JP2000303823A - 触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】触媒の劣化状態の判断において、触媒の入口部
温度と中心部温度の経時的変化の時間遅れを考慮に入れ
て温度差を算出することにより、触媒の劣化状態を的確
に判断できる触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装
置を提供する。 【解決手段】内燃機関１の排気通路２に触媒コンバータ
４を備えると共に、該触媒コンバータ４の入口部と中心
部に、それぞれ入口部温度センサ６と中心部温度センサ
７を配設した劣化判断手段５ａを有する排ガス浄化装置
10において、入口部温度Ｔinに対する中心部温度Ｔceの
時間遅れＩｔを考慮しつつ、入口部温度Ｔinと中心部温
度Ｔceを比較することにより、触媒の劣化を判断するよ
うに前記劣化判断手段５ａが構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関の排気ガス中のＮＯｘ等を低減するため
に、触媒コンバータを有して内燃機関の排気系通路に備
えられ、しかも、この触媒コンバータの劣化状態を監視
できる、触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンや一部のガソリンエ
ンジン等の内燃機関では、図１に示すように、エンジン
１の排ガスＧに含まれているＮＯｘ（窒素酸化物）等の
有害を低減するために、排気通路２にＮＯｘ触媒コンバ
ータ４を設けると共に、このＮＯｘ触媒コンバータ４の
上流側に設けた還元剤添加手段３により排気通路２内に
燃料と同じＨＣ（炭化水素）等の還元剤を噴射して、触
媒作用を利用してＮＯｘを還元除去し、清浄化した排ガ
スＧｃとして外部に排出している。

【０００３】つまり、還元剤を含む排気ガスＧが、ＮＯ
ｘ触媒コンバータ４に入り触媒に触れると、還元剤とＮ
Ｏｘとの間の化学反応が促進されて、ＮＯｘが還元され
てＮ2 となり排気ガスＧが浄化される。

【０００４】しかし、このＮＯｘ触媒コンバータ４は経
時変化によりその触媒性能が低下し、劣化が徐々に進行
するので、劣化の進行に応じて交換が必要になる。

【０００５】この交換時期を検知するため、ＮＯｘセン
サを配設して直接排ガス中のＮＯｘを測定して浄化度を
見る場合もあるが、一般に多くの場合は、化学反応によ
る反応熱の発生量が触媒性能の低下に伴って減少し、劣
化後の発熱量が劣化前に比べて小さくなることを利用し
て、触媒の劣化状態を判定している。

【０００６】この反応熱による触媒温度の上昇は、排ガ
ス中の成分にもよるが、ＮＯｘ触媒コンバータに関して
は、ディーゼルエンジンにおいては、１０℃〜２０℃と
比較的低いが、ガソリンエンジンの場合には、数十℃か
ら百℃近くになるので、この反応熱の影響の少ない入口
部の温度上昇より、この反応熱の影響の大きい中心部の
温度上昇がより大きく上昇することになるので、この温
度差を検出することにより、反応熱の発生量の変化から
触媒の劣化を判断できることになる。

【０００７】そして、従来の排気ガス浄化装置において
は、触媒コンバータ４の入口部と中心部にそれぞれ入口
部温度センサ６と中心部温度センサ７を設けて、時間的
に同時に検出した入口部温度と中心部温度とから温度差
を算出し、この温度差の変化から触媒の劣化状態を判断
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては定常運転時に対応した入口部温度と中心部
温度との温度差を基準にして、実際の運転時に同時に計
測した入口部温度と中心部温度との測定温度差とから、
触媒の劣化状態を判断しており、この方法では正確な判
断ができないという問題がある。

【０００９】つまり、実際の運転状態では、様々な状況
に対応してエンジン回転数や負荷が変動し、これらの変
動に伴って排ガス温度も変化するので、この温度変化す
る排ガスが通過する触媒コンバータの入口部温度と中心
部温度も変動することになるが、触媒コンバータの熱容
量の関係から、触媒が排ガスや反応熱により温まるのに
時間遅れが生じるので、入口部温度と中心部温度との変
動に時間遅れが生じることになる。

【００１０】例えば、排ガス温度が上昇する際には、入
口部温度が上昇しているにも係わらず、中心部では、時
間遅れがあるために、まだ十分に昇温せず、また、この
中心部が十分に昇温し終わった時には、既に排ガス温度
が低下している最中で、入口部温度も既に下がっている
ということが多く発生する。

【００１１】そのため、同時に計測した入口部温度と中
心部温度で温度差を算出した場合には、正確な入口部と
中心部の温度差を得ることができず、触媒の劣化の正確
な判断を行なうことができない。

