JPH09125937A - 触媒劣化判定方法及び装置 - Google Patents
触媒劣化判定方法及び装置Info
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- JPH09125937A JPH09125937A JP7288490A JP28849095A JPH09125937A JP H09125937 A JPH09125937 A JP H09125937A JP 7288490 A JP7288490 A JP 7288490A JP 28849095 A JP28849095 A JP 28849095A JP H09125937 A JPH09125937 A JP H09125937A
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- gas
- oxygen sensor
- concentration
- sensor
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- 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
-
- 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
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- 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
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- 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
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- 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)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の使用条件、エンジンの種類や運転状況
にかかわらず正確に触媒の劣化判定を行なうための劣化
判定方法及び劣化判定装置の提供。 【解決手段】 ガスエンジン（１）の排気管（２）に介
装された三元触媒（３）の下流側に設置されたサブ酸素
センサ（５）により排気ガス中の酸素濃度を測定し、サ
ブ酸素センサ（５）の出力からガスリッチ状態であるか
ガスリーン状態であるかを判定（９）し、ガスリッチ状
態と判定された場合にのみ、或いは、サブ酸素センサの
出力電圧から制御目標近傍であると判定された場合にの
み、三元触媒（３）の下流に介装されたＮＯX センサ
（６）により排気ガス中のＮＯX 濃度を測定し、そのＮ
ＯX 濃度により触媒の劣化の有無を判定（１１）する。
にかかわらず正確に触媒の劣化判定を行なうための劣化
判定方法及び劣化判定装置の提供。 【解決手段】 ガスエンジン（１）の排気管（２）に介
装された三元触媒（３）の下流側に設置されたサブ酸素
センサ（５）により排気ガス中の酸素濃度を測定し、サ
ブ酸素センサ（５）の出力からガスリッチ状態であるか
ガスリーン状態であるかを判定（９）し、ガスリッチ状
態と判定された場合にのみ、或いは、サブ酸素センサの
出力電圧から制御目標近傍であると判定された場合にの
み、三元触媒（３）の下流に介装されたＮＯX センサ
（６）により排気ガス中のＮＯX 濃度を測定し、そのＮ
ＯX 濃度により触媒の劣化の有無を判定（１１）する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンの排
気管に介装された三元触媒の触媒劣化判定方法及び装置
に関する。
気管に介装された三元触媒の触媒劣化判定方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスエンジン等の排気ガスからＮＯX 等
の有害成分を除去するため、排気系には例えば三元触媒
が介装される。ここで、三元触媒が劣化するとＮＯX 等
の除去能力が低下し、各種規制がクリヤできなくなるの
で、劣化した三元触媒を交換する必要がある。触媒が劣
化したか否かを判断するため、触媒が劣化した際、触媒
下流側の酸素センサの信号が触媒上流側の酸素センサの
信号に同期してくるのを利用し、従来から種々の技術が
提案されている。
の有害成分を除去するため、排気系には例えば三元触媒
が介装される。ここで、三元触媒が劣化するとＮＯX 等
の除去能力が低下し、各種規制がクリヤできなくなるの
で、劣化した三元触媒を交換する必要がある。触媒が劣
化したか否かを判断するため、触媒が劣化した際、触媒
下流側の酸素センサの信号が触媒上流側の酸素センサの
信号に同期してくるのを利用し、従来から種々の技術が
提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、触媒劣化時に
