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JPH0988560A - エンジンの診断装置 - Google Patents

エンジンの診断装置

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Publication number
JPH0988560A
JPH0988560A JP7249179A JP24917995A JPH0988560A JP H0988560 A JPH0988560 A JP H0988560A JP 7249179 A JP7249179 A JP 7249179A JP 24917995 A JP24917995 A JP 24917995A JP H0988560 A JPH0988560 A JP H0988560A
Authority
JP
Japan
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nox
catalyst
fuel ratio
lean
air
Prior art date
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Application number
JP7249179A
Other languages
English (en)
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JP3633055B2 (ja
Inventor
Hisashi Mitsumoto
久司 光本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor 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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP24917995A priority Critical patent/JP3633055B2/ja
Publication of JPH0988560A publication Critical patent/JPH0988560A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3633055B2 publication Critical patent/JP3633055B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • 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
    • F01N2550/03Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • 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
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    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • 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
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーンエンジン用の触媒を診断する。 【解決手段】 排気通路5に、NOx吸着触媒8、又
は、リーンNOx触媒7+NOx吸着触媒8を備える。
NOx吸着触媒8の下流側にNOxセンサ9を設け、ス
トイキ→リーン切換後、NOxセンサ9の出力値が予め
定められたスライスレベルを超えるまでの時間が所定値
より短くなったときに、NOx吸着触媒8の劣化と診断
する。また、NOxセンサ9の出力値が所定値以上とな
ったときに、リーンNOx触媒7の劣化と診断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの診断装
置に関し、特にリーンエンジン用の触媒又は空燃比の診
断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開平4−116239号
公報に開示される装置では、エンジンの排気通路に三元
触媒を介装し、この三元触媒の上流側と下流側とに、排
気中のO2 濃度に応じてリッチ・リーン反転信号を出力
する上流側O2 センサ及び下流側O2 センサを設け、上
流側O2 センサの出力信号に基づいて所定の空燃比が得
られるように燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減補正す
る空燃比フィードバック制御を行う一方で、空燃比フィ