【００１２】しかも、この時間遅れの時間自体が運転状
態の影響を受けて変化する。例えば、排ガス温度が高け
れば、また、反応熱の発生が多ければ時間遅れはそれだ
け短くなるが、この反応熱は、排ガス中のＮＯｘ濃度や
還元剤濃度や触媒活性等に関係するので、ＥＧＲ率等も
絡んで複雑になり、簡単に時間遅れ量は定まらないこと
になる。そのため、単純に一定の時間遅れを設定しても
正確な温度差を測定できない。

【００１３】その上、基準とする基準温度差も、エンジ
ンのベンチテストで得られる定常状態に近い状態の反応
熱による温度差では、運転状態が激しく変化する実際に
走行している自動車のようなエンジンの場合には役に立
たないという問題が有る。

【００１４】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、触媒の劣化状態の判
断において、触媒コンバータの入口部温度と中心部温度
の経時的変化の時間遅れを考慮に入れて温度差を算出す
ることにより、触媒の劣化状態を的確に判断できる触媒
の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置
は、以下のように構成される。 １）内燃機関の排気通路に触媒コンバータを備えると共
に、該触媒コンバータの入口部と中心部に、それぞれ入
口部温度センサと中心部温度センサを配設し、前記入口
部温度センサの検出値である入口部温度と前記中心部温
度センサの検出値である中心部温度を入力値として触媒
の劣化状態を判断する劣化判断手段を有する排ガス浄化
装置であって、前記劣化判断手段は、前記入口部温度に
対する前記中心部温度の時間遅れを考慮しつつ、前記入
口部温度と前記中心部温度を比較することにより、前記
触媒の劣化を判断するように構成される。

【００１６】この入口部とは、触媒コンバータの触媒作
用によって発生する反応熱の影響を受けにくい入口側の
部位を意味し、また、中心部とは、発生する反応熱の影
響を大きく受ける部位を意味し、通常は触媒コンバータ
の図形的な中心部がこの反応熱の影響を大きく受けるの
で、図形的な意味と同じになるが、特殊な形状の触媒コ
ンバータでは必ずしも図形的な中心と一致しない場合も
ある。

【００１７】また、入口部温度に対する中心部温度の時
間遅れを考慮するとは、入口部温度と中心部温度との値
を同時計測値とせず、時間的にずれたタイミングで測定
した値を採用することを意味し、温度変化のピーク同士
で比較したり、排ガス温度や入口部温度や排ガス温度の
変化率や入口部温度の変化率等に依存する時間差を算出
して、この時間差を有する入口部温度と中心部温度とを
比較したりすることである。

【００１８】この構成により、入口部温度に対する中心
部温度の時間遅れが考慮されているので、実際の走行状
態における反応熱の発生量の推定がより的確になるの
で、触媒の劣化の推定精度が向上する。 ２）そして、前記劣化判断手段は、前記入口部温度の経
時変化における入口部温度ピーク値と前記中心部温度の
経時変化における中心部温度ピーク値を検出し、該中心
部温度ピーク値と該中心部温度ピーク値の発生以前の入
口部温度ピーク値との差である測定温度差を基準温度差
と比較して、前記触媒の劣化を判断するように構成す
る。

【００１９】この劣化判断手段においては、次の現象を
考慮して、中心部温度ピーク値を基準にして温度差を検
出する時期を決めている。つまり、入口部温度は排ガス
温度の変動の影響を直接受けるので、排ガス温度の変化
に伴って変動し、ピーク値が煩雑に発生するが、一方、
中心部においては、反応熱の発生に加えて触媒の熱容量
も関係し、排ガスの温度変動によって生じる温度変化が
緩和されるので、この中心部の温度変化はなだらかな変
動となる。

【００２０】そのため、中心部温度は、短時間の平均的
な運転条件に対応した温度となり、このピーク値は少な
くなる。この点を考慮して、中心部温度ピーク値を元に
して、時間的にみて、この中心部温度ピーク値が発生す
る前の入口部温度ピーク値を、より具体的には直前の入
口部温度の最大ピーク値を、この中心部温度ピーク値と
比較する入口部温度ピーク値の値としている。

【００２１】これにより、触媒コンバータの入口部と中
心部での温度遅れを考慮しつつ入口部温度ピーク値と中
心部温度ピーク値を比較することができるので、触媒の
劣化の判定の精度が向上する。 ３）更に、この上記の排気ガス浄化装置において、前記
ピーク値を極大値とすると共に、前記ピーク間温度差を
算出するための前記入口部温度ピーク値を、今回の前記
中心部温度ピーク値の直前の中心部温度ピーク値が発生
した以後に発生した入口部温度ピーク値の最大値として
構成される。

【００２２】つまり、時間的に見て、入口部温度ピーク
値の最大値は、直前の中心部温度ピーク値と今回の比較
用の中心部温度ピーク値との間にあることになる。 ４）あるいは、前記ピーク値を極小値とすると共に、前
記ピーク間温度差を算出するための前記入口部温度ピー
ク値を、今回の前記中心部温度ピーク値の直前の中心部
温度ピーク値が発生した以後に発生した入口部温度ピー
ク値の最小値として構成される。

