JP7265449B2 - 触媒劣化診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、触媒の劣化度合いを診断するシステムおよび方法に関し、特に、車両に搭載された内燃機関からの排ガスが導入される触媒のための診断システムおよび診断方法に関するものである。

車両（典型的には自動車）に搭載されてなるガソリンエンジンからは、その運転時、有害物質であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＴＨＣ（全炭化水素：Total Hydrocarbon）およびＣＯ（一酸化炭素）を含有する排ガスが排出される。これらのガス種は排出規制の対象とされており、それゆえ、多くのガソリンエンジン車両には、これら３つの含有物を一括して除去する（浄化する）触媒、すなわち三元触媒（ＴＷＣ：Three Way Catalyst）が、搭載されている。

三元触媒は、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、およびＲｈ（ロジウム）等の貴金属からなり、主たる触媒作用を担う部分と、ＣｅＯ_２（セリア）を主としたセラミックスからなる、助触媒と位置付けられる部分とを有している。ＰｄおよびＰｔには、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化してＣＯ_２（二酸化炭素）およびＨ_２Ｏ（水）を生成させる作用がある。また、ＰｄおよびＲｈには、排ガス中のＮＯｘを還元してＮ_２（窒素）を生成させる作用がある。セリアには、Ｏ_２（酸素）を吸着・脱離させる作用があり、ＴＷＣにおいては、ＨＣおよびＣＯが酸化される際には必要な酸素がセリアから放出され、ＮＯｘが還元される際には生じた酸素がセリアに吸蔵（貯蔵）されるようになっている。

ガソリンエンジンは、空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比に等しいかあるいはその近傍の値となっており、エンジンシリンダ内へ導入される燃料が完全燃焼するストイキオメトリ（ストイキ）状態を中心としつつも、車両の状況によっては、Ａ／Ｆがストイキ状態よりも高いリーン状態、あるいは、Ａ／Ｆがストイキ状態よりも低いリッチ状態にも、適宜に移行しつつ運転される。そして、ＴＷＣは、このうちのストイキ状態において、ＨＣおよびＣＯと、ＮＯｘとを全て、高い浄化率にて浄化できるようになっている。

より具体的には、ＴＷＣにおけるＮＯｘについての浄化率は、リッチ運転時（還元雰囲気）およびストイキ運転時では相対的に高く、リーン運転時（酸素過剰雰囲気）では相対的に低い。逆に、ＴＷＣにおけるＨＣおよびＣＯについての浄化率は、リーン運転時およびストイキ運転時では相対的に高く、リッチ運転時では相対的に低い。これは、リッチ運転時は排ガスの酸素含有量が低いのでＮＯｘを還元させやく、リーン運転時は排ガスの酸素含有量が高いので、ＨＣおよびＣＯを酸化させやすいからである。

換言すれば、リッチ運転時の排気を浄化したＴＷＣからは、ＨＣおよびＣＯが排出されやすく、リーン運転時の排ガスを浄化したＴＷＣからは、ＮＯｘが排出されやすいという傾向がある。なお、前者からは、ガソリンエンジンそのものからは排出されないＮＨ_３も排出される。

ＴＷＣは、長期的に使用を継続するうちに劣化していく。劣化の仕方には、さまざまな場合があるが、主たる劣化モードは、リッチおよびリーン時の全体的な浄化効率低下、リーン時の浄化効率低下、リッチ時の浄化効率低下などである。

一方で、近年、自動車に関しては、法令上の要請により、ＯＢＤ（車載故障診断：On-Board Diagnostics）の実施が義務づけられており、ＴＷＣもその対象である。

ＴＷＣのＯＢＤは、例えば、ＯＳＣ（酸素貯蔵能力：Oxygen Storage Capacity）法によって行われ得る。これは、セリアにおける酸素吸蔵能（酸素貯蔵量）が高いほど、三元触媒の浄化能力が高く、ＴＷＣの劣化は、セリアにおける酸素吸蔵能（酸素貯蔵量）の劣化として現れる、という前提に基づいている。

ＯＳＣ法の一態様としてのＣｍａｘ法がすでに公知である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００６－１７０７８号公報 特許第５８３５４７８号公報

しかしながら、Ｃｍａｘ法を初めとするＯＳＣ法ではあくまで、ＴＷＣに備わるセリアの酸素吸蔵能の劣化度合いを評価しているに過ぎず、浄化に直接に関わる酸化や還元を担う貴金属部分の劣化挙動を直接に把握することはできない。

また、ＴＷＣに備わるセリアの酸素吸蔵量は、エンジンからの排ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等のガス成分との相関が小さいという問題もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＴＷＣの貴金属成分の劣化の度合いを好適に診断することができるシステムおよび方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、車両に搭載された内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の、劣化度合いを診断する方法であって、前記触媒が貴金属部分とセラミックス部分とを有しており、前記排ガスの排気経路において前記触媒よりも下流側にＮＯｘセンサが設けられおり、診断閾値を設定する閾値設定工程と、前記ＮＯｘセンサからの出力に応じた診断対象値と、あらかじめ定められた前記診断閾値とを比較することにより、前記触媒の劣化の度合いを診断する診断工程と、を備え、前記閾値設定工程においては、前記車両が一定の閾値設定用条件のもとで走行させられたときの、前記診断対象値と前記触媒を経た前記排ガス中のＮＯｘとＴＨＣとの総重量値との相関関係に基づいて、前記診断閾値が定められ、前記診断工程においては、前記車両が診断可能な条件のもとで走行する間に得られる前記診断対象値が、前記診断閾値を超える場合に、前記触媒の前記貴金属部分に劣化が生じていると診断する、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る触媒劣化診断方法であって、前記閾値設定工程においては、前記診断閾値が、前記車両が前記一定の閾値設定用条件として定められた一の走行モードで走行した際の前記診断対象値と前記総重量値との相関関係に基づいて定められ、前記診断工程においては、前記車両が前記一の走行モードで走行するときに、前記触媒の劣化の度合いを診断する、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１の態様に係る触媒劣化診断方法であって、前記閾値設定工程においては、前記診断閾値が、前記車両が前記一定の閾値設定用条件として定められた相異なる複数の走行モードのそれぞれで走行した際の、全ての前記診断対象値と全ての前記総重量値との間の一の相関関係に基づいて定められる、ことを特徴とする。

