JP2020045885A - 触媒劣化診断システムおよび触媒劣化診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態における車両(システム)1000の構成を概略的に示す図である。本実施の形態において、車両1000は、運転者DRによって運転される自動車である。
次に、本実施の形態において行われるTWC601の劣化診断について説明する。図2は、本実施の形態に係る劣化診断を実行する際の、エンジン500の制御態様を、従来の一般的なCmax法(以下、単にCmax法と称する)におけるエンジン500の制御態様と対比的に示す図である。
劣化の度合いが異なる4つのTWC601を用意し、それぞれを実際の車両1000に搭載して、エンジン500のアクティブ制御運転を行い、それぞれのTWC601について、下流側でのNOx濃度の挙動を確認した。
実施例1において用いた、(模擬的な)劣化状態の相異なる4種類のTWC601につき、実施例1と同じ車両1000に搭載し、従来のCmax法により、排ガス温度を600℃および700℃とした場合の酸素吸蔵量を測定した。アクティブ制御運転は、エンジン500の回転数を2000rpmに保ちつつ行った。それぞれの排ガス温度を実現するべく、燃料噴射装置501からの燃料噴射量と、吸気部401からの吸気とは、可変に制御した。また、リーン運転状態とリッチ運転状態とは10回ずつ行われるようにし、全20回の酸素吸蔵もしくは酸素放出の際の酸素吸蔵量もしくは酸素放出量の平均値を、それぞれのTWCの酸素吸蔵量とした。それぞれの運転状態の継続時間は、概ね3秒程度であった。
300 アクセルペダル
401 吸気部
500 エンジン
501 燃料噴射装置
601 TWC
701 上流側空燃比検出手段
702 下流側空燃比検出手段
703 NOx検出手段
1000 車両
DS1 触媒劣化診断システム
P 配管
THa (下流側A/Fの)リーン側閾値
THb (下流側A/Fの)リッチ側閾値
Claims (4)
- 内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の、劣化度合いを診断するシステムであって、
前記内燃機関から排出される前記排ガスの排気経路において、前記触媒から前記内燃機関に向かう側が前記触媒よりも上流側と定義され、前記上流側の反対側が前記触媒よりも下流側と定義され、
前記排気経路において前記触媒よりも前記下流側に設けられた下流側空燃比検出手段と、
前記排気経路において前記触媒よりも前記下流側に設けられたNOx検出手段と、
前記内燃機関に対する吸気および燃料噴射を制御することによって前記内燃機関の運転状態を制御する運転制御手段と、
前記触媒の劣化度合いを診断する診断手段と、
あらかじめ定められた診断閾値が記憶されてなる記憶手段と、
を備え、
前記内燃機関から排出される前記排ガスの空燃比がストイキ値よりも大きいときの前記内燃機関の運転状態をリーン運転状態と称するとともに前記内燃機関から排出される前記排ガスの空燃比がストイキ値よりも小さいときの前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態と称し、かつ、
前記下流側空燃比検出手段における検出結果に基づき特定される前記排気経路の前記触媒よりも前記下流側における前記排ガスの空燃比を下流側空燃比と称する場合において、
前記運転制御手段は、前記内燃機関が前記リーン運転状態にある場合において前記下流側空燃比が所定のリーン側閾値に到達したタイミングで、前記内燃機関を前記リッチ運転状態へと移行させ、前記内燃機関が前記リッチ運転状態にある場合において前記下流側空燃比が所定のリッチ側閾値に到達したタイミングからあらかじめ定めた所定時間が経過したタイミングで、前記内燃機関を前記リーン運転状態へと移行させることを、前記排ガスの温度を600℃以上の所定の診断温度に保ちつつ行う診断運転を、前記内燃機関に実行させ、
前記診断手段は、前記リッチ運転状態にあるときの前記NOx検出手段における検出結果に基づいて特定される、前記排気経路の前記触媒の下流側におけるNOx濃度を、第1の前記診断閾値と比較することにより、前記触媒におけるNOx還元能の劣化の度合いを診断する、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。 - 請求項1に記載の触媒劣化診断システムであって、