【００２３】このピーク値に関しては、極大値のみを採
用することも、極小値のみを採用することもでき、ま
た、極大値と極小値の両方を採用することもできる。 ５）そして、上記の排気ガス浄化装置において、前記基
準温度差を、所定の走行距離の間又は所定の走行期間の
間の走行中の記録データから作成する。

【００２４】この所定の走行距離は、触媒が劣化しない
走行距離、例えば、５００ｋｍ〜１０，０００ｋｍ等に
設定され、この期間のデータから基準温度差や基準温度
差マップデータの数値を得て、それ以後の触媒の劣化を
判断するための基準温度差や基準温度差マップデータと
して設定する。また、この走行距離の代わりに累積の走
行時間を計測し、例えば１０時間〜２００時間等の走行
期間の間とすることもできる。

【００２５】この構成によれば、触媒が劣化していない
状態の基準温度差や基準温度差マップデータを容易に得
ることができる。しかも、エンジンや触媒における製造
の際のバラツキによる差やユーザーの運転環境等の差も
反映されたデータとなるので、より正確な基準温度差お
よび基準温度差マップデータを得られることになる。 ６）また、上記の触媒装置の前記劣化判断手段におい
て、前記ピーク間温度差と前記基準温度差を、エンジン
回転数と負荷をベースの変数としたマップ上で比較して
評価し、この評価値マップ上の少なくとも一部の領域の
評価値の総和が所定の劣化判定値より大きくなった時に
前記触媒が劣化状態であると判断するように構成され
る。

【００２６】この構成により、マップデータとして、エ
ンジン回転数と負荷の組の各組に対してピーク間温度差
と基準温度差とを比較するので、エンジンの運転状態に
対応したより高精度の比較ができ、触媒の劣化判断精度
が向上する。この構成により、比較的簡単な方法によ
り、精度よく、ＮＯｘ触媒の劣化の判定をすることがで
きる。

【００２７】また、マップデータを使用しない簡便な方
法として、ピーク間温度差も基準温度差も、エンジン回
転数と負荷とは無関係に平均値として算出し、それぞれ
の平均値同士で比較して、両者の差や比等のこの比較値
と所定の劣化判定値との比較により劣化状態を判断する
こともできる。

【００２８】この場合においても、運転状態に対応した
基準値データが得られているので、平均したピーク間温
度差と比較しても、推定精度は高いものとなる。 ７）更に、上記の排ガス浄化装置において、前記触媒コ
ンバータがＮＯｘ触媒コンバータであり、該ＮＯｘ触媒
コンバータより上流側に還元剤添加手段を配設して構成
し、ＮＯｘ触媒の場合に、この還元剤添加手段により、
触媒作用による化学反応に必要な還元剤の供給を行な
う。

【００２９】従って、以上のような構成の触媒の劣化判
断手段を有する排ガス浄化装置によれば、触媒の劣化状
態の判断において、触媒コンバータの入口部温度と中心
部温度の経時的変化の時間遅れを考慮に入れているの
で、触媒の劣化状態の推定の精度は高いものとなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置の実施の
形態を説明する。 〔装置の構成〕本発明に係る触媒の劣化判断手段を有す
る排ガス浄化装置は、図１に示すように、ディーゼルエ
ンジン等のエンジン（内燃機関）１の排気通路２に排気
ガスＧ中のＮＯｘ（窒素酸化物）浄化用のＮＯｘ触媒コ
ンバータ４を配設し、このＮＯｘ触媒コンバータ４によ
って排気ガスＧ中のＮＯｘを還元除去して浄化して清浄
な排気ガスＧｃとして排出するように構成される。

【００３１】このＮＯｘ触媒コンバータ４のＮＯｘ還元
用の触媒としては、Ｃｕ−ゼオライト系や貴金属系のＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，及びＩｒ等の水溶性塩をＡｌ₂ ０₃ 等
の担体に含浸して担持した貴金属担持触媒等を使用する
ことができる。

【００３２】また、このＮＯｘ触媒コンバータ４へＨＣ
（炭化水素）等の還元剤を供給する還元剤添加手段３が
ＮＯｘ触媒コンバータ４の上流側の排気通路２に設けら
れる。この還元剤添加手段３は、還元剤タンク３ａとポ
ンプ３ｂと噴射弁３ｃとからなり、還元剤を排気通路２
内に噴射して排ガスＧに還元剤を添加する。

【００３３】なお、還元剤の添加は、必要に応じて、エ
ンジン筒内に噴射により供給することもできる。

【００３４】そして、エンジン１全体の制御を行うため
にＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）と呼ばれ
るコントローラ５を設ける。このコントローラ５はエン
ジン全体をコントロールすると共に、還元剤添加手段３
も制御し、還元剤の供給のタイミングに合わせて噴射弁
３ｃの開閉を行なう。