おいて、触媒の下流側のサブ酸素センサの信号は、排気
温度、排ガス流量、空気比の振動周期、エンジンの型
式、触媒の種類等によってその振幅や振動周期が常に等
しくならないので、同一のシステム及び判定方法を用い
て種々のエンジンに対して劣化を判定するのは困難であ
る。
おいて、触媒の下流側のサブ酸素センサの信号は、排気
温度、排ガス流量、空気比の振動周期、エンジンの型
式、触媒の種類等によってその振幅や振動周期が常に等
しくならないので、同一のシステム及び判定方法を用い
て種々のエンジンに対して劣化を判定するのは困難であ
る。
【０００４】そこで触媒の使用条件、エンジンの種類や
運転状況にかかわらず、正確に触媒の劣化判定を行なう
ための劣化判定方法及び装置が望まれていた。
運転状況にかかわらず、正確に触媒の劣化判定を行なう
ための劣化判定方法及び装置が望まれていた。
【０００５】本発明は、その様な要望に応じるべく提案
されたもので、三元触媒の劣化を正確且つ容易に判定で
きる方法および装置の提供を目的としている。
されたもので、三元触媒の劣化を正確且つ容易に判定で
きる方法および装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の劣化判定方法
は、ガスエンジンの排気管に介装された三元触媒の下流
側に設置されたサブ酸素センサにより排気ガス中の酸素
濃度を測定する工程と、前記サブ酸素センサの出力から
触媒のウィンドウに対してガスリッチ状態であるかガス
リーン状態であるかを判定する工程と、ガスリッチ状態
と判定された場合にのみ三元触媒の下流に介装されたＮ
ＯX センサにより排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する工
程と、判定されたＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無を
判定する工程、とを含んでいる。
は、ガスエンジンの排気管に介装された三元触媒の下流
側に設置されたサブ酸素センサにより排気ガス中の酸素
濃度を測定する工程と、前記サブ酸素センサの出力から
触媒のウィンドウに対してガスリッチ状態であるかガス
リーン状態であるかを判定する工程と、ガスリッチ状態
と判定された場合にのみ三元触媒の下流に介装されたＮ
ＯX センサにより排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する工
程と、判定されたＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無を
判定する工程、とを含んでいる。
【０００７】また本発明の劣化判定装置は、ガスエンジ
ンの排気管に介装された三元触媒の下流側に設置された
サブ酸素センサと、該酸素センサの出力からガスリッチ
状態であるかガスリーン状態であるかを判定するリッチ
・リーン判定手段と、三元触媒の下流側に介装されたＮ
ＯX センサと、前記リッチ・リーン判定手段がガスリッ
チ状態であると判定された場合にのみ前記ＮＯX センサ
出力を読み取り排気ガス中のＮＯX 濃度により触媒の劣
化の有無を判定する触媒劣化判定手段、とを含んでい
る。
ンの排気管に介装された三元触媒の下流側に設置された
サブ酸素センサと、該酸素センサの出力からガスリッチ
状態であるかガスリーン状態であるかを判定するリッチ
・リーン判定手段と、三元触媒の下流側に介装されたＮ
ＯX センサと、前記リッチ・リーン判定手段がガスリッ
チ状態であると判定された場合にのみ前記ＮＯX センサ
出力を読み取り排気ガス中のＮＯX 濃度により触媒の劣
化の有無を判定する触媒劣化判定手段、とを含んでい
る。
【０００８】触媒劣化時におけるサブ酸素センサの出力
波形は排気温度、排気ガス流量、空気比の振動周期、エ
ンジンの型式、触媒の種類の違い等により、常に同一の
傾向が現れる訳ではない。本発明の様にＮＯX センサを
用い、ＮＯX センサより検出されたＮＯX 濃度が所定値
より高くなった場合が触媒劣化であると判断すれば、種
々の条件に左右されず、正確な劣化判定を行える。
波形は排気温度、排気ガス流量、空気比の振動周期、エ
ンジンの型式、触媒の種類の違い等により、常に同一の
傾向が現れる訳ではない。本発明の様にＮＯX センサを
用い、ＮＯX センサより検出されたＮＯX 濃度が所定値
より高くなった場合が触媒劣化であると判断すれば、種
々の条件に左右されず、正確な劣化判定を行える。
【０００９】ここで三元触媒はリーン側ではＮＯX 浄化
率が低下するので、その際、触媒が劣化していないにも
かかわらず、ＮＯX 濃度が高くなる恐れがある。即ち誤
動作や誤判断を生じる恐れがある。これに対して本願
は、触媒のウィンドウに対してガスリッチ時の場合にの
み劣化判定を行なうため、ガスリーン時における三元触
媒のＮＯX 浄化率低下に伴う誤判断が防止できる。
率が低下するので、その際、触媒が劣化していないにも
かかわらず、ＮＯX 濃度が高くなる恐れがある。即ち誤
動作や誤判断を生じる恐れがある。これに対して本願
は、触媒のウィンドウに対してガスリッチ時の場合にの
