JP3708606B2

JP3708606B2 - 排気ガス浄化触媒の劣化検知方法

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Publication number: JP3708606B2
Application number: JP32695995A
Authority: JP
Inventors: 伸秀加藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 2005-10-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の排気ガス浄化触媒の劣化を検知する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ガスは、例えば、重油、軽油、ガソリン、天然ガス等を燃料とする内燃機関、外燃機関、燃焼炉等から排出されるが、未燃焼の可燃成分（炭化水素、一酸化炭素、水素等）、窒素酸化物等を含有する。排気ガス浄化触媒は、これらの可燃成分を酸化するとともに、窒素酸化物を還元することにより、排気ガス中の可燃成分濃度及び窒素酸化物濃度を低下させる作用を有するものであり、特に自動車のエンジン等に広く使用されている。排気ガス浄化触媒としては、例えば白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を含有するものが一般的に知られている。
【０００３】
ところで、上記の排気ガス浄化触媒は、長期間使用すると、高温度による貴金属の飛散又は酸化によって劣化を生じ、可燃成分を十分に酸化しなくなるので、触媒から流出する排気ガス中に含まれる可燃成分が増加する。
【０００４】
又、近年の環境保護に対する国際的認識の高まりから、自動車の排気ガスに対する規制は年々厳しくなっており、例えば、米国カルフォルニア州ではＬＥＶ（ＬｏｗＥｍｉｓｓｉｏｎＶｅｈｉｃｌｅ）、ＵＬＥＶ（ＵｌｔｒａＬｏｗＥｍｉｓｓｉｏｎＶｅｈｉｃｌｅ）に対し、使用過程で、炭化水素排出量が、新車時の連邦テスト手続（ＦＴＰ：ＦｅｄｅｒａｌＴｅｓｔＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）走行での炭化水素規制値の１．５倍になった場合には、誤作動表示ランプ（ＭＩＬ：ＭｕｌｆｕｎｃｔｉｏｎＩｎｄｉｃａｔｏｒＬａｍｐ）を点灯させることを義務付けている。
【０００５】
従って、排気ガス浄化触媒の劣化を検知できる方法、特に炭化水素排出量と相関性の高い劣化情報を鋭敏に検知できる方法が必要であり、触媒の劣化検知方法について種々の研究がなされている。
【０００６】
例えば、実開昭６２−６１９１９号公報には、触媒の上流側及び下流側にそれぞれ温度センサを取り付けて、触媒の上流側及び下流側の排気ガスの温度を比較することにより触媒の劣化を検知する方法が開示されている。これは、可燃成分を酸化する反応が発熱反応であるため、触媒が劣化した場合は、触媒の下流側の排気ガスの温度が低下することを利用したものである。
【０００７】
又、実開昭６３−８３４１５号公報には、触媒の下流に酸素センサを設け、酸素センサの信号波形により触媒の劣化を検知する方法が開示されている。この方法は、触媒の劣化に伴い、触媒の酸素吸着能力が低下する傾向があることを利用したものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、触媒の反応による発熱を検知する方法では、触媒の熱容量が大きいために、自動車を４０〜６０ｋｍ／ｈｒで数分間、定速で走行させ、排気系を熱的に安定させた後でなければ、発熱反応による温度差を検知できない。又、触媒劣化検知の精度をさらに向上させるためには、より長時間の定速走行を要する。