前記排気経路の前記触媒よりも前記上流側において前記排ガスの空燃比を検出する上流側空燃比検出手段、
をさらに備えるとともに、
前記上流側空燃比検出手段における空燃比検出値に基づいて特定される前記触媒の前記上流側における空燃比を上流側空燃比と称するとし、
前記診断手段はさらに、前記上流側空燃比とストイキ値との差分値を前記上流側空燃比がストイキ値以上となってから前記下流側空燃比が前記リーン側閾値に到達するまでの時間について積分することで算出される前記触媒における一度の吸蔵での酸素吸蔵量と、前記上流側空燃比とストイキ値との差分値を前記上流側空燃比がストイキ値以下となってから前記下流側空燃比が前記リッチ側閾値に到達するまでの時間について積分することで算出される前記触媒における一度の放出での酸素放出量との平均値として算出される前記触媒の平均酸素吸蔵量を、第2の前記診断閾値と比較することにより、前記触媒における酸素吸蔵能の劣化の度合いを診断する、
ことを特徴とする触媒劣化診断システム。 - 内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の、劣化度合いを診断する方法であって、
前記内燃機関から排出される前記排ガスの排気経路において、前記触媒から前記内燃機関に向かう側を前記触媒よりも上流側と定義し、前記上流側の反対側を前記触媒よりも下流側と定義し、
前記内燃機関から排出される前記排ガスの空燃比がストイキ値よりも大きいときの前記内燃機関の運転状態をリーン運転状態と称するとともに前記内燃機関から排出される前記排ガスの空燃比がストイキ値よりも小さいときの前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態と称し、かつ、
前記排気経路の前記触媒よりも前記下流側における前記排ガスの空燃比を下流側空燃比と称する場合において、
前記内燃機関に対する吸気および燃料噴射を所定の制御手段によって制御することにより、前記内燃機関が前記リーン運転状態にある場合において前記下流側空燃比が所定のリーン側閾値に到達したタイミングで、前記内燃機関を前記リッチ運転状態へと移行させ、前記内燃機関が前記リッチ運転状態にある場合において前記下流側空燃比が所定のリッチ側閾値に到達したタイミングからあらかじめ定めた所定時間が経過したタイミングで、前記内燃機関を前記リーン運転状態へと移行させることを、前記排ガスの温度を600℃以上の所定の診断温度に保ちつつ行う、診断運転工程と、
前記触媒の劣化度合いを診断する診断工程と、
を備え、
前記診断工程においては、前記リッチ運転状態にあるときの前記排気経路の前記触媒よりも前記下流側における前記排ガス中のNOxの濃度を、あらかじめ定められて所定の記憶手段に記憶されてなる第1の診断閾値と比較することにより、前記触媒におけるNOx還元能の劣化の度合いを診断する、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。 - 請求項3に記載の触媒劣化診断方法であって、
前記診断工程においてはさらに、前記排気経路の前記触媒よりも前記上流側における空燃比である上流側空燃比とストイキ値との差分値を前記上流側空燃比がストイキ値以上となってから前記下流側空燃比が前記リーン側閾値に到達するまでの時間について積分することで算出される前記触媒における一度の吸蔵での酸素吸蔵量と、前記上流側空燃比とストイキ値との差分値を前記上流側空燃比がストイキ値以下となってから前記下流側空燃比が前記リッチ側閾値に到達するまでの時間について積分することで算出される前記触媒における一度の放出での酸素放出量との平均値として算出される前記触媒の平均酸素吸蔵量を、あらかじめ定められて前記記憶手段に記憶されてなる第2の診断閾値と比較することにより、前記触媒における酸素吸蔵能の劣化の度合いを診断する、
ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
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