み劣化判定を行なうため、ガスリーン時における三元触
媒のＮＯX 浄化率低下に伴う誤判断が防止できる。
【００１０】ＮＯX のみの浄化性能が問題となる場合
は、上述した本発明により触媒の劣化が判定出来る。し
かし、他のエミッション（ＣＯ、ＮＨ3 等）も同時に低
減することが求められる場合は、上述の判定法で設定し
た判定禁止条件（リーン側での判定を禁止すること）以
外の条件が必要となる。
は、上述した本発明により触媒の劣化が判定出来る。し
かし、他のエミッション（ＣＯ、ＮＨ3 等）も同時に低
減することが求められる場合は、上述の判定法で設定し
た判定禁止条件（リーン側での判定を禁止すること）以
外の条件が必要となる。
【００１１】ＮＯX については、ガスリッチ側になるほ
ど浄化率は向上する。それに対して、ＣＯ等について
は、ガスリッチ側では浄化率が低下する。そのため、過
度にガスリッチ側になった場合には、ＮＯX 浄化率が高
くても、その空気比領域で実際に制御が安定して行われ
ることは無い。
ど浄化率は向上する。それに対して、ＣＯ等について
は、ガスリッチ側では浄化率が低下する。そのため、過
度にガスリッチ側になった場合には、ＮＯX 浄化率が高
くても、その空気比領域で実際に制御が安定して行われ
ることは無い。
【００１２】換言すれば、制御目標の空気比近傍でＮＯ
X 濃度を測定する事が、劣化判定を高精度にて行うため
には好適である。従って、サブ酸素センサの電圧（Ｖ）
が制御目標電圧（ＶS ）に対して所定の範囲内（ＶS −
ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋ｃ：ｂ、ｃは後述の様に定められる数
値）にある際に、劣化判定を行えば正確な結果が得られ
る。
X 濃度を測定する事が、劣化判定を高精度にて行うため
には好適である。従って、サブ酸素センサの電圧（Ｖ）
が制御目標電圧（ＶS ）に対して所定の範囲内（ＶS −
ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋ｃ：ｂ、ｃは後述の様に定められる数
値）にある際に、劣化判定を行えば正確な結果が得られ
る。
【００１３】そのため、本発明のその他の劣化判定方法
は、ガスエンジンの排気管に介装された触媒の下流側に
設置されたサブ酸素センサの出力電圧を測定する工程
と、測定されたサブ酸素センサの出力電圧が制御目標電
圧に対して所定の範囲内の数値であるか否かを判定する
工程と、計測されたサブ酸素センサの出力電圧が制御目
標電圧に対して所定の範囲内にある（サブ酸素センサの
出力電圧Ｖと制御目標電圧ＶS との関係がＶS −ｂ＜Ｖ
＜ＶS ＋ｃである：但し、ｂ、ｃは後述の様に定められ
る数値）と判定された場合にのみ触媒下流に介装された
ＮＯX センサにより排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する
工程と、判定されたＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無
を判定する工程、とを含んでいる。ここで、前記所定範
囲は制御目標値の変化に対応して変化する様に構成する
のが好ましい。
は、ガスエンジンの排気管に介装された触媒の下流側に
設置されたサブ酸素センサの出力電圧を測定する工程
と、測定されたサブ酸素センサの出力電圧が制御目標電
圧に対して所定の範囲内の数値であるか否かを判定する
工程と、計測されたサブ酸素センサの出力電圧が制御目
標電圧に対して所定の範囲内にある（サブ酸素センサの
出力電圧Ｖと制御目標電圧ＶS との関係がＶS −ｂ＜Ｖ
＜ＶS ＋ｃである：但し、ｂ、ｃは後述の様に定められ
る数値）と判定された場合にのみ触媒下流に介装された
ＮＯX センサにより排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する
工程と、判定されたＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無
を判定する工程、とを含んでいる。ここで、前記所定範
囲は制御目標値の変化に対応して変化する様に構成する
のが好ましい。
【００１４】また本発明のその他の劣化判定装置は、ガ
スエンジンの排気管に介装された触媒の下流側に設置さ
れたサブ酸素センサと、該サブ酸素センサの出力電圧が
制御目標電圧に対して所定の範囲内の数値であるか否か
を判定する（サブ酸素センサの出力電圧Ｖと制御目標電
圧ＶS との関係がＶS −ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋ｃであるか否か
の判定：但し、ｂ、ｃは後述の様に定められる数値）比
較手段と、触媒の下流側に介装されたＮＯX センサと、
前記比較手段によりサブ酸素センサの出力電圧が制御目
標電圧に対して所定の範囲内にあると判定された場合に
のみ前記ＮＯXセンサ出力を読み取り排気ガス中のＮＯ
X 濃度により触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手
段、とを含んでいる。
