JPH08218854A - 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置 - Google Patents

内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置

Info

Publication number
JPH08218854A
JPH08218854A JP7029737A JP2973795A JPH08218854A JP H08218854 A JPH08218854 A JP H08218854A JP 7029737 A JP7029737 A JP 7029737A JP 2973795 A JP2973795 A JP 2973795A JP H08218854 A JPH08218854 A JP H08218854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
air
fuel ratio
ratio sensor
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7029737A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3151368B2 (ja
Inventor
Rogerio Agusutein
ロゲリオ アグスティン
Akito Numata
明人 沼田
Eisaku Fukuchi
栄作 福地
Yutaka Takaku
豊 高久
Toshio Ishii
俊夫 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Priority to JP02973795A priority Critical patent/JP3151368B2/ja
Priority to EP96102087A priority patent/EP0727568B1/en
Priority to DE69621965T priority patent/DE69621965T2/de
Priority to KR1019960003834A priority patent/KR100405091B1/ko
Priority to US08/603,345 priority patent/US5740676A/en
Publication of JPH08218854A publication Critical patent/JPH08218854A/ja
Priority to US08/985,059 priority patent/US6003309A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3151368B2 publication Critical patent/JP3151368B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 複数の触媒を有する内燃機関の排気ガス浄化
装置において、各触媒の前後に空燃比センサを設置し、
空燃比センサの出力信号の相関関係を調べ、かつ、各々
の診断を異なる運転領域において実施して、各触媒を個
別的に診断できるシステムを提供する。 【構成】 排気経路に複数の排気ガス浄化用触媒を設
け、上流側触媒9の上流に第1空燃比センサ6、上流側
触媒と下流側触媒との間に第2空燃比センサ7、下流側
触媒の下流に第3空燃比センサ8を設置し、上流側触媒
の診断を第1空燃比センサと第2空燃比センサの出力信
号に基づいて行ない、全触媒装置の診断を第1空燃比セ
ンサと第3空燃比センサの出力信号に基づいて行い、上
流側触媒と全触媒装置の診断を異なる運転領域で行う。 【効果】 各々の触媒の前後の空燃比センサの出力信号
の相関関係を、各々の触媒を異なる運転領域において調
べて診断することによって、各々の触媒の個別診断を可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直列に配置された複数
の触媒コンバータを使用した内燃機関の排気ガス浄化装
置の診断装置、特に、前記複数の触媒コンバータの上下
流に複数の空燃比センサを備えてその出力信号に基づい
て診断する内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃焼排気ガスを浄化する装置
は、一般に、触媒コンバータと空燃比フィードバック制
御装置とで構成されている。触媒コンバータは、排気ガ
ス中に含まれる有害成分、特に、HC、NOx、COを
除去するため排気管部に設置されるものであり、空燃比
フィードバック制御装置は、触媒コンバータの機能を充
分に発揮させるためには空燃比を一定に保つ必要がある
ことから、排気管部の触媒コンバータの上流に空燃比セ
ンサもしくは酸素センサを設置して空燃比を求め、該空
燃比に基づいて燃料供給量を制御するものである。
【0003】ところで、前記触媒コンバータに用いられ
ている三元触媒は、例えば、有鉛ガソリンを燃料として
内燃機関に注油すること等によって、前記触媒コンバー
タの触媒部分に不純物が付着する等して、経年変化に応
じて設定された使用期間内であっても性能劣化を生じる
という問題があった。このような問題に対しては、例え
ば、特開昭63−97852号公報に開示されているよ
うに、内燃機関の排気系に設けられた触媒コンバータの
下流側に酸素濃度を検出する第2の排気センサを設置
し、この排気センサを用いた空燃比フィードバック制御
時における出力反転回数によって、前記触媒コンバータ
の触媒作用の劣化を判定するようにしたものが提案され
ている。この提案のものは、触媒作用の劣化時に、酸素
吸蔵能力の低下によって触媒の下流側の酸素濃度が上流
側とほとんど差がなくなることに着目して、間接的に触
媒の劣化を判定するものである。
【0004】また、直列に配置された複数の触媒の診断
に関する従来技術としては、特開平5−26032号公
報を挙げることができる。この従来技術においては、排
気系における上流及び下流の触媒コンバータの中間部
に、第2の排気センサを設置し、更に、下流の触媒の下