しかし、実走行のような加速、減速が繰り返される条件下では、このような条件を満たすことは困難であり、精度良く触媒の劣化を検知することが困難であるという問題があった。
【０００９】
又、触媒の酸素吸着能力を検知する方法では、酸素吸着能力が低下傾向を示さない場合もあり、検知方法としては精度に問題があった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長時間の定速走行を行わなくとも、触媒の劣化を精度良く検知することができるとともに、炭化水素排出量と相関性の高い排気ガス浄化触媒の劣化検知方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、排気ガス中の可燃成分濃度、又は、可燃成分濃度及び窒素酸化物濃度を低下させる排気ガス浄化触媒の劣化検知方法であって、上記触媒が促進する反応によって単位量の排気ガスから単位時間に発生する熱量Ｅ_gの減少を検知する排気ガス浄化触媒の劣化検知方法が提供される。
【００１２】
所定温度の排気ガスを通過・接触させ、発熱反応によって前記排気ガス中の可燃成分濃度、又は、可燃成分濃度及び窒素酸化物濃度を低下させる排気ガス浄化触媒の劣化を検知する方法であって、前記排気ガス浄化触媒の温度を、前記排気ガスの通過・接触による熱交換及び前記発熱反応による給熱によって所定の温度範囲内で上昇させる間に、前記所定の温度範囲を所定の温度区分に分割して、前記温度区分のそれぞれにおける、前記発熱反応によって単位量の前記排気ガスから単位時間に発生する平均熱量（Ｅ_g ）を検知し、全ての前記温度区分（前記所定の温度範囲）における前記平均熱量（Ｅ _g ）を合計して累積平均熱量（ΣＥ _g ）を算出し、前記所定の温度範囲における前記累積平均熱量（ΣＥ _g ）が、前記排気ガス浄化触媒の劣化前における基準量よりも減少することを劣化の指標として前記排気ガス浄化触媒の劣化を検知する排気ガス浄化触媒の劣化検知方法が提供される。
【００１３】
上記の触媒劣化検知方法において、前記所定の温度範囲の下限を１００〜２５０℃、上限を２００〜４００℃とすることが好ましい。
【００１４】
又、上記２つの触媒劣化検知方法において、単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒に流入する前記排気ガスが保持する熱量（Ｅ_in ）、単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒から流出する前記排気ガスが保持する熱量（Ｅ_out ）、単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒が放出する熱量（Ｅ_r ）、及び前記排気ガス浄化触媒の温度を変化せしめるのに必要な熱量（Ｅ_c ）から、前記平均熱量（Ｅ_g ）を、式［Ｅ_out＝Ｅ_in＋Ｅ_g−Ｅ_c−Ｅ_r ］によって算出してもよい。
【００１５】
又、本発明によれば、１又は２以上の排気ガス浄化触媒を連結して成る排気系の排気ガス浄化機能劣化検知方法であって、最上流に位置する排気ガス浄化触媒の劣化を、前記のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の劣化検知方法にて検知する排気ガス浄化機能劣化検知方法が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、触媒が促進する反応によって、単位量の排気ガスから単位時間に発生する熱量Ｅ_g （平均熱量（Ｅ _g ））の減少を検知することにより、排気ガス浄化触媒の劣化を検知する。排気ガス浄化触媒が可燃成分を酸化する反応は発熱反応であるため、触媒が劣化した場合は、上記の反応が効率的に促進されなくなる結果、平均熱量（Ｅ _g ）が減少する。従って、平均熱量（Ｅ _g ）の減少を検知することにより、触媒の劣化を検知することができるのである。
【００１７】