ードバック制御時の上流側O2 センサ及び下流側O2
ンサの出力値を用いて、すなわち、上流側O2 センサの
出力信号のリッチ・リーン反転周波数f1と、下流側O
2 センサの出力信号のリッチ・リーン反転周波数f2と
に基づいて、反転周波数比f2/f1を求め、当該反転
周波数比が設定値以下であるときには三元触媒は正常で
あり、設定値より大きいときは異常(劣化)と診断する
ようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンに
供給する混合気の空燃比を運転条件に応じて理論空燃比
(ストイキ)とリーン空燃比(リーン)とに切換える空
燃比切換手段を備えるエンジン(リーンエンジン)にお
いては、排気通路に、リーン空燃比での運転時(リーン
運転時)にNOxを吸着し、理論空燃比での運転時(ス
トイキ運転時)に前記吸着したNOxを還元可能なNO
x吸着触媒を設けるか、ストイキ運転時にHCを吸着
し、リーン運転時に前記吸着したHC(及びエンジンよ
り新たに排出されるHC)によりNOxを還元可能なリ
ーンNOx触媒を設けて、その下流側にNOx吸着触媒
を設けている。
【0004】しかるに、このようなリーンエンジン用の
触媒について、前記従来の診断装置では、診断できない
という問題点があった。すなわち、NOx吸着触媒のN
Ox吸着性能はO2 濃度では劣化判定できず、また、リ
ーンNOx触媒のNOx転化性能もO2 濃度では劣化判
定できないからである。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、リーンエンジン用の触媒等の診断を可能にすること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明では、図1(A) に示すように、排気通路5にNO
x吸着触媒8を備えるエンジンにおいて、NOx吸着触
媒8の下流にて排気中のNOxを検出するNOxセンサ
9を設ける一方、ストイキ→リーン切換後に、NOxセ
ンサ9の出力値が予め設定されたスライスレベルを超え
るまでの時間に基づいて、NOx吸着触媒8の劣化を判
定するNOx吸着触媒劣化判定手段を設けて、触媒の診
断装置を構成する。
【0007】すなわち、NOx吸着触媒の吸着性能が劣
化するに従って、ストイキ→リーン切換後にNOxセン
サの出力値がスライスレベルに到達する時間が短くなる
ので、これを検知することによってNOx吸着触媒の吸
着性能劣化を診断する。請求項2に係る発明では、図1
(B) に示すように、排気通路5にリーンNOx触媒7を
備え、更にその下流側にNOx吸着触媒8を備えるエン
ジンにおいて、NOx吸着触媒8の下流にて排気中のN
Oxを検出するNOxセンサ9を設ける一方、ストイキ
→リーン切換後に、NOxセンサ9の出力値が予め設定
されたスライスレベルを超えるまでの時間に基づいて、
NOx吸着触媒8の劣化を判定するNOx吸着触媒劣化
判定手段と、NOxセンサ9の出力値のレベルに基づい
て、リーンNOx触媒7の劣化を判定するリーンNOx
触媒劣化判定手段とを設けて、触媒の診断装置を構成す
る。
【0008】すなわち、NOx吸着触媒の吸着性能が劣
化するに従って、ストイキ→リーン切換後にNOxセン
サの出力値がスライスレベルに到達する時間τが短くな
り、リーンNOx触媒のNOx転化性能が劣化するに従
って、NOxセンサの出力値のレベルが増大するので、
これらを検知することによってNOx吸着触媒の吸着性
能劣化とリーンNOx触媒の転化性能劣化とを診断す
る。
【0009】請求項3に係る発明では、図1(A) に示す
ように、排気通路5にNOx吸着触媒8を備えるエンジ
ンにおいて、NOx吸着触媒8の下流にて排気中のNO
xを検出するNOxセンサ9と、NOx吸着触媒8の温
度を検出する温度センサ10とを設ける一方、ストイキ→
リーン切換後に、NOxセンサ9の出力値が予め設定さ
れたスライスレベルを超えるまでの時間、及び触媒温度
に基づいて、NOx吸着触媒8の劣化とS被毒による一
時劣化とを判定するNOx吸着触媒劣化判定手段を設け
て、触媒の診断装置を構成する。
【0010】すなわち、NOx吸着触媒の表面にSが多
量に堆積すると、NOxが吸着されなくなるためにNO
x排出量が多くなるが、Sの堆積は一時的であり、高温
状態で触媒を保持すると、Sが分解されて、Sの堆積量
が少なくなることが知られている。よって、触媒温度を
考慮して、NOx吸着触媒の熱による永久劣化とS被毒
による一時劣化とを分類して診断する。
【0011】請求項4に係る発明では、図1(B) に示す
ように、排気通路にリーンNOx触媒7を備え、更にそ
の下流側にNOx吸着触媒8を備えるエンジンにおい
て、NOx吸着触媒8の下流にて排気中のNOxを検出
するNOxセンサ9と、NOx吸着触媒8の温度を検出
する温度センサ10とを設ける一方、ストイキ→リーン切
換後に、NOxセンサ9の出力値が予め設定されたスラ
