JP2009138644A - 排気浄化装置の診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触媒劣化度検出手段104は、触媒上流の空燃比検出手段101と触媒下流の空燃比検出手段102の関係から触媒の劣化度を検出する。触媒劣化度補正手段111は、触媒上流の空燃比検出手段の立下り応答指標と、触媒下流の空燃比検出手段の立下り応答指標の比率である立下り応答比、または、触媒上流の空燃比検出手段の立上り応答指標と、触媒下流の空燃比検出手段の立上り応答指標の比率である立上り応答比から、触媒劣化度検出手段104により検出される触媒の劣化度を補正する。触媒劣化判定手段112は、触媒劣化度補正手段111の情報から触媒が劣化状態であることを判定する。これにより、触媒下流の空燃比センサが立上り応答劣化した状態でも、的確に劣化触媒を判定する。
【選択図】図1
Description
かかる構成により、触媒下流の空燃比検出手段の応答劣化時にも、触媒の劣化診断を行えるものとなる。
最初に、図1を用いて、本実施形態による排気浄化装置の診断装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の構成を示すブロック図である。
最初に、図3及び図4を用いて、本実施形態による排気浄化装置の診断装置に用いる触媒上流側空燃比検出手段101と触媒下流側空燃比検出手段102により検出される触媒劣化時の触媒上流空燃比センサ出力電圧と、触媒下流空燃比センサ出力電圧について説明する。
図3は、触媒下流の空燃比センサの応答が正常時における触媒劣化時の触媒上流空燃比センサ出力電圧と、触媒下流空燃比センサ出力電圧の説明図である。図4は、触媒下流の空燃比センサの応答が劣化時における触媒劣化時の触媒上流空燃比センサ出力電圧と、触媒下流空燃比センサ出力電圧の説明図である。
図5は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置に用いる触媒上流側空燃比立下り応答指標検出手段及び触媒下流側空燃比立下り応答指標検出手段により検出される空燃比センサの立下り応答指標の説明図である。
図6は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置に用いる触媒上流側空燃比立上り応答指標検出手段及び触媒下流側空燃比立上り応答指標検出手段により検出される空燃比センサの立下り応答指標の説明図である。
図7は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置に用いる空燃比立下り応答指標と、立下り応答時定数の関係の説明図である。
図8は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置に用いる空燃比立上り応答指標と、立上り応答時定数の関係の説明図である。
立上り応答比=触媒上流空燃比センサ立上り応答指標/触媒下流空燃比センサ立上り応答指標 …(2)
触媒下流の空燃比センサの立下り応答指標と立上り応答指標は、劣化触媒の場合、触媒の影響を受けないため、演算される立下り応答比、立上り応答比は正確な値を検出することができる。一方、劣化してない触媒(正常な触媒)の場合は、触媒後の空燃比の変化自体が触媒作用の影響でゆるやかになるため、触媒下流の空燃比センサの立下り応答指標と立上り応答指標は、純粋に触媒下流の空燃比センサの応答時定数を検出していないことになる。この場合、触媒下流の空燃比センサの応答指標は、見かけ上、非常に小さく演算されるため、応答比は劣化触媒の場合に比べて、著しく大きくなる。
図9は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の空燃比立下り応答比検出手段により検出される立下り応答比の説明図である。
図10は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の空燃比立上り応答比検出手段により検出される立上り応答比の説明図である。
図11は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置における立下り応答指標と触媒劣化指標の関係の説明図である。
新品触媒の場合、立下り応答比は、250〜1400の間で変動し、
触媒劣化指標(相互相関関数/自己相関関数)は、0.0039〜0.0234の間で変動する。
触媒劣化指標(相互相関関数/自己相関関数)は、0.20〜0.70の間で変動する。
図12は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の触媒劣化度補正手段で用いる立下り補正値の説明図である。
図13は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の触媒劣化度補正手段による補正結果の説明図である。
図14は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の触媒劣化判定許可手段の処理内容を示すフローチャートである。
図15は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置の触媒上流側空燃比検出手段及び触媒下流側空燃比検出手段の処理内容を示すフローチャートである。
図16は、本発明の一実施形態による排気浄化装置の診断装置による処理内容を示すフローチャートである。
102…触媒下流側空燃比検出手段
103…触媒劣化判定許可手段
104…触媒劣化度検出手段
105…触媒上流側空燃比立下り応答指標検出手段
106…触媒下流側空燃比立下り応答指標検出手段
107…空燃比立下り応答比検出手段
108…触媒上流側空燃比立上り応答指標検出手段
109…触媒下流側空燃比立上り応答指標検出手段
110…空燃比立上り応答比検出手段
111…触媒劣化度補正手段
112…触媒劣化判定手段
200…エアークリーナ
201…点火装置
202…燃料噴射装置
203…回転数検出装置
204…流量検出装置
205…触媒上流側空燃比検出装置
206…触媒
207…内燃機関制御装置
208…プレートまたはリングギア
209…燃料タンク
210…燃料ポンプ
211…プレッシャーレギュレータ
212…燃料管
213…スロットルバルブ
214…気筒
215…触媒下流側空燃比検出装置
Claims (9)
