JPH05312024A - 触媒の劣化検出装置 - Google Patents
触媒の劣化検出装置Info
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- JPH05312024A JPH05312024A JP4119303A JP11930392A JPH05312024A JP H05312024 A JPH05312024 A JP H05312024A JP 4119303 A JP4119303 A JP 4119303A JP 11930392 A JP11930392 A JP 11930392A JP H05312024 A JPH05312024 A JP H05312024A
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- catalyst
- lean
- oxygen concentration
- nox catalyst
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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
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
-
- 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
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
-
- 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
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リーンＮＯｘ触媒の経時劣化と一時劣化を判
別できるようにする。 【構成】 排気温度差とリーンＮＯｘ触媒の浄化率の関
係から最低浄化率に対応する排気温度差のしきい値を設
定し、リーン定常運転に入ると、排気温度差が所定値以
下かどうかによって、所定値以下ならリーンＮＯｘ触媒
の劣化と判定する。そして、そのしきい値以下となった
時間ｔlimitでの酸素濃度差の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔが
そのしきい値Ｏ2limit以上かどうかによって、しきい値
Ｏ2limit以上であればリーンＮＯｘ触媒９の一時劣化と
判定し、しきい値Ｏ2limitより小さければ経時劣化と判
定する。また、経時劣化が進んだ状態ではこのしきい値
Ｏ2limitを下げる。また、劣化検出のインターバルは空
燃比，排気温度，エンジン回転数および負荷に応じて変
更する。
別できるようにする。 【構成】 排気温度差とリーンＮＯｘ触媒の浄化率の関
係から最低浄化率に対応する排気温度差のしきい値を設
定し、リーン定常運転に入ると、排気温度差が所定値以
下かどうかによって、所定値以下ならリーンＮＯｘ触媒
の劣化と判定する。そして、そのしきい値以下となった
時間ｔlimitでの酸素濃度差の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔが
そのしきい値Ｏ2limit以上かどうかによって、しきい値
Ｏ2limit以上であればリーンＮＯｘ触媒９の一時劣化と
判定し、しきい値Ｏ2limitより小さければ経時劣化と判
定する。また、経時劣化が進んだ状態ではこのしきい値
Ｏ2limitを下げる。また、劣化検出のインターバルは空
燃比，排気温度，エンジン回転数および負荷に応じて変
更する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気系にいわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を備えたエンジンにおける触媒劣化検出装置
に関する。
ＮＯｘ触媒を備えたエンジンにおける触媒劣化検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から特開平３ー２２５０１３号公報
に記載されているように、空燃比が理論空燃比よりも大
きいリーン空燃比領域でエンジン排気ガス中のＮＯｘを
浄化する触媒として、遷移金属あるいは貴金属を担持せ
しめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、ＨＣの存在
下で排気ガス中のＮＯｘを還元する触媒いわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を排気系に備えたエンジンが知られている。
に記載されているように、空燃比が理論空燃比よりも大
きいリーン空燃比領域でエンジン排気ガス中のＮＯｘを
浄化する触媒として、遷移金属あるいは貴金属を担持せ
しめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、ＨＣの存在
下で排気ガス中のＮＯｘを還元する触媒いわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を排気系に備えたエンジンが知られている。
【０００３】また、例えば特開昭６３ー９７８５２号公