イスレベルを超えるまでの時間、及び触媒温度に基づい
て、NOx吸着触媒8の劣化とS被毒による一時劣化と
を判定するNOx吸着触媒劣化判定手段と、NOxセン
サ9の出力値のレベルに基づいて、リーンNOx触媒7
の劣化を判定するリーンNOx触媒劣化判定手段とを設
けて、触媒の診断装置を構成する。
【0012】これによれば、NOx吸着触媒の熱による
永久劣化とS被毒による一時劣化とリーンNOx触媒の
劣化とを分類して診断できる。請求項5に係る発明で
は、排気通路に触媒を備えるエンジンにおいて、触媒の
上流にて排気中のNOxを検出する上流側NOxセンサ
11を設ける一方、リーン運転時に上流側NOxセンサ11
の出力値のレベルに基づいて空燃比のシフトを判定する
空燃比シフト判定手段を設けて、空燃比の診断装置を構
成する(図1(A),(B) 参照)。
【0013】車両からのNOx排出量は触媒の性能だけ
でなく、エンジンから排出されるNOx排出量にもよ
る。そして、一般的にNOx排出量は空燃比によって定
まるが、バラツキの範囲があり、この範囲の上限値を超
えたら空燃比のリッチシフト、下限値より少なければ空
燃比のリーンシフトと診断できる。よって、上流側NO
xセンサの出力レベルに基づいて空燃比のシフトを診断
する 請求項6に係る発明では、請求項1〜請求項4に係る発
明に加え、触媒の上流にて排気中のNOxを検出する上
流側NOxセンサ11を設ける一方、リーン運転時に上流
側NOxセンサ11の出力値のレベルに基づいて空燃比の
シフトを判定する空燃比シフト判定手段を設けたことを
特徴とする(図1(A),(B) 参照)。
【0014】これによれば、請求項1〜請求項4に係る
発明の各作用に加え、空燃比のシフトをも診断できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。 〔第1の実施例〕図2はシステム図である。エンジン1
の吸気通路2に燃料噴射弁3が設けられ、この燃料噴射
弁3はコントロールユニット4により制御されるように
なっている。そして、排気通路5には後述する触媒より
上流側にO2 センサ6が設けられていて、その信号はコ
ントロールユニット4に入力されている。
【0016】コントロールユニット4は、エンジン運転
条件に応じて目標空燃比をストイキとリーンとに切換
え、ストイキ条件ではO2 センサ6からの信号に基づく
フィードバック制御により、またリーン条件ではオープ
ン制御により、燃料噴射弁3の燃料噴射量を制御する。
排気浄化のため、排気通路5にはNOx吸着触媒8を介
装してある。NOx吸着触媒8は、リーン運転時にNO
xを吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したNOxを還
元可能である。
【0017】ここにおいて、NOx吸着触媒8の下流側
に排気中のNOxを検出するNOxセンサ9を設けて、
その信号をコントロールユニット4に入力している。
尚、NOxセンサ9は、In3+−TiO2 、WO3 、あ
るいは、Sc2 3 −CuOなどの酸化物半導体を用い
たものである。図3にストイキ→リーン切換時のNOx
センサ出力を示す。NOx吸着触媒のNOx吸着性能に
より図のような特性となり、NOx吸着性能が劣化する
に従ってスライスレベルに到達する時間τが短くなる。
よって、これを検知することによってNOx吸着触媒の
吸着性能劣化を診断できる。
【0018】図4に診断フローチャートを示す。ステッ
プ1(図にはS1と記してある。以下同様)では、リー
ン条件か否かを判定し、リーン条件のときにのみステッ
プ2へ進む。ステップ2では、前回もリーン条件か否か
を判定し、NOの場合は、ストイキ→リーン切換時であ
り、ステップ3で切換後の経過時間を計時するカウンタ
CNTをクリアする。YESの場合は、ステップ4でカ
ウンタCNTをカウントアップする。
【0019】ステップ5では、NOxセンサ9の出力値
NOxVを読込む。ステップ6では、NOxセンサ9の
出力値NOxVを所定値(スライスレベル)V0 と比較
し、NOxV<V0 の場合は、ステップ8でNOx吸着
触媒正常と判定する。NOxV≧V0 の場合は、ステッ
プ7でカウンタCNTと所定値C0 とを比較し、CNT
≧C0 の場合は、ステップ8でNOx吸着触媒正常と判
定するが、CNT<C0 の場合は、ステップ9でNOx
吸着触媒劣化と判定する。
【0020】すなわち、ストイキ→リーン切換後に、N
Oxセンサ9の出力値NOxVが予め設定されたスライ
スレベルV0 を超えるまでの時間に基づいて、その時間
が所定値(C0 )より短い場合に、NOx吸着触媒8の
劣化と判定する。ここで、ステップ1〜9の部分がNO
x吸着触媒劣化判定手段に相当する。 〔第2の実施例〕この実施例は、リーンNOx触媒+N
Ox吸着触媒を備える場合である。
【0021】図5はシステム図である。排気通路5には
リーンNOx触媒7とNOx吸着触媒8とを直列に介装