- 内燃機関の排気ガス中の空燃比を検出し、排気ガス中の空燃比を所定値に保つように燃料噴射量を調整する空燃比制御装置を有する内燃機関に用いられ、
触媒上流に取り付けた空燃比検出手段と、触媒下流に取り付けた空燃比検出手段と、該触媒上流の空燃比検出手段と該触媒下流の空燃比検出手段の関係から触媒の劣化度を検出する触媒劣化度検出手段とを有する排気浄化装置の診断装置であって、
前記触媒上流の空燃比検出手段の立下り応答指標と、前記触媒下流の空燃比検出手段の立下り応答指標の比率である立下り応答比、または、前記触媒上流の空燃比検出手段の立上り応答指標と、前記触媒下流の空燃比検出手段の立上り応答指標の比率である立上り応答比から、前記触媒劣化度検出手段により検出される触媒の劣化度を補正する触媒劣化度補正手段と、
該触媒劣化度補正手段の情報から触媒が劣化状態であることを判定する触媒劣化判定手段とを備えることを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項1記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒上流の空燃比検出手段の立下り応答指標を検出する触媒上流空燃比立下り応答指標検出手段と、
前記触媒下流の空燃比検出手段の立下り応答指標を検出する触媒下流空燃比立下り応答指標検出手段と、
前記触媒上流の空燃比検出手段の立下り応答指標検出手段から検出される立下り応答指標と該触媒下流の空燃比検出手段の立下り応答指標検出手段から検出される立下り応答指標の比率を演算する空燃比立下り応答比検出手段と、
前記触媒上流の空燃比検出手段の立上り応答指標を検出する触媒上流空燃比立上り応答指標検出手段と、
前記触媒下流の空燃比検出手段の立上り応答指標を検出する触媒下流空燃比立上り応答指標検出手段と、
前記触媒上流の空燃比検出手段の立上り応答指標検出手段から検出される立上り応答指標と該触媒下流の空燃比検出手段の立上り応答指標検出手段から検出される立上り応答指標の比率を演算する空燃比立上り応答比検出手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項1記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒劣化度検出手段は、前記触媒上流の空燃比検出手段と前記触媒下流の空燃比検出手段の相互相関関数と自己相関関数の比を触媒劣化指標とすることを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項2記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒上流空燃比立下り応答指標検出手段は、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報を微分し、該微分値が負の場合に、前記微分値を2乗し、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報から演算される所定期間、前記微分値の2乗を積分することによって、前記触媒上流の空燃比立下り応答指標を演算することを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項2記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒下流空燃比立下り応答指標検出手段は、前記触媒下流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報を微分し、該微分値が負の場合に、前記微分値を2乗し、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報から演算される所定期間、前記微分値の2乗を積分することによって、前記触媒下流の空燃比立下り応答指標を演算することを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項2記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒上流空燃比立上り応答指標検出手段は、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報を微分し、該微分値が正の場合に、前記微分値を2乗し、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報から演算される所定期間、前記微分値の2乗を積分することによって、前記触媒上流の空燃比立上り応答指標を演算することを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項2記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒下流空燃比立上り応答指標検出手段は、前記触媒下流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報を微分し、該微分値が正の場合に、前記微分値を2乗し、前記触媒上流の空燃比検出手段から検出される空燃比情報から演算される所定期間、前記微分値の2乗を積分することによって、前記触媒下流の空燃比立上り応答指標を演算することを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項1記載の排気浄化装置の診断装置において、
前記触媒劣化度補正手段は、前記立下り応答比から記述関数を用い、立下り補正値を演算し、前記触媒劣化指標に該立下り補正値に乗ずることにより、最終劣化指標を演算し、
前記立上り応答比から記述関数を用い、立上り補正値を演算し、前記触媒劣化指標に該立上り補正値に乗ずることにより、最終劣化指標を演算し、
前記触媒劣化判定手段は、前記最終触媒劣化指標を判定値と比較することにより、触媒が劣化したと判定することを特徴とする排気浄化装置の診断装置。 - 請求項1記載の排気浄化装置の診断装置において、
運転諸条件から触媒の劣化判定を許可する触媒劣化判定許可手段を備え、
該触媒劣化判定許可手段は、内燃機関の回転数が所定範囲内、負荷が所定範囲内、車速が所定値以上、水温が所定値以上、空燃比フィードバック制御中、触媒が充分活性している状態、用いられるセンサ類が全て正常の時、触媒劣化判定許可成立とすることを特徴とする排気浄化装置の診断装置。
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