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JPH0996215A - ディーゼルエンジンのＮＯｘ 触媒の劣化検出装置およびその劣化検出方法 - Google Patents

ディーゼルエンジンのＮＯｘ 触媒の劣化検出装置およびその劣化検出方法

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JPH0996215A
JPH0996215A JP7278350A JP27835095A JPH0996215A JP H0996215 A JPH0996215 A JP H0996215A JP 7278350 A JP7278350 A JP 7278350A JP 27835095 A JP27835095 A JP 27835095A JP H0996215 A JPH0996215 A JP H0996215A
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catalyst
diesel engine
deterioration
sensor
exhaust pipe
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Kotaro Wakamoto
晃太郎 若本
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Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンから排出されるＮＯX を
低減するＮＯX 触媒の性能の劣化を検出する装置および
方法を提供する。 【解決手段】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置におい
て、ディーゼルエンジンの回転速度を測定する回転速度
センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷セ
ンサと、ＮＯX 触媒の後方に配設されＮＯX 触媒から排
出される排ガス中の炭化水素量を求める炭化水素センサ
と、回転速度センサおよび負荷センサからの信号により
ディーゼルエンジンが運転されている条件を検知し、運
転条件が所定の条件を満した場合のＮＯX 触媒から排出
される排ガス中の炭化水素量の経時的な変化を基にして
ＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出手段とか
らなることを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯX 触
媒の劣化検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンのＮＯX 触媒の劣化検出装置およびその劣化検出方法
に係り、特に、ディーゼルエンジンから排出されるＮＯ
X を低減するＮＯX 触媒の劣化を検出する装置および方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼル機関の排気ガス中に含
まれるＮＯX を還元分解するディーゼル機関の触媒式排
気浄化装置としては、特開平４−３３０３１４号公報が
知られている。同公報によれば、ディーゼル機関の排気
経路に設けられた銅ゼオライト系のＮＯX と、ＮＯX 触
媒の上流側の排気経路に設けられ、排気ガス中の炭化水
素濃度を検出する炭化水素センサと、炭化水素センサの
上流側の排気経路に設けられ、炭化水素センサの検出値
に基づいて排気ガス中の炭化水素濃度を所定範囲にすべ
く排気経路に燃料を噴霧する燃料噴霧手段から構成され
ている。この構成によれば、炭化水素濃度の検出値に基
づいて燃料噴霧手段から排気経路内に適宜燃料が噴霧さ
れ、排気ガス中の炭化水素濃度が所定範囲に保たれる。
燃料噴霧手段から噴霧された燃料は炭化水素系の還元剤
として作用し、ディーゼル機関の排気ガス中に含まれる
酸素と共同して銅ゼオライト系のＮＯX 触媒を活性化さ
せる。この結果、排気ガス中のＮＯの還元が促進される
ことが提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−３３０３１４号公報においては、ＮＯX 触媒の上流
側に炭化水素センサが設けられ、炭化水素センサの検出
値に基づいて燃料噴霧手段から炭化水素濃度を所定範囲
にすべく排気経路に燃料を噴霧している。これにより、
排ガス中のＮＯX が適正に還元浄化される。しかし、Ｎ
ＯX 触媒は使用にともない経時的に劣化しＮＯX 浄化性
能が低下する。一般に、ＮＯX 触媒のＮＯX 浄化性能は
還元剤炭化水素の添加量を増やすことによって向上す
る。したがって、ＮＯX 触媒が劣化した場合においても
排出ＮＯX 濃度を所要レベル以下に抑えるためには、Ｎ
ＯX 触媒の劣化に応じて還元剤炭化水素の添加量を補正
増量させる必要がある。以上より、ＮＯX 触媒の性能の
低下を検出する必要があり、その装置および方法の開発
が望まれているが、最適なものが提供されていないとい
う問題がある。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検
出装置およびその劣化検出方法に係り、特に、ディーゼ
ルエンジンから排出されるＮＯX を低減するＮＯX 触媒
の性能の劣化を検出する装置および方法を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣
化検出装置の第１の発明は、灯油等のディーゼル燃料を
還元用炭化水素として排気管路中に供給し、排気管路中
のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を
還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検
出装置において、ディーゼルエンジンの回転速度を測定
する回転速度センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検
出する負荷センサと、ＮＯX 触媒の後方に配設されＮＯ
X 触媒から排出される排ガス中の炭化水素量を求める炭
化水素センサと、回転速度センサおよび負荷センサから
の信号によりディーゼルエンジンが運転されている条件
を検知し、運転条件が所定の条件を満した場合のＮＯX
触媒から排出される排ガス中の炭化水素量の経時的な変
化を基にしてＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化
検出手段とからなることを特徴とする。
【０００６】劣化検出装置の第２の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給
し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジン
の排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯ
X 触媒の劣化検出装置において、ディーゼルエンジンの
回転速度を測定する回転速度センサと、ディーゼルエン
ジンの負荷を検出する負荷センサと、ＮＯX 触媒の後方
に配設された炭化水素センサと、回転速度センサおよび
負荷センサからの信号によりディーゼルエンジンが運転
されている条件を検知し、所定時間以上に渡って運転条
件の変動巾が規定値以内に収まっていることを確認でき
た場合に、その時のディーゼルエンジン運転条件によっ
て決まるＮＯX 触媒から排出される炭化水素量を演算し
て求めるとともに、求めた炭化水素量と炭化水素センサ
により測定した炭化水素量とを比較しＮＯX 触媒の劣化
を求めるＮＯX 触媒劣化検出手段とからなることを特徴
とする。
【０００７】劣化検出装置の第３の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給
し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジン
の排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯ
X 触媒の劣化検出装置において、ディーゼルエンジンの
回転速度を測定する回転速度センサと、ディーゼルエン
ジンの負荷を検出する負荷センサと、排気管路中のＮＯ
X 触媒の後方に所定間隔離間して配設された酸化触媒
と、ＮＯX 触媒と酸化触媒との間に配設された酸化触媒
前側温度センサと、酸化触媒の後方に配設された酸化触
媒後側温度センサと、回転速度センサおよび負荷センサ
からの信号によりディーゼルエンジンが運転されている
条件を検知し、運転条件が所定の条件を満した場合の両
温度センサからの信号による温度差の経時的な変化から
ＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出手段とか
らなることを特徴とする。
【０００８】劣化検出装置の第４の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給
し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジン
の排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯ
X 触媒の劣化検出装置において、ディーゼルエンジンの
回転速度を測定する回転速度センサと、ディーゼルエン
ジンの負荷を検出する負荷センサと、排気管路中のＮＯ
X 触媒の後方に所定間隔離間して配設された酸化触媒
と、ＮＯX 触媒と酸化触媒との間に配設された酸化触媒
前側温度センサと、酸化触媒の後方に配設された酸化触
媒後側温度センサと、回転速度センサおよび負荷センサ
からの信号によりディーゼルエンジンが運転されている
条件を検知し、所定時間以上に渡って運転条件の変動巾
が規定値以内に収まっていることを確認できた場合に、
その時のディーゼルエンジン運転条件によって決まる両
温度センサの温度差を演算して求め、求めた温度差と実
際の温度差を比較してＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX
触媒劣化検出手段とからなることを特徴とする。
【０００９】劣化検出装置の第１の発明から第４の発明
を主体とする第５の発明は、ＮＯX触媒劣化検出時に還
元剤燃料添加ノズル７からの燃料を増加する指令を出力
するＮＯX 触媒劣化検出手段とからなる。
【００１０】本発明に係るディーゼルエンジンのＮＯX
触媒の劣化検出方法の第１の発明は、灯油等のディーゼ
ル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給し、排
気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジンの排気
ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯX 触媒
の劣化検出方法において、ディーゼルエンジンの回転速
度および負荷よりディーゼルエンジンが運転されている
条件を検知し、運転条件が所定の条件を満した場合のＮ
ＯX 触媒から排出される排ガス中の炭化水素量の経時的
な変化を基にしてＮＯX 触媒の劣化を求めることを特徴
とする。
【００１１】劣化検出方法の第２の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給
し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジン
の排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯ
X 触媒の劣化検出方法において、ディーゼルエンジンの
回転速度および負荷よりディーゼルエンジンが運転され
ている条件を検知し、所定時間以上に渡って運転条件の
変動巾が規定値以内に収まっていることを確認できた場
合に、その時のディーゼルエンジン運転条件によって決
まるＮＯX 触媒から排出される炭化水素量を演算して求
めるとともに、求めた炭化水素量と炭化水素センサによ
り測定した炭化水素量とを比較しＮＯX触媒の劣化を求
めることを特徴とする。
【００１２】劣化検出方法の第３の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元剤用炭化水素として排気管路中に供
給し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジ
ンの排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮ
ＯX 触媒の劣化検出方法において、排気管路中のＮＯX
触媒の後方に所定間隔離間して配設された酸化触媒の前
方の温度および後方の温度を測定するとともに、ディー
ゼルエンジンが運転されている条件を検知し、所定の条
件を満した場合の温度差の経時的な変化よりＮＯX 触媒
の劣化を求めることを特徴とする。
【００１３】劣化検出方法の第４の発明は、灯油等のデ
ィーゼル燃料を還元用炭化水素として排気管路中に供給
し、排気管路中のＮＯX 触媒によりディーゼルエンジン
の排気ＮＯX を還元浄化するディーゼルエンジンのＮＯ
X 触媒の劣化検出方法において、排気管路中のＮＯX 触
媒の後方に所定間隔離間して配設された酸化触媒の前方
の温度および後方の温度を測定するとともに、ディーゼ
ルエンジンが運転されている条件を検知し、所定時間以
上に渡って運転条件の変動巾が規定値以内に収まってい
ることを確認できた場合に、その時のディーゼルエンジ
ン運転条件によって決まる酸化触媒の前後の温度差を演
算して求めるとともに、求めた温度差と測定した温度差
とを比較しＮＯX 触媒の劣化を求めることを特徴とす
る。
【００１４】劣化検出方法の第１の発明乃至第４の発明
を主体とする第５の発明は、ＮＯX触媒劣化検出時に還
元剤燃料添加ノズルからの燃料を増加する。
【００１５】
【作用】上記によれば、ＮＯX 触媒の性能が低下するに
伴い炭化水素を酸化する能力が劣化し、ＮＯX 触媒から
未反応の炭化水素が排出される。この炭化水素の排出量
を経時的に把握してＮＯX 触媒の性能低下を検出する。
また、ＮＯX 触媒から排出される炭化水素量をディーゼ
ルエンジンの運転条件に合わせて演算して求めるととも
に、求めた炭化水素量と実際に測定した炭化水素量とを
比較しＮＯX 触媒の劣化を求める。また、ＮＯX 触媒の
前方の炭化水素量の実際に測定するとともに、この測定
した炭化水素量と、その時のディーゼルエンジンの運転
条件からＮＯX 触媒後の炭化水素量を演算して求め、求
めた炭化水素量とＮＯX 触媒後の実際に測定した炭化水
素量とを比較しＮＯX 触媒の劣化を求める。また、排気
管路中のＮＯX 触媒の後方に酸化触媒を配設し、その酸
化触媒において排ガス中の未反応炭化水素が触媒燃焼す
ることによって酸化触媒前後の温度に差を生じさせる。
この温度差はディーゼルエンジンの運転条件が同一の場
合炭化水素の量と相関性があることにより、ＮＯX 触媒
から排出される未反応の炭化水素の量を検知できＮＯX
触媒の劣化を求めている。
【００１６】
【発明の実施の形態および実施例】以下に、本発明に係
るディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置およ
びその劣化検出方法の実施例について、図面を参照して
説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るディーゼ
ルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置の構成説明図で
ある。同図において、ディーゼルエンジン１からの排気
管２には、排気ガス中のＮＯX を浄化するＮＯX 触媒３
が配設されている。また、ディーゼルエンジン１には、
エンジンの回転速度を検出する回転速度センサ４と、図
示しないアクセルペタルに連動するレバーに燃料噴射量
を測定する噴射量検出センサ５が付いている。ディーゼ
ルエンジン１とＮＯX 触媒３との間には、還元剤燃料を
排気ガスに添加する還元剤燃料添加ノズル７が配設され
ている。還元剤燃料添加ノズル７はポンプ８からの燃料
を流量制御弁９を介して供給されている。流量制御弁９
は、後述するコントローラからの指令によりディーゼル
