｕｍｍｙとＴ２との差を算出する際に、Ｔ２ｄｕｍｍｙとＴ２検出時との排気ガス移動位置を一致させることができるため、より正確に反応熱量Ｑｄｏｃを算出することができる。

次に、ステップ９３２で、排気ガス流量Ｖｅｘｈに基づいて排気ガス質量Ｍｅｘｈ及び排気ガス比熱Ｃｅｘｈが推定され、ステップ９３３で、Ｍｅｘｈ、Ｃｅｘｈ、Ｔ２とＴｄｕｍｍｙの差（Ｔ２−Ｔ２ｄｕｍｍｙ）を演算することにより、単位時間当たりの反応熱量ΔＱｄｏｃが算出され、図５のステップ１７で最新の単位時間当たりの反応熱量ΔＱｄｏｃを取込むため、所定のメモリに更新、記憶する（ステップ９３４）。

このようにＴ２ｄｕｍｍｙとＴ２との差から排気浄化触媒における酸化反応熱量を算出することにより、酸化反応以外の要因による温度増加の影響を差し引くことができるため、より正確に酸化反応熱量のみを算出することができる。すなわち、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４の検出値であるＴ２には排気浄化触媒での酸化反応熱以外の温度変化要因、例えば、排気ガスの状態や排気浄化触媒ケースへの伝熱の影響が含まれている。そこで、本実施形態においては、まず、酸化反応熱以外の温度変化要因のみが含まれる、言い換えると酸化反応熱の温度変化のみを含まない排気浄化触媒下流排気ガス温度Ｔ２ｄｕｍｍｙを推定し、Ｔ２からこのＴ２ｄｕｍｍｙを引いた温度Ｔ２−Ｔ２ｄｕｍｍｙを排気浄化触媒下流の排気ガス温度として、単位時間当たりの反応熱量ΔＱｄｏｃを算出して、酸化反応熱以外の温度変化要因を差し引くようにしている。

次に、図５のメインルーチンのステップ１７で、図６のサブルーチンにより算出、記憶した最新のΔＱｄｏｃ#ｉｎを前回算出されたＱｄｏｃ#ｉｎに加算するとともに、図７のサブルーチンより算出、記憶した最新のΔＱｄｏｃを前回算出されたＱｄｏｃに加算し、Ｑｄｏｃ#ｉｎ、Ｑｄｏｃを最新化する。そして、これを積算時間が６０ｓ以上になるまで繰り返す（ステップ１７〜１９）。すなわち、ΔＱｄｏｃ#ｉｎ及びΔＱｄｏｃはエンジンの運転状態等によって増減するため、少なくとも６０ｓ以上経過するまでＱｄｏｃ及びＱｄｏｃ#ｉｎ算出における積算を実行することにより劣化診断精度を向上させている。

前記積算時間が６０ｓ以上である場合にはステップ２０に進み、Ｔｄｕｍｍｙが所定値以上であるかが判定される。すなわち、Ｔｄｕｍｍｙが所定値以上（例えば２００℃）である場合には、排気浄化触媒が活性化しており、排気浄化触媒が劣化していないのであれば、十分な酸化反応熱を含んだＱｄｏｃが得られる状態であり、診断に適したＱｄｏｃが得られたと判断してステップ２１に進む。一方で、Ｔｄｕｍｍｙが所定値以上でない場合には、十分なＱｄｏｃが得られていないと判断して、Ｔｄｕｍｍｙが所定値以上になるまでステップ１７〜１８におけるＱｄｏｃ及びＱｄｏｃ#ｉｎの積算を繰り返す。このように、十分なＱｄｏｃが得られるまでＱｄｏｃの積算を繰り返すことにより劣化診断精度を向上させている。

続いてステップ２１で、積算時間が２００ｓ以下であるかが判定されて、２００ｓ以下であればステップ２２に進み、２００ｓ以上であれば診断に適していないと判断して、ステップ２６に進み診断を保留する。すなわち、Ｑｄｏｃ及びＱｄｏｃ#ｉｎの積算時間が２００ｓを超える場合には、Ｑｄｏｃ及びＱｄｏｃ#ｉｎ算出に用いる排気浄化触媒上流排気ガス温温度センサ４３及び排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４の検出誤差の累積が大きくなる可能性があり、劣化診断精度が低下する可能性があるため、診断時間が２００ｓを超える場合には診断を保留して（ステップ１６）、診断を終了する。

続いて、ステップ２２で、ＱｄｏｃがＱｄｏｃ#ｉｎに対して所定以上低温側にあるか否かが判定されて、所定以上低温側であれば、排気浄化触媒での酸化反応が低下し過ぎていると判断して排気浄化触媒の劣化を判定し（ステップ２３）、警報装置を作動させる（ステップ２４）。一方、所定以上低温側でなければ、排気浄化触媒での酸化反応が十分に発生していると判断して、排気浄化触媒が正常であると判定する（ステップ２５）。なお、前述したＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎの比較に基づく劣化判定方法については特に限定されないが、例えばＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎの差が所定値以上となったときに劣化と判定する、あるいは、ＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎの比である発熱率（＝Ｑｄｏｃ／Ｑｄｏｃ#ｉｎ）が所定値以下となったときに劣化と判定すればよい。

