JP2008169813A - 内燃機関の触媒異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出する。
【解決手段】互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、これら複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて複数の触媒の劣化を検出する手段と、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化が検出されたとき(S101:YES)、残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する手段(S105,S108)とを備える。残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件が緩和されるので、残りの触媒の劣化検出を行いやすくなり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【選択図】図4
【解決手段】互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、これら複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて複数の触媒の劣化を検出する手段と、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化が検出されたとき(S101:YES)、残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する手段(S105,S108)とを備える。残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件が緩和されるので、残りの触媒の劣化検出を行いやすくなり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
【選択図】図4
Description
本発明は内燃機関の触媒異常診断装置に係り、特に、互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒の異常を診断する装置に関する。
一般に、内燃機関では排気ガスを浄化するために排気通路に触媒が配置されている。このような触媒、例えば三元触媒は、触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくなると、即ちリーンになると排気ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、触媒流入排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッチになると吸着保持された酸素を放出するO2ストレージ機能を有する。従って、内燃機関の通常運転時、理論空燃比を中心として運転条件により混合気がリッチ側又はリーン側に振れてしまっても、触媒表面は理論空燃比に保たれ、三元触媒のもつO2ストレージ機能により、混合気がリーンになったときには過剰な酸素が触媒に吸着保持されるためにNOxが還元され、混合気がリッチになったときには触媒に吸着保持された酸素が放出されるためにHCおよびCOが酸化され、これによりNOx,HCおよびCOを同時に浄化できることになる。
そこで従来より触媒上流側の排気通路に排気空燃比を検出するための空燃比センサを配置し、排気空燃比がリーンになったときには燃料供給量を増量し、排気空燃比がリッチになったときには燃料供給量を減量させることにより、空燃比が理論空燃比を中心として制御されるためリッチ側又はリーン側に交互に振れてしまっても、それによってNOx,HCおよびCOを同時に低減されるようになっている。
ところで、三元触媒が劣化すると排気ガス浄化率が低下する。三元触媒の劣化度とO2ストレージ機能の低下度との間にはともに貴金属を介する反応であるため相関関係がある。よって、O2ストレージ機能が低下したことを検出することで触媒が劣化したことを検出することができる。
一方、V型エンジン等、互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ触媒を配置する場合がある。例えば特許文献1では、エミッション向上のため、複数の触媒のうち少なくとも一つが劣化触媒であると判定された場合、同劣化触媒から流出する排ガスが正常触媒に流入するように排気通路の構成を変更している。
このような互いに並列な複数の触媒がある場合、次のような問題がある。例えば、車両に搭載された内燃機関において、全ての触媒に同時に影響を及ぼすような特定部品が故障し、このことに起因していずれかの触媒が異常状態に陥ると、その特定部品の故障と触媒の異常とが異常診断装置、特に電子制御ユニット(以下、ECUという)によって検出され、ユーザーへの警告のため例えばチェックランプが点灯される。こうなるとユーザーは整備工場に車両を搬入し、整備工場では、ECUに記憶された診断コードと修理書に従って、故障部品と異常触媒とを交換し、異常状態を解消する。
ところが、特定部品が故障したからといって複数の触媒が全く同じように劣化したり故障したりすることは殆どなく、大抵の場合、排気温度差や空燃比差があることから、一部の触媒が異常になってから残りの触媒が異常になるまでに時間差が生ずる。すると、先に異常となった触媒が交換されて車両がユーザーに返却されても、その後、他の触媒に劣化や故障が発生し、このことが異常診断装置で検出されてチェックランプが点灯し、再度ユーザーが整備工場に車両を搬入し、触媒を交換しなければならない事態が起こり得る。これはユーザーに二度手間を掛けることとなり、好ましくない。先の触媒異常発生と同時かその直後に残りの触媒の異常が発生すれば、車両の一度の搬送で全ての異常触媒を同時に交換することが可能である。しかし、例えば数週間、数ヶ月といった一定期間を隔てて発生する後発的な触媒異常の場合に問題となる。しかも、一部の触媒が交換されてから残りの触媒が交換されるまでの間、排気エミッションが悪化した状態で車両が運転されてしまう可能性もある。
この問題を解決するには、一部の触媒の異常発生後に残りの触媒の異常を速やかに検出し、一部の触媒の交換と同時に残りの触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。
そこで、本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出することができる内燃機関の触媒異常診断装置を提供することにある。
本発明の第1の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する検出条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する検出条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