してある。リーンNOx触媒7は、ストイキ運転時にH
Cを吸着し、リーン運転時に前記吸着したHCとエンジ
ンより新たに排出されるHCとによりNOxを還元可能
である。NOx吸着触媒8は、リーン運転時にNOxを
吸着し、ストイキ運転時に前記吸着したNOxを還元可
能である。
【0022】ここにおいて、NOx吸着触媒8の下流側
に排気中のNOxを検出するNOxセンサ9を設けて、
その信号をコントロールユニット4に入力している。図
6にストイキ→リーン切換時のNOxセンサ出力を示
す。NOx吸着触媒のNOx吸着性能が劣化するに従っ
てスライスレベルに到達する時間τが短くなり、リーン
NOx触媒のNOx転化性能が劣化するに従って、出力
レベルが増大する。よって、前記時間τによってNOx
吸着触媒の吸着性能劣化を診断でき、出力レベルによっ
てリーンNOx触媒の転化性能劣化を診断できる。
【0023】図7に診断フローチャートを示す。ステッ
プ1では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件のと
きにのみステップ2へ進む。ステップ2では、前回もリ
ーン条件か否かを判定し、NOの場合は、ストイキ→リ
ーン切換時であり、ステップ3で切換後の経過時間を計
時するカウンタCNTをクリアする。YESの場合は、
ステップ4でカウンタCNTをカウントアップする。
【0024】ステップ5では、NOxセンサ9の出力値
NOxVを読込む。ステップ11では、NOxセンサ9の
出力値NOxVを所定値(スライスレベル)V0 と比較
し、NOxV<V0 の場合は、ステップ14でNOx吸着
触媒及びリーンNOx触媒正常と判定する。NOxV≧
0 の場合は、ステップ12でNOxセンサ9の出力値N
OxVを所定値V1 (>V0 )と比較し、NOxV<V
1 の場合は、ステップ13へ進む。
【0025】ステップ13では、カウンタCNTと所定値
0 とを比較し、CNT≧C0 の場合は、ステップ14で
NOx吸着触媒及びリーンNOx触媒正常と判定する
が、CNT<C0 の場合は、ステップ17でNOx吸着触
媒劣化と判定する。NOxV≧V1 の場合は、ステップ
15でリーンNOx触媒劣化と判定する。そして、更にス
テップ16へ進む。
【0026】ステップ16では、カウンタCNTと所定値
0 とを比較し、CNT<C0 の場合は、ステップ17で
NOx吸着触媒劣化と判定する。すなわち、ストイキ→
リーン切換後に、NOxセンサ9の出力値NOxVが予
め設定されたスライスレベルV0 を超えるまでの時間に
基づいて、その時間が所定値(C0 )より短い場合に、
NOx吸着触媒の劣化と判定し、NOxセンサ9の出力
値NOxVが所定値V1 を超えた場合に、リーンNOx
触媒の劣化と判定する。
【0027】ここで、ステップ1〜5,11,13,14,1
6,17の部分がNOx吸着触媒劣化判定手段に相当し、
ステップ12,15の部分がリーンNOx触媒劣化判定手段
に相当する。 〔第3の実施例〕この実施例は、NOx吸着触媒を備え
る場合に、NOx吸着触媒のS被毒による一時劣化を分
類して診断できるようにしたものである。
【0028】図8はシステム図である。第1の実施例
(図2)と異なる点は、NOx吸着触媒8の温度を検出
する温度センサ10を設けて、その信号をコントロールユ
ニット4に入力してある。図9にNOx吸着触媒のS被
毒によるNOx排出特性を示す。触媒表面にSが多量に
堆積すると、本来リーン時にBaNO3 とNOxが吸着
されるところが、BaSO4 となり、NOxが吸着され
なくなるためにNOx排出量が多くなる。しかし、Sの
堆積は一時的であり、高温である一定時間(例えば 600
℃で30分)触媒を保持すると、Sが分解されて、Sの堆
積量が少なくなることが知られている。従って、ある一
定時間触媒が高温環境下にあったか否かを検出すること
により、NOx吸着触媒の熱による永久劣化とS被毒に
よる一時劣化とを分類して診断できる。
【0029】図10に診断フローチャートを示す。第1の
実施例(図4)と異なる点を説明する。ステップ101 で
は、温度センサ10の信号に基づいて触媒温度Tcat を読
込む。そして、ステップ102 では、触媒温度Tcat と所
定値T0 とを比較し、Tcat ≧T0 の場合にステップ10
3 でカウンタTMをカウントアップする。従って、カウ
ンタTMはエンジン始動後に触媒温度Tcat が所定値T
0 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【0030】NOxセンサ9の出力値NOxV≧V
0 で、CNT<C0 の場合、第1の実施例では、NOx
吸着触媒劣化と判定するが、この第3の実施例では、ス
テップ104 でカウンタTMと所定値TM0 とを比較す
る。比較の結果、TM≧TM0 の場合は、ステップ9で
NOx吸着触媒劣化と判定するが、TM<TM0 の場合
は、ステップ105 でS被毒と判定する。