流側に第3の排気センサを設置したシステムであって、
該システムにおける第1排気センサに基づく空燃比フィ
ードバック制御下において、第2排気センサの反転回数
によって上流の触媒の劣化判定を行うようにしたもので
ある。更に、前記第2排気センサに基づいて空燃比フィ
ードバック制御を行い、第3排気センサの反転回数によ
って下流の触媒の劣化判定を行うようにしたものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる前記
した従来の排気経路に複数の触媒コンバータを設置した
ものにおいては、下流側の触媒コンバータの下流に排気
センサを設置し、その出力変動に基づいて触媒の劣化を
判定する構成とすると次のような問題点が生じる。即
ち、上流側及び下流側の触媒コンバータに作用する燃焼
排気ガスの雰囲気がそれぞれ異なるために各触媒コンバ
ータの劣化の程度も異なることとなって信頼性を保ち難
いとの問題がある。
【0006】これに対しては、排気経路における上流お
よび下流側の触媒コンバータの中間部に、上流側触媒の
劣化判定用の排気センサを設置することが考えられる
が、触媒コンバータが単独の場合に比べて上流および下
流側の触媒コンバータで排気ガス中の酸素が多量に吸着
されることになるため、上流の触媒コンバータの上流の
排気センサに基づいて空燃比フィードバック制御する場
合には、下流側の触媒コンバータの下流における燃焼排
気ガス中の酸素分圧が極めて変動しにくく、このため触
媒能力が極めて劣化した場合でないと下流側の触媒コン
バータの下流の排気センサの出力に変化が現れず、特
に、この下流の触媒コンバータの劣化判定の精度が低下
することになるという問題が生じる。
【0007】前記の従来技術は、上下流の触媒の中間部
に設置された排気センサに基づいて空燃比フィードバッ
クを行うことによってこのような問題を解決しょうとし
ているが、触媒の劣化の診断のために、エンジン制御パ
ラメータ等を強制的に変えることとなるので、排気への
影響等のような新たな問題が生じることを考えなければ
ならないこととなる。
【0008】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、特に、複数の触媒を有す
る内燃機関の排気ガス浄化装置において、各触媒の前後
に空燃比センサを設置し、各々の触媒の前後の空燃比セ
ンサの出力信号の相関関係を調べることによって各々の
触媒診断を行い、かつ、該各々の診断を異なる運転領域
領域において実施することによって、各触媒を個別的に
診断できるシステムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の診断装置
は、内燃機関の運転状態を検出する手段と、排気ガス中
の空燃比を所定値に保つように燃料噴射量を調整する空
燃比制御手段とを有する内燃機関において、内燃機関の
排気経路に複数の排気ガス浄化用触媒を設け、排気経路
の上流側触媒の上流に設置した第1空燃比センサと、該
上流側触媒と排気経路の下流側触媒との間に設置した第
2空燃比センサと、該下流側触媒の下流に設置した第3
空燃比センサと、該上流側触媒の診断を第1空燃比セン
サと第2空燃比センサの出力信号に基づいて行なう診断
手段と、該上流側触媒と下流側触媒を合わせた全触媒装
置の診断を第1空燃比センサと第3空燃比センサの出力
信号に基づいて行う診断手段とを有することを特徴と
し、又、排気経路の上流側触媒の診断情報と全触媒装置
の診断情報に基づいて排気経路の下流側触媒の診断、即
ち、排気経路の上流側触媒の診断情報と全触媒装置の診
断情報を格子軸とするデータマップより排気経路の下流
側触媒の劣化度を推定する手段を有することを特徴とす
る。
【0010】更に、排気経路の上流側触媒を診断する内
燃機関運転領域と全触媒装置を診断する内燃機関運転領
域とを異なる領域とし、排気経路の上流側触媒の診断時
の運転領域より高負荷の運転領域において全触媒装置の
診断を行なうことを特徴とする。更にまた、排気経路の
上流側触媒と排気経路の下流側触媒の浄化能力の差が所
定値以上である場合には第1空燃比センサと第3空燃比
センサの出力信号、第2空燃比センサと第3空燃比セン
サの出力信号との両者、あるいは、一方の出力状態に基
づいて該下流側触媒の診断を行なうことを特徴とする。
【0011】
【作用】前記の如く構成された本発明に係る内燃機関の
排気ガス浄化装置の診断装置の触媒診断方式は、触媒前
後の空燃比センサの出力信号の相関関係を求める相関法
を利用して行い、上流側触媒もしくは下流側触媒が劣化
していなければ、触媒の酸化・還元作用により触媒装置
の下流では、空燃比の動きは小さくなり、下流側の空燃
比センサの検出信号の動きも小さくなる一方、触媒装置
が劣化してくると、下流の空燃比の動きが上流の動きに
近づいてくる。このような触媒装置の前後における空燃
比の動きの類似性に着目して触媒劣化を診断する。
【0012】触媒装置の前後の空燃比の類似性を示す値
として、触媒装置の前後の空燃比センサの検出信号の相
互相関関数を求める。触媒装置の前後における空燃比の
動きの類似性、つまり、触媒装置の前後の空燃比センサ
の出力信号の類似性が高ければ相関関数が大きな値を示
し、類似性が低ければ相関関数は小さな値を示す。相関
法に基づく相関関数演算によって、第1空燃比センサと
第2空燃比センサの出力信号の相関関数値を計算し、上
流側触媒の劣化診断を行なう。また、相関関数演算手段
によって第1空燃比センサと第3空燃比センサの相関関
数値を計算し、上流側触媒と下流側触媒を合わせた全触
媒装置の劣化診断を行なう。
【0013】それぞれの相関関数の演算は、内燃機関の
運転状態が触媒診断領域の判定によって触媒診断領域に
入っているときから行う。更に、本発明に係る内燃機関
排気ガス浄化装置の診断装置は、上流側触媒をバイパス
するバイパス通路および排気ガスの流れを上流側触媒と
バイパス通路側との間に切り換えるバイパス弁とを設
け、かつ、バイパス通路の出口の上流あるいは下流側に
第2空燃比センサを設置することによって、下流側触媒
の診断における診断の信頼性低下に関する問題が解決で
き、上流側および下流側の触媒の個別診断が可能とな
る。
