JP3092485B2 - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化判定装置Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/023—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting HC
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の触媒劣
化判定装置に関する。
化判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気系には、一般的に、排気
ガス中の有害成分を浄化するための触媒装置が設けられ
ている。このような触媒装置は、長期使用に伴い触媒の
劣化程度が異常域に達すると、その浄化性能が非常に低
下し、排気エミッションがかなり悪化するようになるた
めに、このような触媒異常劣化状態であることを判断し
て運転者に知らせ、触媒装置の交換を促すことが必要で
ある。
ガス中の有害成分を浄化するための触媒装置が設けられ
ている。このような触媒装置は、長期使用に伴い触媒の
劣化程度が異常域に達すると、その浄化性能が非常に低
下し、排気エミッションがかなり悪化するようになるた
めに、このような触媒異常劣化状態であることを判断し
て運転者に知らせ、触媒装置の交換を促すことが必要で
ある。
【０００３】触媒装置の交換は、かなりの費用及び時間
を必要とするために、必要最小限としなければならず、
それにより、触媒異常劣化状態を正確に判断することが
必要である。特開平４−１０９０２１号公報には、触媒
装置の排気上流側及び下流側にＨＣセンサを配置し、両
ＨＣセンサにより検出される排気ガス中の炭化水素濃度
を比較することによって触媒装置の炭化水素浄化率を決
定し、この浄化率に基づき触媒装置の劣化を判断するも
のが記載されている。
を必要とするために、必要最小限としなければならず、
それにより、触媒異常劣化状態を正確に判断することが
必要である。特開平４−１０９０２１号公報には、触媒
装置の排気上流側及び下流側にＨＣセンサを配置し、両
ＨＣセンサにより検出される排気ガス中の炭化水素濃度
を比較することによって触媒装置の炭化水素浄化率を決
定し、この浄化率に基づき触媒装置の劣化を判断するも
のが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によっ
て触媒装置の現在における炭化水素浄化率が比較的正確
に把握されるが、この浄化率は触媒装置の劣化程度だけ
に依存するものではなく、それにより、触媒劣化程度が
異常域に達していないにもかかわらず、触媒異常劣化状
態であると誤判断する可能性がある。
て触媒装置の現在における炭化水素浄化率が比較的正確
に把握されるが、この浄化率は触媒装置の劣化程度だけ
に依存するものではなく、それにより、触媒劣化程度が
異常域に達していないにもかかわらず、触媒異常劣化状
態であると誤判断する可能性がある。
【０００５】従って、本発明の目的は、触媒異常劣化状
態であることを正確に判断することができる触媒劣化判
定装置を提供することである。
態であることを正確に判断することができる触媒劣化判
定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の触媒劣化判定装置は、内燃機関の排気
系に設けられた触媒コンバータと、前記触媒コンバータ
の排気下流側において排気ガス中の炭化水素濃度を検出
するためのＨＣセンサと、前記ＨＣセンサにより検出さ
れる炭化水素濃度に基づき前記触媒コンバータの劣化に
対する指標値を決定する指標値決定手段と、前記指標値
決定手段により決定された指標値と閾値とを比較するこ
とにより触媒異常劣化状態を判断する判断手段、とを具
備する内燃機関の触媒劣化判定装置において、さらに、
現在の触媒空間速度に基づき前記指標値及び前記閾値の
少なくとも一方を補正する補正手段を具備することを特
徴とする。
による内燃機関の触媒劣化判定装置は、内燃機関の排気
系に設けられた触媒コンバータと、前記触媒コンバータ
の排気下流側において排気ガス中の炭化水素濃度を検出
するためのＨＣセンサと、前記ＨＣセンサにより検出さ
れる炭化水素濃度に基づき前記触媒コンバータの劣化に