【0031】ここで、ステップ1〜9,101 〜105 の部
分がNOx吸着触媒劣化判定手段に相当する。 〔第4の実施例〕この実施例は、リーンNOx触媒+N
Ox吸着触媒を備える場合に、NOx吸着触媒のS被毒
による一時劣化を分類して診断できるようにしたもので
ある。
【0032】図11はシステム図である。第2の実施例
(図5)と異なる点は、NOx吸着触媒8の温度を検出
する温度センサ10を設けて、その信号をコントロールユ
ニット4に入力してある。尚、図では温度センサ10をリ
ーンNOx触媒7とNOx吸着触媒8との間に設けてい
るが、NOx吸着触媒8の温度(又はこれに関連する温
度)を検出できる位置であればよい。
【0033】図12に診断フローチャートを示す。第2の
実施例(図7)と異なる点を説明する。ステップ101 で
は、温度センサ10の信号に基づいて触媒温度Tcat を読
込む。そして、ステップ102 では、触媒温度Tcat と所
定値T0 とを比較し、Tcat ≧T0 の場合にステップ10
3 でカウンタTMをカウントアップする。従って、カウ
ンタTMはエンジン始動後に触媒温度Tcat が所定値T
0 以上の高温状態にあった積算時間を示すことになる。
【0034】NOxセンサ9の出力値NOxV≧V
0 で、CNT<C0 の場合、第2の実施例では、NOx
吸着触媒劣化と判定するが、この第4の実施例では、ス
テップ104 でカウンタTMと所定値TM0 とを比較す
る。比較の結果、TM≧TM0 の場合は、ステップ17で
NOx吸着触媒劣化と判定するが、TM<TM0 の場合
は、ステップ105 でS被毒と判定する。
【0035】ここで、ステップ1〜5,11,13,14,1
6,17,101 〜105 の部分がNOx吸着触媒劣化判定手
段に相当し、ステップ12,15の部分がリーンNOx触媒
劣化判定手段に相当する。 〔第5の実施例〕この実施例は、エンジンから排出され
るNOx量に影響する空燃比のシフトを診断するもので
ある。
【0036】図13はシステム図である。排気通路5には
NOx吸着触媒8(又はリーンNOx触媒7)を介装し
てある。ここにおいて、NOx吸着触媒8の上流側(O
2 センサ6とほぼ同位置)に排気中のNOxを検出する
上流側NOxセンサ11を設けて、その信号をコントロー
ルユニット4に入力している。
【0037】図14にエンジンの空燃比(A/F)とNO
xとの関係を示す。一般的にNOx排出量はA/Fがリ
ーン化するに従い低下するが、エンジンのバラツキ、特
に気筒A/FバラツキによりNOx排出量にバラツキΔ
lがある。このΔlを超えるNOx値を示すと、これは
A/Fが変化したことになる。例えば上限値maxを超
えたらリッチシフト、下限値minより少なければリー
ンシフトしたことになる。従って、触媒でなく、A/F
のシフトを診断できる。
【0038】図15に診断フローチャートを示す。ステッ
プ200 では、リーン条件か否かを判定し、リーン条件の
ときにのみステップ201 へ進む。ステップ201 では、上
流側NOxセンサ11の出力値V’を読込む。ステップ20
2 では、上流側NOxセンサ11の出力値V’を上限値V
max と比較し、V’≧Vmax の場合は、ステップ203 で
A/Fリッチシフトと判定する。
【0039】V’<Vmax の場合は、ステップ204 で上
流側NOxセンサ11の出力値V’を下限値Vmin と比較
し、V’≦Vmin の場合は、ステップ205 でA/Fリー
ンシフトと判定する。V’>Vmin の場合は、ステップ
206 でA/F正常と判定する。ここで、ステップ200 〜
206 の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【0040】〔第6の実施例〕この実施例は、第1の実
施例と第5の実施例とを組合わせたものである。図16は
システム図である。第1の実施例(図2)と異なる点
は、NOx吸着触媒8の上流側(O2 センサ6とほぼ同
位置)に排気中のNOxを検出する上流側NOxセンサ
11を設けて、その信号をコントロールユニット4に入力
している。
【0041】図17に診断フローチャートを示す。第1の
実施例(図4)と異なる点は、中間に、ステップ201 〜
206 の処理(空燃比シフト判定手段)が追加されてい
る。ステップ201 では、上流側NOxセンサ11の出力値
V’を読込む。ステップ202 では、上流側NOxセンサ
11の出力値V’を上限値Vmax と比較し、V’≧Vmax
の場合は、ステップ203 でA/Fリッチシフトと判定す
る。
【0042】V’<Vmax の場合は、ステップ204 で上
流側NOxセンサ11の出力値V’を下限値Vmin と比較
し、V’≦Vmin の場合は、ステップ205 でA/Fリー
ンシフトと判定する。V’>Vmin の場合は、ステップ
206 でA/F正常と判定する。ここで、ステップ201 〜