報に記載されているように、排気系に触媒を備えたエン
ジンにおいて、触媒下流側のガス濃度センサーの出力に
基づいて触媒の劣化を検出する装置を設けたものがあ
る。また、これとは別に、触媒の上流側と下流側の排気
温度差に基づいて劣化を検出するものも知られている。
報に記載されているように、排気系に触媒を備えたエン
ジンにおいて、触媒下流側のガス濃度センサーの出力に
基づいて触媒の劣化を検出する装置を設けたものがあ
る。また、これとは別に、触媒の上流側と下流側の排気
温度差に基づいて劣化を検出するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】リーンＮＯｘ触媒は排
気ガス成分中のＨＣとＮＯｘを吸着してＮＯｘを還元し
浄化するものであるが、酸素を吸着すると劣化し浄化性
能が著しく低下する。ただし、この酸素吸着による劣化
はあくまで一時的な劣化であって、触媒を加熱するとか
リッチ混合気を送るなどの手段によって回復が可能であ
る。これに対し、経時変化によって触媒が劣化した場合
には触媒自体の交換が必要である。したがって、リーン
ＮＯｘ触媒の劣化検出においては、上記のような酸素吸
着による一時劣化であるのか触媒自体の経時劣化である
のかを区別して検出する必要がある。しかし、従来の触
媒劣化検出装置ではリーンＮＯｘ触媒について一時劣化
と経時劣化とを区別して検出することは不可能である。
気ガス成分中のＨＣとＮＯｘを吸着してＮＯｘを還元し
浄化するものであるが、酸素を吸着すると劣化し浄化性
能が著しく低下する。ただし、この酸素吸着による劣化
はあくまで一時的な劣化であって、触媒を加熱するとか
リッチ混合気を送るなどの手段によって回復が可能であ
る。これに対し、経時変化によって触媒が劣化した場合
には触媒自体の交換が必要である。したがって、リーン
ＮＯｘ触媒の劣化検出においては、上記のような酸素吸
着による一時劣化であるのか触媒自体の経時劣化である
のかを区別して検出する必要がある。しかし、従来の触
媒劣化検出装置ではリーンＮＯｘ触媒について一時劣化
と経時劣化とを区別して検出することは不可能である。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、リーンＮＯｘ触媒の劣化が経時的なものなの
か一時的なものなのかを判別することのできる触媒の劣
化検出装置を提供することを目的とする。
であって、リーンＮＯｘ触媒の劣化が経時的なものなの
か一時的なものなのかを判別することのできる触媒の劣
化検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は触媒の劣化検出
装置に係るものであって、その構成は、少なくとも空燃
比が理論空燃比より大きいリーン空燃比領域でリーンＮ
Ｏｘ触媒により排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するエン
ジンにおいて、リーンＮＯｘ触媒の上流側および下流側
の排気温度を検出する第１および第２の各排気温度セン
サと、これら第１および第２の排気温度センサの出力を
受けリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の排気温度差を
演算する排気温度差演算手段と、リーンＮＯｘ触媒の上
流側と下流側の酸素濃度を検出する第１および第２の各
酸素濃度センサと、これら第１および第２の酸素濃度セ
ンサの出力を受けリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の
酸素濃度差の積算値を演算する酸素濃度差積算値演算手
段と、排気温度差演算手段の出力と酸素濃度差積算値演
算手段の出力を受け、排気温度差が所定温度差以下で、
かつ、酸素濃度差の積算値が所定値以上のときはリーン
ＮＯｘ触媒が一時劣化の状態にあると判定する触媒劣化
判定手段を備えたことを特徴とする。
装置に係るものであって、その構成は、少なくとも空燃
比が理論空燃比より大きいリーン空燃比領域でリーンＮ
Ｏｘ触媒により排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するエン
ジンにおいて、リーンＮＯｘ触媒の上流側および下流側
の排気温度を検出する第１および第２の各排気温度セン
サと、これら第１および第２の排気温度センサの出力を
受けリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の排気温度差を
演算する排気温度差演算手段と、リーンＮＯｘ触媒の上
流側と下流側の酸素濃度を検出する第１および第２の各
酸素濃度センサと、これら第１および第２の酸素濃度セ
ンサの出力を受けリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の
酸素濃度差の積算値を演算する酸素濃度差積算値演算手
段と、排気温度差演算手段の出力と酸素濃度差積算値演
算手段の出力を受け、排気温度差が所定温度差以下で、
かつ、酸素濃度差の積算値が所定値以上のときはリーン
ＮＯｘ触媒が一時劣化の状態にあると判定する触媒劣化
判定手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】上記劣化検出装置は、しきい値低減手段を