この本発明の第1の形態によれば、複数の触媒のうち一部の触媒の劣化が検出されたときに、残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件が緩和される。従って残りの触媒の劣化検出を行いやすくなり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明の第2の形態は、前記第1の形態において、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記検出条件を緩和する
ことを特徴とする。
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記検出条件を緩和する
ことを特徴とする。
一次異常が検出され且つ一部の触媒の劣化が検出されたときには、その一部の触媒の劣化が一次異常に起因したものであり、残りの触媒も後に劣化に至る可能性が大きい。従ってこのような場合に残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和することで、残りの触媒の劣化を検出し易くし、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明の第3の形態は、前記第1又は第2の形態において、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出のための前提条件を緩和する
ことを特徴とする。
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出のための前提条件を緩和する
ことを特徴とする。
劣化検出のための前提条件を緩和することで、残りの触媒に対する劣化検出を行い易くし、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明の第4の形態は、前記第1乃至第3いずれかの形態において、
前記劣化検出手段は、計測した劣化指標値を所定の劣化判定値と比較して前記複数の触媒の劣化を検出するものであり、
前記検出条件緩和手段は、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように前記劣化判定値を変更するものである
ことを特徴とする。
前記劣化検出手段は、計測した劣化指標値を所定の劣化判定値と比較して前記複数の触媒の劣化を検出するものであり、
前記検出条件緩和手段は、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように前記劣化判定値を変更するものである
ことを特徴とする。
このように劣化判定値を変更することで、残りの触媒の劣化検出に際して残りの触媒を劣化として判定することが容易となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明の第5の形態は、前記第1乃至第4いずれかの形態において、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により既になされている残りの触媒に対する正常判定を無効化する正常判定無効化手段を備えた
ことを特徴とする。
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により既になされている残りの触媒に対する正常判定を無効化する正常判定無効化手段を備えた
ことを特徴とする。
このように、残りの触媒に対して既になされている正常判定を無効化することで、残りの触媒に対する劣化検出を再度実行可能となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明の第6の形態は、前記第1乃至第5いずれかの形態において、
内燃機関の複数トリップで前記劣化検出手段によりいずれかの触媒に劣化が検出されたときにその触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記異常診断手段により残りの触媒の異常診断を行うときの前記トリップ数を減少する診断条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする。
内燃機関の複数トリップで前記劣化検出手段によりいずれかの触媒に劣化が検出されたときにその触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記異常診断手段により残りの触媒の異常診断を行うときの前記トリップ数を減少する診断条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする。
このようにトリップ数を減少すると、より少ないトリップ数で残りの触媒を異常と診断することが可能となり、一部の触媒の劣化検出時から少ないトリップ数で残りの触媒を異常と診断することが可能となる。特に、トリップ数を1に減少した場合には一部の触媒の劣化検出時と同一トリップ内で残りの触媒を異常と診断することが可能となる。
本発明の第7の形態は、前記第1乃至第6いずれかの形態において、
各触媒の異常の要因となるような各触媒に対応する部分的一次異常の発生を検出する部分的一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには前記検出条件を緩和し、また、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには前記検出条件を緩和しない
ことを特徴とする。
各触媒の異常の要因となるような各触媒に対応する部分的一次異常の発生を検出する部分的一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには前記検出条件を緩和し、また、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには前記検出条件を緩和しない
ことを特徴とする。
この本発明の第7の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出され且つ残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには、残りの触媒の劣化検出の際の検出条件が緩和される。よって残りの触媒の異常を速やかに検出することが可能となる。他方、一部の触媒の劣化が検出され且つ残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには、そのような条件緩和が実行されない。そもそも、残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されないときには、その後残りの触媒が異常になる可能性は極めて低い。よって条件緩和を不実行とすることで、無駄な条件緩和を禁止すると共に、残りの触媒に対して通常通りの条件で高精度に劣化検出を実行できる。
本発明の第8の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により計測された残りの触媒の劣化指標値と、その計測時以前に計測された残りの触媒の劣化指標値とに基づき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する劣化進行判定手段と、
該劣化進行判定手段により前記残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも前記残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により計測された残りの触媒の劣化指標値と、その計測時以前に計測された残りの触媒の劣化指標値とに基づき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する劣化進行判定手段と、