206 の部分が空燃比シフト判定手段に相当する。
【0043】〔第7の実施例〕この実施例は、第2の実
施例と第5の実施例とを組合わせたものである。図18は
システム図である。第2の実施例(図5)と異なる点
は、リーンNOx触媒7の上流側(O2 センサ6とほぼ
同位置)に排気中のNOxを検出する上流側NOxセン
サ11を設けて、その信号をコントロールユニット4に入
力している。
【0044】図19に診断フローチャートを示す。第2の
実施例(図7)と異なる点は、中間に、ステップ201 〜
206 の処理(空燃比シフト判定手段)が追加されてい
る。ステップ201 〜206 の処理内容は、第6の実施例で
の処理内容と同じである。 〔第8の実施例〕この実施例は、第3の実施例と第5の
実施例とを組合わせたものである。
【0045】図20はシステム図である。第3の実施例
(図8)と異なる点は、NOx吸着触媒8の上流側(O
2 センサ6とほぼ同位置)に排気中のNOxを検出する
上流側NOxセンサ11を設けて、その信号をコントロー
ルユニット4に入力している。図21に診断フローチャー
トを示す。
【0046】第3の実施例(図10)と異なる点は、中間
に、ステップ201 〜206 の処理(空燃比シフト判定手
段)が追加されている。ステップ201 〜206 の処理内容
は、第6の実施例での処理内容と同じである。 〔第9の実施例〕この実施例は、第4の実施例と第5の
実施例とを組合わせたものである。
【0047】図22はシステム図である。第4の実施例
(図11)と異なる点は、リーンNOx触媒7の上流側
(O2 センサ6とほぼ同位置)に排気中のNOxを検出
する上流側NOxセンサ11を設けて、その信号をコント
ロールユニット4に入力している。図23に診断フローチ
ャートを示す。
【0048】第4の実施例(図12)と異なる点は、中間
に、ステップ201 〜206 の処理(空燃比シフト判定手
段)が追加されている。ステップ201 〜206 の処理内容
は、第6の実施例での処理内容と同じである。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、NOx吸着触媒の吸着性能の劣化を正確に
診断することができるという効果が得られる。請求項2
に係る発明によれば、NOx吸着触媒の吸着性能の劣化
とリーンNOx触媒の転化性能の劣化とを正確に診断で
きるという効果が得られる。
【0050】請求項3に係る発明によれば、NOx吸着
触媒の熱による劣化とS被毒による一時劣化とを分類し
て診断できるという効果が得られる。請求項4に係る発
明によれば、NOx吸着触媒の熱による劣化とS被毒に
よる一時劣化とを分類して診断でき、更にリーンNOx
触媒の劣化を診断できるという効果が得られる。
【0051】請求項5に係る発明によれば、エンジンか
ら排出されるNOx量に大きく影響する空燃比のシフト
を正確に診断できるという効果が得られる。請求項6に
係る発明によれば、請求項1〜請求項4に係る発明の各
効果に加え、エンジンから排出されるNOx量に大きく
影響する空燃比のシフトをも正確に診断できるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の第1の実施例を示すシステム図
【図3】 同上第1の実施例の特性図
【図4】 同上第1の実施例の診断フローチャート
【図5】 本発明の第2の実施例を示すシステム図
【図6】 同上第2の実施例の特性図
【図7】 同上第2の実施例の診断フローチャート
【図8】 本発明の第3の実施例を示すシステム図
【図9】 同上第3の実施例の特性図
【図10】 同上第3の実施例の診断フローチャート
【図11】 本発明の第4の実施例を示すシステム図
【図12】 同上第4の実施例の診断フローチャート
【図13】 本発明の第5の実施例を示すシステム図
【図14】 同上第5の実施例の特性図
【図15】 同上第5の実施例の診断フローチャート
【図16】 本発明の第6の実施例を示すシステム図
【図17】 同上第6の実施例の診断フローチャート
【図18】 本発明の第7の実施例を示すシステム図
【図19】 同上第7の実施例の診断フローチャート
【図20】 本発明の第8の実施例を示すシステム図
【図21】 同上第8の実施例の診断フローチャート
【図22】 本発明の第9の実施例を示すシステム図
【図23】 同上第9の実施例の診断フローチャート
【符号の説明】
1 エンジン 2 吸気通路 3 燃料噴射弁 4 コントロールユニット 5 排気通路 6 O2 センサ 7 リーンNOx触媒 8 NOx吸着触媒 9 NOxセンサ 10 温度センサ 11 上流側NOxセンサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 77/08 B01D 53/36 101B G01M 15/00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気通路に、リーン空燃比での運転時にN