【００３５】また、このコントローラ５に、エンジンの
回転速度Ｎe や負荷Ａccを検出するセンサー（図示しな
い）からの信号を入力すると共に、更に、ＮＯｘ触媒コ
ンバータ４の入口部と中心部に、それぞれ入口部温度セ
ンサ６と中心部温度センサ７を配設し、この入口部温度
センサ６の検出値である入口部温度Ｔinと中心部温度セ
ンサ７の検出値である中心部温度Ｔceを入力するように
構成する。

【００３６】また、この入力した入口部温度Ｔinと中心
部温度Ｔceを入力値として触媒４の劣化状態を判断する
劣化判断手段５ａを設ける。この劣化判断手段５ａは、
コントローラ５に所属して形成される。 〔劣化判断手段のフロー〕次に、劣化判断手段５ａにお
いて、ＮＯｘ触媒コンバータ４の劣化状態を判断するフ
ローについて、図２〜図６のフローチャート図と図７の
時系列データの例を参照しながら説明する。

【００３７】なお、以下の説明では、ピーク値を極大値
として説明するが、ピーク値を極小値とすることもで
き、両方のピーク値を採用することもできる。 〔全体のフロー〕自動車の運転開始により、エンジンの
制御のメインのフローが開始され、繰り返されるが、劣
化判断手段５ａにおいては、図２に示すようなフローチ
ャート図に基づくフローが繰り返し呼ばれて作業を繰り
返す。

【００３８】先ず、このフローが呼ばれてスタートする
と、ステップＳ１で走行距離のデータを入力し、ステッ
プＳ２で、現在の走行距離Ｌが予め設定した基準温度差
データＭｓを集積するための開始走行距離Ｌ１と終了走
行距離Ｌ２の間にあるか否かを判断する。

【００３９】そして、現在の走行距離Ｌが、データ集積
期間内である時（Ｌ１＜Ｌ＜Ｌ２）は、ステップＳ10で
基準温度差マップデータＭｓ(i,j) を作成し、リターン
する。

【００４０】この走行距離の区間（Ｌ１〜Ｌ２）は、触
媒が良好な状態を保持していると考えられる適当な走行
距離であり、例えば、初期の走行を慣らし運転と見なし
て、走行開始の５００ｋｍ（Ｌ１）から、触媒の劣化前
の距離、例えば１０，０００ｋｍ（Ｌ２）までの間とす
る。なお、この走行距離の代わりに走行時間で判断する
こともできる。

【００４１】この基準温度差マップデータＭｓ(i,j) に
ついて説明すると、マップのベースとなる変数は、エン
ジン回転数Ｎe (i) や負荷（アクセル開度）Ａcc(j) で
あり、この各値に対応する番地を(i,j) で表示し、これ
らの各値に対応する関数となる基準温度差を行列表示で
Ｍｓ(i,j) で表示する。また、以下で使用するマップデ
ータとしては、この基準温度差Ｍｓ(i,j) の他に、測定
温度差マップデータＭｍ(i,j) と比較結果の評価値マッ
プデータＭｅ(i,j) がある。

【００４２】次に、この基準温度差データＭｓの集積期
間（Ｌ≧Ｌ２）以後は、ステップＳ20で、測定温度差デ
ータＭｍの集積を行い、次のステップＳ30で、この測定
温度差データＭｍと基準温度差データＭｓの比較から評
価値データＭｅを作成し、更に、ステップＳ40でこの評
価値データＭｅから、触媒の劣化の判断を行い、劣化状
態であればステップＳ50で警告信号を出力して、また
は、劣化状態でなければそのままリターンする。

【００４３】〔基準温度差データの集積〕図３に示すこ
のステップＳ10の基準温度差マップデータの集積用フロ
ーでは、ステップＳ11で、触媒の入口部温度Ｔin、中心
部温度Ｔce、エンジン回転数Ｎe、アクセル開度Ａcc等
を所定の時間間隔（インターバル）でサンプリング入力
し、ステップＳ12、Ｓ13で、このサンプリングしたデー
タから入口部温度Ｔinの最大ピーク値を探して、あれば
ステップＳ14でＤinm にこれを記憶し、更に、この時の
回転数Ｎe と負荷ＡccをＤneとＡacに記憶する。

【００４４】このピーク値は、直前の値Ｔin1 と今回測
定した値Ｔinとを比較して、Ｔin1＞Ｔinとなった時に
極大値のピーク値としてＴin1 を採用し、更に最大ピー
ク値は、既に記憶されているＤinm とＴin1 を比較し
て、Ｄinm ＜Ｔin1 であれば、Ｄinm にＴin1 を記憶す
る。これによって、Ｄinm が最大ピーク値を記憶してい
ることになる。次のステップＳ14では、中心部温度Ｔce
のピーク値を探し、無ければリターンする。このピーク
値の検知は、入口部温度Ｔinと同様に行なう。