【0014】
【実施例】以下に添付の図を参照して本発明の一実施例
を説明する。図1は、本発明の内燃機関の排気ガス浄化
装置の診断装置の基本構成図である。本実施例のシステ
ムでは、図示されていないエアクリナー及びスロットル
バルブを通過し、スロットル角を検出するスロットルセ
ンサ2部を通過する吸入空気量は、エアフローセンサ1
によって計測される。内燃機関の制御装置3は、前記エ
アフローセンサ1の計測値や図示していない回転センサ
等によって適切な燃料噴射量を計算し、該計算結果に基
づきインジェクタ4によって燃料を噴射するべく内燃機
関を制御する。
【0015】このように計測され、計算されて得られた
空気と燃料の混合気は、インテークマニホルド5を通過
して内燃機関Eの燃焼室内に取り入れられ、内燃機関E
の圧縮、爆発、膨張行程が行われた後に排気される。そ
の排気ガス中の酸素濃度を知るために第1空燃比センサ
6をエキゾーストマニホルド5’中、もしくは、エキゾ
ーストマニホルド5’の直後に取付け、前記第1空燃比
センサ6の検出信号に基づき前記インジェクタ4からの
燃料噴射量の補正を行う。本実施例のシステムでは、燃
焼排気ガスの浄化手段として直列に配置された上流側触
媒9と下流側触媒10が設けられ、触媒装置を構成す
る。
【0016】更に、上流側触媒9の下流側に第2空燃比
センサ7、下流側触媒10の下流側に第3空燃比センサ
8を設置する。本実施例では、空燃比センサとして酸素
センサを用いているが、他の空燃比センサでも構わな
い。本実施例のシステムの触媒診断部11の各々の部分
について説明する。触媒診断領域判定手段12には、内
燃機関の運転状態を示す信号が入力され、該運転状態が
触媒診断に適した領域であるか否かを判定する。
【0017】本実施例における触媒装置の触媒診断は、
触媒前後の空燃比センサの出力信号の相関関係を求める
相関法を利用している。即ち、上流側触媒9もしくは下
流側触媒10が劣化していなければ、触媒の酸化・還元
作用により触媒装置の下流では、空燃比の動きは小さく
なり、下流側の空燃比センサ8の検出信号の動きも小さ
くなる。一方、触媒装置が劣化してくると、下流の空燃
比の動きが上流の動きに近づいてくる。このような触媒
装置の前後における空燃比の動きの類似性に着目して触
媒劣化を診断する。
【0018】触媒装置の前後の空燃比の類似性を示す値
として、触媒装置の前後の空燃比センサの検出信号の相
互相関関数を求める。触媒装置の前後における空燃比の
動きの類似性、つまり、触媒装置の前後の空燃比センサ
の出力信号の類似性が高ければ相関関数が大きな値を示
し、類似性が低ければ相関関数は小さな値を示す。な
お、触媒装置の前後の空燃比の動きの類似性を示す値で
あれば、相互相関関数以外の値であっても、劣化度を示
す値として利用できる。
【0019】相関法に基づく相関関数演算手段13によ
って、第1空燃比センサ6と第2空燃比センサ7の出力
信号の相関関数値を計算し、上流側触媒9の劣化診断を
行なう。また、相関関数演算手段14によって第1空燃
比センサ6と第3空燃比センサ8の相関関数値を計算
し、上流側触媒9と下流側触媒10を合わせた全触媒装
置の劣化診断を行なう。
【0020】それぞれの相関関数の演算は、内燃機関の
運転状態が触媒診断領域判定手段12によって触媒診断
領域に入っていると判定されてから行われる。診断を行
う条件としては、少なくとも内燃機関の回転数、負荷、
吸入空気量、空燃比フィードバック条件、触媒温度等の
条件が含まれる。また、図1には図示されていないが、
前記相関関数演算手段13と前記相関関数演算手段14
は、少なくとも空燃比センサ6、7、8の出力信号のサ
ンプリング手段と空燃比センサ6、7、8の出力信号の
信号処理手段とを備える。
【0021】更に、下流側触媒診断手段15において、
上流側触媒9の診断結果と全触媒装置の診断結果に基づ
いて下流側触媒10の劣化度を推定する。下流側触媒1
0の劣化度の推定方法としては、上流側触媒9の診断結
果と全触媒装置10の診断結果を格子軸とする下流側触
媒10の劣化度のマップから検索される値に基づいて行
う。
【0022】計算された各々の相関関数値を劣化判定手
段16に入力し、予め定められた触媒別の劣化判定レベ
ルと比較し、判定レベルを越えた場合には触媒の劣化と
判断する。劣化判定手段16には、診断時の運転状態を
入力し、運転状態による判定結果の補正も行なう。更
に、判定の結果を記憶し、触媒装置が劣化していると判
定された場合は、例えば表示ランプを点灯することによ
り、運転者に触媒の故障を知らせる。
【0023】本実施例における診断システムの特徴とす
るところは、それぞれの相関関数演算を同時に行わず
に、異なった運転領域において行うということである。
例えば、上流側触媒9の診断をある程度低負荷の運転領
域下で行い、全触媒装置の診断を高負荷の運転領域下で
行うことである。このような異なった運転領域で診断を
行うことによって、各々の触媒に最適な診断条件を与え
ることができる。
【0024】図2は、本実施例における診断システムの
制御フローチャートであり、以下、図2に沿って説明す
る。内燃機関が始動されると、制御装置3が作動して制
御が開始され、プログラムがスタートすると、初めにス
テップS201で、上流側触媒9の診断のための運転領
域が成立しているか否かを判断し、成立しているなら
ば、ステップS202に進み、該ステップS202で第
1空燃比センサ6と第2空燃比センサ7の出力信号に基
づいて相関関数演算手段13で相関関数計算を行う。
【0025】ステップS201が成立していないなら
ば、ステップS203へ進み、全触媒システム診断のた
めの運転領域が成立しているか否かを触媒関数演算手段
12で判断する。運転領域が成立しいている場合はステ
ップS204に進み、第1空燃比センサ6と第3空燃比
センサ8の出力信号に基づいて相関関数演算手段14で
相関関数計算を行う。
【0026】ステップS203で全触媒装置の診断の運
転領域が成立しない場合には、ステップS210のリタ
ーンからスタートに戻り、プログラムを再スタートさせ
る。前記の上流側触媒9の診断と全触媒装置の診断が終
了した時、更に、ステップS205に進み、上流側触媒