このように、ＨＣ吸着部４１ｃから放出されるＨＣを含む正常な排気浄化触媒で発生すると予測される供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎ（診断温度パラメータ閾値）と、実際に排気浄化触媒で発生した反応熱量Ｑｄｏｃ（排気浄化触媒実温度パラメータ）と、を比較して、劣化判定を行うことで、放出されるＨＣの影響が差し引かれるため、ＨＣ吸着部から放出されるＨＣにより酸化反応熱が上乗せされることに起因する排気浄化触媒の劣化の誤判定は抑制される。すなわち、排気浄化触媒下流の温度センサ４４で検出される排気ガス温度は、放出されるＨＣによる酸化反応熱の影響を含む温度であり、これを基に検出される排気浄化触媒実温度パラメータであるＱｄｏｃは、放出されるＨＣによる酸化反応熱の影響を含む反応熱量が検出されることになる。これに対して、ＨＣ放出量を踏まえて算出した排気浄化触媒で発生すると推定される供給反応熱量Ｑｄｏｃ＿ｉｎを診断温度パラメータ閾値として、このＱｄｏｃ#ｉｎとＱｄｏｃと比較して劣化判定することで、ＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎの双方が放出されるＨＣを含んだパラメータとなるため、放出されるＨＣによる酸化反応熱の上乗せが加味された診断を行うことができる。また、この実施形態の方法においては、ＨＣ放出量の多さに関わらず、放出されるＨＣに起因する劣化誤判定を抑制できるため、ＨＣ放出量が大きいときには診断を制限するといった診断実行条件を制限する必要がなく、診断頻度を確保できる。

なお、本実施形態においては、診断温度パラメータ閾値として、排気浄化触媒が正常な状態である場合の供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎを用いたが、排気浄化触媒が所定水準まで劣化している状態における供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎを用いてもよい。この場合、図６のサブルーチンのステップ９１６の供給ＨＣ総量に対する反応熱量ΔＨＣｓｕｍ及びステップ９１８のエンジン排出ＣＯ量ΔＣＯｅｘｈに対する反応熱量の算出に用いる関数あるいはマップを、所定水準まで劣化させた排気浄化触媒を用いた実験により求めたΔＨＣｓｕｍと反応熱量の関係及びΔＣＯｅｘｈと反応熱量との関係に基づいて設定すればよく、この場合の劣化判定は、例えば、ＱｄｏｃとＱｄｏｃ#ｉｎとの差が所定値以下となった時に劣化判定すればよい。また、本実施形態においては排気浄化触媒実温度パラメータとしてΔＱｄｏｃの積算値であるＱｄｏｃ、診断温度パラメータとしてΔＱｄｏｃ#ｉｎの積算値であるＱｄｏｃ#ｉｎを用いたが、制御を簡略化するために排気浄化触媒実温度パラメータとしてΔＱｄｏｃ、診断温度パラメータ閾値としてΔＱｄｏｃ#ｉｎを用いてもよく、さらに制御を簡略化するために、排気浄化触媒実温度パラメータを排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４の検出値Ｔ２、診断温度パラメータをＨＣ放出量に基づいて算出した排気浄化触媒下流排気ガス温度推定値としてもよい。

また、本実施形態においては、診断温度パラメータ閾値である供給反応熱量Ｑｄｏｃ#ｉｎの算出に際して、単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓを逐次読み込み（ステップ９１４）、ΔＨＣｄｅｓを含めた単位時間当たりの反応熱量ΔＱＨＣｓｕｍを逐次算出しているが（ステップ９１６）、予めメモリ１２２に診断温度パラメータ閾値の固定値を記憶し、単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓを積算し、予め実験等により求めた前記ＨＣ放出量積算値に対する補正係数のマップあるいは関数を用いて補正係数を算出し、前記診断温度パラメータ閾値の固定値を前記補正係数に基づき補正した診断温度パラメータ閾値と、排気浄化触媒実温度パラメータと、を比較することにより、排気浄化触媒の劣化を判定するようにしてもよい。

