JP6468768B2

JP6468768B2 - 触媒失活の監視および空燃比の制御のためのシステムおよび方法

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Publication number: JP6468768B2
Application number: JP2014188374A
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Description

本明細書で開示する主題は一般に、エンジンシステムの触媒を監視することに関し、より詳細には、三元触媒を連続的に診断し、触媒失活の場合には補正制御動作をとるための方法およびシステムに関する。

環境規制により、大気汚染を低減するために触媒を使用してエンジンの排気を処理する必要がある。触媒コンバータは２つのタイプの触媒、すなわち還元触媒と酸化触媒、を使用する。触媒コンバータは、金属触媒で被覆されてハウジング内に収容されたセラミック構造物からなる。触媒コンバータは、排気流れに触媒の最大表面積を曝す構造である。

三元触媒コンバータは、酸素（Ｏ₂）吸蔵能力を有する。排気の空燃比がリーン（酸化性雰囲気）のとき、Ｏ₂を吸蔵し、それにより一窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑える。排気の空燃比がリッチのとき、吸蔵するＯ₂を放出し、それにより炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を促進する。

多くの用途では、触媒コンバータの性能を監視することは望ましい。ガスエンジンで触媒失活を検出できないと、エンドユーザにとっては深刻な金銭的な不利益につながる場合がある。監視するには、触媒が適切に働いているかどうかを判定するために排気ガスを検知する必要がある。センサの中では、Ｏ₂センサおよびＮＯｘセンサが使用される。Ｏ₂の場合、センサは触媒の上流および下流に配置することができる。センサからの信号は、触媒が適切に働いているかどうかを判定するために、排気排出物と比較され、かつ排気排出物に関係づけられる。

触媒コンバータの性能を監視するための別のアプローチは、触媒コンバータの温度を検知することである。通常、２つのセンサが取り付けられる。一方のセンサは、触媒の上流に配置され、他方のセンサは触媒の下流に配置される。これらのセンサは、触媒コンバータのコア前後間での温度上昇を監視する。センサ間の温度差が非常に大きいときは、触媒コンバータは最適に働いていると考えられる。

アンモニアスリップ触媒とミッドベッド空気噴射に組み合わされた三元触媒を有するシステムでは、エンジンは典型的にはリッチな空燃比で運転される。エンジンをリッチ状態で運転すると、三元触媒ではＮＯｘを還元し、アンモニアスリップ触媒ではＣＯおよびＮＨ₃を酸化するという利点がある。三元触媒は、化学的に失活すると性能を失う。例えば、４０００時間オイルに被曝すると三元触媒は化学的に失活する可能性がある。そのような失活の結果、ＮＨ₃の排出が減少する一方、ＣＯおよびメタン（ＣＨ₄）の排出が増加してしまい、その結果、エンジンは環境規制を遵守できなくなる。触媒コンバータの性能を監視するための従来の方法は、典型的には、触媒温度およびＯ₂吸蔵をベースにした診断に基づいている。エンジンが典型的にミッドベッド空気噴射でリッチ状態の運転がされているとすれば、Ｏ₂吸蔵をベースにした診断は妥当ではなく、それゆえに触媒の健全性を監視する代替法が必要となる。

米国特許第８，３０２，３７８号明細書

本開示は、三元触媒を連続的に診断するための、および触媒失活の場合には補正制御動作をとるための方法を提供する。

１つの例示的で非限定的な実施形態によれば、本発明はエンジンの空燃比を制御するための方法に関する。本方法は、三元触媒の下流の実ＮＨ₃濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ₃濃度値より低いかどうかを判定することを含む。実ＮＨ₃濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ₃濃度値より低い場合、空燃比は、推定ＣＯ濃度に基づいて調節される。

別の実施形態によれば、触媒の失活を検出するための方法が提供される。本方法は、三元触媒の下流の実ＮＨ₃濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ₃濃度値より低いかどうかを判定することを含む。実ＮＨ₃濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ₃濃度値より低い場合、本方法によって推定ＣＯ濃度値が決定される。次いで、推定ＣＯ濃度値は参照ＣＯ濃度値に比較される。