9の診断と全触媒装置の診断との各々の診断結果を入力
し、上流側触媒の診断結果と全触媒装置の診断結果を格
子軸としたデータマップから下流側の触媒の劣化度を推
定する。
【0027】更に、ステップS206に進み、該ステッ
プS206では、前記の三つの各々の診断結果及び下流
側触媒劣化度推定値を記憶してステップS207に進
む。ステップS207では、上流側触媒9の診断結果、
全触媒装置の診断結果、及び、下流側触媒劣化度推定値
をそれぞれに対応する予め定められた劣化判定レベルと
比較する。前記の何れかの触媒の診断結果が判定レベル
を越えた時、ステップS208で、その触媒が劣化して
いると判定し、ステップS209に進む。ステップS2
09では、触媒が劣化していることを運転者に知らせ
る。
【0028】ステップS207でいずれの触媒の診断結
果も判定レベルを越えない場合は、ステップS210の
リターンからスタートに戻り、プログラムを再スタート
させる。図3に示す診断システムは、上流側触媒9と下
流側触媒10の間に浄化能力の差がある場合(例えば、
下流側触媒10が上流側触媒より大きい場合)の例であ
り、該診断システムでは、下流側触媒の診断方法とし
て、第1空燃比センサ6と第3空燃比センサ8の出力信
号の相関関係、もしくは、第2空燃比センサ7と第3空
燃比センサ8の出力信号の相関関係による診断が可能で
ある。この診断システムにおいても、図1に示した診断
システムの診断方法が適用できる。但し、この診断シス
テムにおいては、下流側触媒10の診断が直接できるた
めに下流側触媒診断手段15は必要なく、下流側触媒1
0の劣化度推定マップが不要となる。もし、全触媒装置
の劣化状態も知る必要がある場合には、上流側触媒9と
下流側触媒10の各々の診断結果から推定してもよい。
例えば、上流側触媒9の診断結果と下流側触媒10の診
断結果を格子軸とした全触媒装置の劣化状態マップを設
けることによって推定する。
【0029】更に、図1と図3に示す診断システムにお
いて、上流側触媒前後の空燃比センサ6、7の相関値が
予め定められた値を越えた時、空燃比センサ7の出力信
号に基づいて空燃比フィードバック制御を補正するか、
もしくは空燃比センサ7の出力信号に基づいて空燃比フ
ィードバック制御を行う手段を備える。図4は、本発明
の他の実施例の診断システム図である。図1に示した第
一実施例の診断システムとの大きな相違点は、バイパス
弁17とバイパス通路18を設けて排気ガスを下流側触
媒へバイパスさせたところにあり、図1の第一実施例と
同一の部材、同一の手段は同一の符号を付して説明を省
略する。
【0030】本実施例の診断システムにおいては、下流
側触媒10を診断するときにバイパス弁17を開き、全
排気ガスがバイパス通路18を通って下流側触媒10を
通過するようにする。こうすることによって、下流側触
媒10の診断が単独触媒の診断と同じく実施できる。た
だし、下流側触媒10の診断条件としては、下流側触媒
10が充分に活性化した状態、または、排気の悪化に至
らないような条件下において診断を行わなければならな
い。図4においては、第2空燃比センサ7をバイパス通
路18の出口部よりも上流位置に設置しているが、下流
位置に設置することもできる。
【0031】なお、バイパス弁17が開くのは、診断の
時だけではなく、特に、高回転・高負荷運転時において
は上流側触媒9を高温等に対する保護のために開くよう
な制御も本実施例の診断システムに備えることとする。
前記第一実施例と同様に、本実施例の診断システムにお
いても上流側触媒9の診断は第1空燃比センサ6と第2
空燃比センサ7の出力信号の相関関係に基づいて診断
し、下流側触媒10の診断の場合は、第1空燃比センサ
6と第3空燃比センサ8の出力信号の相関関係に基づい
て診断するが、第2空燃比センサ7をバイパス通路18
の下流位置に設置した場合は第2空燃比センサ7と第3
空燃比センサ8の出力信号の相関関係に基づいて診断す
ることもできる。第2空燃比センサ7と第3空燃比セン
サ8の出力信号の相関関係に基づいて診断する場合は、
第2空燃比センサ7が下流側触媒10に接近して配置さ
れているので両空燃比センサ7、8の検出の時間遅れが
少なくなるのでより正確な相関関係を求めることができ
る。
【0032】図5は、本実施例の診断システムにおける
制御フローチャートであり、以下、図5に沿って説明す
る。内燃機関が始動されると、制御装置3が作動して制
御が開始され、プログラムがスタートすると、初めにス
テップS401で、上流側触媒9の診断領域が成立して
いるか否かを触媒診断領域判定手段12で、現在の運転
状態が上流側触媒9の診断領域に入っているかどうかを
判断し、成立しているならば、ステップS402に進
む。ステップS402では、バイパス弁17がOFF、
つまり、バイパス通路18が閉じている状態になってい
るか否かを判断し、閉じている場合はステップS404
に進む。一方、バイパス通路18が開いている場合に
は、ステップ403に進み、該ステップ403でバイパ
ス通路18を該診断中に閉じさせるべくバイパス弁17
をOFFに指令して、次のステップ404に進む。
【0033】ステップS404では、上流側触媒9の前
後に配置された第1と第2の空燃比センサ6、7の出力
信号の相関関数を計算する。一方、ステップ401で現
在の運転状態が上流側触媒9の診断領域に入っていない
と判定された場合はステップS405に進み、該ステッ
プS405で下流側触媒10の診断領域に入っているか
否かを判断する。下流側触媒10の診断領域が成立して
いる場合には、ステップS406に進んでバイパス弁1
7がON、つまり、バイパス通路18が開いている状態
になっているか否かを判断する。バイパス弁17がOF
Fになっている場合はステップS407に進み、該ステ
ップS407でバイパス通路18を該診断中に開かせる
べくバイパス弁17をONに指令して、次のステップS
408に進む。ステップS408で第1と第3の空燃比
センサ6、8もしくは第2と第3の空燃比センサ7、8
の出力信号の相関関数を計算する。
【0034】更に、ステップS404もしくはステップ
S408で計算された何れかの触媒の相関関数値をステ