本発明の第１ないし第３の態様によれば、触媒下流に設けたＮＯｘセンサにおける検出値に基づき、触媒の貴金属成分の劣化度合いについて、ＮＯｘの排出量のみを診断対象とする場合よりも好適に、診断することができる。

車両（システム）１０００の構成を概略的に示す図である。 ＮＯｘセンサ７０３の構成の一例を概略的に示す図である。 劣化診断の基本的考え方を説明するための図である。 ＴＷＣ６０１の後方において排気に含まれるＮＨ_３とＴＨＣとを測定した結果を示す図である。 実施例１について、ＮＯｘ＋ＴＨＣの単位走行距離あたりの総重量値を、単位走行距離あたりのＮＯｘ重量換算値に対してプロットした図である。 実施例２について、ＮＯｘ＋ＴＨＣの単位走行距離あたりの総重量値を、単位走行距離あたりの規格化ＮＯｘ重量換算値に対してプロットした図である。 実施例１において得られたデータ全てを対象に回帰分析を行った結果を示す図である。 実施例２において得られたデータ全てを対象に回帰分析を行った結果を示す図である。 比較例１について、ＮＯｘの単位走行距離あたりの重量値を、単位走行距離あたりのＮＯｘ重量換算値に対してプロットした図である。 比較例２について、ＮＯｘの単位走行距離あたりの重量値を、酸素吸蔵量に対してプロットした図である。 比較例２について、ＴＨＣの単位走行距離あたりの重量値を、酸素吸蔵量に対してプロットした図である。

＜システムの構成＞
図１は、本実施の形態における車両（システム）１０００の構成を概略的に示す図である。本実施の形態において、車両１０００は、運転者ＤＲによって運転される自動車である。

車両１０００は、内燃機関の一種であって動力源であるガソリンエンジン（以下、単にエンジンと称する）５００と、エンジン５００の内部（燃焼室）に燃料を噴射する燃料噴射装置５０１と、エンジン５００に対して空気を供給する吸気部４０１と、エンジン５００から排出される排ガスを浄化するＴＷＣ（三元触媒）６０１と、車両１０００の各部の動作を制御するＥＣＵ（電子制御装置）１００と、運転者ＤＲに対して車両１０００に関する種々の情報を提示するためのインパネ（インストルメントパネル）その他の表示部２００と、車両１０００を動作させるに際し運転者ＤＲによって操作される種々の操作部の一つであるアクセルペダル３００と、を主として備える。なお、操作部としては他に、ハンドルや、トランスミッション用のシフトレバー（セレクトレバー）や、ブレーキペダル（いずれも図示省略）などが例示される。

吸気部４０１とＴＷＣ６０１とはそれぞれ、エンジン５００と相異なる配管Ｐによって接続されてなる。以降においては、吸気部４０１からエンジン５００に至るガスの経路を供給側あるいは吸気経路と称し、エンジン５００からＴＷＣ６０１に向かう側のガスの経路を排気側あるいは排気経路と称する。また、エンジン５００から排出されてＴＷＣ６０１に導入され、さらにＴＷＣ６０１から排出されるという排ガスの流れに基づき、ＴＷＣ６０１からエンジン５００に向かう側を上流側と称し、その反対側を下流側と称する。

車両１０００においては概略、吸気部４０１を通じて外部から取り込まれた空気（吸気）と燃料噴射装置５０１から噴射された燃料との混合気を、エンジン５００の内部で圧縮し、係る圧縮された混合気をスパークプラグ（図示省略）で点火することで爆発・燃焼させて膨張させ、その際に生じる圧力でピストン（図示省略）を移動させることで、動力を発生させるようになっている。そして係る動力発生後のガスが排ガスとして排気経路に排出され、ＴＷＣ６０１により浄化されるようになっている。

排ガスには、有害物質であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＴＨＣ（全炭化水素：Ｔｏｔａｌ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）およびＣＯ（一酸化炭素）が含まれる。ＴＷＣ６０１は、これら３つの含有物を、それぞれに高い浄化率にて一括して浄化する（除去する）能力を有してなる。

ＴＷＣ６０１は、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、およびＲｈ（ロジウム）等の貴金属からなり、主たる触媒作用を担う部分と、ＣｅＯ_２（セリア）を主としたセラミックスからなる、助触媒と位置付けられる部分とを有している。ＰｄおよびＰｔには、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化してＣＯ_２（二酸化炭素）およびＨ_２Ｏ（水）を生成させる作用がある。ＰｄおよびＲｈには、排ガス中のＮＯｘを還元してＮ_２（窒素）を生成させる作用がある。セリアには、Ｏ_２（酸素）を吸着・脱離させる作用があり、ＴＷＣ６０１においては、ＨＣおよびＣＯが酸化される際には必要な酸素がセリアから放出され、ＮＯｘが還元される際には生じた酸素がセリアに吸蔵（貯蔵）されるようになっている。

本実施の形態において、ＴＷＣ６０１は、劣化していない正常な状態で、エンジン５００がストイキ状態（排ガスの空燃比がストイキ値（約１４．７）の状態）あるいはリッチ状態（排ガスの空燃比がストイキ値よりも小さい状態）にあるときにＮＯｘを９０％以上の高い浄化率にて浄化（Ｎ_２に還元）し、エンジン５００がストイキ状態あるいはリーン状態（排ガスの空燃比がストイキ値よりも大きい状態）にあるときにＨＣおよびＣＯを９０％以上の高い浄化率にて浄化（Ｈ_２ＯやＣＯ_２へと酸化）する能力を、有してなるものとする。

車両１０００はさらに、ＴＷＣ６０１よりも上流側であってエンジン５００との間を接続する配管Ｐに設けられた上流側空燃比検出手段７０１と、ＴＷＣ６０１よりも下流側の配管Ｐに設けられた下流側空燃比検出手段７０２およびＮＯｘセンサ７０３とを備える。なお、図１においては下流側空燃比検出手段７０２とＮＯｘセンサ７０３とを別体にて示しているが、両者は一体に構成されていてもよく、さらにはＮＯｘセンサ７０３が両者における検出を並行して行える態様であってもよい。

上流側空燃比検出手段７０１および下流側空燃比検出手段７０２はそれぞれ、ＴＷＣ６０１の上流側および下流側における排ガスの空燃比を測定するために配置されている。ＮＯｘセンサ７０３は、ＴＷＣ６０１の下流側における排ガス中のＮＯｘの濃度を測定するために配置されている。これらの検出手段からの出力は、車両１０００の運転制御のために用いられる。また、これに加えて、ＮＯｘセンサ７０３は、ＴＷＣ６０１の劣化度合いを診断する際にも用いられる。