備え、一時劣化判定のための酸素濃度差積算値の所定値
をリーンＮＯｘ触媒の経時変化に応じて小さくするもの
とすることができる。。
備え、一時劣化判定のための酸素濃度差積算値の所定値
をリーンＮＯｘ触媒の経時変化に応じて小さくするもの
とすることができる。。
【０００８】また、上記劣化検出装置は、触媒劣化判定
手段による劣化判定実行のインターバルをエンジンの回
転数および負荷が高い程短くする判定インターバル可変
手段を備えたものとすることができる。
手段による劣化判定実行のインターバルをエンジンの回
転数および負荷が高い程短くする判定インターバル可変
手段を備えたものとすることができる。
【０００９】また、上記劣化検出装置は、劣化判定手段
によりリーンＮＯｘ触媒が一時劣化の状態にあると判定
された時にリーンＮＯｘ触媒に吸着された酸素を離脱さ
せる酸素離脱手段を備えたものとすることができる。
によりリーンＮＯｘ触媒が一時劣化の状態にあると判定
された時にリーンＮＯｘ触媒に吸着された酸素を離脱さ
せる酸素離脱手段を備えたものとすることができる。
【００１０】図１は本発明の上記構成を示す全体構成図
である。
である。
【００１１】
【作用】リーンＮＯｘ触媒によりＮＯｘの浄化が行われ
ている時には、触媒内部での化学反応による発熱で排気
温度が上昇しリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側で排気
温度差が生ずるとともに、化学反応により排気中の酸素
濃度が低下し、また、触媒表面に酸素が吸着されること
によっても酸素濃度が低下して、リーンＮＯｘ触媒の上
流側と下流側で酸素濃度差が生ずる。そして、これら排
気温度差並びに酸素濃度差は、リーン運転開始からの時
間の経過とともに酸素吸着による一時劣化が進むことに
よってに次第に小さくなり、また、経時劣化が進むにつ
れその値は全体として低下する。また、所定インターバ
ルで酸素濃度差を積算した値は、リーン運転開始直後に
急上昇して、その後は一時劣化が進むにつれて徐々に上
昇が鈍化し、また、経時劣化が進むとその値は全体とし
て低下する。
ている時には、触媒内部での化学反応による発熱で排気
温度が上昇しリーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側で排気
温度差が生ずるとともに、化学反応により排気中の酸素
濃度が低下し、また、触媒表面に酸素が吸着されること
によっても酸素濃度が低下して、リーンＮＯｘ触媒の上
流側と下流側で酸素濃度差が生ずる。そして、これら排
気温度差並びに酸素濃度差は、リーン運転開始からの時
間の経過とともに酸素吸着による一時劣化が進むことに
よってに次第に小さくなり、また、経時劣化が進むにつ
れその値は全体として低下する。また、所定インターバ
ルで酸素濃度差を積算した値は、リーン運転開始直後に
急上昇して、その後は一時劣化が進むにつれて徐々に上
昇が鈍化し、また、経時劣化が進むとその値は全体とし
て低下する。
【００１２】本発明によれば、上記排気温度差が所定値
以下となった時に触媒の一時劣化あるいは経時劣化のい
ずれかと判定され、さらに、その時の酸素濃度差の積算
値が所定値以上であれば一時劣化で、所定値より小さけ
れば経時劣化と判定される。
以下となった時に触媒の一時劣化あるいは経時劣化のい
ずれかと判定され、さらに、その時の酸素濃度差の積算
値が所定値以上であれば一時劣化で、所定値より小さけ
れば経時劣化と判定される。
【００１３】また、酸素濃度差積算値のしきい値がリー
ンＮＯｘ触媒の経時変化に応じて小さくされることによ
り、経時変化によって触媒自体の浄化率が低下した時に
は一時劣化の検出が早期に行われる。そのため、一時劣
化に対する回復操作を早期に行うことが可能となって、
経時変化による浄化率の低下に対処しやくすなる。
ンＮＯｘ触媒の経時変化に応じて小さくされることによ
り、経時変化によって触媒自体の浄化率が低下した時に
は一時劣化の検出が早期に行われる。そのため、一時劣
化に対する回復操作を早期に行うことが可能となって、
経時変化による浄化率の低下に対処しやくすなる。
【００１４】また、劣化判定実行のインターバルがエン
ジンの回転数および負荷が高い程短くされることによ
り、エンジン回転数が高くなって、あるいは負荷が大き
くなって、ＮＯｘの排出量が多くなった場合でも触媒劣
化を早期に検出することによって高い浄化率を維持でき
るようになる。
ジンの回転数および負荷が高い程短くされることによ
り、エンジン回転数が高くなって、あるいは負荷が大き
くなって、ＮＯｘの排出量が多くなった場合でも触媒劣
化を早期に検出することによって高い浄化率を維持でき
るようになる。
【００１５】そして、一時劣化と判定された時にリーン
ＮＯｘ触媒から酸素を離脱させる手段が設けられること
で、一時劣化の際の浄化性能の回復が可能となる。
ＮＯｘ触媒から酸素を離脱させる手段が設けられること
で、一時劣化の際の浄化性能の回復が可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】図２は本発明の一実施例のシステム図であ
る。図において１はエンジンであって、エンジン１の吸
気通路２にはサージタンク３が形成され、サージタンク
３の上流にはスロットル弁４が、下流には燃料噴射弁５
