JP2015151966A - 排気浄化触媒の劣化診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンの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、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を一体的に有する排気浄化触媒が配設される。HC吸着部と酸化触媒部とのうちあらかじめ設定されたいずれか一方の部位が他方の部位に比して、所定の劣化度となるまでの時期が早くなるようにその熱劣化特性が設定される。酸化触媒部での熱発生状態に応じて排気ガス浄化触媒が劣化しているか否かが診断され、いずれか一方の部位が所定の劣化度にまで劣化したときに、排気ガス浄化触媒のうちいずれか一方の部位が劣化していると診断される。
【選択図】図11
Description
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の劣化診断装置であって、
前記HC吸着部と前記酸化触媒部との熱劣化特性を比較したとき、前記HC吸着部と前記酸化触媒部とのうちあらかじめ設定されたいずれか一方の部位が他方の部位に比して、所定の劣化度となるまでの時期が早くなるように設定され、
前記酸化触媒部での熱発生状態に応じた値を所定の閾値と比較することにより、前記排気ガス浄化触媒が劣化しているか否かを診断する劣化診断手段を備え、
前記劣化診断手段は、前記いずれか一方の部位が前記所定の劣化度にまで劣化したときに、前記排気ガス浄化触媒が劣化していると診断するように前記所定の閾値が設定されている、
ようにしてある。
前記酸化触媒部は、担体に貴金属を担持させることにより構成とされ、
前記HC吸着部は、前記貴金属の表面に設けられた細孔を有するゼオライトで構成されている、
ようにしてある(請求項2対応)。この場合、本発明が適用されて好適な排気ガス浄化触媒の具体的なものが提供される。
(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。
(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。
(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。
(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。
β 酸化触媒部の熱劣化特性
β2 酸化触媒部の別の熱劣化特性
γ 所定の劣化度
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 (3)
- 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の劣化診断装置であって、
前記HC吸着部と前記酸化触媒部との熱劣化特性を比較したとき、前記HC吸着部と前記酸化触媒部とのうちあらかじめ設定されたいずれか一方の部位が他方の部位に比して、所定の劣化度となるまでの時期が早くなるように設定され、
前記酸化触媒部での熱発生状態に応じた値を所定の閾値と比較することにより、前記排気ガス浄化触媒が劣化しているか否かを診断する劣化診断手段を備え、
前記劣化診断手段は、前記いずれか一方の部位が前記所定の劣化度にまで劣化したときに、前記排気ガス浄化触媒が劣化していると診断するように前記所定の閾値が設定されている、
ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断装置。 - 請求項1において、
前記酸化触媒部は、担体に貴金属を担持させることにより構成とされ、
前記HC吸着部は、前記貴金属の表面に設けられた細孔を有するゼオライトで構成されている、
ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記HC吸着部の方が前記酸化触媒部よりも前記所定の劣化度となるまでの時期が早くなるように設定されている、ことを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化診断装置。
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