一方で、前述した方法により、放出されるＨＣによって生じる排気浄化触媒実温度パラメータ増加に起因する前記劣化判定手段の誤判定を防止する場合、単位時間当たりのＨＣ放出量を正しく算出することが重要となる。そこで、本実施形態においては次のような方法により単位時間当たりのＨＣ放出量を算出する。図８はＨＣ放出量算出手段９０に係るブロック図を示している。ＨＣ放出量算出手段９０は、ＨＣ吸着総量算出手段９１、該ＨＣ吸着総量算出手段９１の信号を受けてＨＣ放出量を設定するＨＣ放出量設定手段９２、排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４の信号を受けてＨＣ吸着部温度を算出するＨＣ吸着部温度検出手段９３、該ＨＣ吸着部温度検出手段９３の信号を受けて吸着部温度補正係数を算出する吸着部温度補正係数算出手段９４、排気ガス圧力センサ３７の信号を受けて排気浄化触媒４１の入口の排気ガス圧力を算出する排気ガス圧力検出手段９５、該排気ガス圧力検出手段９５の信号を受けて、排気ガス圧力補正係数を算出する排気ガス圧力補正係数算出手段９６、ＨＣ放出量算出手段９２より設定されたＨＣ放出量に吸着部温度補正係数算出手段９４で算出された補正係数を乗算する乗算手段９８、乗算手段９８の演算値に排気ガス圧力補正係数算出手段９６で算出された補正係数を乗算する乗算手段９９を備えている。

単位時間当たりのＨＣ放出量は、ＨＣ吸着総量が多いほど多くなる。また、単位時間当たりのＨＣ放出量はＨＣ吸着部温度と相関があり、ＨＣ吸着部温度が高いほど吸着されたＨＣの脱離速度が速くなるために単位時間当たりのＨＣ放出量は多くなる。また、単位時間当たりのＨＣ放出量は排気ガス圧力と相関があり、排気ガスが低いほど単位時間当たりのＨＣ放出量は多くなる。すなわち、ＨＣの吸着はゼオライト等の結晶部とＨＣとが化学的に結合することによってなされており、この結合が切れてＨＣが脱離し得る温度（沸点）に達した時にＨＣが放出されるため、排気ガス圧力が高くＨＣ吸着部の圧力が高い場合には、ＨＣが脱離し得る沸点が上昇してＨＣが放出されにくくなるため、単位時間当たりのＨＣ放出量は小さくなる。そこで、ＨＣ放出量設定手段９２よりＨＣ吸着総量に対してＨＣ放出量のベース値を設定し、ＨＣ吸着部温度補正係数算出手段よりＨＣ吸着部温度が高いほど単位時間当たりのＨＣ放出量が多くなるように設定されたＨＣ吸着部温度補正係数を算出し、排気ガス圧力補正係数算出手段９６より排気ガス圧力が大きいほど補正係数が小さくなるように設定された排気ガス圧力補正係数を算出し、これらの補正係数を、前記ＨＣ放出量のベース値に乗算することにより、単位時間当たりのＨＣ放出量を算出する。

このように単位時間当たりのＨＣ放出量と相関があるＨＣ吸着総量、ＨＣ吸着部温度、排気ガス圧力に基づいて単位時間当たりのＨＣ放出量を算出することで、単位時間当たりのＨＣ放出量算出精度が向上し、これに伴い放出されるＨＣに起因する排気浄化触媒の劣化誤判定がより正確に防止される。

本実施形態においては、単位時間当たりのＨＣ放出量算出に用いるパラメータであるＨＣ吸着部温度を排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ４４検出値より推定したが、ＨＣ吸着部温度は、ＨＣ吸着部の実測温度であってもよく、ＨＣ吸着部温度と相関がある排気浄化触媒上流の排気ガス温度から推定する、あるいは、エンジンの運転状態から推定してもよい。また、制御を簡略化するためにＨＣ吸着部温度と相関がある排気浄化触媒下流の排気ガス温度等で代用するなど、ＨＣ吸着部温度と相関があるパラメータで代用してもよい。また、本実施形態においは、単位時間当たりのＨＣ放出量算出に際して、最も影響が大きいＨＣ吸着総量より算出したＨＣ放出量のベース値に対して、ＨＣ吸着部温度補正係数と、排気ガス圧力補正係数と、を乗算することにより、単位時間当たりのＨＣ放出量を算出したが、ＨＣ吸着部温度あるいは排気ガス圧力に基づいてＨＣ放出量のベース値を算出し、その他のパラメータに関する補正係数を乗算することにより前記ＨＣ吸着量のベース値を補正してもよく、ＨＣ吸着総量とＨＣ吸着部温度と排気ガス圧力とから構成されるマップを用いて単位時間当たりのＨＣ放出量を算出してもよい。

一方で、前述した方法でＨＣ放出量を算出する場合、ＨＣ吸着総量を正しく算出することが重要となる。そこで、本実施形態においては、図９に示す方法でＨＣ吸着総量を逐次算出する。図９はＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓを算出するサブルーチンのフローチャートである。ステップ３２〜３３は、吸着可能率Ｅａ算出に係るステップであり、まずステップ３１で、予めメモリ１２２記憶した最大ＨＣ吸着容量ＣＴＨＣと同じくメモリ１２２に記憶されている最新のＨＣ吸着総量とに基づいて、現在の排気浄化触媒におけるＨＣ充填率ＲＨＣを算出する。次にステップ３２で排気ガス温度Ｔ１、後述する排気ガス流量検出手段の検出値である排気ガス流量Ｖｅｘｈ、排気ガス圧力センサ３７の信号である排気ガス圧力Ｐｅｘｈが読み込まれ、ステップ３３でＨＣ吸着可能率Ｅａが算出される。続いて図１０を用いてＨＣ吸着可能率Ｅａ算出方法の詳細を説明する。