ップS409において、予め定められた劣化判定レベル
と比較する。相関関数値が劣化判定レベルを越えた場合
は、触媒が劣化していると判定し、ステップS410に
よって劣化を表示し、例えば、ランプの点灯等によって
触媒が劣化していると運転者に知らせる。
【0035】ステップS405で下流側触媒10の診断
の運転領域が成立していない場合は、ステップS412
のリターンからスタートに戻り、プログラムを再スター
トする。更にまた、ステップS411によって判定の結
果をメモリに記憶する。本実施例によれば、各々の触媒
(つまり、上流側触媒9と下流側触媒10)を単独触媒
と同じように扱うことができるために、個別診断が容易
にできる。
【0036】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の診断装置は、複
数の触媒を有する排気ガス浄化装置であるにも拘らず、
各々の触媒の前後の空燃比センサの出力信号の相関関係
を、各々の触媒を異なる運転領域において調べて診断す
ることによって、各々の触媒の個別診断を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の排気ガス浄化装置の診断装
置の基本構成図。
【図2】図1の実施例の制御フローチャート。
【図3】図1の実施例の排気ガス浄化装置の診断装置の
触媒診断部を一部変更した構成図。
【図4】本発明の他の実施例の排気ガス浄化装置の診断
装置の構成図。
【図5】図4の他の実施例の制御フローチャート。
【符号の説明】
1…エアフローセンサ、2…スロットルセンサ、3…内
燃機関制御装置、4…インジェクタ、5…インテークマ
ニホールド、6…第1空燃比センサ、7…第2空燃比セ
ンサ、8…第3空燃比センサ、9…上流側触媒、10…
下流側触媒、11…触媒診断部、12…診断領域判定手
段、13…相関関数演算手段、14…相関関数演算手
段、15…下流側触媒診断手段、16…触媒劣化判定手
段、17…バイパス弁、18…バイパス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼田 明人 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 福地 栄作 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 高久 豊 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 石井 俊夫 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の運転状態を検出する手段と、
    排気ガス中の空燃比を所定値に保つように燃料噴射量を
    調整する空燃比制御手段とを有する内燃機関において、
    内燃機関の排気経路に複数の排気ガス浄化用触媒を設
    け、排気経路の上流側触媒の上流に設置した第1空燃比
    センサと、該上流側触媒と排気経路の下流側触媒との間
    に設置した第2空燃比センサと、該下流側触媒の下流に
    設置した第3空燃比センサと、該上流側触媒の診断を第
    1空燃比センサと第2空燃比センサの出力信号に基づい
    て行なう診断手段と、該上流側触媒と下流側触媒を合わ
    せた全触媒装置の診断を第1空燃比センサと第3空燃比
    センサの出力信号に基づいて行う診断手段とを有するこ
    とを特徴とする内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装
    置。
  2. 【請求項2】 排気経路の上流側触媒の診断情報と全触
    媒装置の診断情報に基づいて排気経路の下流側触媒の診
    断を行なう手段を有することを特徴とする請求項1記載
    の内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置。
  3. 【請求項3】 排気経路の上流側触媒の診断情報と全触
    媒装置の診断情報を格子軸とするデータマップより排気
    経路の下流側触媒の劣化度を推定する手段を有すること
    を特徴とする請求項2項記載の内燃機関用排気ガス浄化
    装置の診断装置。
  4. 【請求項4】 排気経路の上流側触媒を診断する内燃機
    関運転領域と全触媒装置を診断する内燃機関運転領域と
    が異なる領域であることを特徴とする請求項1〜3項記
    載の内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置。
  5. 【請求項5】 排気経路の上流側触媒の診断時の運転領
    域より高負荷の運転領域において全触媒装置の診断を行
    なうことを特徴とする請求項1〜4項記載の内燃機関用
    排気ガス浄化装置の診断装置。
  6. 【請求項6】 排気経路の上流側触媒と排気経路の下流
    側触媒の浄化能力の差が所定値以上である場合、第1空
    燃比センサと第3空燃比センサ、および/または、第2
    空燃比センサと第3空燃比センサの出力信号の出力状態
    に基づいて該下流側触媒の診断を行なうことを特徴とす
    る請求項1〜5項記載の内燃機関用の排気ガス浄化装置
    の診断装置。
  7. 【請求項7】 触媒の前後に設置した空燃比センサの出
    力信号の出力状態をチェックする相関関数演算手段を有
    することを特徴とする請求項1〜6項記載の内燃機関用
    排気ガス浄化装置の診断装置。
  8. 【請求項8】 診断結果の報知手段および記憶手段を有
    することを特徴とする請求項1〜7項記載の内燃機関用
    排気ガス浄化装置の診断装置。
  9. 【請求項9】 内燃機関の運転状態を検出する手段と、
    排気ガス中の空燃比を所定値に保つように燃料噴射量を
    調整する空燃比制御手段とを有する内燃機関において、
    排気経路の上流および下流にそれぞれ設けた排気ガス浄
    化用触媒と、上流側触媒をバイパスするバイパス通路
    と、排気ガスの流れを該上流側触媒側とバイパス通路側
    との間に切り替えるバイパス弁とを有し、該バイパス弁