対する指標値を決定する指標値決定手段と、前記指標値
決定手段により決定された指標値と閾値とを比較するこ
とにより触媒異常劣化状態を判断する判断手段、とを具
備する内燃機関の触媒劣化判定装置において、さらに、
現在の触媒空間速度に基づき前記指標値及び前記閾値の
少なくとも一方を補正する補正手段を具備することを特
徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による触媒劣化判
定装置が取り付けられた内燃機関の排気系の一部を示す
概略図である。同図において、１は排気ガス中の有害成
分を浄化するための三元触媒コンバータである。三元触
媒コンバータ１の上流側は機関本体（図示せず）へ接続
され、また下流側はマフラ（図示せず）等を介して大気
に開放されている。２はその触媒を担持する触媒担体で
ある。３は触媒担体２へ流入する排気ガス中の炭化水素
濃度を検出するための第１ＨＣセンサであり、４は触媒
担体２から流出する排気ガス中の炭化水素濃度を検出す
るための第２ＨＣセンサである。
定装置が取り付けられた内燃機関の排気系の一部を示す
概略図である。同図において、１は排気ガス中の有害成
分を浄化するための三元触媒コンバータである。三元触
媒コンバータ１の上流側は機関本体（図示せず）へ接続
され、また下流側はマフラ（図示せず）等を介して大気
に開放されている。２はその触媒を担持する触媒担体で
ある。３は触媒担体２へ流入する排気ガス中の炭化水素
濃度を検出するための第１ＨＣセンサであり、４は触媒
担体２から流出する排気ガス中の炭化水素濃度を検出す
るための第２ＨＣセンサである。
【０００８】触媒コンバータ１は、その使用に伴い徐々
に劣化し、この劣化程度が異常域に達すると、排気ガス
浄化能力がかなり悪化するために、触媒コンバータの交
換が必要となる。１０は、このような触媒コンバータ１
の交換時期、すなわち、触媒の異常劣化状態を判断する
触媒劣化判定装置である。
に劣化し、この劣化程度が異常域に達すると、排気ガス
浄化能力がかなり悪化するために、触媒コンバータの交
換が必要となる。１０は、このような触媒コンバータ１
の交換時期、すなわち、触媒の異常劣化状態を判断する
触媒劣化判定装置である。
【０００９】触媒劣化判定装置１０は、一般的なデジタ
ルコンピュータであり、前述した第１及び第２ＨＣセン
サ３，４と共に、吸入空気量を検出するためのエアフロ
ーメータ１１、機関回転数を検出するための回転センサ
１２、及び機関温度として冷却水温を検出するための水
温センサ１３等の機関運転状態を把握するための各セン
サの出力と、車両回りの外気温度を測定するための外気
温度センサ１４等の外部環境を把握するためのセンサの
出力とが取り込めるようになっている。内燃機関の燃料
噴射量制御として、一般的に行われているように、排気
通路に配置された酸素センサ（図示せず）を使用し、特
定機関運転状態を除き、混合気空燃比をストイキ近傍で
変動させる一般的な空燃比フィードバック制御が実行さ
れるようになっている。
ルコンピュータであり、前述した第１及び第２ＨＣセン
サ３，４と共に、吸入空気量を検出するためのエアフロ
ーメータ１１、機関回転数を検出するための回転センサ
１２、及び機関温度として冷却水温を検出するための水
温センサ１３等の機関運転状態を把握するための各セン
サの出力と、車両回りの外気温度を測定するための外気
温度センサ１４等の外部環境を把握するためのセンサの
出力とが取り込めるようになっている。内燃機関の燃料
噴射量制御として、一般的に行われているように、排気
通路に配置された酸素センサ（図示せず）を使用し、特
定機関運転状態を除き、混合気空燃比をストイキ近傍で
変動させる一般的な空燃比フィードバック制御が実行さ
れるようになっている。
【００１０】図２及び図３は、触媒異常劣化状態である
か否かを判断するための第１フローチャートであり、機
関始動と同時に実行され、所定期間毎に繰り返されるも
のである。まず、ステップ１０１において、前述した各
センサによって、現在の吸入空気量Ｑn 、現在の機関回
転数Ｎｅn 、現在の冷却水温Ｔｈｗn 、及び現在の車両
回りの外気温度Ｔａn を取り込む。
か否かを判断するための第１フローチャートであり、機
関始動と同時に実行され、所定期間毎に繰り返されるも
のである。まず、ステップ１０１において、前述した各