劣化による平均熱量（Ｅ _g ）の減少を図１に示す。図１において、２本のラインのうち、上側のものが新品の触媒であり下側のものが劣化した触媒である。又、横軸及び縦軸は、それぞれ右方又は上方にいくに従って数値が大きくなる。図１からわかるように、劣化による平均熱量（Ｅ _g ）の減少は、触媒の温度が低温の場合程、高温の場合に比してより顕著に表れる。従って、エンジン等の始動後、触媒の温度が所定の範囲を上昇する間に、その温度範囲を構成する適宜な温度区分において、触媒が促進する反応によって単位量の排気ガスから単位時間に発生する平均熱量（Ｅ _g ）の、上記の温度範囲における累積値の減少を検知することにより、触媒の劣化をより精度よく検知することができる。
【００１８】
上記の所定の温度範囲の下限は１００〜２５０℃、上限は２００〜４００℃であることが好ましいが、それぞれ１５０〜２５０℃、２５０〜４００℃であることがより好ましく、１５０〜２００℃、２５０〜３５０℃であることがさらに好ましい。触媒の温度が２００℃未満の場合は、触媒が十分に活性化していないため劣化を精度よく検知することができず、触媒の温度が３００℃より高い場合は、劣化した触媒とそうでない触媒との平均熱量（Ｅ _g ）に大きな差がないからである。さらに、排気ガス中の炭化水素濃度が高いのはエンジン始動後の初期、つまり触媒温度が上記の範囲にあるときであるため、この温度範囲における触媒の効率が最も重要となるからである。
【００１９】
具体的には、触媒から流出する排気ガスについて許容される炭化水素濃度の上限に相当する平均熱量（Ｅ _g ）又はその所定の温度範囲における累積値を予め調べておき、これらの値がその値に達した時点で触媒が劣化したと判断する。
【００２０】
本発明の触媒劣化検知方法において、平均熱量（Ｅ _g ）は、例えば、以下のように求められる。
図２に触媒における熱の出入りを表す模式図を示す。（Ｅ_in ）は単位時間当たりに触媒に流入する排気ガスが保持する熱量である。（Ｅ_out ）は単位時間当たりに触媒から流出する排気ガスが保持する熱量である。（Ｅ_r ）は単位時間当たりに触媒から放出される熱量である。（Ｅ_c ）は触媒の温度を変化せしめるのに必要な熱量である。又、これらの間には、
（式１）Ｅ_out＝Ｅ_in＋Ｅ_g−Ｅ_c−Ｅ_r
で表される関係が成り立つ。
【００２１】
ここで、（Ｅ_in ）及び（Ｅ_out ）は、排気ガスの温度及び体積を測定すれば、それぞれ、
（式２）Ｅ_in（ｃａｌ／秒）＝Ｑ・Ｈｓ・Ｔ１
（式３）Ｅ_out（ｃａｌ／秒）＝Ｑ・Ｈｓ・Ｔ２
により算出することができる。ここで、Ｈｓは排気ガスの比熱、Ｑは排気ガスの単位時間当たりの体積、Ｔ１は触媒に流入する排気ガスの温度、Ｔ２は触媒から流出する排気ガスの温度を表す。
【００２２】
又、（Ｅ_r ）及び（Ｅ_c ）の値は触媒の劣化とは無関係であるため、予め求めておくことができる。
（Ｅ_r ）については、触媒の温度と触媒から放出される熱量（Ｅ_r ）との関係が分かれば、触媒の温度から算出することができる。具体的には、（Ｅ_r ）の値は次のように算出される。
【００２３】
エンジン等を定常状態で作動している際には、触媒の温度は一定であり、排気ガスの保持する熱量が、触媒の温度を上昇させるために消費されることはない。従って、式１、Ｅ_out＝Ｅ_in＋Ｅ_g−Ｅ_c−Ｅ_rにおいて、Ｅ_c＝０とみなすことができる。なお、定常状態とは、排気ガス系の温度が安定し触媒の温度が一定になった状態をいう。
【００２４】
又、触媒に貴金属を担持させずに、エンジン等を定常状態で作動させれば、平均熱量（Ｅ _g ）も０とみなすことができる。従って、（式１）は、
（式４）Ｅ_r＝Ｅ_in−Ｅ_out
と書き直すことができる。又、（式２）及び（式３）から、（式４）は、さらに
（式５）Ｅ_r（ｃａｌ／秒）＝Ｑ・Ｈｓ・（Ｔ１−Ｔ２）
と書き直すことができる。