    の上流の排気通路に設置した第1空燃比センサと、バイ
    パス通路の出口の上流側あるいは下流側に設置した第2
    空燃比センサと、排気経路の下流側触媒の下流側に設置
    した第3空燃比センサと、該上流側触媒の診断を第1空
    燃比センサと第2空燃比センサの出力信号に基づいて行
    なう診断手段と、該下流側触媒置の診断を第1空燃比セ
    ンサと第3空燃比センサもしくは第2空燃比センサと第
    3空燃比センサの出力信号に基づいて行う診断手段とを
    有することを特徴とする内燃機関用排気ガス浄化装置の
    診断装置。
  10. 【請求項10】 バイパス弁を開き、全排気ガスをバイ
    パス通路側を介して下流側触媒に通過させて、該下流側
    触媒の診断を行うことを特徴とする請求項9項記載の内
    燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置。
  11. 【請求項11】 排気経路の上流側触媒を診断する内燃
    機関運転領域と排気経路の下流側触媒を診断する内燃機
    関運転領域とが異なる領域であることを特徴とする請求
    項9又は10項記載の内燃機関用排気ガス浄化装置の診
    断装置。
  12. 【請求項12】 診断結果の報知手段および記憶手段を
    有することを特徴とする請求項9〜11項記載の内燃機
    関の排気ガス浄化装置の診断装置。
JP02973795A 1995-02-17 1995-02-17 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置 Expired - Fee Related JP3151368B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02973795A JP3151368B2 (ja) 1995-02-17 1995-02-17 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置
EP96102087A EP0727568B1 (en) 1995-02-17 1996-02-13 Diagnostic device for exhaust gas purification arrangement for internal combustion engine
DE69621965T DE69621965T2 (de) 1995-02-17 1996-02-13 Diagnosevorrichtung für ein Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine
KR1019960003834A KR100405091B1 (ko) 1995-02-17 1996-02-16 내연기관용배기가스정화장치의진단장치
US08/603,345 US5740676A (en) 1995-02-17 1996-02-20 Diagnostic apparatus for exhaust gas clarification apparatus for internal combustion engine
US08/985,059 US6003309A (en) 1995-02-17 1997-12-04 Diagnostic apparatus for exhaust gas clarification apparatus for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02973795A JP3151368B2 (ja) 1995-02-17 1995-02-17 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08218854A true JPH08218854A (ja) 1996-08-27
JP3151368B2 JP3151368B2 (ja) 2001-04-03

Family

ID=12284431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02973795A Expired - Fee Related JP3151368B2 (ja) 1995-02-17 1995-02-17 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5740676A (ja)
EP (1) EP0727568B1 (ja)
JP (1) JP3151368B2 (ja)
KR (1) KR100405091B1 (ja)
DE (1) DE69621965T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285832A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2009150282A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp NOx触媒の劣化診断装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1198798A (zh) * 1995-09-29 1998-11-11 西门子公司 在催化剂上转化废气中有害物质的方法与设备
JP3267188B2 (ja) * 1997-05-12 2002-03-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3709655B2 (ja) * 1997-06-09 2005-10-26 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5826426A (en) * 1997-07-30 1998-10-27 Chrysler Corporation Oxygen sensor linearization system and method