該劣化進行判定手段により前記残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも前記残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
この本発明の第8の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出されたとき、残りの触媒の劣化進行の有無が判定され、残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも残りの触媒が最終的に異常と診断される。よって、一部の触媒の異常を検出したときに残りの触媒の異常をも速やかに検出することができる。特に、残りの触媒が完全劣化や故障に至る手前の段階であっても、そのことが劣化進行ありということで検出されるので、残りの触媒の潜在的な異常をも速やかに且つ効果的に検出することが可能である。
本発明の第9の形態は、前記第8の形態において、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
劣化進行判定手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する
ことを特徴とする。
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
劣化進行判定手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する
ことを特徴とする。
本発明の第10の形態は、前記第8又は第9の形態において、
前記触媒劣化検出手段により残りの触媒の劣化指標値を計測するときの計測条件を緩和する計測条件緩和手段
を備えたことを特徴とする。
前記触媒劣化検出手段により残りの触媒の劣化指標値を計測するときの計測条件を緩和する計測条件緩和手段
を備えたことを特徴とする。
本発明の第11の形態によれば、
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出されたとき、少なくとも残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出されたとき、少なくとも残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置が提供される。
この本発明の第11の形態によれば、一部の触媒の劣化が検出されたときに残りの触媒も劣化となる可能性が高いことから、少なくとも残りの触媒が直ちに且つ強制的に異常と診断される。これにより、一部の触媒と残りの触媒との同時異常診断が可能となり、残りの触媒の異常を速やかに検出することができる。
本発明によれば、一部の触媒の異常が検出された場合に、その後速やかに、残りの触媒の異常をも検出することができるという、優れた効果が発揮される。
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。
図1は、本実施形態の構成を示す概略図である。図示される内燃機関1は自動車用のV型多気筒(図示例は6気筒)火花点火式エンジンであり、3気筒ずつを1気筒群とする第1バンクA及び第2バンクBを有している。第1バンクA側の気筒群を第1気筒群、第2バンクB側の気筒群を第2気筒群と称す。第1バンクA側に関連する要素については「A」の符号を付し、第2バンクB側に関連する要素については「B」の符号を付する。
内燃機関1においては、気筒毎に、燃焼室3内の混合気に点火するための点火プラグ7が設けられている。また気筒毎に、燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)12が設けられている。インジェクタ12は図示例では吸気ポートに燃料を噴射するが、燃焼室3に直接燃料を噴射するものであってもよい。気筒毎に、吸気ポート及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁が設けられている(図示せず)。
吸気通路は、各気筒の吸気ポートに連通され各バンクA,Bに取り付けられた吸気マニホールド4A,4Bと、これら吸気マニホールド4A,4Bが合流接続される上流側のサージタンク8と、サージタンク8の上流側に接続された吸気管13とから構成されている。吸気管13の入口にはエアクリーナ9が設けられている。そして吸気管13には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ5と、電子制御式スロットルバルブ10とが設けられている。
一方、排気通路2A,2BがバンクA,B毎に設けられている。排気通路2A,2Bは、各気筒の排気ポートに連通され各バンクA,Bに取り付けられた排気マニホールド16A,16Bと、これら排気マニホールド16A,16Bにそれぞれ連結された下流側の排気管6A,6Bとから構成されている。排気通路2A,2Bの任意の位置、例えば排気マニホールド16A,16Bと排気管6A,6Bとの接続部に、それぞれ触媒11A,11Bが配設されている。触媒11A,11Bは、O2ストレージ機能を有する三元触媒からなる。こうして、互いに並列な複数(二つ)の排気通路2A,2Bと、これら排気通路2A,2Bにそれぞれ配置された複数(二つ)の触媒11A,11Bとが設けられ、並列二系統の排気システムが出来上がることになる。
各触媒11A,11Bの上流側と下流側とにそれぞれ排気空燃比を検出するための触媒前センサ17A,17B及び触媒後センサ18A,18Bが設けられている。触媒前センサ17A,17Bは所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した電流信号を出力する。他方、触媒後センサ18A,18Bは所謂O2センサからなり、理論空燃比を境に出力電圧が急変する特性を持つ。
上述の点火プラグ7、スロットルバルブ10及びインジェクタ12等は、制御手段としての電子制御ユニット(以下ECUと称す)20に電気的に接続されている。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またECU20には、図示されるように、前述のエアフローメータ5、触媒前センサ17、触媒後センサ18のほか、内燃機関1のクランク角を検出するクランク角センサ14、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ15、その他の各種センサが図示されないA/D変換器等を介して電気的に接続されている。ECU20は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
ECU20は、前述の如きエンジンシステムの各種構成部品の異常を検出する異常診断装置としても機能する。ECU20は、ROMに格納される各種プログラムに従い、前述の及び前述以外の各種構成部品(センサ、アクチュエータ、ハーネス等を含む)の異常診断を実施し、異常を検出したときには、その異常の種類や箇所に応じた診断コードをRAMに記憶するとともに、異常の発生をユーザーに知らせるため警告装置(例えばチェックランプ)を作動させる。後の修理段階で診断コードが読み取られ、部品の修理、交換等に適宜利用される。