センサによって、現在の吸入空気量Ｑn 、現在の機関回
転数Ｎｅn 、現在の冷却水温Ｔｈｗn 、及び現在の車両
回りの外気温度Ｔａn を取り込む。
【００１１】次に、ステップ１０２において、フラグＦ
が２であるか否かが判断される。フラグＦは機関停止の
際に０にリセットされるものであり、機関始動直後にお
いて、この判断は否定されてステップ１０３に進む。ス
テップ１０３において、フラグＦが１であるか否かが判
断され、同様に、この判断は否定されてステップ１０４
に進む。
が２であるか否かが判断される。フラグＦは機関停止の
際に０にリセットされるものであり、機関始動直後にお
いて、この判断は否定されてステップ１０３に進む。ス
テップ１０３において、フラグＦが１であるか否かが判
断され、同様に、この判断は否定されてステップ１０４
に進む。
【００１２】ステップ１０４において、冷却水温Ｔｈｗ
n と外気温度Ｔａn との差が所定値Ａより大きいか否か
が判断され、この判断が肯定される時には機関停止直後
の再始動であり、ステップ１０５に進み、フラグＦが１
とされてそのまま終了する。一方、ステップ１０４にお
ける判断が否定される時にはステップ１０６に進み、フ
ラグＦは２とされステップ１０７に進む。
n と外気温度Ｔａn との差が所定値Ａより大きいか否か
が判断され、この判断が肯定される時には機関停止直後
の再始動であり、ステップ１０５に進み、フラグＦが１
とされてそのまま終了する。一方、ステップ１０４にお
ける判断が否定される時にはステップ１０６に進み、フ
ラグＦは２とされステップ１０７に進む。
【００１３】ステップ１０７において、今回の外気温度
Ｔａn が前回の推定触媒温度Ｔｃn- 1 とされ、ステップ
１０８において、前回の推定触媒温度Ｔｃn-1 に基づ
き、図４に示すようなマップから今回の基本反応熱量Ｂ
Ｔｒn を決定する。図４に示すマップにおいて、基本反
応熱量ＢＴｒは、触媒温度が高いほど触媒の活性化が進
み反応しやすくなることを考慮して設定されている。基
本反応熱量ＢＴｒn は、触媒温度だけでなく、触媒の現
在における浄化能力によっても変化するために、浄化能
力毎に図４に示すようなマップが設けられ、前回の浄化
能力ＡＢn-1 （以下に説明する）に基づき、このステッ
プで使用されるマップが選択される。
Ｔａn が前回の推定触媒温度Ｔｃn- 1 とされ、ステップ
１０８において、前回の推定触媒温度Ｔｃn-1 に基づ
き、図４に示すようなマップから今回の基本反応熱量Ｂ
Ｔｒn を決定する。図４に示すマップにおいて、基本反
応熱量ＢＴｒは、触媒温度が高いほど触媒の活性化が進
み反応しやすくなることを考慮して設定されている。基
本反応熱量ＢＴｒn は、触媒温度だけでなく、触媒の現
在における浄化能力によっても変化するために、浄化能
力毎に図４に示すようなマップが設けられ、前回の浄化
能力ＡＢn-1 （以下に説明する）に基づき、このステッ
プで使用されるマップが選択される。
【００１４】次に、ステップ１０９において、前回の推
定触媒温度Ｔｃn-1 に基づき、今回の触媒からの基本放
熱量ＢＴｏn を決定する。図５に示すマップにおいて、
基本放熱量ＢＴｏは、触媒温度が高いほど放熱しやすい
ことを考慮して設定されている。
定触媒温度Ｔｃn-1 に基づき、今回の触媒からの基本放
熱量ＢＴｏn を決定する。図５に示すマップにおいて、
基本放熱量ＢＴｏは、触媒温度が高いほど放熱しやすい
ことを考慮して設定されている。
【００１５】ステップ１１０において、触媒へ流入する
排気ガス量を次式（１）によってなまし処理される吸入
空気量Ｑｓｍとして算出する。 Ｑｓｍn ＝Ｑｓｍn-1 ＋（Ｑn −Ｑｓｍn-1 ）＊Ｎｅn ／Ｎ ・・（１） 上式（１）において、Ｑn は今回の吸入空気量であり、
Ｑｓｍn-1 は前回のなまし処理後の吸入空気量であり、
機関始動時には初期値として通常のアイドル時の吸入空
気量が設定される。もちろん、冷却水温Ｔｈｗ等に基づ
くアイドル吸入空気量の増加を考慮して設定することも
可能である。また、Ｎｅn は機関回転数、Ｎは定数であ
り、このなまし処理は、機関回転数が低いほど吸入空気
量の変化の絶対値が小さいことを前提としている。
排気ガス量を次式（１）によってなまし処理される吸入
