專利名稱：排氣凈化裝置的診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置的診斷裝置，尤其提供一種在催化劑下游側(cè) 的空燃比檢測機構(gòu)劣化時也能夠診斷催化劑劣化的排氣凈化裝置的診斷 裝置。
背景技術(shù)：
以往，排氣凈化裝置的診斷裝置大多根據(jù)安裝在催化劑上游側(cè)的空燃 比檢測機構(gòu)的檢測信息、與安裝在催化劑下游側(cè)的空燃比檢測機構(gòu)的檢測 信息的關(guān)系，來判定催化劑的劣化狀態(tài)。例如，公知有一種利用催化劑上 游的空燃比檢測機構(gòu)的檢測信息、和催化劑下游側(cè)的空燃比檢測機構(gòu)的檢 測信息，來運算互相關(guān)函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的比率，根據(jù)該比率對催化劑的 劣化狀態(tài)進行判定的技術(shù)(例如參照專利文獻1)。其中，將催化劑上游 的空燃比檢測機構(gòu)的檢測信息與催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的檢測信 息的周期比、或規(guī)定期間的變動次數(shù)比等設(shè)為催化劑劣化指標。特開平5 — 171924號公報
但是，在專利文獻l記載的技術(shù)中，當安裝于催化劑下游的空燃比檢 測機構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時，由于和催化劑的劣化狀態(tài)無關(guān)，催化劑下游的空 燃比不與催化劑上游的空燃比相似，所以，催化劑劣化指標不會成為表示 劣化狀態(tài)的值，存在著無法將劣化催化劑判定為劣化狀態(tài)的問題。對于排 氣凈化裝置的診斷裝置而言，當所使用的檢測機構(gòu)發(fā)生異常時，可以禁止 診斷，但這里作為對象的催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的響應(yīng)劣化，雖然 發(fā)生了劣化，也不向操縱者發(fā)出警告。因此，雖然排氣凈化裝置的診斷為 能夠執(zhí)行，但存在著無法將劣化催化劑判定為劣化的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時，也能夠進行催化劑的劣化診斷的排氣凈化裝置的診斷裝置。
(1) 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置， 具有檢測內(nèi)燃機的廢氣中的空燃比，被應(yīng)用在具有按照將廢氣中的空燃 比保持為規(guī)定值的方式調(diào)整燃料噴射量的空燃比控制裝置的內(nèi)燃機中，并 安裝在催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)；安裝在催化劑下游的空燃比檢測機 構(gòu)；和根據(jù)該催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)和該催化劑下游的空燃比檢測 機構(gòu)的關(guān)系，檢測催化劑的劣化度的催化劑劣化度檢測機構(gòu)；其特征在于， 具備根據(jù)所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標、與所述催 化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標的比率即下降響應(yīng)比，或所述 催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標、與所述催化劑下游的空燃 比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標的比率即上升響應(yīng)比，對由所述催化劑劣化度 檢測機構(gòu)檢測出的催化劑的劣化度進行修正的催化劑劣化度修正機構(gòu)；和 根據(jù)該催化劑劣化度修正機構(gòu)的信息，判定催化劑為劣化狀態(tài)的催化劑劣 化判定機構(gòu)。
根據(jù)該構(gòu)成，即使在催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時， 也能夠進行催化劑的劣化診斷。
(2) 在上述(1)中，優(yōu)選還具備對所述催化劑上游的空燃比檢測 機構(gòu)的下降響應(yīng)指標進行檢測的催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機 構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標進行檢測的催化 劑下游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)，其運 算由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的 下降響應(yīng)指標、與由該催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標檢測 機構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標的比率；對所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的 上升響應(yīng)指標進行檢測的催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；對所 述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標進行檢測的催化劑下游 空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；和空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)，其運算由 所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的上升 響應(yīng)指標、與由該催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu) 檢測的上升響應(yīng)指標的比率。
(3) 優(yōu)選在上述(1)中，所述催化劑劣化度檢測機構(gòu)將所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)和所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的互相關(guān)函 數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比，作為催化劑劣化指標。