【００４５】ステップＳ14でピーク値を探して有れば、
ステップＳ15でＤcem をＴce1 とし、ステップＳ16で、
これらのデータを基準温度差マップデータＭｓとして記
憶するために、ＤneとＤacが該当するＮe (i) やＡcc
(j) の番地(i,j) を算定し、中心部温度ピーク値Ｄcem
と入口部温度ピーク値Ｄinm の差を基準温度差Ｍｓ(i,
j) の値としてメモリし、ステップＳ17でＤinm ，Ｄcem
を初期化してリターンする。

【００４６】このフローにより、図７に示すように、直
前の中心部温度ピーク値Ｄcem0が発生してから今回比較
に使用する中心部温度ピーク値Ｄcem が発生するまでの
間Ｉceに、発生した入口部温度ピーク値Ｄinm1，Ｄinm
2，Ｄinm3，Ｄinm3の内で、最大ピーク値Ｄinm ＝Ｄinm
3を比較用に選んで比較できる。

【００４７】なお、この比較用に選択した入口部温度ピ
ーク値Ｄinm の発生時期と今回比較に使用する中心部温
度ピーク値Ｄcem の発生時期との差Ｉｔが時間遅れに相
当することになる。

【００４８】このステップＳ10の基準温度差マップデー
タの集積用フローの作業を所定の走行距離の期間繰り返
すことにより、数多くの番地(i,j) に対応するＭｓ(i,
j) の値が得られ、基準温度差マップＭｓが出来上が
る。なお、この基準温度差マップＭｓのマップデータＭ
ｓ(i,j) はすべての(i,j)に対して値が入っている必要
はなく、劣化の判断に必要な領域が埋まっていればよ
い。

【００４９】なお、同じ番地(i,j) に対する基準温度差
マップデータＭｓ(i,j) については、次々と置き換えて
最新のＤcem −Ｄinm の値としてもよく、または、カウ
ンターマップＮｓ(i,j) ＝Ｎｓ(i,j) ＋１を設け、その
回数をカウントしてメモリし、Ｍｓ(i,j) ＝Ｍｓ(i,j)
＋（Ｄcem −Ｄinm ）として加算し、最後に、Ｍｓ(i,
j) ＝Ｍｓ(i,j) ／Ｎｓ(i,j) として、平均値にしても
よい。また、他の方法を取ってもよい。

【００５０】〔測定温度差データの集積〕このステップ
Ｓ20の測定温度差データの集積用フローは上記のステッ
プＳ10の基準温度差マップデータの集積用フローと同じ
であり、データのメモリ場所がＭｓからＭｍとなるのが
異なる。また、この場合には、同じ番地(i,j) に対する
測定値については、次々と置き換えて最新のＤcem −Ｄ
inm の値とする。

【００５１】ステップＳ21で、触媒の入口部温度Ｔin、
中心部温度Ｔce、エンジン回転数Ｎe 、アクセル開度Ａ
cc等を所定の時間間隔（インターバル）でサンプリング
入力し、ステップＳ12、Ｓ13で、このサンプリングした
データから入口部温度Ｔinの最大ピーク値を探して、あ
ればステップＳ14でＤinm にこれを記憶し、更に、この
時の回転数Ｎe と負荷ＡccをＤneとＡacに記憶する。

【００５２】次に、ステップＳ24で、中心部温度Ｔceの
ピーク値を探し、無ければリターンする。ステップＳ24
でピーク値を探して有れば、ステップＳ25でＤcem をＴ
ce1とし、ステップＳ26で、これらのデータを測定温度
差マップデータＭｍとして記憶する。そして、ステップ
Ｓ27でＤinm ，Ｄcem を初期化してリターンする。

【００５３】このステップＳ20の測定温度差マップデー
タの集積用フローの作業を繰り返すことにより、数多く
の番地(i,j) に対応するＭｍ(i,j) の値が得られ、測定
温度差マップＭｓが出来上がる。 〔評価値マップデータの作成〕図５に示すステップＳ30
の評価値マップデータの作成フローでは、基準温度差マ
ップデータＭｓ(i,j) と測定温度差マップデータＭｍ
(i,j) とを比較し、その差や比率から、評価値マップデ
ータＭｅ(i,j) にそれぞれに評価値を入力して、全体の
評価値マップＭｅを作成する。

【００５４】先ず、ステップＳ31で、Ｍｓ(i,j) とＭｍ
(i,j) をそれぞれチェックしてデータが入力されていな
い、初期値（例えばゼロ）のままである部分を除いて、
ステップＳ32で、基準温度差マップデータＭｓ(i,j) の
値と測定温度差マップデータＭｍ(i,j) の値を比較し
て、その結果の評価値を評価値マップデータのＭｅ(i,
j) に入力する。