空気量Ｑｓｍとして算出する。 Ｑｓｍn ＝Ｑｓｍn-1 ＋（Ｑn −Ｑｓｍn-1 ）＊Ｎｅn ／Ｎ ・・（１） 上式（１）において、Ｑn は今回の吸入空気量であり、
Ｑｓｍn-1 は前回のなまし処理後の吸入空気量であり、
機関始動時には初期値として通常のアイドル時の吸入空
気量が設定される。もちろん、冷却水温Ｔｈｗ等に基づ
くアイドル吸入空気量の増加を考慮して設定することも
可能である。また、Ｎｅn は機関回転数、Ｎは定数であ
り、このなまし処理は、機関回転数が低いほど吸入空気
量の変化の絶対値が小さいことを前提としている。
【００１６】次にステップ１１１に進み、次式（２）に
よって今回の触媒温度変化ΔＴｃnを算出する。 ΔＴｃn ＝ Ｋ１＊（Ｋ２＊Ｑｓｍn ＋Ｋ３＊ＢＴｒn −Ｋ４＊ＢＴｏn ）・・（２） 上式（２）において、第２補正係数Ｋ２は、触媒へ流入
する排気ガス量としてのなまし処理された吸入空気量Ｑ
ｓｍn を今回排気ガスが触媒に与える熱量に換算するも
のであり、ステップ１０１において取り込まれた吸入空
気量Ｑn 、機関回転数Ｎｅn 、及び冷却水温Ｔｈｗn 等
によって定まる機関運転状態に基づき推定される排気ガ
ス温度等が考慮されて決定される。また、第３補正係数
Ｋ３は、触媒活性化程度が考慮された基本反応熱量ＢＴ
ｒn を実際の反応熱量に換算するものであり、排気ガス
量及び機関運転状態により定まる空燃比等が考慮されて
決定される。また、第４補正係数Ｋ４は、触媒温度が考
慮された基本放熱量ＢＴｏ n を実際の放熱量に換算する
ものであり、ステップ１０１において取り込まれた外気
温度Ｔａn 及び排気ガス量等が考慮されて決定される。
このように、第２、第３、及び第４補正係数Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４は、ステップ１１１の処理毎にマップ（図示せ
ず）を利用して新たに決定されるものである。また、第
１補正係数Ｋ１は、このように触媒において増減する熱
量を触媒担体２の各部分の触媒温度変化の平均値に換算
するものである。
よって今回の触媒温度変化ΔＴｃnを算出する。 ΔＴｃn ＝ Ｋ１＊（Ｋ２＊Ｑｓｍn ＋Ｋ３＊ＢＴｒn −Ｋ４＊ＢＴｏn ）・・（２） 上式（２）において、第２補正係数Ｋ２は、触媒へ流入
する排気ガス量としてのなまし処理された吸入空気量Ｑ
ｓｍn を今回排気ガスが触媒に与える熱量に換算するも
のであり、ステップ１０１において取り込まれた吸入空
気量Ｑn 、機関回転数Ｎｅn 、及び冷却水温Ｔｈｗn 等
によって定まる機関運転状態に基づき推定される排気ガ
ス温度等が考慮されて決定される。また、第３補正係数
Ｋ３は、触媒活性化程度が考慮された基本反応熱量ＢＴ
ｒn を実際の反応熱量に換算するものであり、排気ガス
量及び機関運転状態により定まる空燃比等が考慮されて
決定される。また、第４補正係数Ｋ４は、触媒温度が考
慮された基本放熱量ＢＴｏ n を実際の放熱量に換算する
ものであり、ステップ１０１において取り込まれた外気
温度Ｔａn 及び排気ガス量等が考慮されて決定される。
このように、第２、第３、及び第４補正係数Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４は、ステップ１１１の処理毎にマップ（図示せ
ず）を利用して新たに決定されるものである。また、第
１補正係数Ｋ１は、このように触媒において増減する熱
量を触媒担体２の各部分の触媒温度変化の平均値に換算
するものである。
【００１７】次に、ステップ１１２に進み、前回の推定
触媒温度Ｔｃn-1 にこの触媒温度変化平均値ΔＴｃn が
加えられて触媒担体２の今回の推定触媒温度Ｔｃn が算
出される。次に、ステップ１１３において、前述した空
燃比フィードバック制御（Ｆ／Ｂ）が実行されているか
否かが判断され、この判断が機関減速時のフューエルカ
ット等によって否定される時には、排気ガス中の炭化水
素濃度が非常に低く、触媒担体２における正確な炭化水
素浄化率の算出が困難であるとして、そのまま終了す
る。
触媒温度Ｔｃn-1 にこの触媒温度変化平均値ΔＴｃn が
加えられて触媒担体２の今回の推定触媒温度Ｔｃn が算
出される。次に、ステップ１１３において、前述した空
燃比フィードバック制御（Ｆ／Ｂ）が実行されているか
否かが判断され、この判断が機関減速時のフューエルカ
ット等によって否定される時には、排気ガス中の炭化水
