[发明专利]催化器的劣化诊断装置及催化器的劣化诊断方法

说明书

本发明涉及催化器的劣化诊断装置以及催化器的劣化诊断方法，催化器的劣化诊断装置具备：机构(40)，该机构(40)获取催化器(16)的温度；机构(42)，该机构(42)获取来自催化器(16)与排气口(14)之间设置的气体传感器(18)的传感器输出(So)；以及机构(48A)，在传感器输出(So)达到预先设定的评价用输出(Sr1)时的催化器的温度(To)为评价用催化器温度(Tr1)以上的情况下，该机构(48A)判定为催化器(16)发生故障。

技术领域

本发明涉及燃烧装置与排气口之间设置的催化器的劣化诊断装置以及催化器的劣化诊断方法。

背景技术

日本特开2006－017078号公报中记载的催化器的劣化判定装置的目的在于，在用于判定三元催化器劣化的空燃比强制设定控制时，整体抑制排放及运转性能的恶化以便还能够进行催化器下游侧的具有Z输出特性的O₂传感器的异常判定(段落[0010]、摘要)。

为了实现该目的，日本特开2006－017078号公报中记载的催化器的劣化判定装置将催化器上游侧的控制目标空燃比设定为设定稀薄空燃比或设定浓厚空燃比，以便判定排气通路中所具备的三元催化器的劣化。利用O₂传感器而检测：催化器下游侧的空燃比是否相对于初始的浓厚或稀薄的空燃比跨越阈值而切换为稀薄或浓厚的空燃比。以此为基础而判定三元催化器有无劣化。另外，此时调查O₂传感器的检测值的变化率Δv/Δt。在O₂传感器的检测值表现出未跨越阈值而稳定的值的情况下，检测出该值而判断为O₂传感器发生故障，并立刻中止空燃比强制设定控制。

发明内容

日本特开2006－017078号公报中记载的气体传感器利用安装于三元催化器的上下游的氧传感器而进行利用OSC(Oxygen Storage Capacity:氧吸储能力)的故障检测。

特别地，近年来的汽车呈现出如下趋势：为了减少CO₂而抑制燃料使用量，从而催化器温度不会升高。另外，在混合动力车中，作为行驶时的驱动源而同时使用蓄电池和内燃机，因此，内燃机的使用频率下降，尾气温度难以升高，达到适合于催化器劣化诊断的温度的机会极度减少。

另一方面，因全球性的尾气限制而使得尾气净化零部件的功能诊断的重要性有所增加，但是，对于现有的OSC法，由于实际行驶时的功能诊断频率(IUPR：In UsePerformance Ratio)受到限制而导致诊断变得困难。

另外，利用OSC的车载式故障诊断装置存在以下问题。

(1)O₂吸储能力和NOx净化率不一致。

这是因为：存有催化器劣化部分而导致有时O₂吸储能力与NOx净化率之间不具有关联性。

(2)因用于故障检测的零部件劣化而引起的误差。

这是因为：催化器的上游侧所设置的氧传感器和催化器的下游侧所设置的氧传感器的响应速度降低。

(3)因故障检测的环境而引起的误差。

对此可以举出：因催化剂产生H₂而引起的氧传感器的输出偏差所导致的OSC量的计算误差、因长期停止等而引起的基于CO₂的吸附的O₂吸储量的计算误差、基于由EGR量/空气量引起的错误诊断的累计O₂量的计算误差等。

(4)催化器劣化诊断的诊断机会有限。

对于准确的测定，需要使得催化剂活化的500℃左右的温度、且需要适当的空气量及发动机转速等条件，这在行驶时是非常有限的机会。在发动机驱动之后，使催化器达到规定温度需要数10秒。