具体的には、本実施の形態においては、ＮＯｘセンサ７０３と、ＥＣＵ１００とを、主たる構成要素として、ＴＷＣ６０１の劣化度合いを診断する触媒劣化診断システムＤＳ１が構成されている。ＮＯｘセンサ７０３の詳細な構成、および、触媒劣化診断システムＤＳ１による診断の詳細については後述する。

ＥＣＵ１００は、少なくとも１つのＩＣ（集積回路）を含む電子回路によって構成される。電子回路は少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）を含む。ＥＣＵ１００が有する各機能は、プロセッサがソフトウェアを実行することによって実現され得る。ソフトウェアは、プログラムとして記述され、メモリ（図示せず）に格納される。プログラムを格納するためのメモリは、ＥＣＵ１００に含まれていてよく、例えば、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。

ＥＣＵ１００は、機能的構成要素として、上流側空燃比取得部１１０Ａと、下流側空燃比取得部１１０Ｂと、燃料噴射制御部１２０と、吸気制御部１３０と、統括制御部１４０と、ＮＯｘセンサ出力処理部１５０と、診断部１６０と、記憶部１７０とを備える。

上流側空燃比取得部１１０Ａと下流側空燃比取得部１１０Ｂとはそれぞれ、上流側空燃比検出手段７０１と下流側空燃比検出手段７０２からの空燃比信号を取得する。空燃比信号は必ずしも空燃比そのものとして取得される必要はなく、当該空燃比に応じた電圧値や電流値として取得される態様であってもよい。

燃料噴射制御部１２０は、運転者ＤＲによるアクセルペダル３００の操作状態などに応じた統括制御部１４０からの制御指示のもと、燃料噴射装置５０１からの燃料の噴射を制御する。

吸気制御部１３０は、運転者ＤＲによるアクセルペダル３００の操作状態などに応じた統括制御部１４０からの制御指示のもと、吸気部４０１からの吸気を制御する。

統括制御部１４０は、運転者ＤＲによりなされる、アクセルペダル３００その他の操作部に対する操作の状態に応じて、ＥＣＵ１００の各制御部に対し制御指示を与えることにより、運転・走行を含む車両１０００全体の動作を統括的に制御する。

ＮＯｘセンサ出力処理部１５０は、ＮＯｘセンサ７０３から出力される信号値（ＮＯｘセンサ検出値）を取得するとともに、取得したＮＯｘセンサ検出値を、触媒劣化診断システムＤＳ１による劣化診断の際に使用される、所定の形式の値（診断対象値）に変換する処理を担う。ＮＯｘセンサ検出値は必ずしも、検出されるＮＯｘの濃度値そのものである必要はなく、後述するように、当該濃度値を与える電流値（ＮＯｘ電流値）であってもよい。

具体的な診断対象値としては、単位走行距離あたりに検出されるＮＯｘを重量値に換算した（単位走行距離あたりの）ＮＯｘ重量換算値や、係るＮＯｘ重量換算値をさらに使用される燃料の量により規格化した値（規格化ＮＯｘ重量換算値）などが例示される。

診断部１６０は、ＮＯｘセンサ出力処理部１５０において生成される診断対象値に基づいて、ＴＷＣ６０１の劣化の度合いについて診断する。診断部１６０における劣化診断処理の詳細については後述する。

記憶部１７０は、車両１０００の運転に際して必要な種々のプログラムやデータ、劣化診断の際の運転条件や診断閾値など、種々の情報を記憶する。

車両１０００においては、下流側空燃比検出手段７０２およびＮＯｘセンサ７０３のさらに下流側に、追加触媒６０２が設けられていてもよい。追加触媒６０２は例えば、もう一つのＴＷＣ、ＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルター：Gasoline Particulate Filter）、またはＳＣＲ（選択還元触媒：Selective Catalytic Reduction）などである。係る場合、エンジン５００からの排ガスが、より好適に浄化される。

＜ＮＯｘセンサの概要＞
次に、ＮＯｘセンサ７０３の概略構成について説明する。図２は、センサ素子７０３ｓの長手方向に沿った垂直断面図を含む、ＮＯｘセンサ７０３の構成の一例を概略的に示す図である。本実施の形態において、ＮＯｘセンサ７０３は、センサ素子７０３ｓによってＮＯｘを検知し、その濃度を測定する、限界電流型のセンサである。また、ＮＯｘセンサ７０３は、各部の動作を制御するとともに、センサ素子７０３ｓを流れるＮＯｘ電流に基づいてＮＯｘ濃度を特定するコントローラ７０３ｃをさらに備える。ＮＯｘセンサ７０３としては、公知のものを適用可能である。

センサ素子７０３ｓは、それぞれが酸素イオン伝導性固体電解質であるジルコニア（ＺｒＯ_２）からなる（例えばイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などからなる）、第１基板層１と、第２基板層２と、第３基板層３と、第１固体電解質層４と、スペーサ層５と、第２固体電解質層６との６つの固体電解質層が、図面視で下側からこの順に積層された構造を有する、平板状の（長尺板状の）素子である。また、これら６つの層を形成する固体電解質は緻密な気密のものである。なお、以降においては、図２におけるこれら６つの層のそれぞれの上側の面を単に上面、下側の面を単に下面と称することがある。また、センサ素子７０３ｓのうち固体電解質からなる部分全体を基体部と総称する。

係るセンサ素子７０３ｓは、例えば、各層に対応するセラミックスグリーンシートに所定の加工および回路パターンの印刷などを行った後にそれらを積層し、さらに、焼成して一体化させることによって製造される。

センサ素子７０３ｓの一先端部であって、第２固体電解質層６の下面と第１固体電解質層４の上面との間には、ガス導入口１０と、第１拡散律速部１１と、緩衝空間１２と、第２拡散律速部１３と、第１内部空所２０と、第３拡散律速部３０と、第２内部空所４０とが、この順に連通する態様にて隣接形成されてなる。

ガス導入口１０と、緩衝空間１２と、第１内部空所２０と、第２内部空所４０とは、スペーサ層５をくり抜いた態様にて設けられた上部を第２固体電解質層６の下面で、下部を第１固体電解質層４の上面で、側部をスペーサ層５の側面で区画されたセンサ素子７０３ｓ内部の空間である。