エンジン１の使用条件に合わせて制御され、所定の燃料
を還元剤燃料添加ノズル７に供給している。ＮＯX 触媒
３の後方の排気管２中には、本発明の第１実施例のＮＯ
X 触媒劣化検出装置１０が配設されている。ＮＯX 触媒
劣化検出装置１０は、炭化水素センサ１１と、劣化検出
部１２とから構成されている。劣化検出部１２はコント
ローラにより構成され、回転速度センサ４、噴射量検出
センサ５と、および、炭化水素センサ１１からの信号を
受けて、ＮＯX 触媒３の劣化を検出している。
【００１７】上記構成において、次に、図２に示すフロ
ーチャート図にしたがって、ＮＯX触媒３の劣化検出方
法の第１の検出方法について説明する。ステップ１で
は、ＮＯX 触媒３の後の基準の排出炭化水素量ＨＣａを
設定するため、当初はＳ＝０にリセットする。ステップ
２では、運転継続時間ｔをｔ＝０にリセットする。ステ
ップ３では、回転速度センサ４および噴射量検出センサ
５からの信号により、ディーゼルエンジン１のエンジン
の回転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷Ｐｓ
のディーゼルエンジン１の運転状況を劣化検出部１２に
読み込みを行う。ステップ４では、読み込まれたディー
ゼルエンジン１のエンジンの回転速度Ｎ、およびエンジ
ンに作用している負荷Ｐｓが、所定の設定されている範
囲に入っているか、否かを劣化検出部１２で判断してい
る。即ち、エンジンの回転速度Ｎが、ｎａ≦Ｎ≦ｎｂ、
にあるか、および、エンジンの負荷Ｐｓが、ｐａ≦Ｐｓ
≦ｐｂ、にあるか、を判定している。ステップ４で、エ
ンジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負
荷Ｐｓが、所定の設定されている範囲に入っていない場
合には、ステップ２に戻る。ステップ４で、エンジンの
回転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷Ｐｓ
が、所定の設定されている範囲に入っている場合には、
ステップ５に行く。ステップ５では、ディーゼルエンジ
ン１のエンジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに作用し
ている負荷Ｐｓが所定の設定値内に維持されて連続して
エンジンが運転されている時間を計測（ｔ＝ｔ＋１）し
ている。ステップ６では、所定の設定値内で連続して運
転されている時間ｔが所定値ｔｃを経過したか、否かを
判定している。ステップ６で、運転時間ｔが所定値ｔｃ
を経過していない場合（ｔ＜ｔｃ）は、ステップ３に戻
る。ステップ６で、運転時間ｔが所定値ｔｃを経過して
いる場合（ｔ≧ｔｃ）は、ステップ７に行く。ステップ
７では、所定のエンジン運転条件で、所定時間（ｔ
ｃ）、エンジンが連続運転されてＮＯX 触媒３内の反応
が安定した状態になった時のＮＯX 触媒３の後の排出炭
化水素量ＨＣleakを読み込む。ステップ８では、ステッ
プ７にて読み込んだＮＯX 触媒３の後の排出炭化水素量
ＨＣleakを基準の排出炭化水素量ＨＣａとして処理する
か、否かを、Ｓの値を基にして判断している。ステップ
１でＳ＝０にリセットしているため、当初は初期のＳ＝
０であり、ＹＥＳにいきステップ９に進む。ステップ９
では、ＮＯX 触媒３の後の排出炭化水素量ＨＣleakを基
準の排出炭化水素量ＨＣａとする。ステップ１０では、
排出炭化水素量ＨＣleakを基準の排出炭化水素量ＨＣａ
として劣化検出部１２に記憶するとともに、Ｓ＝１に
し、ステップ２に戻る。次に、２回目のフローでは、ス
テップ２で、運転継続時間ｔをｔ＝０にリセットする。
ステップ３からステップ７までは１回目のフローと同様
に行われる。ステップ８では、１回目のフローと同様
に、Ｓが零か、否かを判定している。しかし、２回目の
フローではＮＯX 触媒３の後の基準の排出炭化水素量Ｈ
Ｃａは設定されており、ステップ１０でＳ＝１にしてい
るため、ステップ８では、ＮＯに進みステップ１１に行
く。ステップ１１では、ＮＯX 触媒３の後の排出炭化水
素量ＨＣleakが基準の排出炭化水素量ＨＣａよりも所定
値ＨＣ以上大きいか、否かを判定している。すなわち、
Ｈ＝ＨＣleak−ＨＣａ＞ＨＣを劣化検出部１２で演算し
て求めている。ステップ１１で小さい（ＮＯ）の場合、
ステップ１２にいき、劣化検出部１２は「ＮＯX 触媒３
は未劣化」と判断し、ステップ２に戻る。ステップ１１
で大きい（ＹＥＳ）の場合、ステップ１３にいき、劣化
検出部１２は「ＮＯX 触媒３は劣化」と判断し、劣化検
出ルーチンを終了する。
【００１８】次に、図３に示すフローチャート図にした
がって、ＮＯX 触媒３の劣化検出方法の第２の検出方法
について説明する。ステップ２１では、運転継続時間ｔ
をｔ＝０にリセットする。ステップ２２では、運転継続
時間ｔ＝０の直後の回転速度センサ４および噴射量検出
センサ５からの信号により、ディーゼルエンジン１の基
準回転速度Ｎｏ、およびエンジンに作用している基準負
荷Ｐｓｏを劣化検出部１２に入力する。ステップ２３で
は、その後、ディーゼルエンジン１について、ステップ
２２と同様に、回転速度センサ４および噴射量検出セン
サ５からの信号により、ディーゼルエンジン１の回転速
度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷Ｐｓの運転状
況を劣化検出部１２に入力する。ステップ２４では、ス
テップ２３で読み込まれたディーゼルエンジン１のエン
ジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷
Ｐｓと、エンジンの基準回転速度Ｎｏ、およびエンジン
に作用している基準負荷Ｐｓｏとの差δが所定の設定さ
れている範囲に入っているか、否かを劣化検出部１２で
判断している。即ち、エンジンの回転速度の差（Ｎ−Ｎ
ｏ）の絶対値が所定値δＮより小さいか、否かの判定、
および、エンジンに作用している負荷の差（Ｐｓ−Ｐｓ
ｏ）の絶対値が所定値δＰｓより小さいか、否かの判定
をしている。すなわち、エンジンの回転速度Ｎが｜Ｎ−
Ｎｏ｜≦δＮ、および、エンジンの負荷Ｐｓが、｜Ｐｓ
−Ｐｓｏ｜≦δＰｓ、にあるか、を判定している。ステ
ップ２４で大きい（ＮＯ）場合には、ステップ２１に戻
る。ステップ２４で小さい（ＹＥＳ）場合には、ステッ
プ２５にいく。ステップ２５では、ディーゼルエンジン
１のエンジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに作用して
いる負荷Ｐｓの変動巾が所定値内に維持されてエンジン
が連続して運転されている時間を計測（ｔ＝ｔ＋１）し
ている。ステップ２６では、所定の変動巾内で連続して
運転されている時間ｔが所定値ｔｃを経過したか、否か
を判定している。ステップ２６で、運転時間ｔが所定値
ｔｃを経過していない場合（ｔ＜ｔｃ）は、ステップ２
３に戻る。ステップ２６で、運転時間ｔが所定値ｔｃを
経過している場合（ｔ≧ｔｃ）は、ステップ２７に行
く。ステップ２７では、ＮＯX 触媒３の後の排出炭化水
素量ＨＣleakを読み込む。ステップ２８では、ステップ
２２の運転条件、すなわち、エンジンの基準回転速度Ｎ
ｏ、およびエンジンに作用している基準負荷Ｐｓｏの時
の、ＮＯX 触媒３の後の基準の排出炭化水素量ＨＣａを
劣化検出部１２記憶されているマップより読み込む。ス
テップ２９では、ＮＯX 触媒３の後の実際に排出されて
いる排出炭化水素量ＨＣleakがマップより読み込んだ基
準の排出炭化水素量ＨＣａよりも所定値ＨＣ以上大きい
か、否かを判定している。すなわち、Ｈ＝ＨＣleak−Ｈ
Ｃａ＞ＨＣを劣化検出部１２で演算して求めている。ス
テップ２９で小さい（ＮＯ）の場合、ステップ３０にい
き、劣化検出部１２は「ＮＯX 触媒３は未劣化」と判断
し、劣化検出ルーチンを終了する。ステップ２９で大き
い（ＹＥＳ）の場合、ステップ３１にいき、劣化検出部
１２は「ＮＯX 触媒３は劣化」と判断し、劣化検出ルー
チンを終了する。
【００１９】図４は、本発明の第２実施例に係るディー
ゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置の構成説明図
である。なお、第１実施例と同一部品には同一符号を付
して説明は省略する。本発明の第２実施例のＮＯX 触媒
劣化検出装置２０が配設されている。ＮＯX 触媒劣化検
出装置２０は、排気管路２中のＮＯX 触媒３の後方に所
定間隔離間して配設された酸化触媒２１と、ＮＯX 触媒
３と酸化触媒２１との間で、かつ、酸化触媒２１の前に
配設された酸化触媒前側温度センサ２２と、酸化触媒２
１の後方に配設された酸化触媒後側温度センサ２３と、
両温度センサからの信号により温度差を求めるととも、
ＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出部２４と
から構成されている。
【００２０】次に、図５に示すフローチャート図にした
がって、ＮＯX 触媒３の劣化検出方法の第３の検出方法
について説明する。なお、劣化検出方法の第１の検出方
法と同一のステップには同一のステップ番号を付して説
明は省略する。ステップ１からステップ６までは、第１
の検出方法と同一に行う。ステップ４１では、酸化触媒
前側温度センサ２２は、酸化触媒２１の前方の温度Ｔａ
ａ（以下、前方温度Ｔａａという）を測定し、その測定
値を劣化検出部２４に送る。ステップ４２では、酸化触
媒後側温度センサ２３は、酸化触媒２１の後方の温度Ｔ
ｂｂ（以下、後方温度Ｔｂｂという）を測定し、その測
定値を劣化検出部２４に送る。ステップ４３では、ステ
ップ４１で求めた前方温度Ｔａａと、ステップ４２で測
定した後方温度Ｔｂｂとの温度差Ｔａ（Ｔａ＝Ｔｂｂ−
Ｔａａ）を演算し求める。ステップ４４では、酸化触媒
２１の前後の基準の温度差Ｔｓを定めるために、Ｓが零
か、否かを判定している。ステップ１でＳ＝０にリセッ
トしているため、当初は初期のＳ＝０であり、ＹＥＳに
いきステップ４５に進む。ステップ４５では、酸化触媒
２１の前後の測定した温度差Ｔａを基準の温度差Ｔｓと
する。ステップ４６では、測定した温度差Ｔａを基準の
温度差Ｔｓとして劣化検出部１２に記憶するとともに、
Ｓ＝１にし、ステップ２に戻る。次に、２回目のフロー
では、ステップ２で、運転継続時間ｔをｔ＝０にリセッ
トする。ステップ３からステップ７までは１回目のフロ
ーと同様に行われる。ステップ４４では、１回目のフロ
ーと同様に、Ｓが零か、否かを判定している。しかし、
２回目のフローでは酸化触媒２１の前後の基準の温度差
Ｔｓは設定されており、ステップ１０でＳ＝１にしてい
るため、ステップ８では、ＮＯに進みステップ１１に行
く。ステップ４７では、酸化触媒２１の前後の測定した
温度差Ｔａが基準の温度差Ｔｓよりもしきい値Ｔｃ以上
大きいか、否かを判定している。（温度差Ｔ＝測定した
温度差Ｔａ−基準の温度差Ｔｓ＞しきい値Ｔｃ）を劣化
検出部１２で演算して求めている。ステップ４８で小さ