触媒11A,11Bは、これに流入する排気ガスの空燃比A/Fが理論空燃比(ストイキ)A/Fs(例えば14.6)のときにNOx ,HCおよびCOを同時に浄化する。そしてこれに対応して、ECU20は、内燃機関の通常運転時、触媒に流入する触媒上流側の排気ガスの空燃比(以下、触媒前空燃比A/Ffrという)が理論空燃比A/Fsになるように、空燃比を制御する。具体的にはECU20は、理論空燃比A/Fsに等しい目標空燃比A/Ftを設定すると共に、触媒前センサ17A,17Bにより検出された触媒前空燃比A/Ffrが目標空燃比A/Ftに一致するように、インジェクタ12から噴射される燃料噴射量を制御する。これにより触媒に流入する排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍に保たれ、触媒において最大の浄化性能が発揮されるようになる。
ECU20は、触媒11A,11Bの異常診断を実行し、その異常診断の一部として触媒11A,11Bの劣化検出を実行する。触媒の劣化検出方法としては様々な方法を採用し得るが、本実施形態では、触媒劣化に伴いその酸素吸蔵能が低下する特性に着目して、触媒の酸素吸蔵容量(OSC;O2 Storage Capacity、単位はg)を算出ないし計測し、その値に基づき劣化を検出する。酸素吸蔵容量とは、現状の触媒が吸蔵し得る最大酸素量のことであり、かかる劣化検出方法はCmax法と称される。検出された酸素吸蔵容量の値は触媒の劣化度を表す劣化指標値となる。この劣化検出に当たっては、触媒前空燃比A/Ffrを、所定のリッチ空燃比A/Frとリーン空燃比A/Flとの一方から他方に所定のタイミングで強制的に切り替えるアクティブ空燃比制御が実行される。以下、本実施形態の触媒劣化検出方法を詳しく説明する。
まず、触媒の劣化検出は、所定の前提条件が成立したときに開始される。この前提条件は、例えば、1)内燃機関が定常運転状態にあること、2)触媒が活性温度域にあること、のいずれの条件をも満たしたときに成立する。1)に関して、内燃機関が定常運転状態にあるか否かは、例えば、エアフローメータ5によって検出される吸入空気量GAの値が所定範囲内に収まっているか否かで判定することができる。2)に関して、触媒の温度は、温度センサを用いて直接検出してもよいが、本実施形態の場合内燃機関の運転状態から推定することとしている。ECU20は、エアフローメータ5によって検出される吸入空気量GA、クランク角センサ14の出力に基づいて算出される機関回転速度NE、及びスロットル開度センサ19の検出値に基づいて算出される機関負荷KLの少なくとも一つに基づいて、予め実験等を通じて設定されたマップ又は関数を利用し、触媒の温度を推定する。こうして検出又は推定された触媒の温度が、触媒の活性温度域にあたる所定の下限温度Tc1以上且つ上限温度Tc2以下であるとき、2)の条件が満たされる。なお、前提条件はここで述べたものに限定されず、適宜変更又は追加してもよい。
本実施形態の場合、触媒の劣化検出は、触媒毎に、内燃機関の1トリップ当たりに少なくとも1回実行され、少なくとも2トリップ連続で触媒劣化が検出されたときに、最終的に触媒異常との診断がなされ、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。なお1トリップとは1回のエンジンの始動から停止までの期間をいう。
次に、アクティブ空燃比制御と、その実行に伴ってなされる酸素吸蔵容量の計測及び触媒劣化判定について説明する。図2(A),(B)にはそれぞれ、アクティブ空燃比制御実行時における触媒前センサ17A,17B及び触媒後センサ18A,18Bの出力が実線で示されている。また、図2(A)には、ECU20内部で発生される目標空燃比A/Ftが破線で示されている。触媒前センサ及び触媒後センサの出力はそれぞれ触媒前空燃比A/Ffr及び触媒後空燃比A/Frrを表す。
図2(A)に示されるように、目標空燃比A/Ftは、中心空燃比としての理論空燃比A/Fsを中心として、そこからリッチ側に所定の振幅(リッチ振幅Ar、Ar>0)だけ離れた空燃比(リッチ空燃比A/Fr)と、そこからリーン側に所定の振幅(リーン振幅Al、Al>0)だけ離れた空燃比(リーン空燃比A/Fl)とに強制的に、且つ交互に切り替えられる。そしてこの目標空燃比A/Ftの切り替えないし振動に追従するようにして、実際値としての触媒前空燃比A/Ffrも、目標空燃比A/Ftに対し僅かな時間遅れを伴って切り替わる。このことから目標空燃比A/Ftと触媒前空燃比A/Ffrとは時間遅れがあること以外等価であることが理解されよう。
図示例においてリッチ振幅Arとリーン振幅Alとは等しい。例えば理論空燃比A/Fs=14.6、リッチ空燃比A/Fr=14.1、リーン空燃比A/Fl=15.1、リッチ振幅Ar=リーン振幅Al=0.5である。通常の空燃比制御の場合に比べ、アクティブ空燃比制御の場合は空燃比の振り幅が大きく、即ちリッチ振幅Arとリーン振幅Alとの値は大きい。
ところで、目標空燃比A/Ftが切り替えられるタイミングは、触媒後センサ18A,18Bの出力がリッチからリーンに、又はリーンからリッチに切り替わる(反転する)タイミングである。ここで図示されるように触媒後センサの出力電圧は理論空燃比A/Fsを境に急変し、触媒後空燃比A/Frrが理論空燃比A/Fsより小さいリッチ側の空燃比であるときその出力電圧がリッチ判定値VR以上となり、触媒後空燃比A/Frrが理論空燃比A/Fsより大きいリーン側の空燃比であるときその出力電圧がリーン判定値VL以下となる。ここでVR>VLであり、例えばVR=0.59(V)、VL=0.21(V)である。
図2(A),(B)に示されるように、触媒後センサの出力電圧がリッチ側の値からリーン側に変化してリーン判定値VLに等しくなった時(時刻t1)、目標空燃比A/Ftはリーン空燃比A/Flからリッチ空燃比A/Frに切り替えられる。その後、触媒後センサの出力電圧がリーン側の値からリッチ側に変化してリッチ判定値VRに等しくなった時(時刻t2)、目標空燃比A/Ftはリッチ空燃比A/Frからリーン空燃比A/Flに切り替えられる。
このような空燃比変化を行うアクティブ空燃比制御を実行しつつ、次のようにして触媒の酸素吸蔵容量OSCが算出され、触媒の劣化が判定される。
図2を参照して、時刻t1より前では目標空燃比A/Ftがリーン空燃比A/Flとされ、触媒11にはリーンガスが流入されている。このとき触媒11では酸素を吸収し続けているが、一杯に酸素を吸収した時点でそれ以上酸素を吸収できなくなり、リーンガスが触媒を通り抜けて触媒の下流側に流れ出す。こうなると触媒後空燃比A/Frrがリーン側に変化し、触媒後センサ18の出力電圧がリーン判定値VLに達した時点(t1)で、目標空燃比A/Ftがリッチ空燃比A/Frに切り替えられ、或いは反転される。このように目標空燃比A/Ftは触媒後センサ18の出力をトリガにして反転される。
そして今度は触媒にリッチガスが流入されることとなる。このとき触媒では、それまで吸蔵されていた酸素が放出され続ける。よって触媒の下流側にはほぼ理論空燃比A/Fsの排気ガスが流出し、触媒後空燃比A/Frrがリッチにならないことから、触媒後センサの出力は反転しない。触媒から酸素が放出され続けるとやがて触媒からは全ての吸蔵酸素が放出され尽くし、その時点でそれ以上酸素を放出できなくなり、リッチガスが触媒を通り抜けて触媒の下流側に流れ出す。こうなると触媒後空燃比A/Frrがリッチ側に変化し、触媒後センサの出力電圧がリッチ判定値VRに達した時点(t2)で、目標空燃比A/Ftがリーン空燃比A/Flに切り替えられる。