素濃度が非常に低く、触媒担体２における正確な炭化水
素浄化率の算出が困難であるとして、そのまま終了す
る。
【００１８】一方、ステップ１１３における判断が肯定
される時には、ステップ１１４に進み、ステップ１１２
において算出された現在の触媒温度Ｔｃn が触媒活性開
始温度Ａ１以上であるか否かが判断され、この判断が否
定される時には、触媒により排気ガス浄化がほとんど行
われないために、そのまま終了する。一方、この判断が
肯定される時には、ステップ１１５に進み、現在の触媒
温度Ｔｃn が触媒活性完了温度Ａ２以下であるか否かが
判断される。
される時には、ステップ１１４に進み、ステップ１１２
において算出された現在の触媒温度Ｔｃn が触媒活性開
始温度Ａ１以上であるか否かが判断され、この判断が否
定される時には、触媒により排気ガス浄化がほとんど行
われないために、そのまま終了する。一方、この判断が
肯定される時には、ステップ１１５に進み、現在の触媒
温度Ｔｃn が触媒活性完了温度Ａ２以下であるか否かが
判断される。
【００１９】当初、この判断は肯定されてステップ１１
６に進み、第１ＨＣセンサ３により触媒担体２へ流入す
る排気ガス中の炭化水素濃度ＨＣＳＦと、第２ＨＣセン
サ４により触媒担体２から流出する排気ガス中の炭化水
素濃度ＨＣＳＲとが読み込まれ、ステップ１１７におい
て、次式（３）によって触媒の現在における炭化水素浄
化率ＨＣＰn が算出される。 ＨＣＰn ＝１−ＨＣＳＲ／ＨＣＳＦ・・（３）
６に進み、第１ＨＣセンサ３により触媒担体２へ流入す
る排気ガス中の炭化水素濃度ＨＣＳＦと、第２ＨＣセン
サ４により触媒担体２から流出する排気ガス中の炭化水
素濃度ＨＣＳＲとが読み込まれ、ステップ１１７におい
て、次式（３）によって触媒の現在における炭化水素浄
化率ＨＣＰn が算出される。 ＨＣＰn ＝１−ＨＣＳＲ／ＨＣＳＦ・・（３）
【００２０】次に、ステップ１１８に進み、現在の触媒
空間速度ＳＶＲが次式（４）により算出される。触媒空
間速度ＳＶＲとは、触媒内における単位容積当たりの排
気ガス流量である。 ＳＶＲ＝Ｑｓｍn ／Ｖｏｌ・・（４） ここで、Ｑｓｍn は、ステップ１１０において排気ガス
量として算出された吸入空気量であり、Ｖｏｌは触媒容
積である。
空間速度ＳＶＲが次式（４）により算出される。触媒空
間速度ＳＶＲとは、触媒内における単位容積当たりの排
気ガス流量である。 ＳＶＲ＝Ｑｓｍn ／Ｖｏｌ・・（４） ここで、Ｑｓｍn は、ステップ１１０において排気ガス
量として算出された吸入空気量であり、Ｖｏｌは触媒容
積である。
【００２１】ステップ１１７において算出された炭化水
素浄化率ＨＣＰn は、触媒担体２の上流及び下流側にお
ける排気ガス中の炭化水素濃度に基づき算出されるため
に、比較的正確な値であるが、これが、触媒の浄化性能
を表しているとは言えない。なぜなら、触媒の浄化性能
が高くても前述した触媒空間速度ＳＶＲが大きい時に
は、触媒を吹き抜ける炭化水素量が多くなり、この時の
炭化水素浄化率ＨＣＰnは低くなるためである。
素浄化率ＨＣＰn は、触媒担体２の上流及び下流側にお
ける排気ガス中の炭化水素濃度に基づき算出されるため
に、比較的正確な値であるが、これが、触媒の浄化性能
を表しているとは言えない。なぜなら、触媒の浄化性能
が高くても前述した触媒空間速度ＳＶＲが大きい時に
は、触媒を吹き抜ける炭化水素量が多くなり、この時の
炭化水素浄化率ＨＣＰnは低くなるためである。
【００２２】従って、ステップ１１９において、現在の
触媒空間速度ＳＶＲに基づき、図６に示すマップから補
正係数Ｋ５を決定し、ステップ１２０において、次式
（５）によって炭化水素浄化率ＨＣＰn にこの補正係数
Ｋ５が乗算されて、現在の触媒浄化能力ＡＢn が算出さ
れる。 ＡＢn ＝Ｋ５＊ＨＣＰn ・・（５）
触媒空間速度ＳＶＲに基づき、図６に示すマップから補
正係数Ｋ５を決定し、ステップ１２０において、次式
（５）によって炭化水素浄化率ＨＣＰn にこの補正係数
Ｋ５が乗算されて、現在の触媒浄化能力ＡＢn が算出さ
れる。 ＡＢn ＝Ｋ５＊ＨＣＰn ・・（５）
【００２３】図６に示すマップは、触媒空間速度ＳＶＲ
が所定値までは補正係数Ｋ５として１が設定され、それ
以上となる時には、触媒空間速度ＳＶＲが大きくなるほ
ど、吹き抜ける炭化水素量が多くなることに基づき補正