第１拡散律速部１１と、第２拡散律速部１３と、第３拡散律速部３０とはいずれも、２本の横長の（図面に垂直な方向に開口が長手方向を有する）スリットとして設けられる。なお、ガス導入口１０から第２内部空所４０に至る部位をガス流通部とも称する。

また、ガス流通部よりも先端側から遠い位置には、第３基板層３の上面と、スペーサ層５の下面との間であって、側部を第１固体電解質層４の側面で区画される位置に基準ガス導入空間４３が設けられている。基準ガス導入空間４３には、ＮＯｘ濃度の測定を行う際の基準ガスとして、例えば大気が導入される。

大気導入層４８は、多孔質アルミナからなる層であって、大気導入層４８には基準ガス導入空間４３を通じて基準ガスが導入されるようになっている。また、大気導入層４８は、基準電極４２を被覆するように形成されている。

基準電極４２は、第３基板層３の上面と第１固体電解質層４とに挟まれる態様にて形成される電極であり、上述のように、その周囲には、基準ガス導入空間４３につながる大気導入層４８が設けられている。

ガス流通部において、ガス導入口１０は、外部空間に対して開口してなる部位であり、該ガス導入口１０を通じて外部空間からセンサ素子７０３ｓ内に被測定ガスが取り込まれるようになっている。

第１拡散律速部１１は、ガス導入口１０から取り込まれた被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する部位である。

緩衝空間１２は、第１拡散律速部１１より導入された被測定ガスを第２拡散律速部１３へと導くために設けられた空間である。緩衝空間１２は、排気圧の脈動がＮＯｘセンサ７０３における測定に影響を与えないようにするために設けられてなる。

第２拡散律速部１３は、緩衝空間１２から第１内部空所２０に導入される被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する部位である。

第１内部空所２０は、第２拡散律速部１３を通じて導入された被測定ガス中の酸素分圧を調整するための空間として設けられている。係る酸素分圧は、主ポンプセル２１が作動することによって調整される。

主ポンプセル２１は、第１内部空所２０に面する内側ポンプ電極２２（２２ａ、２２ｂ）と、第２固体電解質層６の上面（センサ素子７０３ｓの一方主面）に外部空間に露出する態様にて設けられた外側（空所外）ポンプ電極２３と、これらの電極に挟まれた第２固体電解質層６とによって構成されてなる電気化学的ポンプセルである。

内側ポンプ電極２２は、Ａｕ－Ｐｔ合金とＺｒＯ_２との多孔質サーメット電極として、平面視矩形状に形成される。

一方、外側ポンプ電極２３は、例えばＰｔあるいはその合金とＺｒＯ_２との多孔質サーメット電極として、平面視矩形状に形成される。

主ポンプセル２１においては、内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３との間に可変電源２４によって所望のポンプ電圧Ｖｐ０を印加して、内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３との間に正方向あるいは負方向に主ポンプ電流Ｉｐ０を流すことにより、第１内部空所２０内の酸素を外部空間に汲み出し、あるいは、外部空間の酸素を第１内部空所２０に汲み入れることが可能となっている。なお、主ポンプセル２１において内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３との間に印加されるポンプ電圧Ｖｐ０を、主ポンプ電圧Ｖｐ０とも称する。

また、第１内部空所２０における雰囲気中の酸素濃度（酸素分圧）を検出するために、内側ポンプ電極２２と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３と、基準電極４２によって、電気化学的なセンサセルである主センサセル８０が構成されている。

主センサセル８０における起電力Ｖ０を測定することで第１内部空所２０内の酸素濃度（酸素分圧）がわかるようになっている。

さらに、コントローラ７０３ｃが、起電力Ｖ０が一定となるように主ポンプ電圧Ｖｐ０をフィードバック制御することで、主ポンプ電流Ｉｐ０が制御されている。これにより、第１内部空所内２０内の酸素濃度は所定の一定値に保たれるようになっている。

第３拡散律速部３０は、第１内部空所２０で主ポンプセル２１の動作により酸素濃度（酸素分圧）が制御された被測定ガスに所定の拡散抵抗を付与して、該被測定ガスを第２内部空所４０に導く部位である。

第２内部空所４０は、第３拡散律速部３０を通じて導入された被測定ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に係る処理を行うための空間として設けられている。ＮＯｘ濃度の測定は、主として、補助ポンプセル５０により酸素濃度が調整された第２内部空所４０において、さらに、測定ポンプセル４１が動作することによりなされる。

第２内部空所４０では、あらかじめ第１内部空所２０において酸素濃度（酸素分圧）が調整された後、第３拡散律速部３０を通じて導入された被測定ガスに対して、さらに補助ポンプセル５０による酸素分圧の調整が行われるようになっている。

補助ポンプセル５０は、第２内部空所４０に面して設けられた補助ポンプ電極５１（５１ａ、５１ｂ）と、外側ポンプ電極２３と、第２固体電解質層６とによって構成される、補助的な電気化学的ポンプセルである。

なお、補助ポンプ電極５１についても、内側ポンプ電極２２と同様に、Ａｕ－Ｐｔ合金とＺｒＯ_２との多孔質サーメット電極として、平面視矩形状に形成される。

補助ポンプセル５０においては、コントローラ７０３ｃによる制御のもと、補助ポンプ電極５１と外側ポンプ電極２３との間に所望の電圧Ｖｐ１を印加することにより、第２内部空所４０内の雰囲気中の酸素を外部空間に汲み出し、あるいは、外部空間から第２内部空所４０内に汲み入れることが可能となっている。

また、第２内部空所４０内における雰囲気中の酸素分圧を制御するために、補助ポンプ電極５１と、基準電極４２と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３とによって電気化学的なセンサセルである補助センサセル８１が構成されている。

この補助センサセル８１にて検出される、第２内部空所４０内の酸素分圧に応じた起電力Ｖ１に基づいて電圧制御される可変電源５２にて、補助ポンプセル５０がポンピングを行う。これにより第２内部空所４０内の雰囲気中の酸素分圧は、ＮＯｘの測定に実質的に影響がない低い分圧にまで制御されるようになっている。

また、これとともに、その補助ポンプ電流Ｉｐ１が、主センサセル８０の起電力の制御に用いられるようになっている。具体的には、補助ポンプ電流Ｉｐ１は、制御信号として主センサセル８０に入力され、その起電力Ｖ０が制御されることにより、第３拡散律速部３０から第２内部空所４０内に導入される被測定ガス中の酸素分圧の勾配が常に一定となるように制御されている。ＮＯｘセンサとして使用する際は、主ポンプセル２１と補助ポンプセル５０との働きによって、第２内部空所４０内での酸素濃度は約０．００１ｐｐｍ程度の一定の値に保たれる。