図１０はＨＣ吸着可能率Ｅａ算出に係るブロック図である。ＨＣ吸着可能率算出手段９１ａは、前回算出したＨＣ吸着総量とメモリ１２２に記憶された最大ＨＣ吸着容量１２３とに基づいてＨＣ充填率を算出するＨＣ充填率算出手段９１１、該ＨＣ充填率算出手段９１１の信号を受けてＨＣ吸着可能率のベース値を設定するＨＣ吸着可能率設定手段９１２、排気浄化触媒下流温度センサ４４の信号を受けてＨＣ吸着部温度を推定するＨＣ吸着部温度検出手段９３、該ＨＣ吸着部温度検出手段の信号を受けてＨＣ吸着部温度補正係数を算出するＨＣ吸着部温度補正係数算出手段９１３、エアフローセンサ３２及びエンジン回転数センサ３９の信号を受けて排気ガス流量を推定する排気ガス流量検出手段７１、排気ガス流量検出手段７１の信号を受けて排気ガス流量補正係数を算出する排気ガス流量補正係数算出手段９１４、排気ガス圧力センサ３７の信号を受けて排気浄化触媒入口の排気ガス圧力を検出する排気ガス圧力検出手段９５、該排気ガス圧力検出手段９５の信号を受けて排気ガス圧力補正係数を算出する排気ガス圧力補正係数算出手段９１５、ＨＣ吸着可能率設定手段９１２で算出されたＨＣ吸着可能率のベース値に、前記補正係数算出手段９１３〜９１５で算出された補正係数を乗算する乗算手段９１６〜９１８、を備えている。そして、このようにして算出されたＨＣ吸着可能率Ｅａの最新値はメモリ１２２に記憶されて、図９のＨＣ吸着総量算出のフローチャートにおけるステップ３３で読み込まれる。

ＨＣ吸着部に供給されるＨＣ量に対して吸着できるＨＣ量の割合であるＨＣ吸着可能率Ｅａは、ＨＣ吸着算出総量と、排気ガス圧力と、ＨＣ吸着部温度と、排気ガス流量と、相関がある。すなわち、ＨＣの吸着はＨＣが吸着されていない結晶部分において行われるため、ＨＣ吸着総量が多いときには、ＨＣが吸着されていない結晶部分が少なくなるために、ＨＣ吸着可能率は小さくなる。また、前述したようにＨＣ吸着部温度が高いほどＨＣが放出されやすくなるためにＨＣは吸着されにくくなり、ＨＣ吸着可能率は低下する。また、排気ガス流量が多くなるにつれて、排気ガスの流速が早くなり、エンジンから放出されたＨＣがＨＣ吸着部を通過する時間が短くなるために、ＨＣ吸着可能率は低下する。また、排気ガス圧力が高くなるほど、吸着部の圧力が高くなることによりＨＣが脱離する沸点が上昇してＨＣが放出されにくくなり、これに伴いＨＣが吸着されやすくなるために、ＨＣ吸着可能率は上昇する。そこで、上述したように、ＨＣ吸着可能率算出手段９１ａは、前記ＨＣ吸着総量算出手段のＨＣ吸着総量が小さいほど、ＨＣ吸着可能率を大きく算出するとともに、前記ＨＣ吸着総量算出手段のＨＣ吸着総量が小さいほどＨＣ吸着可能率を大きく算出し、前記ＨＣ吸着部温度検出手段のＨＣ吸着部温度が低いほどＨＣ吸着可能率を大きく算出し、前記排気ガス圧力検出手段の排気ガス圧力が大きいほどＨＣ吸着可能率を大きく算出する。

すなわち、ＨＣ吸着可能率Ｅａと相関があるＨＣ吸着算出総量と、排気ガス圧力と、ＨＣ吸着部温度と、排気ガス流量と、に基づいてＨＣ吸着可能率を算出することで、ＨＣ吸着可能率がより正確に算出されて、これに伴い、ＨＣ吸着総量及びＨＣ放出量がより正確に算出されるため、放出されるＨＣにより上乗せされる酸化反応熱がより正確に加味されて、放出されるＨＣに起因する排気浄化触媒の劣化誤判定をより正確に防止できる。