別の実施形態によれば、エンジンの空燃比を制御するためのシステムが提供される。本システムは、三元触媒、三元触媒から下流に配置されたＮＨ₃検出器、およびＮＨ₃濃度の測定値をリッチな運転状態での公称ＮＨ₃濃度値と比較するサブシステムを含む。また本システムは、ＮＨ₃濃度の測定値および推定ＣＯ濃度に基づいて空燃比を調節するサブシステムを含む。

本発明の他の特徴と利点は、本発明の特定の態様の原理を例として図示する添付の図面と組み合わせて、以下の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。

触媒失活を診断するためのシステムの実施形態の概略図である。触媒失活に基づいて空燃比を制御するための方法の実施形態のフローチャートである。汎用コンピュータのブロック図である。

本開示は、三元触媒を連続的に診断するための、および触媒失活の場合には補正制御動作をとるための方法論を提供する。技術的効果としては、最少のセンサ数で触媒失活を診断することができること、および触媒失活に基づいて空燃比を調節できることである。

図１に、触媒監視よび制御システム（ＣＭＣＳ１００）の概略図を示す。図１に示すように、エンジン１０５は三元触媒１１０を備える。Ｏ₂センサ１１５は、エンジン１０５の下流で、かつ三元触媒１１０の上流に設けてもよい。Ｏ₂センサ１１５は、エンジン１０５の下流のＯ₂の割合を測定する。Ｏ₂センサ１１５からの情報は、他の情報源からの情報と結び付けられて、間接的に空燃比を決定するために、および三元触媒の下流のＣＯ含有量を推定するために使用することができる。またＣＭＣＳ１００は、三元触媒１１０の下流でかつアンモニアスリップ触媒１２５の上流に配置されたＮＨ₃センサ１２０を含んでもよい。ＮＨ₃センサ１２０は、ＩＲ検出器または光ファイバベースのセンサであってもよい。ＮＨ₃センサ１２０は、それらの代わりに、コーティングの抵抗または静電容量の変化を吸着種の関数として測定する半導体センサでもよい。アンモニアスリップ触媒１２５は、ある特定の触媒作動ウィンドウで、ＮＨ₃を選択的に酸化して元素のＮ₂とＨ₂Ｏにする。ＣＭＣＳ１００は、触媒監視モジュール１３５およびモデルベースのＣＯエスティメータ１４０を有する制御サブシステム１３０を含む。モデルベースのＣＯエスティメータ１４０は、三元触媒１１０の物理モデルに基づいた線形または非線形のオブザーバエスティメータであってもよい。モデルベースのＣＯエスティメータ１４０の入力は、ガス流量、触媒入口温度、および入口ＣＯ濃度を含む。モデルベースのＣＯエスティメータ１４０の出力は、三元触媒１１０の下流のＣＯ濃度である。入口ＣＯ濃度は、エンジン排出ＣＯのマップ（例えば、空燃当量比λの関数として）、または単純な経験的な相関関係によって得ることができる。またＣＭＣＳ１００は、制御サブシステム１３０からの制御信号に応答して空燃比を調節する空燃制御サブシステム１４５を含んでもよい。