測定ポンプセル４１は、第２内部空所４０内において、被測定ガス中のＮＯｘ濃度の測定を行う。測定ポンプセル４１は、第２内部空所４０に面する第１固体電解質層４の上面であって第３拡散律速部３０から離間した位置に設けられた測定電極４４と、外側ポンプ電極２３と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４とによって構成された電気化学的ポンプセルである。

測定電極４４は、Ｐｔあるいはその合金とＺｒＯ_２とのサーメット電極として形成される。測定電極４４は、第２内部空所４０内の雰囲気中に存在するＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒としても機能する。さらに、測定電極４４は、第４拡散律速部４５によって被覆されてなる。

第４拡散律速部４５は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする多孔体にて構成される膜である。第４拡散律速部４５は、測定電極４４に流入するＮＯｘの量を制限する役割を担うとともに、測定電極４４の保護膜としても機能する。

測定ポンプセル４１においては、コントローラ７０３ｃによる制御のもと、測定電極４４の周囲の雰囲気中におけるＮＯｘの分解によって生じた酸素を汲み出して、その発生量をポンプ電流Ｉｐ２として検出することができる。

また、測定電極４４の周囲の酸素分圧を検出するために、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３と、測定電極４４と、基準電極４２とによって電気化学的なセンサセルである測定センサセル８２が構成されている。測定センサセル８２にて検出される、測定電極４４の周囲の酸素分圧に応じた起電力Ｖ２に基づいて、可変電源４６が制御される。

第２内部空所４０内に導かれた被測定ガスは、酸素分圧が制御された状況下で第４拡散律速部４５を通じて測定電極４４に到達することとなる。測定電極４４の周囲の被測定ガス中のＮＯｘは還元されて（２ＮＯ→Ｎ_２＋Ｏ_２）酸素を発生する。そして、この発生した酸素は測定ポンプセル４１によってポンピングされることとなるが、その際、測定センサセル８２にて検出された起電力Ｖ２が一定となるように可変電源４６の電圧Ｖｐ２が制御される。測定電極４４の周囲において発生する酸素の量は、被測定ガス中のＮＯｘの濃度に比例するものであるから、測定ポンプセル４１におけるポンプ電流Ｉｐ２を用いて被測定ガス中のＮＯｘ濃度が算出されることとなる。以降、係るポンプ電流Ｉｐ２のことを、ＮＯｘ電流Ｉｐ２とも称する。

また、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３と、外側ポンプ電極２３と、基準電極４２とから電気化学的なセンサセル８３が構成されており、このセンサセル８３によって得られる起電力Ｖｒｅｆによりセンサ外部の被測定ガス中の酸素分圧を検出可能となっている。

センサ素子７０３ｓは、さらに、基体部を構成する固体電解質の酸素イオン伝導性を高めるために、センサ素子７０３ｓを加熱して保温する温度調整の役割を担うヒータ部７０を備えている。

ヒータ部７０においては、センサ素子７０３ｓの外部に備わるヒータ電源から、通電経路であるヒータ電極７１、スルーホール７３、およびヒータリード７２ａを通じて給電することより、ヒータエレメント（抵抗発熱体）７２を発熱させることで、センサ素子７０３ｓの各部を所定の温度に加熱、保温することができるようになっている。ヒータエレメント７２は、Ｐｔにて、あるいはＰｔを主成分として、形成されてなる。係る加熱によって、センサ素子７０３ｓにおいて基体部を構成する固体電解質の酸素イオン伝導性が高められる。なお、ＮＯｘセンサ７０３が使用される際の（センサ素子７０３ｓが駆動される際の）ヒータエレメント７２による加熱温度を、センサ素子駆動温度と称する。

以上のような構成を有するＮＯｘセンサ７０３においては、主ポンプセル２１さらには補助ポンプセル５０を作動させることによって被測定ガスに含まれる酸素を汲み出し、酸素分圧がＮＯｘの測定に実質的に影響がない程度（例えば０．０００１ｐｐｍ～１ｐｐｍ）にまで十分に低められた被測定ガスが、測定電極４４に到達する。測定電極４４においては、到達した被測定ガス中のＮＯｘが還元されることによって、酸素が発生する。係る酸素は、測定ポンプセル４１より汲み出されるが、係る汲み出しの際に流れるＮＯｘ電流Ｉｐ２は、被測定ガス中のＮＯｘの濃度と一定の関数関係（以下、感度特性と称する）を有する。

係る感度特性は、ＮＯｘセンサ７０３を実使用するに先立ってあらかじめ、ＮＯｘ濃度が既知の複数種類のモデルガスを用いて特定され、そのデータがコントローラ７０３ｃに記憶される。そして、ＮＯｘセンサ７０３の実使用時には、被測定ガスにおけるＮＯｘ濃度に応じて流れるＮＯｘ電流Ｉｐ２の値を表す信号がコントローラ７０３ｃに時々刻々と与えられる。コントローラ７０３ｃにおいては、その値と特定した感度特性とに基づいて、ＮＯｘ濃度が次々と演算され、ＮＯｘセンサ検出値としてＥＣＵ１００のＮＯｘセンサ出力処理部１５０に対し出力される。これにより、ＥＣＵ１００においては、被測定ガス中のＮＯｘ濃度をほぼリアルタイムで把握することができるようになっている。

あるいは、ＥＣＵ１００が例えば記憶部１７０において直接に感度特性のデータを保持しており、劣化診断に際しては、ＮＯｘセンサ７０３において測定されるＮＯｘ電流Ｉｐ２の値が直接にＮＯｘセンサ検出値としてＮＯｘセンサ出力処理部１５０に対し出力され、ＮＯｘセンサ出力処理部１５０が取得したＮＯｘ電流Ｉｐ２の値を診断対象値に変換する、という態様であってもよい。

＜劣化診断＞
次に、本実施の形態において行う、ＴＷＣ６０１の劣化度合いを診断する処理（劣化診断）について説明する。

本実施の形態においては、上述のように、ＮＯｘセンサ７０３から出力されるＮＯｘセンサ検出値に基づいて、ＮＯｘセンサ出力処理部１５０が生成する診断対象値を、当該劣化診断に用いる。概略、診断対象値が、あらかじめ定められ記憶部１７０に記憶されている診断閾値と比較され、その結果に基づいて、ＴＷＣ６０１の劣化度合いが診断される。