【００５５】この評価値は、それぞれの番地(i,j) によ
って異なる評価値を有する評価値マップデータを用いて
もよいが、全番地(i,j) に対して同じ評価値を用いても
よい。この評価値の単純なものとしては、ステップＳ31
で示すように、その比率を評価値とし、Ｍｅ(i,j) ＝Ｍ
ｍ(i,j) ／Ｍｓ(i,j) とする方法がある。

【００５６】この他にも、測定マップデータＭｍ(i,j)
の値と基準マップデータＭｓ(i,j)の値との差ΔＭｉｊ
＝Ｍｍ(i,j) −Ｍｓ(i,j) が一定値以上であれば、評価
値を１とし、この評価値をＭｅ(i,j) に入力する等さま
ざまな評価方法があるので、適切な方法を採用すればよ
い。そして、この評価値マップデータＭｓ(i,j) を作成
した後リターンする。

【００５７】なお、この評価値マップデータの作成は、
図２のフローに従えば、毎回行なうことになるが、適当
な所定走行距離（例えば１００ｋｍ）毎に行なっても、
また所定の走行時間毎に行なってもよい。 〔触媒の劣化判断フロー〕次に、図６に示すステップＳ
40の触媒の劣化判断フローに従って、評価値マップデー
タの値と所定の劣化判定値との比較からＮＯｘ触媒コン
バータ４の劣化状態を判断する。

【００５８】この判断フローでは、評価値マップデータ
Ｍｅ(i,j) のマップ上の少なくとも一部の領域の評価値
Ｍｅ(i,j) の総和ＳＭｅを取って、この総和の値ＳＭｅ
が所定の劣化判定値ＣＭｅより大きくなった時に、ＮＯ
ｘ触媒コンバータ４が劣化状態であると判断する。

【００５９】図６のフローでは、ステップＳ41でＭｅ
(i,j) の総和を取り、平均値ＳＭｅを求め、ステップＳ
42で、この平均値ＳＭｅと所定の劣化判定値ＳＭｓとを
比較して（ＳＭｅ＞ＳＭｓ）、平均値ＳＭｅが所定の劣
化判定値ＳＭｓより大きければ劣化状態であると判断し
てリターンし、そうでなければ劣化状態ではないと判断
してリターンする。

【００６０】なお、図６のフローでは、分かり易いよう
に平均値ＳＭｅと所定の劣化判定値ＣＭｓとを比較して
いるが、これは、平均値を算出せずに、総和（平均値Ｓ
Ｍｅ×ＮＭｅ）と所定の劣化判定値（劣化判定値ＣＭｓ
×ＮＭｅ）とを比較したのと同じことである。 〔警報発生〕そして、図２の全体フローに戻って、ステ
ップＳ40で、劣化状態であると判断された時には、ステ
ップＳ50で、警報信号を出力する。この警報信号の出力
を受けて運転席の警告表示灯を点灯したり、点滅する。

【００６１】また、ステップＳ40で、劣化状態で無いと
と判断されたときには、そのままリターンする。 〔制御のまとめ〕この制御では、請求項２に関連する
が、ステップＳ10やステップＳ20で示すように、入口部
温度Ｔinの経時変化における入口部温度ピーク値Ｄinm
と中心部温度Ｔceの経時変化における中心部温度ピーク
値Ｄcem を検出し、中心部温度ピーク値Ｄcem とこの中
心部温度ピーク値Ｄcem の発生以前の入口部温度ピーク
値Ｄinm との差である測定温度差Ｄcem −Ｄinm を、基
準温度差マップＭｓと測定温度差マップＭｍに入力して
いる。

【００６２】特に、請求項３（及び請求項４）に関連す
るが、ステップＳ10やステップＳ20で、ピーク値Ｄinm
，Ｄcem を極大値として扱い、ピーク間温度差Ｄcem
−Ｄinm を算出するための入口部温度ピーク値Ｄinm
を、今回の中心部温度ピーク値Ｄcem の直前の中心部温
度ピーク値Ｄcem が発生した以後に発生した入口部温度
ピーク値Ｄinm の最大値となるようにしている。また、
請求項５に関連するが、ステップＳ10で示すように、基
準温度差Ｍｓを、所定の走行距離Ｌ１，Ｌ２の間の走行
中の記録データから作成している。

【００６３】更に、請求項６に関連するが、ステップＳ
41で示すように、劣化判断手段５ａにおいて、ピーク間
温度差Ｍｍ(i,j) と基準温度差Ｍｓ(i,j) を、エンジン
回転数Ｎe(i)と負荷Ａcc(j) をベースの変数としたマッ
プＭｍ, Ｍｓ上で比較して評価し、更に、ステップＳ42
で示すように、この評価値マップＭｅ上の少なくとも一
部の領域の評価値Ｍｅ(i,j) の総和ＳＭｅが所定の劣化
判定値ＣＭｅより大きくなった時にＮＯｘ触媒コンバー
タ４が劣化状態であると判断している。