い（ＮＯ）の場合、ステップ１２にいき、劣化検出部１
２は「ＮＯX 触媒３は未劣化」と判断し、ステップ２に
戻る。ステップ４９で大きい（ＹＥＳ）の場合、ステッ
プ１３にいき、劣化検出部１２は「ＮＯX 触媒３は劣
化」と判断し、劣化検出ルーチンを終了する。
【００２１】次に、図６に示すフローチャート図にした
がって、ＮＯX 触媒３の劣化検出方法の第４の検出方法
について説明する。なお、劣化検出方法の第２の検出方
法と同一のステップには同一のステップ番号を付して説
明は省略する。ステップ２１からステップ２６までは、
第２の検出方法と同一に行う。ステップ５１では、酸化
触媒前側温度センサ２２は、酸化触媒２１の前方の温度
Ｔａａ（以下、前方温度Ｔａａという）を測定し、その
測定値を劣化検出部２４に送る。ステップ５２では、酸
化触媒後側温度センサ２３は、酸化触媒２１の後方の温
度Ｔｂｂ（以下、後方温度Ｔｂｂという）を測定し、そ
の測定値を劣化検出部２４に送る。ステップ５３では、
ステップ５１で求めた前方温度Ｔａａと、ステップ５２
で測定した後方温度Ｔｂｂとの温度差Ｔａ（Ｔａ＝Ｔｂ
ｂ−Ｔａａ）を演算し求める。ステップ５４では、ステ
ップ２２の運転状況、すなわち、エンジンの基準回転速
度Ｎｏ、およびエンジンに作用している基準負荷Ｐｓｏ
の時の、酸化触媒２１前後の温度差ＴＡを劣化検出部１
２記憶されているマップより読み込む。ステップ５５で
は、酸化触媒２１前後の実際に測定した温度差Ｔａがマ
ップより読み込んだ基準の酸化触媒２１前後の温度差Ｔ
Ａよりも所定値ＴＣ以上大きいか、否かを判定してい
る。すなわち、Ｔ＝Ｔａ−ＴＡ＞ＴＣを劣化検出部１２
で演算して求めている。ステップ５５で小さい（ＮＯ）
の場合、ステップ５６にいき、劣化検出部１２は「ＮＯ
X 触媒３は未劣化」と判断し、劣化検出ルーチンを終了
する。ステップ５５で大きい（ＹＥＳ）の場合、ステッ
プ５７にいき、劣化検出部１２は「ＮＯX 触媒３は劣
化」と判断し、劣化検出ルーチンを終了する。
【００２２】次に、図７に示すフローチャート図にした
がって、ＮＯX 触媒３の劣化検出方法の第５の検出方法
について説明する。なお、劣化検出方法の第１の検出方
法と同一のステップには同一のステップ番号を付して説
明は省略する。ただし、これは劣化検出方法の第１の検
出方法に適用した場合のものであり、第２から第４の方
法に対しても同様に適用することが可能である。ステッ
プ１からステップ６までは、第１の検出方法と同一に行
う。ステップ６１では、劣化検出部１２は流量制御弁８
に指令を出力し、ステップ３の運転状況に適合した排気
ガスに添加する還元剤燃料の添加量ｑよりも多い（例え
ば、ｋ倍）所定の還元剤燃料の添加量ｋ×ｑを還元剤燃
料添加ノズル７から排気管２中のＮＯX 触媒３に供給す
る。ステップ６２では、その時の、回転速度センサ４お
よび噴射量検出センサ５からの信号により、ディーゼル
エンジン１のエンジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに
作用している負荷Ｐｓのディーゼルエンジン１の運転状
況を劣化検出部１２に読み込みを行う。ステップ６３で
は、読み込まれたディーゼルエンジン１のエンジンの回
転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷Ｐｓが、
所定の設定されている範囲に入っているか、否かを劣化
検出部１２で判断している。即ち、エンジンの回転速度
Ｎが、ｎａ≦Ｎ≦ｎｂ、にあるか、および、エンジンの
負荷Ｐｓが、ｐａ≦Ｐｓ≦ｐｂ、にあるか、を判定して
いる。ステップ６３で、エンジンの回転速度Ｎ、および
エンジンに作用している負荷Ｐｓが、所定の設定されて
いる範囲に入っていない場合には、ステップ６４にい
き、所定の還元剤燃料の添加量ｋ×ｑから運転状況に適
合した排気ガスに添加する還元剤燃料の添加量ｑに戻
し、ステップ２に戻る。ステップ６３で、エンジンの回
転速度Ｎ、およびエンジンに作用している負荷Ｐｓが、
所定の設定されている範囲に入っている場合には、ステ
ップ６５に行く。ステップ６５では、ディーゼルエンジ
ン１のエンジンの回転速度Ｎ、およびエンジンに作用し
ている負荷Ｐｓの変動巾が所定値内に維持されてエンジ
ンが連続して運転されている時間を計測（ｔ＝ｔ＋１）
している。ステップ６６では、所定の変動巾内で連続し
て運転されている時間ｔが所定値ｔｃを経過したか、否
かを判定している。ステップ６６で、運転時間ｔが所定
値ｔｃａを経過していない場合（ｔ＜ｔｃａ）は、ステ
ップ６２に戻る。ステップ６６で、運転時間ｔが所定値
ｔｃａを経過している場合（ｔ≧ｔｃａ）は、第１の検
出方法と同一のステップ７に行く。ステップ７では、所
定の設定（ステップ４）されている運転状況におけるＮ
ＯX 触媒３の後の排出炭化水素量ＨＣleakを読み込む。
ステップ８からステップ１３までは、第１の検出方法と
同一の方法で行われる。これにより、ＮＯX 触媒３から
排出される還元剤燃料の添加量ｑの残量が少ない場合で
も、一時的に還元剤燃料添加ノズル７からＮＯX 触媒３
に供給する還元剤燃料の添加量（ｋ×ｑ）を増すことに
より、炭化水素センサ１１によりＮＯX触媒３から排出
される排出炭化水素量ＨＣleakが正確に把握でき、正確
にＮＯX触媒３の劣化を測定することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるディー
ゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置およびその劣
化検出方法によれば、ＮＯX 触媒の性能が低下するに伴
い炭化水素を酸化する能力が劣化し、ＮＯX 触媒から未
反応の炭化水素が排出されるため、ＮＯX 触媒の後方の
炭化水素量を経時的に把握して求めてＮＯX 触媒の性能
低下を検出する。また、ＮＯX 触媒から排出される炭化
水素量をディーゼルエンジンの運転条件に合わせて演算
して求めるとともに、求めた炭化水素量と実際に測定し
た炭化水素量とを比較しＮＯX 触媒の性能劣化を求め
る。また、排気管路中のＮＯX 触媒の後方の酸化触媒を
前後の温度に差よりＮＯX 触媒の劣化を求めている。以
上により、ＮＯX 触媒の劣化を把握し、ＮＯX 触媒の再
生を行い、大気中へのＮＯX ガスの排出を減少できると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジン
のＮＯX 触媒の劣化検出装置の構成説明図である。
【図２】ＮＯX 触媒の劣化検出方法の第１の検出方法の
フローチャート図である。
【図３】ＮＯX 触媒の劣化検出方法の第２の検出方法の
フローチャート図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るディーゼルエンジン
のＮＯX 触媒の劣化検出装置の構成説明図である。
【図５】ＮＯX 触媒の劣化検出方法の第３の検出方法の
フローチャート図である。
【図６】ＮＯX 触媒の劣化検出方法の第４の検出方法の
フローチャート図である。
【図７】ＮＯX 触媒の劣化検出方法の第５の検出方法の
フローチャート図である。
【符号の説明】
１…ディーゼルエンジン、２…排気管、３…ＮＯX 触
媒、４…ディーゼルエンジンの回転速度センサ、５…噴
射量検出センサ、７…還元剤燃料添加ノズル、８…ポン
プ、８…流量制御弁、１０、２０…ＮＯX 触媒劣化検出
装置、１１…炭化水素センサ、１２、２４…劣化検出
部、２１…酸化触媒、２２…酸化触媒前側温度センサ、
２３…酸化触媒後側温度センサ。
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 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ｚ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度を測定する回転速度
    センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷セ
    ンサと、ＮＯX 触媒の後方に配設されＮＯX 触媒から排
    出される排ガス中の炭化水素量を求める炭化水素センサ
    と、回転速度センサおよび負荷センサからの信号により
    ディーゼルエンジンが運転されている条件を検知し、運
    転条件が所定の条件を満した場合のＮＯX 触媒から排出
    される排ガス中の炭化水素量の経時的な変化を基にして
    ＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出手段とか
    らなることを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯX 触
    媒の劣化検出装置。
  2. 【請求項２】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度を測定する回転速度
    センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷セ
    ンサと、ＮＯX 触媒の後方に配設された炭化水素センサ
    と、回転速度センサおよび負荷センサからの信号により
    ディーゼルエンジンが運転されている条件を検知し、所
    定時間以上に渡って運転条件の変動巾が規定値以内に収
    まっていることを確認できた場合に、その時のディーゼ
    ルエンジン運転条件によって決まるＮＯX 触媒から排出
    される炭化水素量を演算して求めるとともに、求めた炭
    化水素量と炭化水素センサにより測定した炭化水素量と
    を比較しＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出
    手段とからなることを特徴とするディーゼルエンジンの
    ＮＯX 触媒の劣化検出装置。
  3. 【請求項３】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度を測定する回転速度
    センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷セ
    ンサと、排気管路中のＮＯX 触媒の後方に所定間隔離間
    して配設された酸化触媒と、ＮＯX 触媒と酸化触媒との
    間に配設された酸化触媒前側温度センサと、酸化触媒の
    後方に配設された酸化触媒後側温度センサと、回転速度
    センサおよび負荷センサからの信号によりディーゼルエ
    ンジンが運転されている条件を検知し、運転条件が所定
    の条件を満した場合の両温度センサからの信号による温
    度差の経時的な変化からＮＯX 触媒の劣化を求めるＮＯ
    X 触媒劣化検出手段とからなることを特徴とするディー
    ゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置。