なお、排気ガス流量検出手段７１は、本実施形態においては、エアフローセンサ３２とエンジン回転数センサを基に推定したが、インジェクタ１８による燃料噴射量等のエンジンの運転状態に関わる他のパラメータを用いて推定してもよく、流量センサを用いた実測値を用いてもよい。また、本実施形態においは、ＨＣ吸着可能率算出に際して、最も影響が大きいＨＣ充填率より算出したＨＣ吸着可能率のベース値に対して、ＨＣ吸着部温度補正係数と、排気ガス流量補正係数と、排気ガス圧力補正係数と、を乗算することにより、ＨＣ吸着可能率を算出したが、ＨＣ吸着部温度あるいは排気ガス流量あるいは排気ガス圧力に基づいてＨＣ吸着可能率のベース値を算出し、その他のパラメータに関する補正係数を前記ＨＣ吸着可能率のベース値に乗算することにより算出してもよく、ＨＣ充填率とＨＣ吸着部温度と排気ガス流量と排気ガス圧力とから構成されるマップを用いてＨＣ吸着可能率を算出してもよい。

続いて、図９のＨＣ吸着総量算出のサブルーチンのフローチャートの説明に戻る。前述した方法で算出した吸着可能率Ｅａが読み込まれた（ステップ３３）後、ステップ３４で、ＨＣ放出量算出手段９０より算出した単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓ、診断温度パラメータ閾値設定手段１００が備えるエンジン排出ＨＣ量算出手段より算出されたエンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈを読み込み（ステップ３５）、エンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈとＨＣ吸着可能率Ｅａとを乗算した値からＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓを減算することにより、単位時間当たりのＨＣ吸着量ΔＨＣａｄｓを算出する（ステップ３６）。そして、この単位時間当たりのＨＣ吸着量ΔＨＣａｄｓを前回のＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓに加算することによりＨＣ吸着総量を最新化し（ステップ３７）、これをＩＧＯＦＦするまで繰り返すことにより、ＨＣ吸着総量ＨＣａｄｓを逐次算出する（ステップ３１〜３８）。また、ＩＧＯＦＦする際には、ＩＧＯＦＦ前のＨＣａｄｓをメモリ１４２に記憶して（ステップ３９）、次にエンジンを始動させた際に、メモリ１４２に格納されたＨＣａｄｓ#ｌをＨＣ吸着総量の初期値として設定（図４のステップ１〜３）できるようにする。

すなわち、ステップ３１〜ステップ３６において、単位時間当たりのＨＣ吸着量ΔＨＣａｄｓに影響する、ＨＣ吸着可能率Ｅａと、単位時間当たりのエンジン排出ＨＣ量ΔＨＣｅｘｈと、単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣｄｅｓと、に基づいてΔＨＣａｄｓを算出しているため、単位時間当たりのＨＣ放出量ΔＨＣａｄｓ、及びこのΔＨＣａｄｓの積算値であるＨＣａｄｓがより正確に算出されて、これに伴い単位時間当たりのＨＣ放出量算出精度が向上し、診断温度パラメータ閾値Ｑｄｏｃ#ｉｎ算出精度が向上する。また、ステップ３９において、ＩＧＯＦＦ直後のΔＨＣａｄｓをメモリ１２２に記憶することにより、エンジン再始動時のＨＣ吸着総量算出誤差が低減される。すなわち、ＨＣが放出される温度になる前にエンジンを停止させた場合は、ＨＣ吸着部にＨＣが吸着されたままの状態となるため、ステップ３９でエンジン停止前のＨＣ吸着量を記憶して、次にエンジン始動させたときには、前記エンジン停止前に吸着されたＨＣが吸着されているものとして現在のＨＣ吸着総量を算出するようにすることで（ステップ２）、エンジン始動直後のＨＣ吸着総量算出値の誤差が低減されるため、ＨＣ吸着総量算出精度が向上する。

すなわち、実施形態の排気浄化触媒劣化診断方法を用いることにより、放出されるＨＣに起因する排気浄化触媒の劣化誤判定がより正確に防止される。
（熱劣化特性の設定例おより劣化部位の特定）
次に、図１１を参照しつつ、ＨＣ吸着部４１ｃと酸化触媒部４１ｂとの熱劣化特性の設定例について説明する。図１１は、横軸に温度、縦軸に劣化度が示される。横軸で示した温度は、ある一定の長時間継続した温度であり、実質的に熱負荷（温度×その持続時間の積分値）として把握することができる。

図１１中実線で示すα線は、ＨＣ吸着部４１ｃの熱劣化特性を示すものである。ゼオライトからなるＨＣ吸着部４１ｃは、熱負荷（温度）が低いうちは殆ど劣化せず、熱負荷がある程度以上になると急激に劣化度が高くなる（高温に曝されることにより、細孔構造が破壊されて、急激に劣化が進んでいくものと考えられる）。

図１１中、破線で示すβ線は、酸化触媒部４１ｂの熱劣化特性を示すものである。このβ線で示すように、酸化触媒部４１ｂは、ＨＣ吸着部４１ｃの場合に比して、熱負荷が相対的に小さい状態から劣化度が徐々に進行しはじめ、熱負荷が高くなるにつれて、劣化度が高まる度合いが大きくされる。酸化触媒部４１ｂの劣化度の高まり度合いは、ＨＣ吸着部４１ｃにおける急激な劣化度の高まり度合いに比してゆるやかである。酸化触媒部４１ｂの劣化がゆっくりと進行するのは、貴金属の劣化は徐々に凝縮してその表面積が徐々に小さくなることに起因するものと考えられる。β線は熱負荷の増大によってやがてα線と交差するような設定とされる。α線とβ線との交差位置が符号Ｘで示され、そのときの温度がＴＸとして示される。