図３は、本実施の形態において行う劣化診断の基本的考え方を説明するための図である。図３には、劣化状態の相異なるＴＷＣ６０１について順次に、ある車両１０００に搭載し当該車両をある運転条件にて運転し、それぞれの場合におけるＴＷＣ６０１からの排気（排出ガス）についてＮＯｘセンサ７０３による測定とＦＩＤ分析計を用いた分析とを並行して行った場合に、当該測定および分析について想定される結果を、示している。

具体的には、ＮＯｘセンサ検出値から算出されるであろうＮＯｘ重量換算値と、ＦＩＤ分析計から得られるであろうＮＯｘの分析値（排出ガスに含まれるＮＯｘの重量値）との個々のデータセットが、「○」（白丸印）にてプロットされている。

なお、上述したように、ＮＯｘ重量換算値は診断対象値の１つであり、排気の流量、圧力、温度が既知である場合、ＮＯｘの分子量をＮＯの分子量である３０とすれば、状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ、ｎ＝ｗ／Ｍ）を用いて算出することが可能である。

ともに排出ガス中のＮＯｘを対象としていることから、上述のような状況で得られるＮＯｘの分析値とＮＯｘ重量換算値とは、当然ながら、強い正の相関を有する。本発明の発明者は、具体的な事例について実際に、係る相関関係の存在を確認している。なお、一般に、貴金属成分の劣化が進行したＴＷＣ６０１ほどＮＯｘに対する浄化能は低く、それゆえより多くのＮＯｘを下流側へと排出することから、劣化が進行しているＴＷＣ６０１ほど、図３におけるＮＯｘ重量換算値は大きいことになる。

一方で、図３においては、ＮＯｘの分析値に対し、上述の運転に際してＮＯｘとともに検出されるであろうＴＨＣの分析値を足し合わせた場合に得られることになるＮＯｘ＋ＴＨＣの合計分析値と、ＮＯｘ重量換算値とのデータセットについても、「●」（黒丸印）にてプロットされている。なお、ＴＨＣの濃度値はＮＯｘの濃度値と概ね同程度あるいはそれよりも大きいものとする。

本発明の発明者が、具体的な事例について鋭意検討したところ、係るＮＯｘ＋ＴＨＣの総重量値についても、ＮＯｘのみの場合と同様、図３に示すようにＮＯｘ重量換算値に対して強い正の相関があるとの知見が得られた。しかも係る場合の相関係数（あるいはその二乗である決定係数）の値は、ＮＯｘのみの分析値を対象とする場合と同等、あるいは、１により近いことも、確認された。

一般に、貴金属部分の劣化が進行したＴＷＣ６０１ほど、ＮＯｘに加えてＴＨＣの浄化能も低下するが、上記の知見は、ＮＯｘの浄化能とＴＨＣの浄化能に応じた、ＮＯｘセンサ７０３からの出力値（ＮＯｘセンサ検出値）の大小に基づいて、ＴＷＣ６０１の貴金属部分の劣化度合いを、総合的に診断可能であることを示唆している。

本実施の形態においては、以上の点に基づき、ＮＯｘセンサ検出値に基づいて算出される診断対象値と、あらかじめ定められ、記憶部１７０に記憶されている診断閾値とを比較することにより、ＴＷＣ６０１の貴金属部分の劣化度合いについて、診断を行う。

診断閾値は、それぞれの劣化状態が相異なりかつ既知であるＴＷＣ６０１を順次に車両１０００に搭載し、あらかじめ定められた閾値設定用条件に即した所定の運転モードで（例えばシャシー試験などで）試験的に運転した場合に得られる診断対象値と、その際に分析計にて測定されるＮＯｘ＋ＴＨＣの総重量値との間の線型関係を示す式に基づいて特定されればよい。特定された診断閾値は、診断対象値の形式に応じた形式および値にて、記憶部１７０に記述される。

そして、実際に車両１０００に搭載されたＴＷＣ６０１を診断する場合においては、診断閾値を適用可能な運転条件で（例えば診断閾値設定時と同じ運転モードで）車両１０００を運転し、その際に得られる診断対象値が閾値を超えていれば、ＴＷＣ６０１の貴金属成分には許容限度を超えた劣化が生じていると診断し、診断対象値が閾値以下であれば、ＴＷＣ６０１の貴金属成分には許容限度を超えた劣化は生じていないと診断する。

あるいは、閾値が段階的に設定され、それぞれの閾値とＮＯｘ濃度値とが比較されることで、診断対象たるＴＷＣ６０１における貴金属成分の劣化の度合いを、段階的に診断する態様であってもよい。

なお、ＮＯｘのみを対象とする場合よりも、ＮＯｘ＋ＴＨＣを対象とする場合の方が、ＮＯｘセンサ７０３の診断対象値との間に優れた相関がみられる理由は、必ずしも明確ではない。推察されるとすれば、上述した構成を有するＮＯｘセンサ７０３には、測定電極４４においてＮＯｘのみならずＮＨ_３も分解される、いわゆるＮＨ_３干渉性があることから、ＮＯｘセンサ７０３においてＮＯｘ電流として検知されている電流の一部は、ＮＨ_３の分解により生じている可能性があること、および、ＴＷＣ６０１からのＮＨ_３の排出は、ＨＣと同様、リーン運転時の排ガスが浄化されたタイミングで生じることから、ＮＨ_３の排出挙動とＴＨＣの排出挙動とが類似していること、などが挙げられる。

図４は、ある車両１０００をＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５という２通りの走行モードで走行させた状態で、ＴＷＣ６０１の後方において排気に含まれるＮＨ_３とＴＨＣとを測定した結果を示す図である。横軸ｘには、ＦＴ－ＩＲにて測定したＮＨ_３の単位走行距離あたりの重量値（単位：ｇ／ｋｍ）をとり、縦軸ｙには、ＦＩＤ計を用いて測定したＴＨＣの単位走行距離あたりの重量値（単位：ｇ／ｋｍ）を取っている。

両走行モードについて、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝０．６７９７ｘ＋０．０００４ Ｒ^２＝０．９８；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝１．０１１３ｘ＋０．０１０９ Ｒ^２＝０．９７９５。