酸素吸蔵容量OSCが大きいほど、酸素を吸収或いは放出し続けることのできる時間が長くなる。つまり、触媒が劣化していない場合は目標空燃比A/Ftの反転周期(例えばt1からt2までの時間)が長くなり、触媒の劣化が進むほど目標空燃比A/Ftの反転周期は短くなる。
そこで、このことを利用して酸素吸蔵容量OSCが以下のようにして計測される。図3に示すように、時刻t1で目標空燃比A/Ftがリッチ空燃比A/Frに切り替えられた直後、僅かに遅れて実際値としての触媒前空燃比A/Ffrがリッチ空燃比A/Frに切り替わる。そして触媒前空燃比A/Ffrが理論空燃比A/Fsに達した時点t11から、次に目標空燃比A/Ftが反転する時点t2まで、次式(1)により微小時間毎の酸素吸蔵容量dCが算出され、且つこの微小時間毎の酸素吸蔵容量dCが時刻t11から時刻t2まで積分される。こうしてこの酸素放出サイクルにおける酸素吸蔵容量OSC1即ち放出酸素量が算出される。
ここで、Qは燃料噴射量であり、空燃比差ΔA/Fに燃料噴射量Qを乗じると過剰分の空気量を算出できる。Kは空気に含まれる酸素割合(約0.23)である。
基本的には、この1回で算出された酸素吸蔵容量OSC1を所定の劣化判定値と比較し、酸素吸蔵容量OSC1が劣化判定値を超えていれば正常、酸素吸蔵容量OSC1が劣化判定値以下ならば劣化、というように触媒の劣化を判定できる。しかしながら、本実施形態の劣化判定では、精度を向上させるため、リーン側でも同様に酸素吸蔵容量(この場合酸素吸収量)を算出する。即ち、リッチ側とリーン側とで最低1回ずつ酸素吸蔵容量を算出し、その平均値を劣化判定値と比較して劣化判定を行っている。
リーン側については、図3に示すように、時刻t2で目標空燃比A/Ftがリーン空燃比A/Flに切り替えられた後、前式(1)により微小時間毎の酸素吸蔵容量dCが算出され、且つこの微小時間毎の酸素吸蔵容量dCが、触媒前空燃比A/Ffrが理論空燃比A/Fsに達した時点t21から、次に目標空燃比A/Ftがリッチ側に反転する時点t3まで積分される。こうしてこの酸素吸収サイクルにおける酸素吸蔵容量OSC2即ち吸収酸素量が算出される。前回サイクルの酸素吸蔵容量OSC1と今回サイクルの酸素吸蔵容量OSC2とはほぼ等しい値となるはずである。
このようにして、複数の酸素吸蔵容量OSC1,OSC2,・・・OSCn(nは2以上の整数)が繰り返し算出され、その平均値OSCavが算出される。これにより酸素吸蔵容量の計測が終了する。次いで、この酸素吸蔵容量平均値OSCavが所定の劣化判定値OSCsと比較される。酸素吸蔵容量平均値OSCavが劣化判定値OSCsを超えていれば触媒11は正常、酸素吸蔵容量平均値OSCavが劣化判定値OSCs以下ならば触媒11は劣化と判定される。こうして劣化検出が終了する。
なお、触媒の劣化検出方法はここで述べたようなCmax法以外の方法も採用し得る。例えば、触媒前空燃比A/Ffrを理論空燃比A/Fsを境に振動させたとき、触媒劣化度が高いほど、触媒後空燃比A/Frrも触媒前空燃比A/Ffrに追従して振動する傾向があることが知られている。そこで、触媒前空燃比A/Ffrを強制的に振動させ、このときの触媒前センサと触媒後センサとの出力軌跡長の比を算出し、この比を所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを軌跡長比に基づく劣化検出法という。ここで、出力軌跡長とは、センサ出力値の微小時間毎の変化量を所定期間積算した値である。この方法によれば、(出力軌跡長比)=(触媒後センサ出力軌跡長)/(触媒前センサ出力軌跡長)と定義した場合、触媒劣化度が高いほど出力軌跡長比は大きくなる。この場合、出力軌跡長比が劣化指標値をなすこととなる。
或いは、触媒前空燃比A/Ffrを予め決められたやり方で一定時間強制的に振動させ、このときの触媒後センサの出力軌跡長自体を所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを軌跡長に基づく劣化検出法という。この方法によれば、触媒劣化度が高いほど出力軌跡長は長くなる。この場合、出力軌跡長が劣化指標値をなすこととなる。
或いは、触媒の下流側に特定の排ガス成分(HC,NOx等)の濃度を検出する排ガスセンサを設け、この排ガスセンサでその成分濃度を検出し、これを所定の劣化判定値と比較して触媒の劣化を検出する方法がある。これを排ガス成分に基づく劣化検出法という。この方法は、触媒劣化度が高いほどその浄化率が低下し、成分濃度が高くなるという考え方に基づく。この場合、成分濃度が劣化指標値をなすこととなる。
さて、前述したように、例えば燃料ポンプやエアフローメータの故障など、二つの触媒11A,11Bに同時に影響を及ぼすような部品の故障等(これを一次異常と称す)が発生し、このことに起因して一方の触媒が異常となった場合、その異常な触媒を交換したとしても、その後一定期間を経て他方の触媒に異常が発生し、ユーザーに車両搬入の二度手間を課したり、排気エミッションが悪化した状態で車両が運転されたりする問題がある。この問題を解決するには、一方の触媒の異常発生後に他方の触媒の異常を速やかに検出し、一方の触媒の交換と同時に他方の触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。より詳しく言えば、一方の触媒の異常発生後に、他方の触媒に現実として起こっている異常、或いは他方の触媒に将来起こり得る潜在的な異常を速やかに検出し、一方の触媒の交換と同時に他方の触媒の交換を済ませてしまうことが適切である。
そこでこれを達成すべく、本実施形態では以下の如き触媒異常診断をECU20により実行することとしている。
図4は、触媒異常診断の第1の態様に係るルーチンのフローチャートを示す。まずステップS101では、前述したようなECU20の有する異常診断機能により、二つの触媒11A,11Bに影響を及ぼすような一次異常が検出されたか否かが判定される。例えば、燃料ポンプやエアフローメータなどの故障が検出された場合、或いは全気筒失火、全気筒空燃比異常、全気筒学習異常などの異常が検出された場合、判定はYESとなる。一次異常が検出されなかった場合には本ルーチンが終了され、検出された場合にはステップS102に進む。
ステップS102では、前述のCmax法による触媒劣化検出により、二つの触媒11A,11Bのうちのいずれか一方の触媒について劣化が検出されたか否かが判定される。劣化が検出されなかった場合には本ルーチンが終了される。他方、劣化が検出された場合には、この触媒劣化が一次異常の発生に起因したものと考えられることから、次のステップS103以降の処理を実行して他方の触媒の異常を速やかに検出するようにする。
ステップS103では、例えば一方の触媒の劣化検出と同時に行った他方の触媒の劣化検出によって、他方の触媒が既に正常と判定されているか否かが判断される。そのような正常判定がなされていた場合にはステップS104でその正常判定が無効化(クリア)された後、ステップS105に進む。他方、そのような正常判定がなされていない場合にはステップS104がスキップされ、ステップS105に進む。