JP3430879B2 (ja) * 1997-09-19 2003-07-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3500941B2 (ja) * 1997-12-26 2004-02-23 日産自動車株式会社 排気浄化装置の診断装置
DE19830709C2 (de) * 1998-07-09 2002-10-31 Daimler Chrysler Ag Meßwandler zur Detektion von Kohlenwasserstoffen in Gasen
US6336320B1 (en) * 1998-07-10 2002-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device for an internal combustion engine
US6289672B1 (en) * 1998-07-21 2001-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device for an internal combustion engine
DE19852294A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-18 Bayerische Motoren Werke Ag Abgasanlage einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
JP3592579B2 (ja) 1999-05-17 2004-11-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US6253541B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-03 Daimlerchrysler Corporation Triple oxygen sensor arrangement
US6256981B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-10 Chrysler Corporation Fuel control system with multiple oxygen sensors
JP3684934B2 (ja) * 1999-08-30 2005-08-17 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP1143131B1 (de) * 2000-04-07 2007-02-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Mehrflutige Abgasanlage und Verfahren zur Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Mehrzylinderverbrennungsmotors
JP3759578B2 (ja) * 2000-09-01 2006-03-29 株式会社デンソー 排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置
US6539707B2 (en) * 2000-10-03 2003-04-01 Denso Corporation Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP3846375B2 (ja) * 2002-07-10 2006-11-15 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化判定方法
US7000379B2 (en) * 2003-06-04 2006-02-21 Ford Global Technologies, Llc Fuel/air ratio feedback control with catalyst gain estimation for an internal combustion engine
US6904751B2 (en) * 2003-06-04 2005-06-14 Ford Global Technologies, Llc Engine control and catalyst monitoring with downstream exhaust gas sensors
JP4314636B2 (ja) * 2004-09-17 2009-08-19 株式会社デンソー 内燃機関の空燃比制御装置
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
JP4213148B2 (ja) * 2005-08-09 2009-01-21 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
JP4453836B2 (ja) * 2005-11-02 2010-04-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンの触媒劣化診断装置及びその方法および排気ガス浄化用の触媒装置
JP4742837B2 (ja) * 2005-12-07 2011-08-10 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置および診断方法
JP4915256B2 (ja) * 2007-03-06 2012-04-11 トヨタ自動車株式会社 触媒の劣化診断装置及び劣化診断方法
US9068491B2 (en) * 2012-11-27 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc SCR catalyst diagnostics
US9664094B2 (en) * 2013-09-26 2017-05-30 General Electric Company Systems and methods for monitoring catalyst deactivation and controlling an air/fuel ratio