(4) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標檢測 機構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分， 在該微分值為負的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進行積分，來運算所述催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標。
(5) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標檢測 機構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分， 在該微分值為負的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進行積分，來運算所述催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標。
(6) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標檢測 機構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分， 在該微分值為正的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進行積分，來運算所述催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標。
(7) 優(yōu)選在上述(2)中，所述催化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標檢測 機構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分， 在該微分值為正的情況下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑 上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值 的平方進行積分，來運算所述催化劑下游的空燃比上升響應(yīng)指標。
(8) 優(yōu)選在上述(1)中，所述催化劑劣化度修正機構(gòu)根據(jù)所述下降 響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運算下降修正值，通過對所述催化劑劣化指標乘以 該下降修正值，來運算最終劣化指標，并根據(jù)所述上升響應(yīng)比，利用記述 函數(shù)運算上升修正值，通過對所述催化劑劣化指標乘以該上升修正值，來 運算最終劣化指標，所述催化劑劣化判定機構(gòu)通過將所述最終催化劑劣化 指標與判定值進行比較，判定為催化劑發(fā)生了劣化。
(9) 優(yōu)選在上述(1)中，具備根據(jù)運轉(zhuǎn)的各條件來允許催化劑的劣 化判定的催化劑劣化判定許可機構(gòu)，當內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)、負載在規(guī)定范圍內(nèi)、車速為規(guī)定值以上、水溫為規(guī)定值以上、空燃比反饋控制 中、催化劑為充分活化的狀態(tài)下，所使用的傳感器類全都正常時，該催化 劑劣化判定許可機構(gòu)判定為催化劑劣化判定許可成立。
根據(jù)本發(fā)明，即使催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)發(fā)生響應(yīng)劣化時，也 能夠進行催化劑的劣化診斷。


圖1是對搭載了本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷 裝置的內(nèi)燃機系統(tǒng)的構(gòu)成進行說明的圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的構(gòu)成的框圖。
圖3是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)正常時，催化劑劣化時的催' 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的 說明圖。
圖4是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)劣化時，催化劑劣化時的催 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的 說明圖。
圖5是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使
用的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標的說明圖。
圖6是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標的說明圖。
圖7是本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比下降響應(yīng)指標與下降響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
圖8是本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比上升響應(yīng)指標、與上升響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
圖9是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空 燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)檢測的下降響應(yīng)比的說明圖。
圖10是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)檢測的上升響應(yīng)比的說明圖。
圖11是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中
的下降響應(yīng)指標與催化劑劣化指標的關(guān)系的說明圖。
圖12是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的
催化劑劣化度修正機構(gòu)中使用的下降修正值的說明圖。
圖13是通過本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝
置的催化劑劣化度修正機構(gòu)實現(xiàn)的修正結(jié)果的說明圖。
圖14是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置
的催化劑劣化判定許可機構(gòu)的處理內(nèi)容進行表示的流程圖。
圖15是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)的處理 內(nèi)容進行表示的流程圖。