前述したように、通常、触媒劣化検出は1トリップ当たりに最低1回実行される。よって既に正常判定が行われている場合、その後同一トリップ内で劣化検出が行われない可能性がある。しかしながらここでは、他方の触媒に対して既に行われた正常判定が無効化されるので、他方の触媒について劣化検出未実行ということになり、同一トリップ内で再度劣化検出を実行することができる。
ステップS105では、触媒劣化検出実行のための前提条件が緩和される。前述のように、この前提条件は、基本的には、1)内燃機関が定常運転状態にあること、2)触媒が活性温度域にあること、のいずれの条件をも満たしたときに成立する。しかしながら、このステップ105では、例えば1)の条件にかかる吸入空気量の許容範囲が拡大されたり、2)の条件にかかる触媒温度の許容範囲が拡大されたりして、前提条件が緩和される。これにより、触媒劣化検出の機会をより多く確保することができ、触媒の劣化を検出しやすくすることができる。
なお、劣化判定に用いる劣化指標値を、酸素吸蔵容量の平均値OSCavから1回の酸素吸蔵容量の値OSC1に変更してもよく、こうすると劣化指標値の計測条件が緩和され、触媒の異常をより検出しやすくすることができる。
次に、ステップS106において、最終的な触媒異常診断に必要な診断条件が緩和される。即ち、前述したように、通常は少なくとも2トリップ連続で触媒劣化が検出されたときに最終的な触媒異常との診断がなされるが、このステップS106では、そのトリップ数が減少変更される。具体的には、1トリップで触媒劣化が検出されたときに最終的な触媒異常との診断がなされる。
次に、ステップS107において、触媒劣化検出実行のための緩和後の前提条件が成立したか否かが判断される。成立してなければ本ルーチンが終了され、成立していればステップS108に進む。
ステップS108では、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように、劣化判定値OSCsが変更(具体的にはより高い値へと変更)される。これにより、他方の触媒を劣化として検出することが容易となる。
ステップS109では、他方の触媒に対し前記Cmax法による劣化検出が実行され、その後ステップS110において、他方の触媒の劣化が検出されたか否かが判断される。
他方の触媒の劣化が検出されなかった場合、ステップS112に進んで、一方の触媒のみが異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがECU20に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
また、他方の触媒の劣化が検出された場合、ステップS111に進んで、両方の触媒が異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがECU20に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
こうして、ECU20には、一次異常に対応する診断コードとともに、一方の触媒のみが異常である旨を示す診断コード又は両方の触媒が異常である旨を示す診断コードが記憶される。そして、警告装置が作動され、ユーザーに対しては車両の整備工場への搬送が促される。一旦車両が整備工場に搬送されれば、整備工場では、それら診断コードに従って一次異常の原因となった部品と、異常と診断された触媒とが同時に交換される。特に、両方の触媒が異常と診断された場合には、一方の触媒と同時に他方の触媒も交換される。従って、他方の触媒が後発的に異常となり、ユーザーに二度手間を掛けることが防止される。また、先の触媒交換から後の触媒交換までの間に排気エミッションが悪化した状態で車両が走行されることも防止できる。
次に、本実施形態の触媒異常診断の第2の態様を、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。ステップS201〜S205は前記ステップS101〜S105と同様である。前記ステップS106と同様のステップはこの第2の態様にはなく、即ち、1トリップ診断への診断条件変更は行われない。ステップS206は前記ステップS107と同様である。前記ステップS108と同様のステップはこの第2の態様にはなく、即ち、劣化判定値の変更は行われない。
ステップS207では前記ステップS109と同様に、他方の触媒に対し、前述のCmax法による触媒劣化検出が実行される。この触媒劣化検出実行により、他方の触媒の劣化指標値としての酸素吸蔵容量平均値OSCavが計測される。但し、ここでの触媒劣化検出では、酸素吸蔵容量平均値OSCavの計測が行われるだけであって、その計測された酸素吸蔵容量平均値OSCavと劣化判定値との比較、及びこの比較に基づく劣化判定は実行されない。なお、ステップS205により、酸素吸蔵容量平均値OSCavを計測するときの計測条件(計測前提条件)が緩和されている。
次のステップS208では、他方の触媒の劣化進行の有無が判定される。即ち、一次異常の発生に起因して他方の触媒の劣化が進行したか否か、より具体的には他方の触媒の劣化進行速度が通常より速くなったか否かが判定される。具体的には、ECU20に記憶されている前回の酸素吸蔵容量平均値OSCavが取得され、この前回の酸素吸蔵容量平均値OSCavから、ステップS207で計測された今回の酸素吸蔵容量平均値OSCavが減じられる。そしてその差が所定値以上、つまり酸素吸蔵容量平均値OSCavの今回値が前回値から実質的に低下しているのであれば、触媒の劣化進行ありと判定され、ステップS209に進む。逆に、その差が所定値未満、つまり酸素吸蔵容量平均値OSCavの今回値が前回値から実質的に低下していないのであれば、触媒の劣化進行なしと判定され、ステップS210に進む。
ステップS210では、前記ステップS112と同様、一方の触媒のみが異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがECU20に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
また、ステップS209では、前記ステップS111と同様、両方の触媒が異常であると最終的に診断され、その異常に対応する診断コードがECU20に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
このように、この第2の態様によっても、一方の触媒の異常を検出したときに他方の触媒の異常を速やかに検出することができる。特にこの第2の態様によれば、他方の触媒が完全劣化や故障に至る手前の段階であっても、そのことが劣化進行ありということで検出されるので、他方の触媒の潜在的な異常をも効果的に検出することが可能である。
また、この第2の態様によれば、1トリップ診断への変更を行わなくても、一方の触媒の異常検出時と同一トリップ内で他方の触媒の異常を検出できる。よって、一方の触媒の異常検出時と同一トリップ内で車両が整備工場に搬送されたような場合にも、既に他方の触媒の異常検出がなされているので、一方の触媒と同時に他方の触媒を交換可能である。
次に、本実施形態の触媒異常診断の第3の態様を、図6のフローチャートを参照しつつ説明する。ステップS301〜S303は前記ステップS102〜S104と同様である。