が設けられている。また、吸気通路２の入口はエアクリ
ーナ６に接続され、エアクリーナ６の直下流にはエアフ
ローメータ７が設置されている。
る。図において１はエンジンであって、エンジン１の吸
気通路２にはサージタンク３が形成され、サージタンク
３の上流にはスロットル弁４が、下流には燃料噴射弁５
が設けられている。また、吸気通路２の入口はエアクリ
ーナ６に接続され、エアクリーナ６の直下流にはエアフ
ローメータ７が設置されている。
【００１８】一方、エンジン１の排気通路８には空燃比
が理論空燃比より希薄なリーン運転時にＮＯｘを還元浄
化するリーンＮＯｘ触媒９が設けられている。そして、
このリーンＮＯｘ触媒９の上流側に第１の酸素濃度セン
サ１０ａと第１の排気温度センサ１１ａが設置され、リ
ーンＮＯｘ触媒９の下流側に第２の酸素濃度センサ１０
ｂと第２の排気温度センサ１１ｂが設置されている。
が理論空燃比より希薄なリーン運転時にＮＯｘを還元浄
化するリーンＮＯｘ触媒９が設けられている。そして、
このリーンＮＯｘ触媒９の上流側に第１の酸素濃度セン
サ１０ａと第１の排気温度センサ１１ａが設置され、リ
ーンＮＯｘ触媒９の下流側に第２の酸素濃度センサ１０
ｂと第２の排気温度センサ１１ｂが設置されている。
【００１９】上記燃料噴射弁５の制御はマイクロコンピ
ュータにより構成されたコントロールユニット１２によ
って行う。そのため、コントロールユニット１２にはデ
ィストリビュータ１３に付設された回転センサからエン
ジン回転数信号が入力され、エアフローメータ７から吸
入空気量信号が入力され、図示しない水温センサからエ
ンジン水温信号が入力される。また、リーンＮＯｘ触媒
９の上流側および下流側に設置された第１および第２の
酸素濃度センサからそれぞれの酸素濃度信号がコントロ
ールユニット１２に入力され，リーンＮＯｘ触媒９の上
流側および下流側に設置された第１および第２の排気温
度センサ１１ａ，１１ｂからそれぞれの排気温度信号が
入力される。
ュータにより構成されたコントロールユニット１２によ
って行う。そのため、コントロールユニット１２にはデ
ィストリビュータ１３に付設された回転センサからエン
ジン回転数信号が入力され、エアフローメータ７から吸
入空気量信号が入力され、図示しない水温センサからエ
ンジン水温信号が入力される。また、リーンＮＯｘ触媒
９の上流側および下流側に設置された第１および第２の
酸素濃度センサからそれぞれの酸素濃度信号がコントロ
ールユニット１２に入力され，リーンＮＯｘ触媒９の上
流側および下流側に設置された第１および第２の排気温
度センサ１１ａ，１１ｂからそれぞれの排気温度信号が
入力される。
【００２０】エンジン１の運転状態が所定のリーンＦ／
Ｂゾーンにある時、エンジン回転数と吸入空気量に基づ
いて燃料の基本噴射量が設定され、それに水温等による
各種補正が加えられ、さらに、酸素濃度信号に基づいた
フィードバック補正が加えられて最終噴射量が算出され
る。そして、この最終噴射量に相当する制御パルスが上
記燃料噴射弁５に印加され、それによってエンジン１の
空燃比がリーン設定の目標値に制御される。
Ｂゾーンにある時、エンジン回転数と吸入空気量に基づ
いて燃料の基本噴射量が設定され、それに水温等による
各種補正が加えられ、さらに、酸素濃度信号に基づいた
フィードバック補正が加えられて最終噴射量が算出され
る。そして、この最終噴射量に相当する制御パルスが上
記燃料噴射弁５に印加され、それによってエンジン１の
空燃比がリーン設定の目標値に制御される。
【００２１】また、エンジン１がリーン定常運転に入る
と、リーンＮＯｘ触媒９の劣化検出のためリーン定常運
転開始直後から所定インターバルで上記第１および第２
の両酸素濃度センサ１０ａ，１０ｂと第１および第２の
両排気温度センサ１１ａ，１１ｂの検出信号がコントロ
ールユニット１２に読み込まれ、リーンＮＯｘ触媒９の
上流側と下流側の排気温度差および酸素濃度差積算値が
演算される。そして、図３に示す排気温度差ΔＴ（横
軸）とリーンＮＯｘ触媒９の浄化率η（縦軸）との関係
から、必要とされる最低浄化率ηlimitに対応する排気
温度差ΔＴのしきい値ΔＴlimitが設定され、次いで、
図４に示す排気温度差ΔＴの時間変化から排気温度差Δ
Ｔがしきい値ΔＴlimit以下になったかどうかが判定さ
れて、しきい値ΔＴlimit以下になったらリーンＮＯｘ
触媒９の劣化と判定される。なお、図４で実線に対し破
線は触媒９の経時劣化が進んだ状態を示している。
と、リーンＮＯｘ触媒９の劣化検出のためリーン定常運
転開始直後から所定インターバルで上記第１および第２
の両酸素濃度センサ１０ａ，１０ｂと第１および第２の
両排気温度センサ１１ａ，１１ｂの検出信号がコントロ
ールユニット１２に読み込まれ、リーンＮＯｘ触媒９の
上流側と下流側の排気温度差および酸素濃度差積算値が
演算される。そして、図３に示す排気温度差ΔＴ（横
軸）とリーンＮＯｘ触媒９の浄化率η（縦軸）との関係
から、必要とされる最低浄化率ηlimitに対応する排気
温度差ΔＴのしきい値ΔＴlimitが設定され、次いで、
図４に示す排気温度差ΔＴの時間変化から排気温度差Δ
Ｔがしきい値ΔＴlimit以下になったかどうかが判定さ
れて、しきい値ΔＴlimit以下になったらリーンＮＯｘ
触媒９の劣化と判定される。なお、図４で実線に対し破