これらの結果は、ＴＷＣ６０１からのＮＨ_３の排出とＨＣの排出との間に正の相関があることを示唆している。すなわち、上記の推察の妥当性を裏付けているものと考えられる。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、ＴＷＣの貴金属成分の劣化度合いについて、ＮＯｘの排出量のみを診断対象とする場合よりも好適に、診断することができる。

（実施例１）
本実施例では、劣化の度合いが異なる４つのＴＷＣ６０１を用意し、それぞれを実際の車両１０００に搭載した状態で、所定の走行モードにて車両１０００による走行を行った。その際には、配管ＰにおいてＴＷＣ６０およびＮＯｘセンサ７０３よりも下流側にてサンプリングバッグにより排気（排出ガス）を捕集し、その中に含まれるＮＯｘとＴＨＣの重量値をそれぞれ、ＣＬＤ分析計とＦＩＤ分析計を用いて求めるとともに、その際にＮＯｘセンサ７０３から出力されるＮＯｘセンサ検出値に基づき診断対象値を算出した。

車両１０００としては、排気量１．４Ｌのガソリン車を使用した。ＴＷＣ６０１としては、新品（以下、freshもしくはfresh品とも称する）と、程度の異なる劣化状態を模擬的に実現するべく、fresh品に対し１０００℃でそれぞれ１時間、２時間、１０時間水熱エージングした３つの水熱エージング品とを用意した。水熱エージング時間の長いＴＷＣ６０１ほど、劣化の度合いが顕著なものに相当する。なお、水熱エージングは、Ｏ_２を２％、Ｈ_２Ｏを１０％含み、残余がＮ_２である雰囲気で行った。また、走行モードとしては、ＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５とを採用した。

そして、ＴＷＣ６０１と走行モードとの組み合わせが異なる全８通りの場合について、ＮＯｘセンサ７０３から出力されるＮＯｘセンサ検出値（ＮＯｘ電流値）に基づいて車両１０００の単位走行距離あたりのＮＯｘ重量換算値（単位：ｇ／ｋｍ）を算出するとともに、走行中にサンプリングバッグにて捕集した排出ガスに含まれるＮＯｘ＋ＴＨＣの、単位走行距離あたりの総重量値（単位：ｇ／ｋｍ）を算出した。図５は、前者の値を横軸ｘとし、後者の値を縦軸ｙとして、プロットした図である。

ＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５のそれぞれにつき、得られた４水準のデータを用いて個別に回帰分析を行い、図５において点線にて示す近似直線の式を求めるとともに、決定係数Ｒ^２を算出した。

図５にも示しているが、両走行モードについて、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝４．７４１５ｘ－０．０２４２ Ｒ^２＝０．９９１９；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝４．８７４３ｘ＋０．００２１ Ｒ^２＝０．９７８０。

係る結果からは、両走行モードのいずれの場合においても、ＮＯｘセンサ検出値から求まるＮＯｘ重量換算値と、ＮＯｘ＋ＴＨＣの単位走行距離あたりの総重量値との間には強い正の相関があることが、確認される。

これはすなわち、劣化度合いがあらかじめ特定された複数のＴＷＣ６０１を用いて本実施例のように所定の走行モードにて車両１０００を走行させ、図５に示すような近似直線を作成し、当該近似直線に基づいて診断閾値を定めておくようにすれば、劣化度合いが未知であるＴＷＣ６０１について、これを搭載した車両１０００を当該走行モードで走行させたときの単位走行距離あたりのＮＯｘ重量換算値を、診断閾値と比較することにより、当該ＴＷＣ６０１の劣化診断が可能であることを、示唆している。

（実施例２）
本実施例では、実施例１における診断対象値である単位走行距離あたりのＮＯｘ重量換算値を、車両１０００の走行に使用した燃料の量により規格化した値（規格化ＮＯｘ重量換算値)に換算したうえで、実施例１と同様の評価を行った。図６は、図５における横軸ｘの値を規格化ＮＯｘ重量換算値に換算したうえで、改めてプロットを行った図である。なお、規格化は、ＴＨＣが全てＣ_３Ｈ_８であると仮定し、かつ、ＦＩＤ分析計を用いて特定された排ガス中のＴＨＣについての重量値と、ＮＤＩＲ分析計を用いて特定された排ガス中のＣＯ＋ＣＯ_２の重量値との総和を、燃料の量とすることにより、行った。

本実施例においても、実施例１と同様に、ＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５のそれぞれにつき、得られた４水準のデータを用いて個別に回帰分析を行い、図６において点線にて示す近似直線の式を求めるとともに、決定係数Ｒ^２を算出した。

図６にも示しているが、両走行モードについて、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝７２９５．６ｘ－０．１０８２ Ｒ^２＝０．９９９６；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝３９３４．８ｘ＋０．０００３ Ｒ^２＝０．９９１２。

すなわち、いずれの走行モードにおいても、図５に示した場合よりも決定係数Ｒ^２が１に近づいている。係る結果はすなわち、規格化ＮＯｘ重量換算値を診断対象値とすることで、より精度良く劣化診断を行える可能性があることを、示唆している。

（実施例３）
実施例１および実施例２はいずれも、個別の走行モードごとに、ＮＯｘセンサ７０３からの出力に由来する診断対象値とＮＯｘ＋ＴＨＣの総重量値に相関関係があることを示しているに過ぎない。それゆえ、これらの相関関係に基づいて劣化診断を行う場合、診断閾値の設定時と同じ走行モードで走行することが必要となる。

本実施例では、実施例１および実施例２のそれぞれにおいて２つの走行モードで得られた８水準のデータ全てを対象に回帰分析を行い、近似直線の式を求めるとともに、決定係数Ｒ^２を算出した。図７は、実施例１の図５と同じデータのプロットに、当該回帰分析にて得られた近似直線を示す図である。また、図８は、実施例２の図６と同じデータのプロットに、当該回帰分析にて得られた近似直線を示す図である。

図７にも示しているが、実施例１の８水準のデータ全てを対象とした近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ｙ＝５．６８４３ｘ－０．０３６ Ｒ^２＝０．９２２４。

また、図８にも示しているが、実施例２の８水準のデータ全てを対象とした近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ｙ＝５３３９ｘ－０．０５６ Ｒ^２＝０．９５６６。

いずれも、個別の走行モードごとに求めた近似直線に比べ、決定係数の値は小さいが、それでも十分に、ｘとｙの間に強い相関があることを示している。このことは、診断閾値の設定に際しては相異なる複数の走行モードにて走行を行い、その結果に基づき適宜の診断対象値について設定を行いつつも、実際の劣化診断に際しては、走行モードを特段限定することなく走行を行い、その結果を診断閾値と比較可能であることを、示唆している。