【００６４】従って、請求項１で述べたように、劣化判
断手段５ａは、入口部温度Ｔinに対する中心部温度Ｔce
の時間遅れを考慮しつつ、入口部温度Ｔinと中心部温度
Ｔceを比較して、これにより、ＮＯｘ触媒コンバータ４
の劣化を判断している。 〔効果〕以上の構成の触媒の劣化判断手段を有する排ガ
ス浄化装置によって、次のような効果を奏することがで
きる。

【００６５】入口部温度Ｔinの経時的なピーク値Ｄinm
と、それ以後の中心部温度Ｔceの経時的なピーク値Ｄce
m との温度差Ｄcem −Ｄinm をＮＯｘ触媒コンバータ４
の劣化判定のデータとして使用し、ＮＯｘ触媒コンバー
タ４の入口部温度Ｔinと中心部温度Ｔceの変化の時間遅
れを考慮しているので、より精度の高い温度差を検出で
きる。

【００６６】つまり、入口部温度Ｔinと中心部温度Ｔce
の経時変化によるピーク値Ｄinm ，Ｄcem 同士の温度差
を比較用の温度差Ｄcem −Ｄinm としているので、基準
温度差Ｍｓに対する測定温度差ＭｍがＮＯｘ触媒コンバ
ータ４の入口部と中心部における温度変化の時間遅れを
含んだ温度差となり、正確にＮＯｘ触媒コンバータ４の
劣化を判断できる。

【００６７】そして、上記の排気ガス浄化装置10におい
て、基準温度差Ｍｓ又は基準温度差マップデータＭｓ
(i,j) を、所定の走行距離Ｌ１，Ｌ２の間の走行中の記
録データから作成しているので、各エンジン独自の基準
温度差Ｍｓや基準温度差マップデータＭｓ(i,j) を得る
ことができる。そのため、測定温度差Ｍｍと同じエンジ
ンの個体差やユーザーの運転環境や技量や習癖等を含ん
だ基準温度差Ｍｓで比較できるので、より正確にＮＯｘ
触媒コンバータ４の劣化を推定することができる。

【００６８】更に、データの比較を、マップ上でエンジ
ン回転数Ｎe と負荷Ａccの組の各組(i,j) に対してピー
ク間の測定温度差Ｍｓ(i,j) と基準温度差Ｍｍ(i,j) と
を比較するので、エンジン１の運転状態に対応したより
精密な比較ができ、触媒コンバータ４の劣化判断精度を
向上できる。

【００６９】また、評価値マップデータＭｅ(i,j) の一
部の領域の値の総和ＳＭｅが所定の劣化判定値ＣＭｅよ
り大きくなった時にＮＯｘ触媒コンバータ４が劣化状態
であると判断するように構成されるので、比較的簡単な
方法により、ＮＯｘ触媒コンバータ４の劣化の判定をす
ることができる。

【００７０】従って、以上のような構成の触媒の劣化判
断手段５ａを有する排ガス浄化装置10によれば、ＮＯｘ
触媒コンバータ４の劣化状態の判断において、ＮＯｘ触
媒コンバータ４の入口部温度Ｔinと中心部温度Ｔceの経
時的変化の時間遅れを考慮に入れてＮＯｘ触媒コンバー
タ４の劣化を判断しているので、正確にＮＯｘ触媒コン
バータ４の劣化状態を判断できる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る触媒
の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置によれば、次の
ような効果を奏することができる。

【００７２】入口部温度の経時的なピーク値と、それ以
後の中心部温度の経時的なピークとの温度差をＮＯｘ触
媒の劣化の判断用にデータとしているので、触媒の入口
部温度と中心部温度の間に発生する時間遅れを考慮する
ことができ、より精度の高い温度差を検出できるので、
劣化の判断がより的確になる。

【００７３】つまり、入口部温度と中心部温度の経時変
化によるピーク値同士の差を比較用の測定温度差及び基
準温度差としているので、基準温度差と、これと比較さ
れる測定温度差とが触媒の入口部と中心部における温度
変化の時間遅れを含んだ値となるので、正確に触媒の劣
化を判断できる。

【００７４】そして、基準温度差又は基準温度差マップ
データを、所定の走行距離の間又は所定の走行期間の間
の走行中の記録データから作成することにより、各エン
ジン独自の基準温度差や基準温度差マップデータを得る
ことができるので、より正確に触媒の劣化を推定するこ
とができる。

【００７５】また、測定温度差と基準温度差との比較を
エンジン回転数と負荷をベースの変数としたマップ上で
行なうことにより、エンジンの運転状態に対応したより
高精度の比較ができるので、触媒の劣化判断精度が向上
する。