スエンジンの排気管に介装された触媒の下流側に設置さ
れたサブ酸素センサと、該サブ酸素センサの出力電圧が
制御目標電圧に対して所定の範囲内の数値であるか否か
を判定する（サブ酸素センサの出力電圧Ｖと制御目標電
圧ＶS との関係がＶS −ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋ｃであるか否か
の判定：但し、ｂ、ｃは後述の様に定められる数値）比
較手段と、触媒の下流側に介装されたＮＯX センサと、
前記比較手段によりサブ酸素センサの出力電圧が制御目
標電圧に対して所定の範囲内にあると判定された場合に
のみ前記ＮＯXセンサ出力を読み取り排気ガス中のＮＯ
X 濃度により触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手
段、とを含んでいる。
【００１５】本発明のその他の劣化判定方法及び装置に
よれば、サブ酸素センサの電圧（Ｖ）が制御目標電圧
（ＶS ）に対して所定の範囲内（ＶS −ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋
ｃ：ｂ、ｃは後述の様に定められる数値）にある際に劣
化判定を行っているので、ＮＯX やＣＯ等の浄化率が低
下しない空気比領域で、精度の高い三元触媒の劣化判定
が行われるのである。
よれば、サブ酸素センサの電圧（Ｖ）が制御目標電圧
（ＶS ）に対して所定の範囲内（ＶS −ｂ＜Ｖ＜ＶS ＋
ｃ：ｂ、ｃは後述の様に定められる数値）にある際に劣
化判定を行っているので、ＮＯX やＣＯ等の浄化率が低
下しない空気比領域で、精度の高い三元触媒の劣化判定
が行われるのである。
【００１６】ここで、本発明のその他の劣化判定方法及
び装置の実施に際しては、ＮＯX 値により上記したサブ
酸素センサの制御目標電圧ＶS の数値が変化する場合が
存在する（例えば、本出願人が先に出願した特願平６−
３０５８５６号に適用する場合）。
び装置の実施に際しては、ＮＯX 値により上記したサブ
酸素センサの制御目標電圧ＶS の数値が変化する場合が
存在する（例えば、本出願人が先に出願した特願平６−
３０５８５６号に適用する場合）。
【００１７】サブ酸素センサの空気比に対する電圧変化
はリッチ側では少なくなるので、その場合、サブ酸素セ
ンサの制御目標電圧ＶS の数値が大きくなる程、前記
ｂ、ｃの数値を小さくしていくことが望ましい。そのた
めに、図６で示す様なマップを使用することが可能であ
る。その様な制御を行った場合には、劣化判定が行われ
る時間（或いは時間帯）は短縮されるが、実際の制御電
圧近傍における触媒の劣化状態が把握出来るために正確
な判定が行われる、という利点がある。
はリッチ側では少なくなるので、その場合、サブ酸素セ
ンサの制御目標電圧ＶS の数値が大きくなる程、前記
ｂ、ｃの数値を小さくしていくことが望ましい。そのた
めに、図６で示す様なマップを使用することが可能であ
る。その様な制御を行った場合には、劣化判定が行われ
る時間（或いは時間帯）は短縮されるが、実際の制御電
圧近傍における触媒の劣化状態が把握出来るために正確
な判定が行われる、という利点がある。
【００１８】本発明の実施に際して、ガスリッチ状態で
のみ触媒の劣化の有無を判定する方式を用いるか、或い
は、サブ酸素センサの電圧が制御目標電圧に対して所定
の範囲内にある場合にのみ劣化判定を行う方式を採用す
るか、については（劣化判定の禁止条件）、触媒を使用
する用途により選択されるのが良い。
のみ触媒の劣化の有無を判定する方式を用いるか、或い
は、サブ酸素センサの電圧が制御目標電圧に対して所定
の範囲内にある場合にのみ劣化判定を行う方式を採用す
るか、については（劣化判定の禁止条件）、触媒を使用
する用途により選択されるのが良い。
【００１９】この際に、制御目標値の変化に対応して前
記所定の範囲を変化させる手段を含むのが好ましい。
記所定の範囲を変化させる手段を含むのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４に基づいて本発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００２１】図１において、ガスエンジン１の排気管２
の途中には三元触媒３が介装されており、該三元触媒の
上流にはメイン酸素センサ４が、下流にはサブ酸素セン
サ５が、更に該サブ酸素センサ５の下流にはＮＯX セン
サ６が設置されている。
の途中には三元触媒３が介装されており、該三元触媒の
上流にはメイン酸素センサ４が、下流にはサブ酸素セン
サ５が、更に該サブ酸素センサ５の下流にはＮＯX セン
サ６が設置されている。
【００２２】一方、本実施の形態の制御系は、各センサ
の信号に基づいて空気と燃料の混合比を制御する空気比
制御用バイパス弁３４を制御する空燃比制御手段７と、
前記サブ酸素センサ５が検出した電圧波形を整形するフ
ィルタ処理手段８と、該フィルタ処理手段８を通過した
酸素濃度情報（整形電圧波形）によって、リーンかリッ
チかを判定するリーン・リッチ判定手段９と、前記ＮＯ