係数Ｋ５として徐々に小さな値が設定されているもので
ある。
が所定値までは補正係数Ｋ５として１が設定され、それ
以上となる時には、触媒空間速度ＳＶＲが大きくなるほ
ど、吹き抜ける炭化水素量が多くなることに基づき補正
係数Ｋ５として徐々に小さな値が設定されているもので
ある。
【００２４】次に、ステップ１２１において、このよう
に算出された触媒の現在のおける浄化能力ＡＢn が積算
され、ステップ１２２において当初０にリセットされて
いるカウント値ｎを１だけ増加させ、終了する。
に算出された触媒の現在のおける浄化能力ＡＢn が積算
され、ステップ１２２において当初０にリセットされて
いるカウント値ｎを１だけ増加させ、終了する。
【００２５】このような処理が繰り返されるうちに、触
媒温度Ｔｃn が触媒活性完了温度Ａ２より大きくなって
ステップ１１５における判断が肯定されてステップ１２
３に進み、ステップ１２１において積算された浄化能力
ＳＡＢを積算回数に相当するカウント値ｎで割り算出さ
れる触媒活性途中における平均浄化能力が触媒異常劣化
状態を示す閾値αより大きいか否かが判断され、この判
断が肯定される時には、ステップ１２４において触媒は
正常であると判断し、一方、この判断が否定される時に
は、ステップ１２５において触媒が異常劣化状態である
と判断する。
媒温度Ｔｃn が触媒活性完了温度Ａ２より大きくなって
ステップ１１５における判断が肯定されてステップ１２
３に進み、ステップ１２１において積算された浄化能力
ＳＡＢを積算回数に相当するカウント値ｎで割り算出さ
れる触媒活性途中における平均浄化能力が触媒異常劣化
状態を示す閾値αより大きいか否かが判断され、この判
断が肯定される時には、ステップ１２４において触媒は
正常であると判断し、一方、この判断が否定される時に
は、ステップ１２５において触媒が異常劣化状態である
と判断する。
【００２６】本フローチャートによれば、触媒の上流及
び下流側に位置するＨＣセンサの出力に基づき正確な触
媒の炭化水素浄化率を把握し、この浄化率を触媒空間速
度に基づき触媒を吹き抜ける炭化水素量を考慮して補正
して浄化性能を算出し、この浄化性能に基づき触媒異常
劣化状態を判断するために、この判断を正確なものとす
ることができる。さらに、炭化水素浄化率の把握は、触
媒の浄化率を検出不可能な触媒活性開始以前と、触媒劣
化が進んでも比較的良好な浄化率を提供する可能性のあ
る触媒活性完了後とを除き、触媒活性途中に行われ、各
時点の浄化率をその時の触媒空間速度に基づき補正して
各時点の触媒浄化能力を算出し、前述の判断には、これ
らの平均値が使用されるために、この判断をさらに正確
なものとすることができる。
び下流側に位置するＨＣセンサの出力に基づき正確な触
媒の炭化水素浄化率を把握し、この浄化率を触媒空間速
度に基づき触媒を吹き抜ける炭化水素量を考慮して補正
して浄化性能を算出し、この浄化性能に基づき触媒異常
劣化状態を判断するために、この判断を正確なものとす
ることができる。さらに、炭化水素浄化率の把握は、触
媒の浄化率を検出不可能な触媒活性開始以前と、触媒劣
化が進んでも比較的良好な浄化率を提供する可能性のあ
る触媒活性完了後とを除き、触媒活性途中に行われ、各
時点の浄化率をその時の触媒空間速度に基づき補正して
各時点の触媒浄化能力を算出し、前述の判断には、これ
らの平均値が使用されるために、この判断をさらに正確
なものとすることができる。
【００２７】図７及び図８は、触媒異常劣化状態である
か否かを判断するための第２フローチャートであり、前
述した第１フローチャートとの違いについてのみ以下に
説明する。本フローチャートでは、現在の触媒温度Ｔｃ
n に基づき触媒活性途中の時には、第１フローチャート
と同様に、ステップ２１７において触媒の炭化水素浄化
率ＨＣＰn を算出し、ステップ２１８において触媒空間
速度ＳＶＲを算出し、ステップ２１８において図６に示
すマップから補正係数Ｋ５を決定した後、ステップ２２
０において、図９に示すマップから現在の触媒温度Ｔｃ
n に基づき触媒異常劣化状態を示す触媒空間速度ＳＶＲ
が比較的小さい時の触媒の浄化率の閾値Ｂn を決定す
る。
か否かを判断するための第２フローチャートであり、前
述した第１フローチャートとの違いについてのみ以下に
説明する。本フローチャートでは、現在の触媒温度Ｔｃ