線は触媒９の経時劣化が進んだ状態を示している。
【００２２】そして、排気温度差ΔＴがしきい値ΔＴ
limit以下で、リーンＮＯｘ触媒９の劣化と判定された
ときは、そのしきい値ΔＴlimit以下となった時の経過
時間ｔl imitが図４から求められ、次いで、図５に示す
酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔの時間変
化から、上記経過時間ｔlimitにおける酸素濃度差｜Δ
Ｏ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔが予め設定されたしきい
値Ｏ2limit（図の上側の一点鎖線に相当する）以上であ
るかどうかが判定されて、酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算
値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがしきい値Ｏ2limit以上であれば上
記リーンＮＯｘ触媒９の劣化が一時劣化であると判定さ
れ、酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがし
きい値Ｏ2limitより小さければ経時劣化であると判定さ
れる。なお、図５で実線に対し破線はやはり触媒９の経
時劣化が進んだ状態を示している。また、このように経
時劣化が進んだ状態では、しきい値Ｏ2limitは図の下側
の一点鎖線に相当するレベルまで下げられる。
limit以下で、リーンＮＯｘ触媒９の劣化と判定された
ときは、そのしきい値ΔＴlimit以下となった時の経過
時間ｔl imitが図４から求められ、次いで、図５に示す
酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔの時間変
化から、上記経過時間ｔlimitにおける酸素濃度差｜Δ
Ｏ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔが予め設定されたしきい
値Ｏ2limit（図の上側の一点鎖線に相当する）以上であ
るかどうかが判定されて、酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算
値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがしきい値Ｏ2limit以上であれば上
記リーンＮＯｘ触媒９の劣化が一時劣化であると判定さ
れ、酸素濃度差｜ΔＯ2｜の積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがし
きい値Ｏ2limitより小さければ経時劣化であると判定さ
れる。なお、図５で実線に対し破線はやはり触媒９の経
時劣化が進んだ状態を示している。また、このように経
時劣化が進んだ状態では、しきい値Ｏ2limitは図の下側
の一点鎖線に相当するレベルまで下げられる。
【００２３】劣化検出のための上記インターバルは、空
燃比，排気温度，エンジン回転数および負荷に応じて変
更される。すなわち、図５に示す酸素濃度差｜ΔＯ2｜
の積算値の時間変化特性は空燃比および排気温度によっ
て変化し、空燃比が大きい程、また、排気温度が低い
程、特性曲線の立ち上がりが早くなる。図６はこれら空
燃比および排気温度による積算値時間変化特性の変化を
示すものであって、実線は空燃比が大きい、あるいは排
気温度が低い場合、破線は空燃比が小さい、あるいは排
気温度が高い場合に相当する。空燃比が大きくなり、あ
るいは排気温度が低くなると、図に矢印で示す方向に特
性曲線が移動する。そこで、この実施例では、図７に示
すように空燃比が大きい程、あるいは排気温度が低い
程、上記インターバルを小さくしてリーンＮＯｘ触媒９
の劣化が早期に検出できるようにしている。また、エン
ジン回転数が高くなり、あるいは負荷が大きくなると、
ＮＯｘの排出量が多くなるため、やはり触媒劣化を早期
に検出して高い浄化率を維持できるようにすることが必
要となる。そこで、この実施例では、図７に示すように
エンジン回転数が高い程、あるいは負荷が大きい程、上
記インターバルが小さくなるようにしている。
燃比，排気温度，エンジン回転数および負荷に応じて変
更される。すなわち、図５に示す酸素濃度差｜ΔＯ2｜
の積算値の時間変化特性は空燃比および排気温度によっ
て変化し、空燃比が大きい程、また、排気温度が低い
程、特性曲線の立ち上がりが早くなる。図６はこれら空
燃比および排気温度による積算値時間変化特性の変化を
示すものであって、実線は空燃比が大きい、あるいは排
気温度が低い場合、破線は空燃比が小さい、あるいは排
気温度が高い場合に相当する。空燃比が大きくなり、あ
るいは排気温度が低くなると、図に矢印で示す方向に特
性曲線が移動する。そこで、この実施例では、図７に示
すように空燃比が大きい程、あるいは排気温度が低い
程、上記インターバルを小さくしてリーンＮＯｘ触媒９
の劣化が早期に検出できるようにしている。また、エン
ジン回転数が高くなり、あるいは負荷が大きくなると、
ＮＯｘの排出量が多くなるため、やはり触媒劣化を早期
に検出して高い浄化率を維持できるようにすることが必
要となる。そこで、この実施例では、図７に示すように