X センサ６からの情報に基づきＮＯX 濃度を判定するＮ
ＯX 値判定手段１０と、リーン・リッチ判定値とＮＯX
濃度とから触媒の劣化の程度を判定する触媒劣化判定手
段１１、とから成るコントロールユニット２０により構
成される。
の信号に基づいて空気と燃料の混合比を制御する空気比
制御用バイパス弁３４を制御する空燃比制御手段７と、
前記サブ酸素センサ５が検出した電圧波形を整形するフ
ィルタ処理手段８と、該フィルタ処理手段８を通過した
酸素濃度情報（整形電圧波形）によって、リーンかリッ
チかを判定するリーン・リッチ判定手段９と、前記ＮＯ
X センサ６からの情報に基づきＮＯX 濃度を判定するＮ
ＯX 値判定手段１０と、リーン・リッチ判定値とＮＯX
濃度とから触媒の劣化の程度を判定する触媒劣化判定手
段１１、とから成るコントロールユニット２０により構
成される。
【００２３】尚、同図中３１は燃料ガス導入管、３２は
空気導入管、３３はミキサ、３４は空気比制御用バイパ
ス弁、３５はスロットル弁、３６はエンジン回転セン
サ、３７は負荷センサを示す。
空気導入管、３３はミキサ、３４は空気比制御用バイパ
ス弁、３５はスロットル弁、３６はエンジン回転セン
サ、３７は負荷センサを示す。
【００２４】次に図２を用いて、図３、図４をも参照し
て触媒劣化の判定フローについて説明する。
て触媒劣化の判定フローについて説明する。
【００２５】先ずスタートして、ステップＳ１において
メインフィードバック成立か否かを判断して、メインフ
ィードバックが不成立であればステップＳ１を繰り返
す。メインフィードバックが成立したならばステップＳ
２に進み、サブ酸素センサ５からの酸素濃度情報の信号
を読み込み、ステップＳ３に進む。
メインフィードバック成立か否かを判断して、メインフ
ィードバックが不成立であればステップＳ１を繰り返
す。メインフィードバックが成立したならばステップＳ
２に進み、サブ酸素センサ５からの酸素濃度情報の信号
を読み込み、ステップＳ３に進む。
【００２６】触媒が劣化している際には、サブ酸素セン
サの信号はメイン酸素センサの信号に同期してくるの
で、図３の様な波形となる。この様な場合、（ｉ） 制
御された空気比が触媒ウィンドウに対してリッチ・リー
ンのどちらにあるか判定するのが困難である、（ｉｉ）
劣化判定を行うのに対して、酸素センサの速い応答は
必要が無い、ことより、フィルタ処理によりリッチ・リ
ーン判定を行う。
サの信号はメイン酸素センサの信号に同期してくるの
で、図３の様な波形となる。この様な場合、（ｉ） 制
御された空気比が触媒ウィンドウに対してリッチ・リー
ンのどちらにあるか判定するのが困難である、（ｉｉ）
劣化判定を行うのに対して、酸素センサの速い応答は
必要が無い、ことより、フィルタ処理によりリッチ・リ
ーン判定を行う。
【００２７】そこでステップＳ３では、フィルタ処理手
段８によりサブ酸素信号のフィルタ処理を行ない、図３
の二点鎖線で示すような電圧波形Ｖsf（Ｖ）に整形し、
ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、リッチ・リー
ン判定手段９によって、図４に示すように前工程で得ら
れた整形電圧Ｖsf（Ｖ）がリッチリーン判定電圧ａ
（Ｖ）よりも高いか否かを判断し、整形電圧Ｖsf（Ｖ）
がリッチリーン判定電圧ａ（Ｖ）よりも高くなければ
（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ５に進み、
劣化判定を行なわないことが指示され、ステップＳ２に
戻る。
段８によりサブ酸素信号のフィルタ処理を行ない、図３
の二点鎖線で示すような電圧波形Ｖsf（Ｖ）に整形し、
ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、リッチ・リー
ン判定手段９によって、図４に示すように前工程で得ら
れた整形電圧Ｖsf（Ｖ）がリッチリーン判定電圧ａ
（Ｖ）よりも高いか否かを判断し、整形電圧Ｖsf（Ｖ）
がリッチリーン判定電圧ａ（Ｖ）よりも高くなければ
（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ５に進み、
劣化判定を行なわないことが指示され、ステップＳ２に
戻る。
【００２８】一方、整形電圧Ｖsf（Ｖ）がリッチリーン
判定電圧ａ（Ｖ）よりも高ければ（ステップＳ４におい
てＹＥＳ）ステップＳ６に進み、ＮＯX センサ６によっ
てＮＯX 濃度を読み込み、ステップＳ７に進む。
判定電圧ａ（Ｖ）よりも高ければ（ステップＳ４におい
てＹＥＳ）ステップＳ６に進み、ＮＯX センサ６によっ
てＮＯX 濃度を読み込み、ステップＳ７に進む。
【００２９】ステップＳ７では、ＮＯX 値判定手段１０
によってＮＯX 濃度が基準値ｂよりも高いか否かが判断
され、高くなければ（ステップＳ７においてＮＯ）制御
はステップＳ２に戻り、ＮＯX 濃度が基準値ｂよりも高
い場合には、ステップＳ８に進む。そしてステップＳ８
では、触媒劣化判定手段１１は触媒が劣化していると判
断して触媒劣化アラームを作動させ制御は元に戻る。