【００２５】
従って、貴金属を担持させずに、エンジン等を定常状態で作動させた際のＴ１、Ｔ２、及びＱの値を測定することにより、（Ｅ_r ）の値を算出することができる。さらに、触媒の温度が異なる定常状態にて、複数の（Ｅ_r ）を求めることにより、触媒の温度と（Ｅ_r ）との関係を割り出すことができる。
【００２６】
又、（Ｅ_c ）の値は、具体的には次のように算出される。
触媒に貴金属を担持させること無くエンジンを作動させた場合、エンジン始動後、定常状態に達する前の状態においては、平均熱量（Ｅ _g ）のみを０とみなすことができる。そのため、（式１）は
（式６）Ｅ_c＝Ｅ_in−Ｅ_out−Ｅ_r
と書き直すことができる。（式６）は、さらに
（式７） ΣＥ_c＝Σ（Ｅ_in−Ｅ_out−Ｅ_r）
と書き直すことができる。
【００２７】
従って、エンジン始動後、定常状態に達する前のＴ１、Ｔ２、Ｑの値、及び触媒の温度を単位時間毎に測定すれば、触媒温度と（Ｅ_r ）との関係に基づいて求めた（Ｅ_r ）の値より、（式７）に基づいて、一定の温度範囲における（ΣＥ_c ）を算出することができる。さらに、触媒温度と（ΣＥ_c ）との関係を表すグラフを作成し、その傾きの平均を求めることにより、（Ｅ_c ）の値を求めることができる。
【００２８】
以上のように、（Ｅ_in ）、（Ｅ_out ）、（Ｅ_r ）、及び（Ｅ_c ）の値は測定値から算出できるため、平均熱量（Ｅ_g ）の値を得ることができる。
【００２９】
所定の温度範囲における平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））は、例えば、表１に示す手順で求められる。
【００３０】
【表１】

【００３１】
まず、エンジン始動後、触媒が所定の温度範囲を上昇する間のＴ１、Ｔ２、Ｑの値及び触媒の温度を単位時間毎に測定する。次に、測定したＴ１、Ｔ２、及びＱの値から、（式３）及び（式４）により、単位時間毎の（Ｅ_in ）及び（Ｅ_out ）の値を算出する。なお、表１では、単位時間は１秒としてある。
【００３２】
次に、予め求めておいた（Ｅ_r ）及び（Ｅ_c ）の値並びに（Ｅ_in ）及び（Ｅ_out ）の値から、（式１）に基づいて、単位時間毎の平均熱量（Ｅ _g ）の値（ｃａｌ／秒）を算出する。
【００３３】
次に、測定したＱの値を用いて、排気ガスの単位体積当たりの平均熱量（Ｅ _g ）の値を、単位時間毎に算出する。なお、表１においては、単位体積は１ｌとしてある。従って、この段階の平均熱量（Ｅ _g ）の単位はｃａｌ／秒・ｌとなる。
【００３４】
次に、上記所定の温度範囲を、１０℃毎、２０℃毎という具合に適宜に区分し、各区分における、単位時間、単位体積当たりの平均熱量（Ｅ _g ）の平均値（ｃａｌ／秒・ｌ）を算出する。
【００３５】
最後に、上記所定の温度範囲における、各区分における平均熱量（Ｅ _g ）の平均値（ｃａｌ／秒・ｌ）の総和を算出する（合計する）ことにより、平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））（ｃａｌ／秒・ｌ）を算出する。
【００３６】
なお、本発明において、温度の測定は、温度センサ、熱電対等により行われるが、温度センサによることが好ましい。温度センサとしては、例えば、図３に示すようなものが使用される。図３において、温度センサ８は、セラミック基体にて被覆され、正の抵抗温度係数を有する金属を含有する抵抗体９、抵抗体９の一端に接続された分圧抵抗１０、分圧抵抗１０とライン１１とを連結するコネクタ１２、抵抗体９の一端、分圧抵抗１０、コネクタ１２、及びライン１１の一端を収容するケーシング１３から成る。この温度センサ８は、温度変化によって抵抗体９の抵抗値が変化することを利用して排気ガスの温度を測定するものであり、ケーシング１３から露出した抵抗体９の端部を、排気管１４に設けた挿入孔１５から排気管１４の内部に挿入して用いられる。抵抗体９の挿入孔１５への固定は、挿入孔１５と螺合部を有するハウジング１６を介して行われる。この際、ハウジング１６と抵抗体９の間には緩衝剤１７が設けられる。又、排気管内に位置する抵抗体９の端部を、保護カバーにて覆ってもよい。
【００３７】
又、排気ガスの流量の測定は、吸気負圧とエンジン回転数より計算又は実験により求めたり、燃料噴射量及びＡ／Ｆより求めることができる。又、ＭＡＦ（ＭａｓｓＡｉｒＦｌｏｗ）センサから得られた流入空気量に燃焼ガス化した値に換算した燃料量を加えることにより求めてもよく、流入空気量と燃料量はほぼ一定の割合であることから、ＭＡＦセンサによる流入空気量のみで代表させることもできる。
【００３８】
本発明の方法を用いれば、排気ガス浄化触媒の劣化を、長時間の定速走行を行わなくても検知できるため、迅速かつ容易に、触媒の劣化を検知することができる。又、平均熱量（Ｅ _g ）又はその所定温度範囲における累積値の減少と排気ガス中の炭化水素濃度との間には高い相関関係があるため、本発明の方法は、触媒の劣化を精度良く検知できるとともに、前述のＦＴＰ走行に関する規制にも対応できるものである。
【００３９】
排気系は、通常、内燃機関等に複数の排気ガス浄化触媒を連結して構成される。このような排気系自体の排気ガス浄化機能の劣化を検知する場合は、内燃機関等の側を上流とした場合、最上流に位置する排気ガス浄化触媒の劣化を検知すれば十分である。これは、炭化水素が発生するのはエンジン始動の初期のみであり、又、触媒は上流に位置するものから順に活性化温度に達するため、炭化水素の大部分は最上流に位置する排気ガス浄化触媒により処理されることによる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００４１】
上記に説明した本願発明の方法を用いて、排気ガス浄化触媒の劣化を検知するとともに、触媒から流出する排気ガス中の炭化水素濃度を調べた。
【００４２】
図４に本例で用いた排気系を示す。図４の排気系１は、２．０Ｌの直列４気筒エンジン２に６００ｃｃのライトオフ触媒３及び１７００ｃｃのメイン触媒４を連結して成る。ライトオフ触媒３はエンジン２の排気口５から５００ｍｍの位置に配置され、メイン触媒４はライトオフ触媒３の下端より４００ｍｍの位置に配置されている。ライトオフ触媒３の上流及び下流には温度センサ８が取り付けられている。又、ライトオフ触媒３のさらに上流には、エンジン燃焼条件（Ａ／Ｆ）制御用のＯ₂センサ６が取り付けられている。温度センサ８の出力は測定・制御・演算機構７に接続されている。
【００４３】
エンジン２からの排気ガスは、ライトオフ触媒３を通過し排出される。測定・制御・演算機構７は、温度センサ８からのシグナルを読み取るとともに、平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））を算出し、その値に応じてＭＩＬ点灯等のシグナルを発する。
【００４４】
触媒の劣化の検知を行う前に、（Ｅ_r ）及び（Ｅ_c ）の値を求めた。
（（Ｅ_r ）の値の算出）図４に示す排気系に貴金属を担持させること無く自動車に搭載し、自動車を時速２０ｋｍ、４０ｋｍ、６０ｋｍ、及び８０ｋｍでそれぞれ３０分間走行させた。各時速において、自動車が定常状態で走行している時の触媒の上流及び下流の排気ガスの温度（それぞれＴ１、Ｔ２）並びに排気ガスの流量（ｌ／秒）（Ｑ）を測定した。
【００４５】
測定したＴ１、Ｔ２、及びＱの値から、（式５）により、各時速における（Ｅ_r ）の値を算出した。なお、Ｈｓの値には、空気の比熱、０．３０６ｃａｌ／ｌ・℃を用いた。又、（Ｅ_r ）の値と、対応する触媒の温度との関係を図５に示す。なお、触媒の温度にはＴ２の値を使用した。
【００４６】
（（Ｅ_c ）の値の算出）図４に示す排気系に貴金属を担持させること無く自動車に搭載し、自動車をＦＴＰ走行モードで走行させた。エンジン始動後、１秒毎に、Ｔ１及びＴ２並びにＱの値を測定した。
【００４７】
Ｔ１及びＴ２並びにＱの測定値、並びにＴ２の値を触媒温度とみなして図４に基づいて求めた（Ｅ_r ）の値より、（式７）に基づいて、室温から４００℃までの（ΣＥ_c ）を算出した。図６に触媒温度と（ΣＥ_c ）との関係を示す。２５℃から３００℃までのグラフの傾きの平均より、（Ｅ_c ）の値は８３．６ｃａｌ／℃と決定した。
【００４８】
（排気ガス中の炭化水素濃度の測定）図４に示す排気系をＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤと４つ用意し、それぞれにエージングを施した。エージングの際には、メイン触媒４をライトオフ触媒３の下端より１５ｃｍの位置に配置した。エージングは、排気ガスの温度をライトオフ触媒３の上流側で７５０℃に維持しながら行った。表２に、それぞれの排気系に対して行われたエージングの条件を示す。なお、メイン触媒４についてのエージング温度が、ライトオフ触媒３より高いのは、触媒の作用による反応熱のためである。
【００４９】
【表２】

【００５０】
表２に示すそれぞれの排気系を自動車に設置し、ＦＴＰ走行モードでの炭化水素排出量を測定した。表３に結果を示す。
【００５１】
【表３】

【００５２】
（排気ガス浄化触媒の劣化の検知）表２に示すそれぞれの排気系を自動車に設置し、ＦＴＰ走行モードでのＴ１、Ｔ２、及びＱの値を、１秒毎に測定した。なお、ＬＥＶの多くは触媒の活性を高めるために、空気を二次的に注入する装置を備えるが、本実施例においても、条件をＬＥＶに近づけるために、エンジンの始動後、１２０ｃｃ／分の空気を１００秒間、ライトオフ触媒３の上流に配置した２次空気注入口１８から注入した。
【００５３】
測定したＴ１、Ｔ２、及びＱの値から、それぞれの排気系について、（式２）及び（式３）により、それぞれ（Ｅ_in ）及び（Ｅ_out ）の１秒毎の値を算出した。なお、Ｔ２を触媒温度とみなし、Ｔ２の値が１００℃から３２０℃の範囲内にある場合について、（Ｅ_in ）及び（Ｅ_out ）を算出した。これらの値に基づいて、エンジン始動後の排気ガス１ｌ当たりの平均熱量（Ｅ _g ）を（式１）により、１秒毎に算出した。
【００５４】
次に、１００℃から３２０℃の温度範囲を、１００℃〜１２０℃、１２０℃〜１４０℃という具合に２０℃毎に区分し、各区分における、排気ガス１ｌ当たりの１秒毎の平均熱量（Ｅ _g ）の平均値を算出した。
【００５５】
各区分における平均熱量（Ｅ _g ）の平均値を合計することにより、１００℃から３２０℃の温度範囲における平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））を、それぞれの排気系について算出した。
【００５６】
図７に、平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））と炭化水素排出量との関係を示す。両者の相関係数Ｒ²は０．９５６であり、平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））と炭化水素排出量は高い相関関係を示した。
【００５７】
従って、例えば、ＵＬＥＶに対する新車時のＦＴＰ走行での炭化水素規制値は０．０４ｇ／マイルであるが、図７から、炭化水素排出量がその１．５倍である０．０６ｇ／マイルとなった場合の平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））を割り出すことができ、平均熱量（Ｅ _g ）の累積値（累積平均熱量（ΣＥ _g ））がその値に達した時にＭＩＬを点灯させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明において、排気ガス浄化触媒の劣化は、触媒が促進する反応によって、排気ガスから発生する平均熱量（Ｅ _g ）又はその所定の温度範囲における累積値の減少により判断されるため、長時間の定速走行を行わずに、迅速かつ容易に、精度良く触媒の劣化を検知することができる。又、本発明の排気ガス浄化触媒の劣化検知方法は、炭化水素排出量と高い相関関係を示すため、前述のＦＴＰ走行に関する規制にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気ガス浄化触媒の劣化による発生熱量Ｅ_gの減少を示すグラフである。
【図２】排気ガス浄化触媒触媒における熱の出入りを示す説明図である。
【図３】本発明の方法に用いる温度センサの一例を示す断面説明図である。
【図４】自動車エンジンの排気系を示す説明図である。
【図５】単位時間当たりに触媒から放出される熱量Ｅ_rと排気ガス浄化触媒の温度との関係を示すグラフである。
【図６】排気ガス浄化触媒の温度と排気ガス浄化触媒の熱容量の所定温度範囲における累積値ΣＥ_cとの関係を示すグラフである。
【図７】発生熱量Ｅ_gの累積値と炭化水素排出量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・排気系、２・・・エンジン、３・・・ライトオフ触媒、４・・・メイン触媒、５・・・排気口、６・・・Ｏ₂センサ、７・・・測定・制御・演算機構、８・・・温度センサ、９・・・抵抗体、１０・・・分圧抵抗、１１・・・ライン、１２・・・コネクタ、１３・・・ケーシング、１４・・・排気管、１５・・・挿入孔、１６・・・ハウジング、１７・・・緩衝剤、１８・・・２次空気注入口。

Claims

所定温度の排気ガス中の可燃成分濃度、又は、可燃成分濃度及び窒素酸化物濃度を発熱反応によって低下させる排気ガス浄化触媒の劣化を検知する方法であって、
前記排気ガス浄化触媒の温度を、前記排気ガスによる熱交換及び前記発熱反応による給熱によって所定の温度範囲内で上昇させる間に、前記所定の温度範囲を所定の温度区分に分割して、前記温度区分のそれぞれにおける、前記発熱反応によって単位量の前記排気ガスから単位時間に発生する発生平均熱量（Ｅ_g ）を検知し、
全ての前記温度区分（前記所定の温度範囲）における前記平均熱量（Ｅ _g ）を合計して累積発生平均熱量（ΣＥ _g ）を算出し、
前記所定の温度範囲における前記発生合計熱量（ΣＥ _g ）が、前記排気ガス浄化触媒の劣化前における基準量よりも減少することを劣化の指標として前記排気ガス浄化触媒の劣化を検知することを特徴とする排気ガス浄化触媒の劣化検知方法。
前記所定の温度範囲の下限を１００〜２５０℃、上限を２００〜４００℃とする請求項１に記載の排気ガス浄化触媒の劣化検知方法。
単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒に流入する前記排気ガスが保持する流入熱量（Ｅ_in ）、単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒から流出する前記排気ガスが保持する流出熱量（Ｅ_out ）、単位時間当たりに前記排気ガス浄化触媒が放出する放出熱量（Ｅ_r ）、及び前記排気ガス浄化触媒の温度を変化せしめるのに必要な変化熱量（Ｅ_c ）から、前記発生平均熱量（Ｅ_g ）を、式［Ｅ_out＝Ｅ_in＋Ｅ_g−Ｅ_c−Ｅ_r ］によって算出する請求項１又は２に記載の排気ガス浄化触媒の劣化検知方法。
１又は２以上の排気ガス浄化触媒を連結して成る排気系の排気ガス浄化機能劣化検知方法であって、
最上流に位置する排気ガス浄化触媒の劣化を、請求項１〜３のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の劣化検知方法にて検知することを特徴とする排気系の排気ガス浄化機能劣化検知方法。