エンジン回転数が高い程、あるいは負荷が大きい程、上
記インターバルが小さくなるようにしている。
【００２４】図８はこの実施例における上記劣化検出の
処理を実行するフローチャートである。Ｓ１〜Ｓ１３は
その各ステップを示す。
処理を実行するフローチャートである。Ｓ１〜Ｓ１３は
その各ステップを示す。
【００２５】図８のフローチャートでは、スタートし
て、Ｓ１でリーン定常運転開始かどうかを判定する。そ
して、リーン定常運転開始でなければそのままリターン
し、リーン定常運転開始ということであれば、Ｓ２で検
出インターバル算出のため空燃比，排気温度，エンジン
回転数および負荷を読み込んで、これら空燃比，排気温
度，エンジン回転数および負荷に基づいてＳ３で検出イ
ンターバルを算出する。
て、Ｓ１でリーン定常運転開始かどうかを判定する。そ
して、リーン定常運転開始でなければそのままリターン
し、リーン定常運転開始ということであれば、Ｓ２で検
出インターバル算出のため空燃比，排気温度，エンジン
回転数および負荷を読み込んで、これら空燃比，排気温
度，エンジン回転数および負荷に基づいてＳ３で検出イ
ンターバルを算出する。
【００２６】Ｓ３でインターバルを算出すると、つぎ
に、Ｓ４でタイマーをスタートさせ、Ｓ５で排気温度セ
ンサ１１ａ，１１ｂおよび酸素濃度センサ１０ａ，１０
ｂの検出値を読み込み、Ｓ６で排気温度差ΔＴと酸素濃
度差積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔを算出する。
に、Ｓ４でタイマーをスタートさせ、Ｓ５で排気温度セ
ンサ１１ａ，１１ｂおよび酸素濃度センサ１０ａ，１０
ｂの検出値を読み込み、Ｓ６で排気温度差ΔＴと酸素濃
度差積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔを算出する。
【００２７】つぎに、Ｓ７で排気温度差ΔＴがしきい値
ΔＴlimit（図４参照）より大きいかどうかを判定す
る。そして、排気温度差ΔＴがしきい値ΔＴlimitより
大きいということであれば、Ｓ８でリーン定常運転が継
続中かどうかを見て、継続中であればＳ４に戻ってＳ４
〜Ｓ８のルーチンを繰り返し、リーン定常運転継続中で
なくなればリターンする。
ΔＴlimit（図４参照）より大きいかどうかを判定す
る。そして、排気温度差ΔＴがしきい値ΔＴlimitより
大きいということであれば、Ｓ８でリーン定常運転が継
続中かどうかを見て、継続中であればＳ４に戻ってＳ４
〜Ｓ８のルーチンを繰り返し、リーン定常運転継続中で
なくなればリターンする。
【００２８】また、Ｓ７の判定で排気温度差ΔＴがしき
い値ΔＴlimi以下であれば、Ｓ９へ進んで酸素濃度差積
算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがしきい値Ｏ2limit（図５参照）
以上かどうかを判定し、酸素濃度差積算値∫｜ΔＯ2｜
ｄｔがしきい値Ｏ2limit以上であればＳ１０で酸素吸着
によるリーンＮＯｘ触媒９の一時劣化と判定して、Ｓ１
１へ進んで触媒浄化性能回復のための操作（触媒加熱，
リッチ混合気の供給等）を行う。そして、リターンす
る。
い値ΔＴlimi以下であれば、Ｓ９へ進んで酸素濃度差積
算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔがしきい値Ｏ2limit（図５参照）
以上かどうかを判定し、酸素濃度差積算値∫｜ΔＯ2｜
ｄｔがしきい値Ｏ2limit以上であればＳ１０で酸素吸着
によるリーンＮＯｘ触媒９の一時劣化と判定して、Ｓ１
１へ進んで触媒浄化性能回復のための操作（触媒加熱，
リッチ混合気の供給等）を行う。そして、リターンす
る。
【００２９】また、酸素濃度差積算値∫｜ΔＯ2｜ｄｔ
がしきい値Ｏ2limitより小さいときは、Ｓ１２でリーン
ＮＯｘ触媒９の経時劣化と判定し、Ｓ１３へ進んでリー
ン運転を停止しλ（空気過剰率）＝１での運転を行う。
そして、リターンする。
がしきい値Ｏ2limitより小さいときは、Ｓ１２でリーン
ＮＯｘ触媒９の経時劣化と判定し、Ｓ１３へ進んでリー
ン運転を停止しλ（空気過剰率）＝１での運転を行う。
そして、リターンする。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、リーンＮＯｘ触媒の劣化が経時的なものか一時的な
ものかを判別することができ、劣化の種類に応じた適切
な対処が可能となる。
で、リーンＮＯｘ触媒の劣化が経時的なものか一時的な
ものかを判別することができ、劣化の種類に応じた適切
な対処が可能となる。
【図１】本発明の全体構成図
【図２】本発明の一実施例のシステム図
【図３】本発明の一実施例における排気温度差と浄化率
の関係を示す特性図
の関係を示す特性図
【図４】本発明の一実施例における排気温度差の時間変
化を示す特性図
化を示す特性図
【図５】本発明の一実施例における酸素濃度差積算値の
時間変化を示す特性図
時間変化を示す特性図
【図６】本発明の一実施例における酸素濃度差積算値変
化特性の各種パラメータによる変化を示す特性図
化特性の各種パラメータによる変化を示す特性図
【図７】本発明の一実施例における各種パラメータによ
る検出インターバル変化を示す特性図
る検出インターバル変化を示す特性図
