发动机系统2000而言，除了在排 气管500中、在作为氧化催化剂判断系统DS2中的判断对象的氧化催化剂600的上下游侧双 方分别设置HC传感器100A及100B之外，与第一实施方式涉及的氧化催化剂判断系统DSl及 发动机系统1000具有相同的构成。因此，在本实施方式中，省略关于关于各构成要素的详细 的说明。此外，在氧化催化剂判断系统DS2上，与第一实施方式涉及的HC传感器100相同，设 置在氧化催化剂600的下游侧的HC传感器100B对电子控制装置200发送HC检测信号8 811，对 设置在氧化催化剂600的上游侧的HC传感器100A而言，也对电子控制装置200发送HC检测信 号 sg21。
[0177] 图20是示出通过氧化催化剂判断系统DS2实施Passive OBD情况下的步骤的一例 的图。
[0178] 首先，与第一实施方式中的Passive OBD相同，从通过温度传感器110确认氧化催 化剂600的上游侧的排气G的温度(排气温度)开始(步骤S21)。更具体而言，通过由电子控制 装置200取得从温度传感器110发送的排气温度检测信号sgl2,对排气温度进行确定。该排 气温度被视为该时点下的氧化催化剂600的温度。
[0179]接着，电子控制装置200从预先存储在其存储部中的Passive OBD用的阈值数据中 调出与该排气温度对应的变换率的阈值（步骤S22)。在本实施方式中，与变换率相关的阈 值，是在氧化催化剂600的可取温度范围（大致-40°C~1000°C)内的所有温度中预先确定的 值。另外，在本实施方式中，容许变换率范围的下限值直接成为阈值。由于对阈值的赋予方 式没有特别的限制，因此可以作为氧化催化剂600的温度(排气温度)的连续函数赋予，也可 以是按每个温度范围作为固定值赋予。此外，该情况下的阈值是鉴于氧化催化剂600的催化 性能中存在图3所示的温度依赖性而设定的。通常，氧化区域中的阈值设定得比吸附区域上 的阈值略大。
[0180] 接着，通过两个HC传感器100A、100B，测量氧化催化剂600的上游侧未燃烧的烃气 体浓度Nu与下游侧未燃烧的烃气体浓度Nl(步骤S23)。更具体而言，在通过温度传感器110 测量温度后的排气G即将到达氧化催化剂600的时点上，通过HC传感器100A进行测量，在氧 化催化剂600中产生针对该排气G中的未燃烧的烃气体的吸附或氧化之后，在其残留气体向 下游侧排出的时点，通过HC传感器100B进行测量。
[0181] 图21及图22是分别举例示出氧化催化剂600的温度为200°C的情况下的Fresh品与 Aged品中的HC传感器输出的图。从图21及图22可以确认:Aged品的上下游的输出的差异较 大。
[0182] 若取得两个HC传感器100A、100B中的测量值，则电子控制装置200利用这些值并基 于(式1)算出变换率(步骤S24)。
[0183] 然后，电子控制装置200对算出的变换率与阈值进行比较(步骤S25)，在前者大的 情况下(在步骤S25中，为YES)，判断为在氧化催化剂600中发生了视为问题(需要更换等）的 劣化(为NG)(步骤S26)，在后者大的情况下(在步骤S25中，为NO)，判断为没有发生这样的劣 化(为0K)(步骤S27)。
[0184] 不论判断为NG还是判断为0K，在判断完成后进一步重复进行判断的情况下（在步 骤S28中，为YES)，再次从通过温度传感器110确认排气温度开始重复进行处理。在非此情况 下，直接完成判断(在步骤S28中，为N0)。
[0185] 这样，在本实施方式中的Passive OBD的情况下，由于实际算出变换率，来判断有 无视为问题的劣化，因此与第一实施方式中的Passive OBD相比，能够进行可靠性更高的判 断。例如，虽然在图20中，对一个阈值与变换率进行比较，但也可以是将阈值设定为多级，阶 段式地判断氧化催化剂600的劣化程度的方式。
[0186] 此外，与第一实施方式涉及的氧化催化剂判断系统DSl同样地，在本实施方式涉及 的氧化催化剂判断系统DS2中，通过Active 0I3D进行判断在构成上也是可能的，但如上所 述，由于通过Passive OBD能够以良好的精度进行判断，因此与第一实施方式相比，虽说是 极微量的燃料喷射，但可以说积极实施伴随着该极微量的燃料喷射的Active OBD的优点较 小。