    Oxを吸着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したN
    Oxを還元可能なNOx吸着触媒を備えるエンジンにお
    いて、 前記NOx吸着触媒の下流にて排気中のNOxを検出す
    るNOxセンサを設ける一方、 理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、NOxセン
    サの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるま
    での時間に基づいて、前記NOx吸着触媒の劣化を判定
    するNOx吸着触媒劣化判定手段を設けてなる診断装
    置。
  2. 【請求項2】排気通路に、理論空燃比での運転時にHC
    を吸着し、リーン空燃比での運転時に前記吸着したHC
    によりNOxを還元可能なリーンNOx触媒を備え、更
    にその下流側に、リーン空燃比での運転時にNOxを吸
    着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したNOxを還
    元可能なNOx吸着触媒を備えるエンジンにおいて、 前記NOx吸着触媒の下流にて排気中のNOxを検出す
    るNOxセンサを設ける一方、 理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、NOxセン
    サの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるま
    での時間に基づいて、前記NOx吸着触媒の劣化を判定
    するNOx吸着触媒劣化判定手段と、NOxセンサの出
    力値のレベルに基づいて、前記リーンNOx触媒の劣化
    を判定するリーンNOx触媒劣化判定手段とを設けてな
    る診断装置。
  3. 【請求項3】排気通路に、リーン空燃比での運転時にN
    Oxを吸着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したN
    Oxを還元可能なNOx吸着触媒を備えるエンジンにお
    いて、 前記NOx吸着触媒の下流にて排気中のNOxを検出す
    るNOxセンサと、前記NOx吸着触媒の温度を検出す
    る温度センサとを設ける一方、 理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、NOxセン
    サの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるま
    での時間、及び触媒温度に基づいて、前記NOx吸着触
    媒の劣化とS被毒による一時劣化とを判定するNOx吸
    着触媒劣化判定手段を設けてなる診断装置。
  4. 【請求項4】排気通路に、理論空燃比での運転時にHC
    を吸着し、リーン空燃比での運転時に前記吸着したHC
    によりNOxを還元可能なリーンNOx触媒を備え、更
    にその下流側に、リーン空燃比での運転時にNOxを吸
    着し、理論空燃比での運転時に前記吸着したNOxを還
    元可能なNOx吸着触媒を備えるエンジンにおいて、 前記NOx吸着触媒の下流にて排気中のNOxを検出す
    るNOxセンサと、前記NOx吸着触媒の温度を検出す
    る温度センサとを設ける一方、 理論空燃比からリーン空燃比への切換後に、NOxセン
    サの出力値が予め設定されたスライスレベルを超えるま
    での時間、及び触媒温度に基づいて、前記NOx吸着触
    媒の劣化とS被毒による一時劣化とを判定するNOx吸
    着触媒劣化判定手段と、NOxセンサの出力値のレベル
    に基づいて、前記リーンNOx触媒の劣化を判定するリ
    ーンNOx触媒劣化判定手段とを設けてなる診断装置。
  5. 【請求項5】排気通路に触媒を備えるエンジンにおい
    て、前記触媒の上流にて排気中のNOxを検出する上流
    側NOxセンサを設ける一方、リーン空燃比での運転時
    に上流側NOxセンサの出力値のレベルに基づいて空燃
    比のシフトを判定する空燃比シフト判定手段を設けてな
    る診断装置。
  6. 【請求項6】前記触媒の上流にて排気中のNOxを検出
    する上流側NOxセンサを設ける一方、リーン空燃比で
    の運転時に上流側NOxセンサの出力値のレベルに基づ
    いて空燃比のシフトを判定する空燃比シフト判定手段を
    設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか
    1つに記載の診断装置。
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