【図８】本発明の一実施例における劣化検出の処理を実
行するフローチャート
行するフローチャート
１ エンジン ８ 排気通路 ９ リーンＮＯｘ触媒 １０ａ，１０ｂ 酸素濃度センサ １１ａ、１１ｂ 排気温度センサ １２ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中角 忠孝 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 末次 元 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも空燃比が理論空燃比より大き
いリーン空燃比領域でリーンＮＯｘ触媒により排気ガス
中のＮＯｘを還元浄化するエンジンにおいて、前記リー
ンＮＯｘ触媒の上流側および下流側の排気温度を検出す
る第１および第２の各排気温度センサと、これら第１お
よび第２の排気温度センサの出力を受け前記リーンＮＯ
ｘ触媒の上流側と下流側の排気温度差を演算する排気温
度差演算手段と、前記リーンＮＯｘ触媒の上流側と下流
側の酸素濃度を検出する第１および第２の各酸素濃度セ
ンサと、これら第１および第２の酸素濃度センサの出力
を受け前記リーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の酸素濃
度差の積算値を演算する酸素濃度差積算値演算手段と、
前記排気温度差演算手段の出力と前記酸素濃度差積算値
演算手段の出力を受け、前記排気温度差が所定温度差以
下で、かつ、前記酸素濃度差の積算値が所定値以上のと
きは前記リーンＮＯｘ触媒が一時劣化の状態にあると判
定する触媒劣化判定手段を備えたことを特徴とする触媒
の劣化検出装置。 - 【請求項２】 一時劣化判定のための前記酸素濃度差積
算値の所定値をリーンＮＯｘ触媒の経時変化に応じて小
さくするしきい値低減手段を備えた請求項１記載の触媒
の劣化検出装置。 - 【請求項３】 前記触媒劣化判定手段による劣化判定実
行のインターバルをエンジンの回転数および負荷が高い
程短くする判定インターバル可変手段を備えた請求項１
記載の触媒の劣化検出装置。 - 【請求項４】 前記劣化判定手段によりリーンＮＯｘ触
媒が一時劣化の状態にあると判定された時に該リーンＮ
Ｏｘ触媒に吸着された酸素を離脱させる酸素離脱手段を
備えた請求項１記載の触媒の劣化検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119303A JP3062710B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 触媒の劣化検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119303A JP3062710B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 触媒の劣化検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312024A true JPH05312024A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3062710B2 JP3062710B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=14758086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119303A Expired - Fee Related JP3062710B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 触媒の劣化検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062710B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013058A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Komatsu Ltd. | APPAREIL ET PROCEDE DE DETECTION DE LA DETERIORATION DU CATALYSEUR ANTI-NOx D'UN MOTEUR DIESEL |
| EP0814248A2 (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of controlling an engine exhaust gas system and method of detecting deterioration of catalyst/adsorbing means |
| WO2001049993A1 (de) * | 1999-12-31 | 2001-07-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| JP2008261302A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2014051973A (ja) * | 2009-08-31 | 2014-03-20 | Hyundai Motor Company Co Ltd | 排気システム |