[0187]综上所述，如以上所说明，根据本实施方式涉及的氧化催化剂判断系统，通过在氧 化催化剂的上下游侧双方配置烃气体传感器，在发动机主体部的通常运转过程中，基于两 个烃气体传感器的测量值算出氧化催化剂的变换率，并基于对该算出值与预先设定的阈值 进行比较的结果，能够对氧化催化剂中是否发生了视为问题的劣化进行判断，因此在不进 行燃料喷射的Passive OBD上，可以进行可靠性高的判断。
【主权项】
1. 一种用于对催化剂的劣化程度进行判断的催化剂劣化判断系统，该催化剂设置在内 燃机的排气路径上，对含有来自于所述内燃机的排气中所含的烃气体及一氧化碳气体的至 少一者的对象气体进行氧化或吸附，所述催化剂劣化判断系统的特征在于，具备： 温度传感器，其设置在所述排气路径中所述催化剂的上游侧，且在所述上游侧测量含 有所述对象气体的所述排气的温度； 第一气体传感器，其设置在所述排气路径中所述催化剂的下游侧，且在所述下游侧检 测所述对象气体，并输出与所述对象气体的浓度相应的输出值;以及 控制单元，其用于判断所述催化剂的劣化， 所述控制单元具备存储部， 规定的存储部中保存有预先确定的阈值数据，所述阈值数据由对应于催化剂温度的阈 值构成，所述阈值为用于催化剂劣化判断的值， 所述控制单元至少基于所述第一气体传感器中的所述输出值、根据所述温度传感器中 的测量值而确定的所述催化剂的温度、及所述阈值数据中对应于该催化剂温度的所述阈 值，对所述催化剂的劣化程度进行判断。2. 根据权利要求1所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 将所述催化剂的上游侧的所述对象气体的浓度表示为Nu，将所述催化剂的下游侧的所 述对象气体的浓度表示为N1时，将使用由变换率（％ ) = 100 X (Nu-Nl )/Nu的计算式定义的 变换率作为指标值，来表示所述催化剂中发生的氧化或吸附的程度， 所述阈值是基于所述计算式而确定的。3. 根据权利要求2所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 所述催化剂中所容许的所述变换率的范围即容许变换率范围，是预先根据所述催化剂 可取的温度而确定的，并且， 在所述阈值数据中，针对所述催化剂的可取温度，将通过把该温度下所述容许变换率 范围的下限值与进行所述催化剂的劣化判断时所述催化剂的上游侧所述对象气体可取的 浓度范围即上游侧气体浓度范围的上限值代入所述计算式中所算出的所述N1的值规定为 所述阈值， 在基于所述第一气体传感器中的所述输出值所确定的所述催化剂的下游侧的所述对 象气体的浓度为小于等于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中没有发生超过容许的程 度的劣化， 在基于所述第一气体传感器中的所述输出值所确定的所述催化剂的下游侧的所述对 象气体的浓度大于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中发生了超过容许程度的劣化。4. 根据权利要求2所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 所述内燃机响应来自所述控制单元的喷射指示，能有意地生成含有浓度比所述内燃机 处于稳定运转状态时所述对象气体的浓度更高的对象气体的判断用气体气氛， 所述催化剂中所容许的所述变换率的范围即容许变换率范围，是预先根据所述催化剂 可取的温度及劣化判断时所述催化剂的上游侧所述对象气体可取的浓度范围而确定的，并 且， 在所述阈值数据中，针对所述催化剂的可取温度，将通过把该温度下所述容许变换率 范围的下限值与所述内燃机处于稳定运转状态时所述催化剂的所述上游侧所述对象气体 可取的浓度范围即稳定时上游侧气体浓度范围的上限值代入所述计算式中所算出的所述 N1的值规定为第一所述阈值，并且， 将通过把该温度下所述容许变换率范围的下限值与所述判断用气体气氛在所述上游 