α線とβ線とが交差する温度ＴＸよりも低温側では、β線で示す酸化触媒部４１ｂの方が、α線で示すＨＣ吸着部４１ｃよりも劣化が進行されやすいものとなる。逆に、上記温度ＴＸよりも高温側では、ＨＣ吸着部４１ｃの方が酸化触媒部４１ｂよりも劣化が進行されやすいものとなる。

ＨＣ吸着部４１ｃの熱劣化特性をα線のように設定し、酸化触媒部４１ｂの熱劣化特性をβ線のように設定した場合において、前述した劣化診断によって排気ガス浄化触媒４１が劣化していると診断された場合（図５のステップ２３に移行された場合）を考える。

図１１の熱劣化特性についての説明から明かなように、劣化部位特定のために、車両の工場出荷時から現時点までの長期間について、温度ＴＸ以下の温度領域での運転継続時間が、温度ＴＸを超える温度領域での運転継続時間よりも大きい場合（長期間である場合）は、酸化触媒部４１ｂが劣化していると特定することが可能である。つまり、車両の工場出荷時点から現時点までの長期間に渡って、排気ガス浄化触媒４１の温度を検出して、検出された温度にその持続時間を乗算することにより、そのときの熱負荷が算出される。そして、この熱負荷を、上記温度ＴＸを境にして低温側温度領域と高温側温度領域とに分けて、検出された温度が属する温度領域について順次積算していくことにより、各温度領域について長期間に渡っての熱負荷が設定されることになる。なお、熱負荷は、例えばＰＣＭ１０内の記憶手段（不揮発性メモリ）に記憶しておけばよく、車両の工場出荷時には記憶値が０に設定されている。

図１２は、ユーザの相違に応じて熱負荷が相違する様子を示すものである。すなわち、ユーザＡは、排気ガス浄化触媒４１が比較的低温状態となるような運転状態を行う傾向が強いものとなる（低回転・低負荷運転が多いおとなしい運転）。これに対して、ユーザＢは、排気ガス浄化触媒４１が比較的高温状態となるような運転状態を行う傾向が強いものとなる（高回転・高負荷運転が多くなるスポーツ走行を好むような運転）。

ユーザＡのような運転状況のときは、排気ガス浄化触媒４１が劣化していると診断されたときに、低温側温度領域での熱負荷（工場出荷時から現在までの積算された熱負荷）が高温側温度領域での熱負荷よりも大きくなり、この場合は、酸化触媒部４１ｂが劣化していると特定されることになる。逆に、ユーザＢのような運転状況のときは、排気ガス浄化触媒４１が劣化していると診断されたときに、低温側温度領域での熱負荷（工場出荷時から現在までの積算された熱負荷）よりも高温側温度領域での熱負荷が大きくなり、この場合は、ＨＣ吸着部４１ｃが劣化していると特定されることになる。

図１３は、上述した低温側温度領域と高温側温度領域との熱負荷同士を比較することにより、劣化部位を特定するためのフローチャートを示す。なお、図１３に示すフローチャートは、例えば所定時間毎の割込み処理によって実行される。

まず、ステップ５１において、排気ガス浄化触媒４１の現在の温度△ｔｘが検出される。なお、検出温度としては、例えば、排気ガス浄化触媒４１の上流側の温度（温度センサ４３での検出温度）、下流側の温度（温度センサ４４での検出温度）のいずれか一方を用いることができ、この両方の温度の相加平均値を用いることもできる。

ステップ５２では、上記温度△ｔｘの持続時間△Ｔｘが算出（計測）される。この後、ステップ５３において、△ｔｘと△Ｔｘとを乗算して現在の熱負荷△Ｑｘが算出される。

ステップ５４では、前記検出温度△ｔｘが、図１１に示す温度ＴＸ以下であるか否かが判別される。このステップ５４の判別でＹＥＳのときは、ステップ５５において、低温側温度領域について、記憶されている積算された熱負荷の記憶値（前回記憶値で、車両の工場出荷時の記憶値は０である）に上記△Ｑｘを加算して、低温側温度領域用の積算された熱負荷Ｑ・Ｃが更新される。一方、ステップ５４の判別でＮＯのときは、ステップ５６において、高温側の温度領域について、記憶されている熱負荷の記憶値（前回記憶値で、車両の工場出荷時の記憶値は０である）に上記△Ｑｘを加算して、高温側温度領域用の積算された熱負荷Ｑ・Ｈが更新される。