| JP2016035938A (ja) * | 2015-12-17 | 2016-03-17 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池システム |
| GB2533609A (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Gm Global Tech Operations Llc | An internal combustion engine equipped with a lean NOx trap |
| CN114922737A (zh) * | 2021-02-12 | 2022-08-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4119303A patent/JP3062710B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013058A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Komatsu Ltd. | APPAREIL ET PROCEDE DE DETECTION DE LA DETERIORATION DU CATALYSEUR ANTI-NOx D'UN MOTEUR DIESEL |
| GB2320581B (en) * | 1995-10-02 | 1999-12-01 | Komatsu Mfg Co Ltd | Apparatus and method for detecting deterioration of NOx catalyst in diesel engine |
| US6079203A (en) * | 1995-10-02 | 2000-06-27 | Komatsu Ltd. | Apparatus and method for detecting deterioration of NOx catalyst in diesel engine |
| EP0814248A2 (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of controlling an engine exhaust gas system and method of detecting deterioration of catalyst/adsorbing means |
| EP0814248A3 (en) * | 1996-06-21 | 1999-10-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of controlling an engine exhaust gas system and method of detecting deterioration of catalyst/adsorbing means |
| US6745559B1 (en) | 1999-12-31 | 2004-06-08 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating and internal combustion engine, in particular of a motor vehicle |
| WO2001049993A1 (de) * | 1999-12-31 | 2001-07-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| JP2008261302A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2014051973A (ja) * | 2009-08-31 | 2014-03-20 | Hyundai Motor Company Co Ltd | 排気システム |
| GB2533609A (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Gm Global Tech Operations Llc | An internal combustion engine equipped with a lean NOx trap |
| JP2016035938A (ja) * | 2015-12-17 | 2016-03-17 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池システム |
| CN114922737A (zh) * | 2021-02-12 | 2022-08-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
| CN114922737B (zh) * | 2021-02-12 | 2024-03-29 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3062710B2 (ja) | 2000-07-12 |
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