ステップS303に続くステップS304では、一次異常の検出の有無、より具体的には一次異常の検出履歴の有無が判断される。検出履歴がない場合、一方の触媒の劣化は一次異常に起因しないものとみなされ、本ルーチンが終了される。これにより通常の劣化検出及び異常診断が続行される。
他方、検出履歴がある場合、一方の触媒の劣化は一次異常に起因したものとみなされ、他方の触媒も同時に劣化しているか又は将来劣化する可能性が高いことから、ステップS305にて前記ステップS111と同様、両方の触媒が異常であると最終的に診断される。そして、その異常に対応する診断コードがECU20に記憶され、チェックランプ等の警告装置が作動させられる。これにより本ルーチンが終了される。
この第3の態様によれば、一方の触媒の異常が検出されて一次異常が検出されたときに、他方の触媒も異常となる可能性が高いことから、他方の触媒が直ちに且つ強制的に異常と診断される。これにより、一方の触媒と他方の触媒とを同時に異常と診断することが可能となり、前記の如き作用効果をもたらすことができる。
次に、本実施形態の触媒異常診断の第4の態様を、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。
まずステップS401では、前記ステップS102と同様に、一方の触媒の劣化が検出されたか否かが判定される。劣化が検出されなかった場合には本ルーチンが終了され、劣化が検出された場合には、ステップS402に進む。
ステップS402では、一方の触媒の異常の要因となるような一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されたか否か、より具体的にはそのような部分的一次異常の検出履歴があるか否かが判断される。即ち、ECU20の異常診断機能は、両触媒11A,11Bのうちいずれか一方のみの異常の要因となるような部分的一次異常の発生を個別に検出することもできるが、ここでは、劣化が検出された一方の触媒について、これに対応した部分的一次異常の発生が検出されたか否かが判断される。なお、このような部分的一次異常の例としては、例えば、第1バンクAの点火プラグ7やインジェクタ12が故障したときに第1バンクAにつながる触媒11Aが異常となる如きである。この場合、第2バンクBにつながる触媒11Bは影響を受けない。
一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されていない場合、本ルーチンが終了される。この場合、一方の触媒の劣化は、通常の経時劣化等、部分的一次異常に起因しない劣化と考えられるからである。他方、一方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されている場合、ステップS403に進む。
ステップS403では、他方の触媒の異常の要因となるような他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されたか否か、より具体的にはそのような部分的一次異常の検出履歴があるか否かが判断される。
他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されていない場合、直ちにステップS413に進み、前記ステップS112と同様、一方の触媒のみ異常と診断されて本ルーチンが終了される。
また、他方の触媒に対応する部分的一次異常の発生が検出されている場合、ステップS404〜S413の処理が実行される。これらステップS404〜S413は前記ステップS103〜S112と同様である。
このように、一方の触媒の劣化が検出され且つ他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには、他方の触媒の正常判定が無効化され(ステップS405)、劣化検出の検出条件が緩和され(前提条件緩和:S406、劣化判定値変更:S409)、異常診断の診断条件が緩和され(1トリップ診断に変更:S407)た上で、他方の触媒に対する異常診断が実行される。従ってこれにより、他方の触媒の異常を速やかに検出することが可能となる。
他方、一方の触媒の劣化が検出され且つ他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには、そのような正常判定無効化や条件緩和が実行されず、他方の触媒についての異常診断も実行されない。一方の触媒が異常と診断されるのみである。そもそも、他方の触媒に対応する部分的一次異常が検出されないときには、その後他方の触媒が異常になる可能性は極めて低い。よってそのように条件緩和等を不実行とすることで、無駄な条件緩和を禁止し、他方の触媒に対して通常通りの条件で高精度に劣化検出を実行できる。また、そのように異常診断を不実行とすることで、無駄な異常診断の実行を禁止し、効率的に異常診断を実施できる。
以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、本発明は、図8に示すような直列多気筒エンジン(図示例では4気筒エンジン)にも適用可能である。この図示例では、エンジンの一端側と他端側との2気筒ずつを1気筒群として、各気筒群毎に排気通路2A,2B、触媒11A,11B、触媒前センサ17A,17B及び触媒後センサ18A,18Bが設けられている。なお、この図示例については、前記実施形態と同様の構成要素について同一符号を付し詳細な説明を省略することとする。
前記実施形態では互いに並列な二つの触媒を例示したが、互いに並列な三以上の触媒についても本発明は適用可能である。また、例えば図4及び図5に示した第1及び第2の態様において、一次異常の発生を検出するステップ(S101、S201)を省略することも可能である。この場合、一次異常の発生とは無関係に、通常の触媒異常診断においても一方の触媒の異常検出後、他方の触媒について検出条件の緩和等が実行されることとなる。これは、例えば、通常の経時劣化等で一方の触媒が異常と診断されたときに、他方の触媒を速やかに異常と診断して、両方の触媒の同時交換を促進しようとする際に好適である。
前記実施形態では触媒後センサ18A,18Bとして所謂O2センサを用いたが、触媒前センサ17A,17Bと同様の空燃比センサを用いることも可能である。同様に、前記実施形態では触媒前センサ17A,17Bとして所謂空燃比センサを用いたが、触媒後センサ18A,18Bと同様のO2センサを用いることも可能である。
前記第3の態様では、酸素吸蔵容量平均値OSCavの今回値と前回値との差に基づいて触媒劣化進行の有無を判別したが、他の方法を用いてもよく、例えばそれら今回値と前回値との比に基づいて触媒劣化進行の有無を判別してもよい。また、前記実施形態においては、一方の触媒の異常が検出されたとき、できるだけ同一トリップ内で他方の触媒の異常を検出できるようにしたが、必ずしも同一トリップ内で異常を検出する必要はない。さらに、本発明が適用される触媒は必ずしも三元触媒に限らず、他の触媒であってもよい。