運転中、ＣＭＣＳ１００のＮＨ₃センサは、三元触媒１１０からのガス流のＮＨ₃含有量の下降を検知する。触媒監視モジュール１３５は、実際のＮＨ₃含有量（ＮＨ_3,act）が、リッチな運転状態での公称値（ＮＨ_3,nom）より小さいかどうかを判定する。ＮＨ₃センサ１２０からの特定の時間平均信号が一貫してＮＨ₃濃度の下降を示すと、ＣＯの推定濃度（ＣＯ_est）が、モデルベースのＣＯエスティメータ１４０から決定される。ＣＯ_estは、ＣＯ排出量の増加の確認のために、マップまたは相関関係から得た参照ＣＯ濃度（ＣＯ_ref）に比較される。ＣＯ濃度の上昇が特定の時間確認されると、空燃制御サブシステム１４５が、空燃比をわずかにリーン側に調節し、ＮＨ_3,actがしきい値Ｔ₁より低くなるまでこのプロセスを繰返す。しきい値Ｔ₁は、ＮＨ_3,nomの１０％としてもよい。よりリーンな空燃比は、リッチな空燃比よりも多くの空気を含む。「理論」空燃比は、化学的に完全燃焼させるのに必要な空気と燃料の正確な量である。ガソリンエンジンでは、理論空燃比は１４．７：１であり、これは燃料１に対して空気１４．７に相当する。理論空燃比は燃料のタイプに依存し、アルコールでは、それは６．４：１、ディーゼルでは１４．５：１である。１４．７の理論空燃比より低い空燃比では、より少ない空気しか含まないので、よりリッチな混合気である。逆に、ＡＦＲ（空燃比）がより高い数字では、より多くの空気を含むので、よりリーンな混合気である。

図２に、触媒失活に基づいてエンジン１０５の空燃比を制御するための方法２００のフローチャートを示す。

ステップ２０５において、方法２００はＮＨ_3,nomを決定する。

ステップ２１０において、方法２００はＮＨ₃濃度のしきい値Ｔ₁を決定する。ＮＨ₃濃度のしきい値を、例えば、Ｔ₁＝０．１×ＮＨ_3,nomのように、ＮＨ_3,nomの比率で設定してもよい。

ステップ２１５において、方法２００はＣＯ_refを決定する。ＣＯ_refはマップまたは相関関係から得ることができる。

ステップ２２０において、エンジン１０５をリッチな動作状態で運転する。

ステップ２２１において、方法２００は最初の空燃比を決定する。

ステップ２２５において、方法２００はＮＨ_3,actを測定して決定する。これはＮＨ₃センサ１２０によって行われる。

ステップ２３０において、方法２００はＮＨ_3,actがＮＨ_3,nomより小さいかどうかを判定することができる。ＮＨ_3,nomに比べたときのＮＨ₃センサの信号ＮＨ_3,actの降下は、三元触媒１１０が劣化していることを最初に示したものである可能性がある。

ＮＨ_3,actが、ＮＨ_3,nomより大きければ、方法２００は、ＮＨ_3,actを測定して決定するステップ２２０に戻る。

ＮＨ_3,actが、ＮＨ_3,nomより小さく、かつＴ₁より大きければ、そのときには、方法２００は、ステップ２３５において、ＣＯ_estを推定する。これは、モデルベースのＣＯエスティメータ１４０で行ってもよい。エスティメータは、三元触媒１１０の物理モデルに基づいた線形または非線形のオブザーバであってもよい。オブザーバまたはエスティメータは、考慮するシステム、この場合は三元触媒１１０、に関係する動的システムを構築することによって生成することができる。オブザーバの役割は、三元触媒１１０の下流のＣＯ濃度などの原システムの状態空間変数の妥当な推定を生成することである。

ＮＨ₃センサ１２０からの特定の時間平均信号が、一貫して降下を示すと、ＣＯ排出量の増加を確認するためにＣＯ_estはＣＯ_refに比較される。ステップ２４０において、方法２００はＣＯ_estがＣＯ_refより大きいかどうかを判定する。

ＣＯ_estがＣＯ_refより小さいまたは等しいならば、そのときには方法２００はステップ２２５に戻ってＮＨ_3,actがＮＨ_3,nomより小さいかどうかを判定する。

ＣＯ_estの値がＣＯ_refより大きいことは、三元触媒１１０が劣化したことを示す（ステップ２４５）。

ステップ２５０において、方法２００は、空燃比を、最初の空燃比よりリーン側の調節された空燃比に調節する。

ステップ２５５において、方法２００は、ＮＨ_3,actがＴ₁より小さいかどうかを判定する。

ＮＨ_3,actがＴ₁より小さければ、方法２００は、空燃比を、調節された空燃比よりリッチに調節し、実際の空燃比を決定するステップ２２１に戻る。ＮＨ_3,actがＴ₁より大きいまたは等しければ、そのときには方法２００は実際の空燃比を決定するステップ２２１に戻る。