侧可取的浓度范围即判断时上游侧气体浓度范围的上限值代入所述计算式中所算出的所 述N1的值规定为第二所述阈值， 可选择性地实施如下的第一劣化判断和第二劣化判断中的一方或双方： 所述第一劣化判断，在所述内燃机处于稳定运转状态下的任意时点可实施，基于所述 第一气体传感器中的所述输出值、根据所述温度传感器中的测量值所确定的该时点上所述 催化剂的温度、及所述阈值数据所记录的该催化剂的温度下的所述第一所述阈值，来判断 所述催化剂中的劣化程度； 所述第二劣化判断，在使所述判断用气体气氛导入至所述催化剂之后实施，基于所述 判断用气体从所述催化剂排出的时点上所述第一气体传感器中的所述输出值、根据所述温 度传感器中的测量值所确定的所述判断用气体气氛在导入时点上所述催化剂的温度、及与 该时点上所述催化剂的温度相对应的所述第二所述阈值，判断所述催化剂的劣化程度。5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 所述第一气体传感器是混合电位型烃气体传感器， 所述混合电位型烃气体传感器的检测电极为Pt-Au合金电极，且所述检测电极中的催 化活性被失效。6. 根据权利要求1所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 所述催化剂劣化判断系统还具备第二气体传感器，该第二气体传感器设置在所述排气 路径上所述催化剂的上游侧，用于在所述上游侧检测所述对象气体，并输出与所述对象气 体的浓度对应的输出值， 所述控制单元基于所述第一气体传感器及所述第二气体传感器中的所述输出值、根据 所述温度传感器中的测量值所确定的所述催化剂的温度、及所述阈值数据中对应于该催化 剂温度的所述阈值，判断所述催化剂的劣化程度。7. 根据权利要求6所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 将所述催化剂的上游侧的所述对象气体的浓度表示为Nu，将所述催化剂的下游侧的所 述对象气体的浓度表示为N1时，将使用变换率（％ ) = 100 X (Nu-Nl)/Nu的计算式定义的变 换率作为指标值，来表示所述催化剂中发生的氧化或吸附的程度，在此情况下， 所述催化剂中所容许的所述变换率的范围即容许变换率范围，是预先根据所述催化剂 的可取温度而确定的，并且， 在所述阈值数据中，针对所述催化剂的可取温度，将该温度下所述容许变换率范围的 下限值规定为所述阈值， 在基于所述第一气体传感器及所述第二气体传感器中的所述输出值算出的变换率小 于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中发生了超过容许的程度的劣化。8. 根据权利要求6或7所述的催化剂劣化判断系统，其特征在于， 所述第一气体传感器及所述第二气体传感器是混合电位型的烃气体传感器， 所述混合电位型烃气体传感器的检测电极为Pt-Au合金电极，且所述检测电极中的催 化活性被失效。9. 一种催化剂劣化判断方法，其用于对催化剂的劣化程度进行判断，该催化剂设置在 内燃机的排气路径上，对含有来自于所述内燃机的排气中所含的烃气体及一氧化碳气体中 的至少一者的对象气体进行氧化或吸附，所述催化剂劣化判断方法的特征在于，实施如下 工序： 阈值数据保存工序： 将预先确定的阈值数据保存于规定的存储部中，所述阈值数据由对应于催化剂温度的 阈值构成，所述阈值为用于催化剂劣化判断的值； 温度测量工序： 在所述排气路径的所述催化剂的上游侧，通过温度传感器测量含有所述对象气体的所 述排气的温度； 第一气体检测工序： 在所述排气路径的所述催化剂的下游侧通过第一气体传感器检测所述对象气体，并将 与所述对象气体的浓度相应的输出值输出；以及 判断工序： 至少基于所述第一气体传感器中的所述输出值、基于所述温度传感器中的测量值所确 定的所述催化剂的温度、及该催化剂的温度下的所述阈值，判断所述催化剂中的劣化程度。10. 根据权利要求9所述的催化剂劣化判断方法，其特征在于， 将所述催化剂的上游侧的所述对象气体的浓度表示为Nu，将所述催化剂的下游侧的所 述对象气体的浓度表示为N1时，将使用变换率（％ ) = 100 X (Nu-Nl)/Nu的计算式定义的变 换率作为指标值，来表示所述催化剂中发生的氧化或吸附的程度， 所述阈值是基于所述计算式而确定的。