【００７６】更に、判定値マップデータの一部の領域の
値の総和が所定の劣化判定値より大きくなった時にＮＯ
ｘ触媒が劣化状態である判断することにより、比較的簡
単な方法により、ＮＯｘ触媒の劣化の判定をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る触媒の劣化判断手段を有する排ガ
ス浄化装置の構成図である。

【図２】本発明に係る触媒の劣化判断手段のフローチャ
ート図である。

【図３】図２の基準温度差データの集積の部分のフロー
チャート図である。

【図４】図２の測定温度差データの集積の部分のフロー
チャート図である。

【図５】図２の評価値データの作成の部分のフローチャ
ート図である。

【図６】図２の触媒の劣化判断の部分のフローチャート
図である。

【図７】触媒コンバータの入口部温度と中心部温度の時
系列の例を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ２ 排気通路 ３ 還元剤添加手段 ４ ＮＯｘ触媒コンバータ ５ コントローラ（ＥＣＭ） ５ａ 劣化判断手段 ６ 入口部温度センサ ７ 中心部温度センサ 10 排ガス浄化装置 Ｌ 走行距離 Ｌ１ 所定の走行距離（集積開始） Ｌ２ 所定の走行距離（集積終了） Ｔin，Ｔin1 入口部温度 Ｔce，Ｔce1 中心部温度 Ｄinm 入口部温度ピーク値 Ｄcem 中心部温度ピーク値 Ｎe ，Ｎe1，Ｄne，Ｎｅ(i) エンジン回転数 Ａcc，Ａcc1 ，Ｄac，Ａcc(j) 負荷 Ｍｍ(i,j) 測定温度差（Ｄcem −Ｄinm ） Ｍｓ(i,j) 基準温度差（Ｄcem −Ｄinm ） Ｍｅ(i,j) 評価値 ＣＭｅ 所定の劣化判定値 ＳＭｅ 評価値の総和・平均値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA18 AB05 BA14 BA33 BA34 CA18 CB02 DA01 DA02 DA07 DB01 DB06 DB07 DB10 EA01 EA03 EA07 EA17 EA18 EA30 EA38 FB10 FC02 GB01W GB01X GB05W GB06W GB07W GB09W GB10X GB16X HA36 HA38 HA39 HA42

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に触媒コンバータを
   備えると共に、該触媒コンバータの入口部と中心部に、
   それぞれ入口部温度センサと中心部温度センサを配設
   し、前記入口部温度センサの検出値である入口部温度と
   前記中心部温度センサの検出値である中心部温度を入力
   値として触媒の劣化状態を判断する劣化判断手段を有す
   る排ガス浄化装置であって、 前記劣化判断手段は、前記入口部温度に対する前記中心
   部温度の時間遅れを考慮しつつ、前記入口部温度と前記
   中心部温度を比較することにより、前記触媒の劣化を判
   断することを特徴とする触媒の劣化判断手段を有する排
   ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 前記劣化判断手段は、前記入口部温度の
   経時変化における入口部温度ピーク値と前記中心部温度
   の経時変化における中心部温度ピーク値を検出し、 該中心部温度ピーク値と該中心部温度ピーク値の発生以
   前の入口部温度ピーク値との差である測定温度差を基準
   温度差と比較して、前記触媒の劣化を判断することを特
   徴とする請求項１記載の触媒の劣化判断手段を有する排
   ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 前記ピーク値を極大値とすると共に、前
   記ピーク間温度差を算出するための前記入口部温度ピー
   ク値を、今回の前記中心部温度ピーク値の直前の中心部
   温度ピーク値が発生した以後に発生した入口部温度ピー
   ク値の最大値としたことを特徴とする請求項２記載の触
   媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 前記ピーク値を極小値とすると共に、前
   記ピーク間温度差を算出するための前記入口部温度ピー
   ク値を、今回の前記中心部温度ピーク値の直前の中心部
   温度ピーク値が発生した以後に発生した入口部温度ピー
   ク値の最小値としたことを特徴とする請求項２記載の触
   媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 前記基準温度差を、所定の走行距離の間
   又は所定の走行期間の間の走行中の記録データから作成
   することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄化装置。
6. 【請求項６】 前記劣化判断手段において、前記ピーク
   間温度差と前記基準温度差を、エンジン回転数と負荷を
   ベースの変数としたマップ上で比較して評価し、この評
   価値マップ上の少なくとも一部の領域の評価値の総和が
   所定の劣化判定値より大きくなった時に前記触媒が劣化
   状態であると判断することを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載の触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄
   化装置。
7. 【請求項７】 前記触媒コンバータがＮＯｘ触媒コンバ
   ータであり、該ＮＯｘ触媒コンバータより上流側に還元
   剤添加手段を配設したことを特徴とする請求項１〜６の
   いずれかに記載の触媒の劣化判断手段を有する排ガス浄
   化装置。