本発明は、ミッドベッド空気噴射システムの三元触媒１１０の化学的失活を検出する診断方法を提供し、さらに補正空燃比制御動作を提供する。技術的な利点は、最少のセンサ数で触媒失活を診断できることを含む。商業的には、このアプローチによって、頻繁なエミッション監視に関連するコストを低減し、これがなければ触媒失活によって生じるかもしれない金銭的な不利益を回避する。

図３は、制御サブシステム１３０を組み込むことができるコンピュータ１０２０のブロック図である。コンピュータ１０２０は、処理装置１０２１、システムメモリ１０２２、およびシステムメモリを含むさまざまなシステム構成品を処理装置１０２１につなげるシステムバス１０２３を含む。システムバス１０２３は、メモリバスまたはメモリ制御器、周辺バス、およびさまざまなバス構成の内の任意のものを使用するローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造のうちの任意のものであってもよい。システムメモリは、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）１０２４およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０２５を含む。基本入出力システム１０２６（ＢＩＯＳ）は、起動時などのコンピュータ１０２０内の要素間の情報を伝達するのを助ける基本ルーチンを含み、ＲＯＭ１０２４内に記憶される。

コンピュータ１０２０は、ハードディスク（図示せず）からの読取りおよびハードディスクへの書込みのためのハードディスクドライブ１０２７、取外し可能な磁気ディスク１０２９からの読取りまたは取外し可能な磁気ディスク１０２９への書込みのための磁気ディスクドライブ１０２８、およびＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学式メディアなどの取外し可能な光ディスク１０３１からの読取りまたは取外し可能な光ディスク１０３１への書込みのための光ディスクドライブ１０３０をさらに含んでもよい。ハードディスクドライブ１０２７、磁気ディスクドライブ１０２８、および光ディスクドライブ１０３０は、それぞれハードディスクドライブインターフェース１０３２、磁気ディスクドライブインターフェース１０３３、および光ドライブインターフェース１０３４によって、システムバス１０２３につながっている。これらのドライブおよび関連するコンピュータ読取り可能なメディアは、コンピュータ読取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、およびコンピュータ１０２０用の他のデータの不揮発性ストレージを提供する。本明細書で説明するように、コンピュータ読取り可能なメディアは、製品であり、したがってトランジェント信号ではない。

本明細書で説明する例示的な環境は、ハードディスク、取外し可能な磁気ディスク１０２９、および取外し可能な光ディスク１０３１を使用するが、コンピュータによってアクセス可能なデータを記憶することのできる他のタイプのコンピュータ読取り可能なメディアもまた、例示的な動作環境で使用することができることは理解されよう。そのような他のタイプのメディアは、限定するものではないが、磁気カセット、フラッシュメモリカード、ディジタルビデオまたは多用途ディスク、ベルヌイカートリッジ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）などを含む。

多くのプログラムモジュールは、オペレーティングシステム１０３５、１つまたは複数のアプリケーションプログラム１０３６、他のプログラムモジュール１０３７、およびプログラムデータ１０３８を含めて、ハードディスク、取外し可能な磁気ディスク１０２９、取外し可能な光ディスク１０３１、ＲＯＭ１０２４またはＲＡＭ１０２５に記憶することができる。ユーザは、キーボード１０４０およびポインティングデバイス１０４２などの入力装置を通じてコンピュータ１０２０にコマンドおよび情報を入れることができる。他の入力装置（図示せず）には、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライトディスク、スキャナなどを含むことができる。これらのおよび他の入力装置は、しばしば、システムバス１０２３につながったシリアルポートインターフェース１０４６を通じて処理装置１０２１に接続されるが、パラレルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインターフェースによって接続されてもよい。モニタ１０４７または他のタイプの表示装置もまた、ビデオアダプタ１０４８などのインターフェースを通じてシステムバス１０２３に接続される。モニタ１０４７に加えて、コンピュータは、スピーカおよびプリンタなどの他の周辺出力装置（図示せず）を含むことができる。また図３の例示的なシステムは、ホストアダプタ１０５５、小型コンピュータシステムインタフェース（ＳＣＳＩ）バス１０５６、およびＳＣＳＩバス１０５６に接続された外部記憶装置１０６２を含む。