11. 根据权利要求10所述的催化剂劣化判断方法，其特征在于， 所述催化剂中所容许的所述变换率的范围即容许变换率范围，是预先根据所述催化剂 的可取温度而确定的，并且， 在所述阈值数据中，针对所述催化剂的可取温度，将通过把该温度下所述容许变换率 范围的下限值、及进行所述催化剂的劣化判断时在所述催化剂的上游侧所述对象气体可取 的浓度范围即上游侧气体浓度范围的上限值代入所述计算式中所算出的所述N1的值规定 为所述阈值， 在所述判断工序中， 在基于所述第一气体传感器中的所述输出值而确定的所述催化剂的下游侧的所述对 象气体的浓度小于等于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中没有发生超过容许的程度 的劣化， 在基于所述第一气体传感器中的所述输出值而确定的所述催化剂的下游侧的所述对 象气体的浓度大于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中发生了超过容许的程度的劣 化。12. 根据权利要求9所述的催化剂劣化判断方法，其特征在于， 所述催化剂劣化判断方法还包括第二气体检测工序，在所述排气路径的所述催化剂的 上游侧通过第二气体传感器检测所述对象气体，并输出与所述对象气体的浓度相应的输出 值， 基于所述第一气体传感器及所述第二气体传感器中的所述输出值、根据所述温度传感 器中的测量值而确定的所述催化剂的温度、及该催化剂的温度下的所述阈值，判断所述催 化剂的劣化程度。13. 根据权利要求12所述的催化剂劣化判断方法，其特征在于， 将所述催化剂的上游侧的所述对象气体的浓度表示为Nu，将所述催化剂的下游侧的所 述对象气体的浓度表示为N1时，在将使用变换率（％ ) = 100 X (Nu-Nl )/Nu的计算式定义的 变换率作为指标值，来表示所述催化剂中发生氧化或吸附的程度的情况下， 所述催化剂中所容许的所述变换率的范围即容许变换率范围，是预先根据所述催化剂 的可取温度而确定的，并且， 在所述阈值数据中，针对所述催化剂的可取温度，将该温度下所述容许变换率范围的 下限值规定为所述阈值， 在所述判断工序中，在基于所述第一气体传感器及所述第二气体传感器中的所述输出 值算出的变换率大于等于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂中没有发生超过容许程度 的劣化， 在基于所述第一气体传感器及所述第二气体传感器中的所述输出值算出的变换率小 于所述阈值的情况下，判断为所述催化剂发生了超过容许程度的劣化。14. 根据权利要求9至13中的任一项所述的催化剂劣化判断方法，其特征在于， 在所述对象气体的检测中使用混合电位型的烃气体传感器，该混合电位型的烃气体传 感器的检测电极为Pt-Au合金电极，且催化活性被失效。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种能够以良好的精度进行氧化催化剂的劣化判断的方法。一种用于对设置在内燃机的排气路径上，并对包含排气中的HC及CO中的至少一者的对象气体进行氧化或吸附的催化剂的劣化程度进行判断的系统，其具备：温度传感器，其用于在排气路径的催化剂的上游侧测量排气的温度；气体传感器，其用于在排气路径的下游侧检测对象气体，并输出与浓度相对应的输出值；及控制单元，其用于判断催化剂的劣化，根据催化剂的温度记录着用于催化剂的劣化判断的阈值的阈值数据在被预先确定之后，保存在规定的存储部中，控制单元至少基于气体传感器中的输出值、根据温度传感器中的测量值而确定的催化剂的温度、以及阈值数据所记述的该催化剂的温度下的阈值，对催化剂中的劣化程度进行判断。
【IPC分类】F01N9/00, F01N11/00, F01N3/20
【公开号】CN105673164
【申请号】
【发明人】中曾根修, 平田纪子, 中山裕葵
【申请人】日本碍子株式会社
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年11月27日