ステップ５５あるいは５６の後は、ステップ５７において、排気ガス浄化触媒４１が劣化していると診断されたか否かが判別される（図５のステップ２３に移行したか否かの判定）。このステップ５７の判別でＹＥＳのときは、ステップ５８において、Ｑ・ＣがＱ・Ｈ以下であるか否かが判別される。このステップ５９の判別でＹＥＳのときは、ステップ５９において、酸化触媒部４１ｂが劣化していると特定される。ステップ５８の判別でＮＯのときは、ステップ６０において、ＨＣ吸着部４１ｃが劣化していると特定される。

ここで、図１３の制御例では、温度領域を２つに分けたが、３以上の温度領域に分けてもよい。例えば、図１１に示す温度ＴＸ前後の温度を不感帯温度域として設定して、低温側温度領域をＴＸよりも所定分低い温度となる温度ＴＣ以下の領域として設定し、高温側温度領域を、ＴＸよりも所定分高い温度となるＴＨ以上の領域として設定するようにしてもよい。この場合、上記不感帯の温度領域についての熱負荷は、低温側および高温側の各温度領域の熱負荷としてそれぞれ積算させることができる。また、上記不感帯の温度領域についての熱負荷は、低温側および高温側の各温度領域の熱負荷として共に積算させないようしてもよい（不感帯温度域についての熱負荷を劣化部位の特定のために用いない設定で、不感帯の温度域では熱負荷の計算をしない設定とすることもできる）。

また、ステップ５３で算出される熱負荷として、現在の温度△ｔｘとその持続時間△Ｔｘとの乗算値である△Ｑｘとしたが、持続時間△Ｔｘ（のみ）としてもよい（制御の簡単化や制御系の負担軽減）。

さらに、劣化部位の特定のために、排気ガス中に含まれる水分量（の積算値）をも加味するようにしてもよい。このため、ＰＣＭ１０内の記憶手段に、温度領域毎に水分量が記憶される（車両の工場出荷時には水分量の記憶値は０にリセットされている）。具体的には、まず、排気ガス中に含まれる単位時間当たりの水分量が検出あるいは推定される。単位時間あたりの水分量は、例えば、エンジンの運転状態（特に、吸入空気量と燃料噴射量で、燃焼性に関連するエンジン温度等を加味することもできる）に基づいて算出するようにしてもよく、あるいはあらかじめ作成されたエンジン運転状態に応じた水分量をマップ化して記憶しておき、この記憶されたマップから読み出す等、適宜の手法でなし得る。

上記のようにして決定された単位時間あたりの水分量にその持続時間が乗算されて、現在の水分量が決定される（図１３のステップ５３における現在の熱負荷の算出に対応）。この後、現在の水分量が、現在の温度に応じて、低温側温度領域あるいは高温側温度領域のいずれかの領域に加算されて、記憶されている水分量が積算、更新される。

排気ガス浄化触媒４１が劣化していると診断されたときの劣化部位の特定に際しては、前述した熱負荷Ｑ・ＣとＱ・Ｈに加えて、記憶されている水分量が加味して行われる。例えば、水分量に応じて、記憶されている熱負荷が補正される。この場合、低温側温度領域での熱負荷Ｑ・Ｃが、水分量が多いほど大きくなるように補正される（水分量に応じた補正係数が大）。一方、高温側温度領域での熱負荷Ｑ・Ｈも、水分量が多いほど大きくなるように補正されるが、その補正度合いは、低温側温度領域の場合よりも小さいものとされる（水分量に応じた補正係数が小）。このように、水分量をも加味することにより、劣化部位の特定をより精度よく行うことができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は適宜の変更が可能でり、例えば次のようにしてもよい。図４に示すステップ８は、実施形態ではステップ６、７に対してオア条件として設定したが、アンド条件として設定するようにしてもよい（ステップ７の判別でＹＥＳのときを条件として、ステップ８の判別を行うようにしてもよい）。また、図４に示すステップ６と７とをオア条件として設定してもよい（ＨＣ吸着部４１ｃへのＨＣ総吸着量が第２所定値以上のときは、ＨＣ吸着部４１ｃからのＨＣ放出量にかかわらず劣化診断を実行させる）。なお、図４のステップ５〜８は、高温状態として劣化診断のために必要な時間を短縮化するためには、任意の２以上の組み合わせでもってアンド条件として設定すればよく、逆に、極力劣化診断できる機会を多く確保するには任意の２以上の組み合わせについてオア条件として設定すればよい。劣化診断に用いる診断温度パラメータ閾値を、一定値としてもよい（ＨＣ吸着部４１ｃからのＨＣ放出量に応じては変更しない）。