コンピュータ１０２０は、リモートコンピュータ１０４９などの１つまたは複数のリモートコンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク環境で動作することができる。リモートコンピュータ１０４９は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア装置、または他の共通ネットワークノードであってもよいし、また、図３にはメモリ記憶装置１０５０だけが図示されているが、コンピュータ１０２０に対する上記の要素の多くまたはすべてを含んでもよい。図３に示された論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０５１およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１０５２を含む。そのようなネットワーキング環境は、オフィス、企業内コンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットでは普通である。

ＬＡＮネットワーキング環境で使用する場合、コンピュータ１０２０は、ネットワークインターフェースまたはアダプタ１０５３を通じてＬＡＮ１０５１に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境内で使用する場合、コンピュータ１０２０は、モデム１０５４またはインターネットなどのワイドエリアネットワーク１０５２での通信を確立するための他の手段を含んでもよい。モデム１０５４は、内部でも外部でもよいが、シリアルポートインターフェース１０４６を通じてシステムバス１０２３に接続されている。ネットワーク化された環境では、コンピュータ１０２０に対して示されたプログラムモジュール、またはその一部は、遠隔メモリ記憶装置に記憶することができる。示されたネットワーク接続は例であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段も使用することができることは理解されよう。

コンピュータ１０２０は、さまざまなコンピュータ読取り可能な記憶メディアを含んでもよい。コンピュータ読取り可能な記憶メディアは、コンピュータ１０２０によってアクセスすることができ、かつ揮発性および不揮発性メディア、および取外し可能および非取外し可能なメディアを含む、任意の利用可能なメディアであってよい。例として、限定はしないが、コンピュータ読取り可能なディスクは、コンピュータ記憶メディアおよび通信メディアを含んでもよい。コンピュータ記憶メディアは、コンピュータ読取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法またはテクノロジにおいて実装される揮発性および不揮発性メディア、および取外し可能および非取外し可能なメディアを含む。コンピュータ記憶メディアは、限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリテクノロジ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、または他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、または他の磁気記憶装置、あるいは所望の情報を記憶するために使用でき、かつコンピュータ１０２０によってアクセスできる他のメディアを含む。上記の任意の組合せもまた、本明細書で説明した方法およびシステムを実行するためのソースコードを記憶するために使用することができるコンピュータ読取り可能なメディアの範囲に含まれる。本明細書で開示した特徴または要素のいかなる組合せも、１つまたは複数の実施形態において使用することができる。

用語の定義が用語の一般的に用いられる意味とずれる場合は、特に示さない限り、出願人は以下に与えられる定義を便用することを意図する。

本明細書に使用される用語は、単に特定の実施形態について説明するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。用語の定義が用語の一般的に用いられる意味とずれる場合は、特に示さない限り、出願人は本明細書で与えられる定義を便用することを意図する。単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈において特に明示しない限り、複数形も含むことを意図する。用語の第１の、第２の、などは、さまざまな要素を説明するために使用することができるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から識別するために使用されるに過ぎない。用語「および／または」は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数の任意およびすべての組合せを含む。句「に接続されて（ｃｏｕｐｌｅｄｔｏ）」および「と接続されて（ｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈ）は直接または間接の接続を意図している。

本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明を開示し、さらに、あらゆる装置またはシステムの作製および使用、ならびにあらゆる付随の方法の実施を含め、当業者が本発明を実施できるようにしている。本発明の特許請求の範囲は、請求項によって定義されるが、当業者が思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、請求項の文言と相違ない構成要素を有する場合、または等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。