によってＮＯX 濃度が基準値ｂよりも高いか否かが判断
され、高くなければ（ステップＳ７においてＮＯ）制御
はステップＳ２に戻り、ＮＯX 濃度が基準値ｂよりも高
い場合には、ステップＳ８に進む。そしてステップＳ８
では、触媒劣化判定手段１１は触媒が劣化していると判
断して触媒劣化アラームを作動させ制御は元に戻る。
【００３０】以上は、劣化判定の禁止条件がガスリーン
である場合の実施の形態を説明している。一方、上述し
た様に本発明においては、実際の制御電圧近傍で（サブ
酸素センサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定範囲
内にある場合に）劣化判定を行う方式をも包含する。そ
の様な方式（実際の制御電圧近傍、或いは、サブ酸素セ
ンサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定範囲内にあ
る場合に、劣化判定を行う方式）を採用した場合の制御
について、図５を参照して説明する。
である場合の実施の形態を説明している。一方、上述し
た様に本発明においては、実際の制御電圧近傍で（サブ
酸素センサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定範囲
内にある場合に）劣化判定を行う方式をも包含する。そ
の様な方式（実際の制御電圧近傍、或いは、サブ酸素セ
ンサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定範囲内にあ
る場合に、劣化判定を行う方式）を採用した場合の制御
について、図５を参照して説明する。
【００３１】図５は図２で示す制御と概略同様である。
しかし、図２におけるステップＳ４に代えて、図５では
ステップＳ４Ａにおいて、整形電圧Ｖsf（Ｖ）がサブ酸
素センサの制御目標電圧ＶS に対して一定の範囲内にあ
るか否か、或いは、制御目標近傍にあるか否かが判断さ
れる。具体的には、次の不等式不等式ＶS −ｂ＜Ｖsf＜
ＶS ＋ｃが成立するか否かが判断される。
しかし、図２におけるステップＳ４に代えて、図５では
ステップＳ４Ａにおいて、整形電圧Ｖsf（Ｖ）がサブ酸
素センサの制御目標電圧ＶS に対して一定の範囲内にあ
るか否か、或いは、制御目標近傍にあるか否かが判断さ
れる。具体的には、次の不等式不等式ＶS −ｂ＜Ｖsf＜
ＶS ＋ｃが成立するか否かが判断される。
【００３２】ここで数値ｂ、ｃについては、制御目標電
圧ＶS により変化する場合が存在する。その様な場合
は、ステップＳ４Ａの前に、数値ｂ、ｃを決定するステ
ップを設ければ良い（該ステップは図示せず）。当該ス
テップにおいては、例えば図６で示す様なマップを用い
て、数値ｂ、ｃを決定する。
圧ＶS により変化する場合が存在する。その様な場合
は、ステップＳ４Ａの前に、数値ｂ、ｃを決定するステ
ップを設ければ良い（該ステップは図示せず）。当該ス
テップにおいては、例えば図６で示す様なマップを用い
て、数値ｂ、ｃを決定する。
【００３３】ステップＳ４Ａ（必要な場合には、それに
加えて数値ｂ、ｃを決定する図示しないステップ）以外
のステップについては、図５の制御と図２の制御とは同
様であるため、重複説明は省略する。
加えて数値ｂ、ｃを決定する図示しないステップ）以外
のステップについては、図５の制御と図２の制御とは同
様であるため、重複説明は省略する。
【００３４】
【発明の効果】以上のように構成される本発明の劣化判
定方法及び劣化判定装置によれば、触媒の劣化判定はＮ
ＯX センサにより検出された実際のＮＯX 濃度に基づい
て行なわれるので、種々の条件により触媒劣化時の信号
波形が劣化するサブ酸素センサ出力のみを用いる劣化判
定方法に比較して、触媒の劣化が正確に判定出来る。
定方法及び劣化判定装置によれば、触媒の劣化判定はＮ
ＯX センサにより検出された実際のＮＯX 濃度に基づい
て行なわれるので、種々の条件により触媒劣化時の信号
波形が劣化するサブ酸素センサ出力のみを用いる劣化判
定方法に比較して、触媒の劣化が正確に判定出来る。
【００３５】又、本発明は、ガスリーン時の場合にのみ
劣化判定を行なうためガスリーン時における三元触媒の
ＮＯX 浄化率低下に伴う誤判断が防止できる。
劣化判定を行なうためガスリーン時における三元触媒の
ＮＯX 浄化率低下に伴う誤判断が防止できる。
【００３６】或いは、本発明は制御目標近傍の空気比領
域で劣化判定を行うため、非常に正確な判断が可能とな
る。
域で劣化判定を行うため、非常に正確な判断が可能とな
る。
【図１】本発明を実施する判定装置の一例を示す全体構
成図。
成図。
【図２】本発明の実施の形態による劣化判定のフローチ
ャート。
ャート。
【図３】サブ酸素センサの電圧波形でフィルタ処理の前
後の波形を示すもので、実線が処理前、二点鎖線が処理
後の波形を示す波形図。
後の波形を示すもので、実線が処理前、二点鎖線が処理
後の波形を示す波形図。
【図４】フィルタ処理後のサブ酸素センサ電圧とリーン
・リッチ判定電圧の関係及び劣化判定のパターンを示す
図。
・リッチ判定電圧の関係及び劣化判定のパターンを示す