（比較例１）
捕集した排出ガスに含まれるＮＯｘのみを評価の対象とするほかは、実施例１と同様に、評価を行った。

図９は、図５における縦軸ｙの値を、走行中にサンプリングバッグにて捕集した排出ガスに含まれるＮＯｘの、単位走行距離あたりの重量値（単位：ｇ／ｋｍ）として、プロットを行った図である。

ＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５のそれぞれにつき、実施例１と同様に回帰分析を行い、図９において点線にて示す近似直線の式を求めるとともに、決定係数Ｒ^２を算出した。

図９にも示しているが、両走行モードについて、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝２．７６０８ｘ－０．０１０５ Ｒ^２＝０．９７７８；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝４．０８５３ｘ－０．０５５２ Ｒ^２＝０．９０２８。

いずれの場合も、決定係数Ｒ^２は０．９を超えており、ｘとｙの間に強い相関があることは認められるが、実施例１と比べると、値は下回っている。係る結果と実施例１の結果は、ＮＯｘセンサ７０３から出力されるＮＯｘセンサ検出値をＴＷＣ６０１の貴金属成分の劣化度合いを判断する指標に用い、かつ、ＴＷＣ６０１におけるＮＯｘとＴＨＣに対する総合的な浄化能に基づいて診断閾値を定めることが、妥当であることを指し示している。

（比較例２）
実施例１で使用した４つのＴＷＣ６０１について、実施例１にて使用した車両１０００に搭載し、当該車両１０００をＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５のそれぞれの走行モードで走行させたときの酸素吸蔵量を、公知のＣｍａｘ法を適用することにより求めた。

図１０は、ＴＷＣ６０１と走行モードとの組み合わせが異なる全８通りの場合について、Ｃｍａｘ法により得られた酸素吸蔵量（単位：ｇ）を横軸ｘとし、縦軸ｙを走行中にサンプリングバッグにて捕集した排出ガスに含まれるＮＯｘの、単位走行距離あたりの重量値（単位：ｇ／ｋｍ）として、プロットを行った図である。また、図１１は、横軸ｘは図１０と同じとし、縦軸ｙを排出ガスに含まれるＴＨＣの、単位走行距離あたりの重量値（単位：ｇ／ｋｍ）として、プロットを行った図である。

また、ＦＴＰ－７５とＲＴＳ－９５のそれぞれにつき、得られた４水準のデータを用いて個別に回帰分析を行い、図１０および図１１において点線にて示す近似直線の式を求めるとともに、決定係数Ｒ^２を算出した。

図１０にも示しているが、ＮＯｘの場合について、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝－０．１４１８ｘ＋０．１１６７ Ｒ^２＝０．５８１３；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝－０．１３４９ｘ＋０．１３５６ Ｒ^２＝０．８７２１。

また、図１１にも示しているが、ＴＨＣの場合について、近似直線の式と決定係数Ｒ^２の値はそれぞれ、次のようになった。

ＦＴＰ－７５：ｙ＝－０．０９０６ｘ＋０．０７３１ Ｒ^２＝０．４６６１；
ＲＴＳ－９５：ｙ＝－０．０２６９ｘ＋０．０９８６ Ｒ^２＝０．２７８６。

図１０に示すＮＯｘの場合も、図１１に示すＴＨＣの場合も、酸素吸蔵量との間に十分な相関は得られなかった。係る結果は、酸素吸蔵量をＴＷＣ６０１におけるＮＯｘとＴＨＣの浄化能に対する直接的な診断指標とすることは、妥当ではないことを示している。

１０ ガス導入口
２０ 第１内部空所
２１ 主ポンプセル
２２ 内側ポンプ電極
２３ 外側（空所外）ポンプ電極
４０ 第２内部空所
４１ 測定ポンプセル
４２ 基準電極
４４ 測定電極
５０ 補助ポンプセル
５１ 補助ポンプ電極
７０ ヒータ部
７２ ヒータエレメント
８０ 主センサセル
８１ 補助センサセル
８２ 測定センサセル
８３ センサセル
３００ アクセルペダル
４０１ 吸気部
５００ エンジン
５０１ 燃料噴射装置
６０１ ＴＷＣ
７０３ ＮＯｘセンサ
７０３ｓ センサ素子
１０００ 車両
ＤＲ 運転者
ＤＳ１ 触媒劣化診断システム
Ｐ 配管

Claims (3)

1. 車両に搭載された内燃機関から排出された排ガスを浄化する触媒の、劣化度合いを診断する方法であって、
   前記触媒が貴金属部分とセラミックス部分とを有しており、
   前記排ガスの排気経路において前記触媒よりも下流側にＮＯｘセンサが設けられおり、
   診断閾値を設定する閾値設定工程と、
   前記ＮＯｘセンサからの出力に応じた診断対象値と、あらかじめ定められた前記診断閾値とを比較することにより、前記触媒の劣化の度合いを診断する診断工程と、
   を備え、
   前記閾値設定工程においては、前記車両が一定の閾値設定用条件のもとで走行させられたときの、前記診断対象値と前記触媒を経た前記排ガス中のＮＯｘとＴＨＣとの総重量値との相関関係に基づいて、前記診断閾値が定められ、
   前記診断工程においては、前記車両が診断可能な条件のもとで走行する間に得られる前記診断対象値が、前記診断閾値を超える場合に、前記触媒の前記貴金属部分に劣化が生じていると診断する、
   ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
2. 請求項１に記載の触媒劣化診断方法であって、
   前記閾値設定工程においては、前記診断閾値が、前記車両が前記一定の閾値設定用条件として定められた一の走行モードで走行した際の前記診断対象値と前記総重量値との相関関係に基づいて定められ、
   前記診断工程においては、前記車両が前記一の走行モードで走行するときに、前記触媒の劣化の度合いを診断する、
   ことを特徴とする触媒劣化診断方法。
3. 請求項１に記載の触媒劣化診断方法であって、
   前記閾値設定工程においては、前記診断閾値が、前記車両が前記一定の閾値設定用条件として定められた相異なる複数の走行モードのそれぞれで走行した際の、全ての前記診断対象値と全ての前記総重量値との間の一の相関関係に基づいて定められる、
   ことを特徴とする触媒劣化診断方法。

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