n に基づき触媒活性途中の時には、第１フローチャート
と同様に、ステップ２１７において触媒の炭化水素浄化
率ＨＣＰn を算出し、ステップ２１８において触媒空間
速度ＳＶＲを算出し、ステップ２１８において図６に示
すマップから補正係数Ｋ５を決定した後、ステップ２２
０において、図９に示すマップから現在の触媒温度Ｔｃ
n に基づき触媒異常劣化状態を示す触媒空間速度ＳＶＲ
が比較的小さい時の触媒の浄化率の閾値Ｂn を決定す
る。
【００２８】次に、ステップ２２１において、この閾値
Ｂn を補正係数Ｋ５で割ることによって現在の触媒空間
速度に基づき閾値側を補正することができ、ステップ２
２２において触媒の浄化率を積算すると共に、ステップ
２２３において補正された閾値Ｂn ’を積算し、触媒活
性完了時に、ステップ２２４において、積算された浄化
率ＳＨＣＰが積算された閾値ＳＢより大きいか否かが判
断され、この判断が肯定される時には、ステップ２２５
において触媒が正常であると判断し、一方、この判断が
否定される時には、ステップ２２６において触媒異常劣
化状態であると判断される。
Ｂn を補正係数Ｋ５で割ることによって現在の触媒空間
速度に基づき閾値側を補正することができ、ステップ２
２２において触媒の浄化率を積算すると共に、ステップ
２２３において補正された閾値Ｂn ’を積算し、触媒活
性完了時に、ステップ２２４において、積算された浄化
率ＳＨＣＰが積算された閾値ＳＢより大きいか否かが判
断され、この判断が肯定される時には、ステップ２２５
において触媒が正常であると判断し、一方、この判断が
否定される時には、ステップ２２６において触媒異常劣
化状態であると判断される。
【００２９】このように、触媒空間速度に基づき、触媒
の浄化率ではなく閾値側を補正することによっても触媒
異常劣化状態を正確に判断することができる。
の浄化率ではなく閾値側を補正することによっても触媒
異常劣化状態を正確に判断することができる。
【００３０】前述した第１及び第２フローチャートにお
いて、触媒担体２の上流及び下流側に配置された第１Ｈ
Ｃセンサ３及び第２ＨＣセンサ４の出力に基づき触媒の
炭化水素浄化率を算出するようになっているが、これは
本発明を限定するものではなく、触媒担体２の排気上流
側の第１ＨＣセンサ３を省略し、触媒担体２へ流入する
排気ガス中の炭化水素濃度ＨＣＳＦを、ストイキへの空
燃比フィードバック制御が実施されていることを考慮し
て、図１０に示すマップから機関回転数Ｎｅnに基づき
決定するようにしても良い。
いて、触媒担体２の上流及び下流側に配置された第１Ｈ
Ｃセンサ３及び第２ＨＣセンサ４の出力に基づき触媒の
炭化水素浄化率を算出するようになっているが、これは
本発明を限定するものではなく、触媒担体２の排気上流
側の第１ＨＣセンサ３を省略し、触媒担体２へ流入する
排気ガス中の炭化水素濃度ＨＣＳＦを、ストイキへの空
燃比フィードバック制御が実施されていることを考慮し
て、図１０に示すマップから機関回転数Ｎｅnに基づき
決定するようにしても良い。
【００３１】また、第１及び第２フローチャートにおい
て、現在の触媒温度として計算値を使用したが、もちろ
ん、温度センサを配置して実測値を使用することも可能
である。
て、現在の触媒温度として計算値を使用したが、もちろ
ん、温度センサを配置して実測値を使用することも可能
である。
【００３２】
【発明の効果】このように、請求項１に記載の本発明に
よる内燃機関の触媒劣化判定装置によれば、触媒コンバ
ータの排気下流側に配置されたＨＣセンサにより検出さ
れる炭化水素濃度に基づき触媒コンバータの劣化に対す
る指標値を決定し、この指標値と閾値とを比較すること
により触媒異常劣化状態を判断する内燃機関の触媒劣化
判定装置において、補正手段によって現在の触媒空間速
度に基づき指標値及び閾値の少なくとも一方が補正され
るために、触媒空間速度が大きくて触媒を吹き抜ける炭
化水素量が多くても触媒異常劣化状態の判断を正確に行
うことができる。
よる内燃機関の触媒劣化判定装置によれば、触媒コンバ
ータの排気下流側に配置されたＨＣセンサにより検出さ
れる炭化水素濃度に基づき触媒コンバータの劣化に対す
る指標値を決定し、この指標値と閾値とを比較すること
により触媒異常劣化状態を判断する内燃機関の触媒劣化
判定装置において、補正手段によって現在の触媒空間速
度に基づき指標値及び閾値の少なくとも一方が補正され