ＨＣ吸着部４１ｃと酸化触媒部４１ｂとの熱劣化特性は、適宜変更可能である。例えば、酸化触媒部４１ｂにおいては、使用する貴金属量を少なくすることにより、その熱劣化特性が図１１β線を図中左方にほぼオフセットしたような傾向となり、逆に貴金属量を増大させたときは、その熱劣化特性が図１１中右方にほぼオフセットしたような傾向となる。つまり、熱劣化特性として、低温側温度領域においてはＨＣ吸着部４１ｃの方が酸化触媒部４１ｂよりも劣化が進行しやすく、高温側温度領域においては酸化触媒部４１ｂの方がＨＣ吸着部４１ｃよりも劣化しやすい設定とすることも可能である。よって、このような場合は、図１３のステップ５８の判別でＹＥＳのときは、ＨＣ吸着部４１ｃが劣化していると特定されることになる（ステップ６０では酸化触媒部が劣化していると特定されることになる）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、利点あるいは効果として記載されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

以上のように、本発明によれば、排気ガス浄化触媒が劣化していると診断するのにとどまらず、ＨＣ吸着部と酸化触媒部とのうちどちらの部位が劣化しているのかを特定することができ、排気浄化触媒の劣化診断の機能を高めることができる。

α ＨＣ吸着部の熱劣化特性
β 酸化触媒部の熱劣化特性
ＴＸ 低温側温度領域と高温側温度領域との境界温度
１ ディーゼルエンジン
１０ ＰＣＭ
３２ エアフローセンサ
３４ 吸気圧力センサ
３５ 吸気温度センサ
３６ エンジン水温センサ
３７ 排気ガス圧力センサ
３９ エンジン回転数センサ（クランク角センサ）
４０ 排気通路
４１ 排気浄化触媒（酸化触媒）
４１ａ 担体
４１ｂ 酸化触媒部
４１ｃ ＨＣ吸着部
４２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
４３ 排気浄化触媒上流排気ガス温度センサ
４４ 排気浄化触媒下流排気ガス温度センサ
４５ ＤＰＦ差圧センサ
４６ リニアＯ２センサ
７１ 排気ガス流量検出手段
８０ 排気浄化触媒実温度パラメータ検出手段（反応熱量算出手段）
９０ ＨＣ放出量算出手段
９１ ＨＣ吸着総量算出手段
９１ａ ＨＣ吸着可能率算出手段
９３ ＨＣ吸着部温度検出手段
９５ 排気ガス圧力検出手段
１００ 診断温度パラメータ閾値設定手段（供給反応熱量算出手段）
１１０ 劣化判定手段
１２１ ＣＰＵ
１２２ メモリ
１３０ 警報装置

Claims (4)

1. エンジンの排気通路中に配設され、排気ガスに含まれるＨＣをＨＣ放出温度未満では吸着し、ＨＣ放出温度以上になると吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着部と、該ＨＣ吸着部から放出されたＨＣおよび排気ガスに含まれるＨＣを高温下で酸化浄化する酸化触媒部と、が一体的に形成された排気ガス浄化触媒を備えた排気ガス浄化触媒の劣化診断方法であって、
   前記排気ガス浄化触媒に関して、低温側から高温側へ複数の温度領域に分けて、各温度領域毎の熱負荷を記憶しておく記憶手段を備えており、
   前記排気ガス浄化触媒の熱発生状態に応じて、前記排気ガス浄化触媒の劣化を診断する第１ステップと、
   前記排気ガス浄化触媒の温度に関する値を検出する第２ステップと、
   前記第２ステップで検出された温度に関する値に応じた熱負荷を算出する第３ステップと、
   前記第３ステップで算出された熱負荷を、前記複数の温度領域のうち前記第２ステップで検出された温度が属する温度領域用として前記記憶手段に記憶されている熱負荷に加算して記憶されている熱負荷を更新する第４ステップと、
   前記第１ステップにおいて前記排気ガス浄化触媒が劣化していると診断されたときに、前記記憶手段に記憶されている各温度領域毎の熱負荷同士を比較することにより、前記ＨＣ吸着部と前記酸化触媒部のいずれの部位が劣化しているかを特定する第５ステップと、
   を備えていることを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断方法。
2. 請求項１において、
   前記温度領域が、低温側温度領域と高温側温度領域との２つとされている、ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記熱負荷が、前記第２ステップにおいて検出された温度に関する値が持続した持続時間として設定され、
   前記記憶手段に記憶される各温度領域での熱負荷が、前記持続時間の積算値とされ、
   前記第５ステップにおいて、前記各温度領域で記憶されている前記持続時間同士を比較することにより、劣化部位の特定が行われる、
   ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記記憶手段が、前記各温度領域毎にさらに水分量をも記憶するように設定され、
   排気ガス中に含まれる水分量に関する値を検出する第６ステップと、
   前記第６ステップで検出された水分量を、前記複数の温度領域のうち前記第２ステップで検出された温度が属する温度領域用として前記記憶手段に記憶されている水分量に加算して記憶されている水分量を更新する第７ステップと、
   をさらに有し、
   前記第５ステップでは、前記記憶手段に記憶されている前記各温度領域毎の水分量をも加味して、前記ＨＣ吸着部と前記酸化触媒部のいずれの部位が劣化しているかを特定する、
   ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断方法。

Images