  4. 【請求項４】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度を測定する回転速度
    センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷セ
    ンサと、排気管路中のＮＯX 触媒の後方に所定間隔離間
    して配設された酸化触媒と、ＮＯX 触媒と酸化触媒との
    間に配設された酸化触媒前側温度センサと、酸化触媒の
    後方に配設された酸化触媒後側温度センサと、回転速度
    センサおよび負荷センサからの信号によりディーゼルエ
    ンジンが運転されている条件を検知し、所定時間以上に
    渡って運転条件の変動巾が規定値以内に収まっているこ
    とを確認できた場合に、その時のディーゼルエンジン運
    転条件によって決まる両温度センサの温度差を演算して
    求め、求めた温度差と実際の温度差を比較してＮＯX 触
    媒の劣化を求めるＮＯX 触媒劣化検出手段とからなるこ
    とを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化
    検出装置。
  5. 【請求項５】 ＮＯX 触媒劣化検出時に還元剤燃料添加
    ノズル７からの燃料を増加する指令を出力するＮＯX 触
    媒劣化検出手段とからなる請求項１から４のいずれかの
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出装置。
  6. 【請求項６】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度および負荷よりディ
    ーゼルエンジンが運転されている条件を検知し、運転条
    件が所定の条件を満した場合のＮＯX 触媒から排出され
    る排ガス中の炭化水素量の経時的な変化を基にしてＮＯ
    X 触媒の劣化を求めることを特徴とするディーゼルエン
    ジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法。
  7. 【請求項７】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法におい
    て、ディーゼルエンジンの回転速度および負荷よりディ
    ーゼルエンジンが運転されている条件を検知し、所定時
    間以上に渡って運転条件の変動巾が規定値以内に収まっ
    ていることを確認できた場合に、その時のディーゼルエ
    ンジン運転条件によって決まるＮＯX 触媒から排出され
    る炭化水素量を演算して求めるとともに、求めた炭化水
    素量と炭化水素センサにより測定した炭化水素量とを比
    較しＮＯX 触媒の劣化を求めることを特徴とするディー
    ゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法。
  8. 【請求項８】 灯油等のディーゼル燃料を還元剤用炭化
    水素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触
    媒によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化す
    るディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法にお
    いて、排気管路中のＮＯX 触媒の後方に所定間隔離間し
    て配設された酸化触媒の前方の温度および後方の温度を
    測定するとともに、ディーゼルエンジンが運転されてい
    る条件を検知し、所定の条件を満した場合の温度差の経
    時的な変化よりＮＯX 触媒の劣化を求めることを特徴と
    するディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法。
  9. 【請求項９】 灯油等のディーゼル燃料を還元用炭化水
    素として排気管路中に供給し、排気管路中のＮＯX 触媒
    によりディーゼルエンジンの排気ＮＯX を還元浄化する
    ディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法におい
    て、排気管路中のＮＯX 触媒の後方に所定間隔離間して
    配設された酸化触媒の前方の温度および後方の温度を測
    定するとともに、ディーゼルエンジンが運転されている
    条件を検知し、所定時間以上に渡って運転条件の変動巾
    が規定値以内に収まっていることを確認できた場合に、
    その時のディーゼルエンジン運転条件によって決まる酸
    化触媒の前後の温度差を演算して求めるとともに、求め
    た温度差と測定した温度差とを比較しＮＯX 触媒の劣化
    を求めることを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯX
    触媒の劣化検出方法。
  10. 【請求項１０】 ＮＯX 触媒劣化検出時に還元剤燃料添
    加ノズルからの燃料を増加する請求項６から９のいずれ
    かのディーゼルエンジンのＮＯX 触媒の劣化検出方法。
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