るために、触媒空間速度が大きくて触媒を吹き抜ける炭
化水素量が多くても触媒異常劣化状態の判断を正確に行
うことができる。
【図１】本発明による触媒劣化判定装置が取り付けられ
た内燃機関の排気系の一部を示す概略図である。
た内燃機関の排気系の一部を示す概略図である。
【図２】触媒異常劣化状態であるか否かを判断するため
の第１フローチャートの一部である。
の第１フローチャートの一部である。
【図３】第１フローチャートの図２に示された以外の部
分である。
分である。
【図４】図２及び３に示す第１フローチャートに使用さ
れる基本反応熱量決定のためのマップである。
れる基本反応熱量決定のためのマップである。
【図５】図２及び３に示す第１フローチャートに使用さ
れる基本放熱量決定のためのマップである。
れる基本放熱量決定のためのマップである。
【図６】図２及び３に示す第１フローチャートに使用さ
れる補正係数決定のためのマップである。
れる補正係数決定のためのマップである。
【図７】触媒異常劣化状態であるか否かを判断するため
の第２フローチャートの一部である。
の第２フローチャートの一部である。
【図８】第２フローチャートの図７に示された以外の部
分である。
分である。
【図９】図７及び８に示す第２フローチャートに使用さ
れる閾値決定のためのマップである。
れる閾値決定のためのマップである。
【図１０】触媒担体へ流入する排気ガス中の炭化水素濃
度を決定するためのマップである。
度を決定するためのマップである。
１…触媒コンバータ ２…触媒担体 ３…第１ＨＣセンサ ４…第２ＨＣセンサ １０…触媒劣化判定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 41/14 310 F02D 45/00 368
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた触媒コン
バータと、前記触媒コンバータの排気下流側において排
気ガス中の炭化水素濃度を検出するためのＨＣセンサ
と、前記ＨＣセンサにより検出される炭化水素濃度に基
づき前記触媒コンバータの劣化に対する指標値を決定す
る指標値決定手段と、前記指標値決定手段により決定さ
れた指標値と閾値とを比較することにより触媒異常劣化
状態を判断する判断手段、とを具備する内燃機関の触媒
劣化判定装置において、さらに、現在の触媒空間速度に
基づき前記指標値及び前記閾値の少なくとも一方を補正
する補正手段を具備することを特徴とする内燃機関の触
媒劣化判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07190845A JP3092485B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07190845A JP3092485B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941950A JPH0941950A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3092485B2 true JP3092485B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=16264736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07190845A Expired - Fee Related JP3092485B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の触媒劣化判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092485B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP07190845A patent/JP3092485B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0941950A (ja) | 1997-02-10 |
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