なお、上述の実施形態においては、ECU20が本発明にいう劣化検出手段、検出条件緩和手段、一次異常検出手段、正常判定無効化手段、異常診断手段、診断条件緩和手段、劣化進行判定手段、計測条件緩和手段、部分的一次異常検出手段を構成する。上述の実施形態における「一方の触媒」が本発明にいう「一部の触媒」に相当し、上述の実施形態における「他方の触媒」が本発明にいう「残りの触媒」に相当する。「一部の触媒」の個数は、上述の実施形態のように一つであってもよいし、複数個であってもよい。また、「残りの触媒」の個数も、上述の実施形態のように一つであってもよいし、複数個であってもよい。「一部の触媒」又は「残りの触媒」が複数個の触媒からなる場合、「一部の触媒」又は「残りの触媒」とは、その複数個の触媒のうち少なくとも一つを含んでいればそれは「一部の触媒」又は「残りの触媒」に該当するものとし、必ずしも複数個の触媒全てを含む場合に限定されないものとする。
本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
1 内燃機関
2A,2B 排気通路
11A,11B 触媒
20 電子制御ユニット(ECU)
OSC 酸素吸蔵容量
OSCave 酸素吸蔵容量平均値
OSCs 劣化判定値
2A,2B 排気通路
11A,11B 触媒
20 電子制御ユニット(ECU)
OSC 酸素吸蔵容量
OSCave 酸素吸蔵容量平均値
OSCs 劣化判定値
Claims (11)
- 互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により残りの触媒の劣化検出を行うときの検出条件を緩和する検出条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記検出条件を緩和する
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出のための前提条件を緩和する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記劣化検出手段は、計測した劣化指標値を所定の劣化判定値と比較して前記複数の触媒の劣化を検出するものであり、
前記検出条件緩和手段は、より少ない触媒劣化度で触媒の劣化が検出されるように前記劣化判定値を変更するものである
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により既になされている残りの触媒に対する正常判定を無効化する正常判定無効化手段を備えた
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 内燃機関の複数トリップで前記劣化検出手段によりいずれかの触媒に劣化が検出されたときにその触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記異常診断手段により残りの触媒の異常診断を行うときの前記トリップ数を減少する診断条件緩和手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 各触媒の異常の要因となるような各触媒に対応する部分的一次異常の発生を検出する部分的一次異常検出手段を備え、
前記検出条件緩和手段は、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されたときには前記検出条件を緩和し、また、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記部分的一次異常検出手段により前記残りの触媒に対応する部分的一次異常が検出されなかったときには前記検出条件を緩和しない
ことを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記劣化検出手段により計測された残りの触媒の劣化指標値と、その計測時以前に計測された残りの触媒の劣化指標値とに基づき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する劣化進行判定手段と、
該劣化進行判定手段により前記残りの触媒の劣化進行有りと判定されたとき、少なくとも前記残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段を備え、
劣化進行判定手段は、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出され、且つ、前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出されたとき、前記残りの触媒の劣化進行の有無を判定する
ことを特徴とする請求項8記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 前記触媒劣化検出手段により残りの触媒の劣化指標値を計測するときの計測条件を緩和する計測条件緩和手段
を備えたことを特徴とする請求項8又は9記載の内燃機関の触媒異常診断装置。 - 互いに並列な複数の排気通路にそれぞれ配置された複数の触媒と、
前記複数の触媒の劣化指標値を計測し、計測された劣化指標値に基づいて前記複数の触媒の劣化を検出する劣化検出手段と、
前記複数の触媒の異常の要因となるような一次異常の発生を検出する一次異常検出手段と、
前記劣化検出手段により一部の触媒の劣化が検出され、且つ、前記一次異常検出手段により前記一次異常が検出されたとき、少なくとも残りの触媒を最終的に異常と診断する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒異常診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007006186A JP2008169813A (ja) | 2007-01-15 | 2007-01-15 | 内燃機関の触媒異常診断装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007006186A JP2008169813A (ja) | 2007-01-15 | 2007-01-15 | 内燃機関の触媒異常診断装置 |
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JP2008169813A true JP2008169813A (ja) | 2008-07-24 |
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ID=39698124
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2008169813A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012202211A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Toyota Motor Corp | 触媒劣化診断装置 |
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2007
- 2007-01-15 JP JP2007006186A patent/JP2008169813A/ja active Pending
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JP2012202211A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Toyota Motor Corp | 触媒劣化診断装置 |
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