図。
【図５】本発明のその他の実施形態による劣化判定のフ
ローチャート。
ローチャート。
【図６】図５で示す実施形態で使用されるマップの一例
を示す図。
を示す図。
１・・・ガスエンジン ２・・・排気管 ３・・・三元触媒 ４・・・メイン酸素センサ ５・・・サブ酸素センサ ６・・・ＮＯX センサ ７・・・空燃比制御手段 ８・・・フィルタ処理手段 ９・・・リーン・リッチ判定手段 １０・・・ＮＯX 値判定手段 １１・・・触媒劣化判定手段 １２・・・制御目標値演算手段 １３・・・制御定数演算手段 ２０・・・コントロールユニット ３１・・・燃料ガス導入管 ３２・・・空気導入管 ３３・・・ミキサ ３４・・・空気比制御用バイパス弁 ３５・・・スロットル弁 ３６・・・エンジン回転センサ ３７・・・負荷センサ
Claims (6)
- 【請求項１】 ガスエンジンの排気管に介装された触媒
の下流側に設置されたサブ酸素センサにより排気ガス中
の酸素濃度を測定する工程と、サブ酸素センサの出力か
ら触媒のウィンドウに対してガスリッチ状態であるかガ
スリーン状態であるかを判定する工程と、ガスリッチ状
態であると判定された場合にのみ触媒下流に介装された
ＮＯX センサにより排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する
工程と、判定されたＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無
を判定する工程、とを含むことを特徴とする触媒劣化判
定方法。 - 【請求項２】 ガスエンジンの排気管に介装された触媒
の下流側に設置されたサブ酸素センサの出力電圧を測定
する工程と、測定されたサブ酸素センサの出力電圧が制
御目標電圧に対して所定の範囲内の数値であるか否かを
判定する工程と、計測されたサブ酸素センサの出力電圧
が制御目標電圧に対して所定の範囲内にあると判定され
た場合にのみ触媒下流に介装されたＮＯX センサにより
排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する工程と、判定された
ＮＯX 濃度により触媒の劣化の有無を判定する工程、と
を含むことを特徴とする触媒劣化判定方法。 - 【請求項３】 前記所定範囲は制御目標値の変化に対応
して変化する請求項２の触媒劣化判定方法。 - 【請求項４】 ガスエンジンの排気管に介装された触媒
の下流側に設置されたサブ酸素センサと、該サブ酸素セ
ンサの出力からガスリッチ状態であるかガスリーン状態
であるかを判定するリッチ・リーン判定手段と、触媒の
下流側に介装されたＮＯX センサと、前記リッチ・リー
ン判定手段がガスリッチ状態であると判定された場合に
のみ前記ＮＯX センサ出力を読み取り排気ガス中のＮＯ
X 濃度により触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手
段、とを含むことを特徴とする触媒劣化判定装置。 - 【請求項５】 ガスエンジンの排気管に介装された触媒
の下流側に設置されたサブ酸素センサと、該サブ酸素セ
ンサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定の範囲内の
数値であるか否かを判定する比較手段と、触媒の下流側
に介装されたＮＯX センサと、前記比較手段によりサブ
酸素センサの出力電圧が制御目標電圧に対して所定の範
囲内にあると判定された場合にのみ前記ＮＯX センサ出
力を読み取り排気ガス中のＮＯX 濃度により触媒の劣化
の有無を判定する劣化判定手段、とを含むことを特徴と
する触媒劣化判定装置。 - 【請求項６】 制御目標値の変化に対応して前記所定の
範囲を変化される手段を含む請求項５の触媒劣化判定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7288490A JPH09125937A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 触媒劣化判定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7288490A JPH09125937A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 触媒劣化判定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125937A true JPH09125937A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17730893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7288490A Pending JPH09125937A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 触媒劣化判定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09125937A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192169A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Honda Motor Co Ltd | 触媒の劣化判定装置 |
| WO2011141985A1 (ja) | 2010-05-10 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| US20160025026A1 (en) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine |
| CN108691612A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-23 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
| JP2018173074A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2020045885A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断システムおよび触媒劣化診断方法 |
| CN114687842A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种三元催化器失效诊断方法 |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP7288490A patent/JPH09125937A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192169A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Honda Motor Co Ltd | 触媒の劣化判定装置 |
| JP4729405B2 (ja) * | 2006-01-20 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 触媒の劣化判定装置 |
| WO2011141985A1 (ja) | 2010-05-10 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| US9599055B2 (en) * | 2014-07-23 | 2017-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine |
| JP2016023617A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN105317511A (zh) * | 2014-07-23 | 2016-02-10 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
| US20160025026A1 (en) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine |
| CN108691612A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-23 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
| JP2018173074A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US10598063B2 (en) | 2017-03-31 | 2020-03-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system of internal combustion engine |
| CN108691612B (zh) * | 2017-03-31 | 2020-11-20 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
| JP2020045885A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断システムおよび触媒劣化診断方法 |
| CN114687842A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种三元催化器失效诊断方法 |
| CN114687842B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-08-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种三元催化器失效诊断方法 |
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