１００ＣＭＣＳ
１０５エンジン
１１０三元触媒
１１５酸素センサ
１２０ＮＨ₃センサ
１２５アンモニアスリップ触媒
１３０制御サブシステム
１３５触媒監視モジュール
１４０モデルベースのＣＯエスティメータ
１４５空燃制御サブシステム
２００エンジンの空燃比を制御するための方法
２０５リッチな運転状態での公称ＮＨ₃濃度値（ＮＨ_3,nom）を決定するステップ
２１０ＮＨ₃濃度のしきい値Ｔ₁を決定するステップ
２１５ＣＯ濃度に対する参照値（ＣＯ_ref）を決定するステップ
２２０エンジン１０５をリッチな運転状態で運転するステップ
２２５触媒後の実ＮＨ₃濃度値（ＮＨ_3,act）を測定して決定するステップ
２３０ＮＨ_3,actがＮＨ_3,nomより低いかどうかを判定するステップ
２３５ＣＯ濃度を推定（ＣＯ_est）するステップ
２４０ＣＯ_estがＣＯ_refより大きいかどうかを判定するステップ
２４５三元触媒１１０が失活したことを示すステップ
２５０空気燃料混合気をリッチ状態よりわずかにリーン側に調節するステップ
２５５ＮＨ_3,actがＴ₁より小さいかどうかを判定するステップ