CN112879133B (zh) * 2019-11-29 2021-11-19 北京车和家信息技术有限公司 一种催化器诊断方法、装置及车辆

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726578B2 (ja) * 1986-10-13 1995-03-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3076417B2 (ja) * 1991-07-23 2000-08-14 マツダ株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP2936898B2 (ja) * 1992-06-30 1999-08-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3485194B2 (ja) * 1992-10-01 2004-01-13 富士重工業株式会社 エンジンの排気処理装置
JPH06159044A (ja) * 1992-11-27 1994-06-07 Hitachi Ltd 内燃機関の排気浄化システム
US5509267A (en) * 1994-11-14 1996-04-23 General Motors Corporation Automotive vehicle catalyst diagnostic

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285832A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2009150282A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp NOx触媒の劣化診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0727568B1 (en) 2002-06-26
KR960031773A (ko) 1996-09-17
DE69621965T2 (de) 2003-02-06
DE69621965D1 (de) 2002-08-01
KR100405091B1 (ko) 2004-03-18
EP0727568A1 (en) 1996-08-21
JP3151368B2 (ja) 2001-04-03
US5740676A (en) 1998-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08218854A (ja) 内燃機関用排気ガス浄化装置の診断装置
JP3380366B2 (ja) エンジン排気ガス浄化装置の診断装置
US6497092B1 (en) NOx absorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same
JP3759578B2 (ja) 排出ガス浄化用触媒の劣化検出装置
JP4253294B2 (ja) エンジンの自己診断装置
US6003309A (en) Diagnostic apparatus for exhaust gas clarification apparatus for internal combustion engine
JPH07127441A (ja) 車両の触媒温度検出装置
EP1783338B1 (en) Apparatus and method for diagnosing deterioration of a catalyst, and catalytic converter apparatus for exhaust emission of engine
EP0659988B2 (en) Light-off catalyst monitor
JPH07238852A (ja) NOx触媒を装着した燃料噴射制御方法及び装置
US6883307B2 (en) Diagnosis apparatus for internal combustion engine
JP3267188B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
US6195986B1 (en) Method and system for monitoring a catalytic converter
JP3988073B2 (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
US6349540B1 (en) Catalyst deterioration determining apparatus for internal combustion engine, and control method for the apparatus
JPH09125938A (ja) エンジン制御装置
JPH06159044A (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JPH0933478A (ja) 内燃機関における酸素センサの応答診断装置
JP3264234B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP4716191B2 (ja) 排気ガス浄化システムの故障診断装置
JP3139328B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP4275046B2 (ja) エンジンの制御装置
KR100232704B1 (ko) 차량의 촉매온도 추정장치 및 추정방법
JP2005282475A (ja) 空燃比センサの異常診断装置
JP6750536B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080119

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080119

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees