JP5790545B2 - 触媒診断装置及び触媒診断方法 - Google Patents
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Description
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
(3)また、前記判定手段は、複数の前記酸素濃度差の相違量が小さいほど、前記酸化触媒の劣化が進行したと判定することが好ましい。
(5)さらに、前記判定手段が、前記仮判定手段による前記仮判定の結果に応じて、複数の前記酸素濃度差の相違量に対する前記酸化触媒の劣化の進行判定を変更することが好ましい。
[1−1.全体構成]
図1に示すように、本実施形態の触媒診断装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジン(エンジン)10に適用される。図1には、エンジン10に設けられる複数のシリンダ11のうちの一つを示すが、他のシリンダ11も同様の構成である。エンジン10のシリンダ11内には、上下方向に往復摺動するピストン12が設けられる。ピストン12は、コネクティングロッド13を介してクランクシャフト14に接続される。ピストン12は、その頂面に燃焼室となるキャビティ12aが形成されている。
酸化触媒31は、排気中の成分(排気成分)に対する酸化性能を持った触媒(DOC;Diesel Oxidation Catalyst)であり、金属やセラミックス等からなるハニカム状の担体に触媒物質を担持させたものである。ここでは、触媒物質として、排気中の成分に対して酸化性能を有する白金(Pt)やパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の貴金属が用いられている場合について説明する。また、酸化触媒31で酸化される排気中の成分としては、一酸化窒素(NO)や炭化水素(HC),一酸化炭素(CO)等が挙げられる。例えば、NOが酸化触媒31で酸化されると二酸化窒素(NO2)が生成される。
エンジンECU1は、いずれも各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUでの演算結果等が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート、制御時間をカウントするタイマ等を備えたコンピュータである。エンジンECU1の入力側には、上流温度センサ24a,下流温度センサ24b,上流酸素濃度センサ25a,下流酸素濃度センサ25b,回転速度センサ26,車速センサ27及びアクセル開度センサ28が接続される。
また、演算部2には、酸化触媒31の担体温度Tを演算する温度演算部2aと、酸化触媒31の上流及び下流の酸素濃度差ΔCを演算する濃度差演算部2bとが機能要素として設けられている。
ΔC=CIN−COUT ・・・(1)
ここで演算された酸素濃度差ΔCの情報は、劣化判定部3に伝達される。
次に、図3〜図6を用いてエンジンECU1で実行される劣化判定の判定手順の例を説明する。図3は、酸化触媒31の担体温度Tに応じて実行するサブフローを選択するメインフローであり、図4〜図6は図3のサブフローである。これらのフローチャートに示される一連の制御は、予め設定された所定周期で繰り返し実施される。
図3に示すメインフローは、エンジン10の始動が開始されると実行されるものであり、特に冷態始動時であればゼオライトについての劣化判定が可能である。
ステップS10では、温度演算部2aで酸化触媒31の担体温度Tが演算される。ステップS20では、この担体温度Tが第一所定温度T1未満であるか否かが判定される。このステップでは、担体温度Tが第一領域R1であるか否かが判断される。担体温度Tが第一所定温度T1未満であれば、図4に示すフローR1へ進む(ステップS30)。
図3のメインフローにおいて、担体温度Tが第一所定温度T1以上になったら、ステップS20のNOルートからステップS40へ進む。ここでは、フラグG1がG1=0であるか否かが判定される。このフラグG1は、フローR2Aが実行されたか否かをチェックするための変数である。フラグG1=0はフローR2Aが実行されていないことを意味し、フラグG1=1はフローR2Aが実行されたことを意味する。メインフローが実行されてから最初にステップS40へ進んだときは、フラグG1はG1=0に設定されており、ステップS50へ進む。ステップS50では、フローR1で用いたカウント(変数)X,Yがゼロリセットされ、フローR2Aへ進む(ステップS60)。
図3のメインフローにおいて、担体温度Tが第二所定温度T2以上になったら、ステップS80のNOルートからステップS100へ進む。ステップS100では、担体温度Tが第二所定温度T2以上かつ第三所定温度T3未満であるか否かが判定される。このステップでは、担体温度Tが第三領域R3であるか否かが判定される。担体温度Tが第三領域R3の場合は、酸化触媒31の劣化判定を実施することができないため、メインフローがリターンされる。そして、担体温度Tが第三所定温度T3以上になるまで、メインフローのステップS10,S20,S40,S70,S80及びS100が繰り返し実行される。
図3のメインフローにおいて、担体温度Tが第三所定温度T3以上になったら、ステップS110においてフラグG2がG2=0であるか否かが判定される。このフラグG2は、タイマbの計測時間が所定時間t2を経過したか否かをチェックするための変数である。フラグG2=0は所定時間t2を経過していないことを意味し、フラグG2=1は所定時間t2が経過したことを意味する。メインフローが実行されてから最初にステップS110へ進んだときは、フラグG2はG2=0に設定され、続くステップS120では、タイマbの計測が開始される。そして、ステップS130ではフローR2Bで用いたカウント(変数)X,Yがゼロリセットされ、次いでステップS140ではフラグG2がG2=1に設定される。
したがって、本実施形態に係る触媒診断装置によれば、担体温度Tが異なる二つの状態での酸素濃度差ΔCを比較することにより、担体温度Tに対する触媒貴金属による酸化性能又はゼオライトによる吸着脱離性能の変化を観察することができる。これにより、酸化性能又は吸着脱離性能の低下に伴う酸化触媒31の劣化の有無を判定することができ、酸化触媒31の浄化性能を適切に診断することができる。
また、仮判定の結果に応じて判定閾値である第二所定値C2を変更することで、酸化触媒31のゼオライトが劣化したか否かを精度よく判定することができ、酸化触媒31の浄化性能を適切に診断することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、第一判定部3bが、第二領域R2内の異なる二つの担体温度Tにおける酸素濃度差ΔCの相違量dCと第二所定値C2とを比較してゼオライトの劣化判定を実施しているが、異なる二つの担体温度Tは、第二領域R2内でなくてもよい。つまり、第一領域R1内の担体温度Tにおける酸素濃度差ΔC(=ΔC2′)と第二領域R2内の担体温度Tにおける酸素濃度差ΔC(=ΔC2)との相違量dC(=ΔC2′−ΔC2)を第二所定値C2と比較して、ゼオライトの劣化判定を実施してもよい。この場合であっても、上記と同様精度よくゼオライトの劣化判定を実施することができる。
また、上記実施形態では、図2(a)に示すゼオライトのHC吸着率の説明において、温度Txと第三所定温度T3とを略同じ温度として説明したが、例えば温度Txが図2(a)に示すように第三所定温度T3よりもやや低い温度である場合は、担体温度TがTx以上であれば触媒貴金属の劣化判定が可能となる。そのため、この場合は、メインフローのステップS100の温度T3に代えてTxとすることができる。
2 演算部
2a 温度演算部(温度取得手段)
2b 濃度差演算部(演算手段)
3 劣化判定部
3a 仮判定部(仮判定手段)
3b 第一判定部(判定手段)
3c 第二判定部
4 報知制御部
10 ディーゼルエンジン(エンジン)
22 排気通路
24a 上流温度センサ
24b 下流温度センサ(温度センサ)
25a 上流酸素濃度センサ
25b 下流酸素濃度センサ(酸素濃度センサ)
30 触媒装置
31 酸化触媒
ΔC 酸素濃度差
ΔC2′ 第一酸素濃度差
ΔC2 第二酸素濃度差
dC 相違量
T1 第一所定温度(脱離開始温度)
T2 第二所定温度(酸化開始温度)
C2 第二所定値(所定値)
Claims (7)
- エンジンの排気通路に介装され、排気中の排気成分を吸着及び脱離する吸着成分と前記排気成分に対する酸化性能を有する触媒物質とが担持された酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流及び下流の酸素濃度差を演算する演算手段と、
前記酸化触媒の温度が異なる状態で前記演算手段にて演算された複数の前記酸素濃度差を比較することで、前記酸化触媒の劣化判定を行う判定手段と、を備えた
ことを特徴とする、触媒診断装置。 - 前記判定手段は、前記酸化触媒の温度が、前記吸着成分から前記排気成分が脱離を開始する脱離開始温度以上、かつ、前記酸化触媒で前記排気成分の酸化が開始される酸化開始温度以下の範囲内にあるときに、前記劣化判定を行う
ことを特徴とする、請求項1記載の触媒診断装置。 - 前記判定手段は、複数の前記酸素濃度差の相違量が小さいほど、前記酸化触媒の劣化が進行したと判定する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の触媒診断装置。 - 前記酸化触媒の温度が前記脱離開始温度未満であるときに、前記演算手段で演算された前記酸素濃度差が小さいほど、前記酸化触媒が劣化した可能性があると仮判定する仮判定手段を備える
ことを特徴とする、請求項3記載の触媒診断装置。 - 前記判定手段が、前記仮判定手段による前記仮判定の結果に応じて、複数の前記酸素濃度差の相違量に対する前記酸化触媒の劣化の進行判定を変更する
ことを特徴とする、請求項4記載の触媒診断装置。 - 前記酸化触媒の温度を取得する温度取得手段を備え、
前記判定手段が、前記温度取得手段で取得された前記温度に基づき、前記酸化触媒の温度が異なる状態を判別する
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の触媒診断装置。 - エンジンの排気通路に介装され、排気中の排気成分を吸着及び脱離する吸着成分と前記排気成分に対する酸化性能を有する触媒とが担持された酸化触媒の劣化判定を行う触媒診断方法であって、
前記酸化触媒の温度が第一温度であるときに、前記酸化触媒の上流及び下流の酸素濃度差を第一酸素濃度差として演算し、
前記酸化触媒の温度が前記第一温度よりも高い第二温度であるときに、前記酸化触媒の上流及び下流の酸素濃度差を第二酸素濃度差として演算し、
前記第一酸素濃度差と前記第二酸素濃度差とを比較することで前記酸化触媒の劣化判定を行う
ことを特徴とする、触媒診断方法。
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