Claims

エンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）であって、
エンジンを作動させるステップと、
前記エンジンからのガス流を生成するステップと、
前記ガス流を三元触媒を通過させ、その後に前記ガス流をＮＨ_３センサを通過させるステップと、
前記ＮＨ_３センサで、前記三元触媒の下流の実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ_３濃度値より低いかどうかを判定するステップと、
前記実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される前記公称ＮＨ_３濃度値より低い場合には、空燃制御サブシステムで推定ＣＯ濃度に基づいて前記空燃比を調節するステップと、
を含む、方法。
実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ_３濃度値より低いかどうかを判定するステップが、
リッチな運転状態で生成される前記公称ＮＨ_３濃度値を決定するステップ（２０５）と、
前記三元触媒の下流の前記実ＮＨ_３濃度値を検出するステップ（２２５）と、
前記三元触媒の下流の前記実ＮＨ_３濃度値をリッチな運転状態で生成される前記公称ＮＨ_３濃度値と比較するステップ（２３０）と、
を含む、請求項１に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）。
推定ＣＯ濃度に基づいて前記空燃比を調節するステップが、
実空燃比を決定するステップ（２２１）と、
実ＣＯ濃度が参照ＣＯ濃度より大きいかどうかを判定するステップ（２４０）と、
前記実ＣＯ濃度が前記参照ＣＯ濃度より大きい場合、前記空燃比を変更するステップ（２５０）と、
を含む、請求項１に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）。
実ＣＯ濃度が参照ＣＯ濃度より大きいかどうかを判定するステップが、
参照ＣＯ濃度値を決定するステップ（２１５）と、
実ＣＯ濃度値を推定するステップ（２３５）と、
前記実ＣＯ濃度値を前記参照ＣＯ濃度値と比較するステップ（２４０）と
を含む、請求項３に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）。
実ＣＯ濃度値を推定するステップが、モデルベースのエスティメータを使用して実ＣＯ濃度を計算するステップを含む、請求項４に記載のエンジンの空燃比を制御するための方法（２００）。
前記空燃比を変更するステップが、前記空燃比を、前記実空燃比よりリーン側の調節された空燃比に調節するステップ（２５０）を含む、請求項３に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）。
ＮＨ_３濃度に対してより低いしきい値を決定するステップ（２１０）と、
三元触媒の下流の前記実ＮＨ_３濃度をＮＨ_３濃度に対する前記より低いしきい値と比較するステップ（２３０）と、
三元触媒の下流の前記実ＮＨ_３濃度が、ＮＨ_３濃度に対する前記より低いしきい値より低い場合、前記空燃比を、前記調節された空燃比よりリッチ側の空燃比に調節するステップ（２５６）と、
三元触媒の下流の前記実ＮＨ_３濃度値が、ＮＨ_３濃度に対する前記より低いしきい値より大きい場合、三元触媒の下流の実ＮＨ_３濃度値を検出するステップ（２２５）と、
をさらに含む、請求項６に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するための方法（２００）。
エンジンを作動させるステップと、
前記エンジンからのガス流を生成するステップと、
前記ガス流を三元触媒を通過させ、その後に前記ガス流をＮＨ_３センサを通過させるステップと、
前記ＮＨ_３センサで、前記三元触媒の下流の前記ガス流中の実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ_３濃度値より低いかどうかを判定するステップ（２３０）と、
前記実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される前記公称ＮＨ_３濃度値より低い場合には、推定ＣＯ濃度値を決定するステップ（２３５）と、
前記三元触媒の失活を検出するために、前記推定ＣＯ濃度値を参照ＣＯ濃度値に比較するステップ（２４０）と、
前記推定ＣＯ濃度値と前記参照ＣＯ濃度値との比較に基づいて、１つまたは複数の制御信号を空燃制御サブシステムに送るステップと、
を含み、
前記空燃制御サブシステムは、受け取った前記制御信号に基づいて、空燃比を調整するように構成されている、
触媒の失活を検出する方法。
推定ＣＯ濃度値を決定するステップ（２３５）が、モデルベースのエスティメータを使用して推定ＣＯ濃度値を決定するステップを含む、請求項８に記載の触媒の失活を検出するための方法。
前記モデルベースのエスティメータが、前記三元触媒の物理モデルに基づいたオブザーバを含む、請求項９に記載の触媒の失活を検出するための方法。
前記三元触媒の物理モデルに基づいた前記オブザーバが線形オブザーバである、請求項１０に記載の触媒の失活を検出するための方法。
前記三元触媒の物理モデルに基づいた前記オブザーバが非線形オブザーバである、請求項１０に記載の触媒の失活を検出するための方法。
前記三元触媒の下流の実ＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される公称ＮＨ_３濃度値より低いかどうかを判定するステップ（２３０）が、前記三元触媒の下流の時間平均のＮＨ_３濃度値が、リッチな運転状態で生成される前記公称ＮＨ_３濃度値より低いかどうかを判定するステップを含む、請求項８に記載の触媒の失活を検出するための方法。
前記１つまたは複数の制御信号は、前記推定ＣＯ濃度値が前記参照ＣＯ濃度値より大きい場合に、前記三元触媒が失活していることを示す、請求項８に記載の触媒の失活を検出するための方法。
三元触媒（１１０）と、
前記三元触媒の下流に配置されたＮＨ_３センサ（１２０）と、
ＮＨ_３濃度の測定値をリッチな運転状態での公称ＮＨ_３濃度値と比較する制御サブシステム（１３５）と、
ＮＨ_３濃度の前記測定値および推定ＣＯ濃度に基づいて、エンジンの空燃比を調節する空燃制御サブシステム（１４５）と、
を含む、エンジン（１０５）の空燃比を制御するためのシステム（１００）。
前記空燃比を調節する前記サブシステムが、前記三元触媒の下流のＣＯ濃度を推定するサブシステム（１４０）を含む、請求項１５に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するためのシステム（１００）。
ＣＯ濃度を推定する前記サブシステム（１４０）が、前記三元触媒の物理モデルに基づくオブザーバを含む、請求項１６に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するためのシステム（１００）。
前記オブザーバが線形オブザーバである、請求項１７に記載のエンジンの空燃比を制御するためのシステム（１００）。
前記オブザーバが非線形オブザーバである、請求項１７に記載のエンジンの空燃比を制御するためのシステム（１００）。
前記空燃比を調節する前記サブシステム（１４５）が、ＣＯ濃度の推定値をＣＯ濃度の参照値に比較するサブシステムを含む、請求項１５に記載のエンジン（１０５）の空燃比を制御するためのシステム（１００）。