圖16是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的處理內(nèi)容進行表示的流程圖。
圖中101—催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)，102—催化劑下游側(cè)空燃 比檢測機構(gòu)，103 —催化劑劣化判定許可機構(gòu)，104 —催化劑劣化度檢測機 構(gòu)，105 —催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)，106—催化劑下游 側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)，107 —空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)，108 一催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)，109 —催化劑下游側(cè)空燃 比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)，IIO —空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)，lll一催化 劑劣化度修正機構(gòu)，112 —催化劑劣化判定機構(gòu)，200 —空氣過濾器(air cleaner) ， 201 —點火裝置，202 —燃料噴射裝置，203 —轉(zhuǎn)速檢測裝置， 204—流量檢測裝置，205—催化劑上游側(cè)空燃比檢測裝置，206—催化解， 207—內(nèi)燃機控制裝置，208—板或環(huán)形齒輪，209—燃料箱，210—燃料泵， 211—壓力調(diào)節(jié)器，212—燃料管，213 —節(jié)流閥，214 —汽缸，2115 —催化 劑下游側(cè)空燃比檢測裝置。
具體實施例方式
下面，利用圖1 圖18，對本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝 置的診斷裝置的構(gòu)成及動作進行說明。首先，利用圖1，對搭載有本實施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置的 內(nèi)燃機系統(tǒng)的構(gòu)成進行說明。
圖1用于對搭載有本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診 斷裝置的內(nèi)燃機系統(tǒng)的構(gòu)成進行說明。
內(nèi)燃機系統(tǒng)由內(nèi)燃機、吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)構(gòu)成。內(nèi)燃機中安裝有點
火裝置201、燃料噴射裝置202及轉(zhuǎn)速檢測裝置203。從空氣過濾器200 流入的空氣在被節(jié)流閥213調(diào)節(jié)了流量之后，由流量檢測機構(gòu)204計測流 量，與從燃料噴射裝置202以規(guī)定的角度噴射的燃料混合，被供給到各汽 缸214中。另外，在排氣系統(tǒng)中安裝有空燃比傳感器205和三元催化劑206。 廢氣被三元催化劑206凈化后，排出到大氣中。
內(nèi)燃機控制裝置207從模擬輸入機構(gòu)讀入流量檢測機構(gòu)204的輸出信 號Qa，利用轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)203從數(shù)字輸入機構(gòu)讀入環(huán)狀齒輪或板208的 轉(zhuǎn)速Ne，根據(jù)ROM中預(yù)先存儲的控制程序，在MPU中計算燃料噴射量 Ti，借助輸出電路控制燃料噴射裝置202的噴射量。而且，內(nèi)燃機控制裝 置207從催化劑上游的空燃比傳感器205由模擬輸入機構(gòu)取得內(nèi)燃機內(nèi)的 空燃比，按照內(nèi)燃機內(nèi)的空燃比成為理論空燃比的方式，根據(jù)ROM中預(yù) 先存儲的控制程序，在MPU中進行對燃料噴射量Ti實施修正的空燃比反 饋控制。并且，通過空燃比傳感器215檢測催化劑下游的空燃比，由模擬 輸入機構(gòu)將其讀入。內(nèi)燃機控制裝置207基于催化劑上游的空燃比傳感器 205的輸出、催化劑下游的空燃比傳感器215的輸出，根據(jù)ROM中預(yù)先 存儲的診斷程序，在MPU中診斷三元催化劑206的劣化。作為排氣凈化 裝置的診斷裝置的、對催化劑的劣化進行檢測的機構(gòu)，被安裝在內(nèi)燃機控 制裝置207的內(nèi)部。
另一方面，燃料箱209內(nèi)的燃料被燃料泵210吸引、加壓后，通過具 備壓力調(diào)節(jié)器211的燃料管212而導(dǎo)到燃料噴射裝置202的燃料入口，其 余的燃料返回到燃料箱209。
接著，利用圖2對本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的構(gòu)成 進行說明。
圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 構(gòu)成的框圖。
10本實施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置，被安裝在圖1所示的內(nèi)燃機
控制裝置207的內(nèi)部，其模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。
利用催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101檢測催化劑上游的空燃比，利 用催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)102檢測催化劑下游側(cè)的空燃比。如果由 催化劑劣化判定許可機構(gòu)103判定為催化劑劣化判定可能狀態(tài)，則利用催 化劑劣化度檢測機構(gòu)104檢測催化劑的劣化度。催化劑劣化度檢測機構(gòu) 104以根據(jù)催化劑上游的空燃比和催化劑下游的空燃比運算的互相關(guān)函數(shù) 和自相關(guān)函數(shù)之比、或空燃比變動的周期比、空燃比變動的次數(shù)比等為催 化劑劣化指標，來檢測催化劑的劣化度。
另一方面，利用催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)105檢測 催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標，利用催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指 標檢測機構(gòu)106檢測催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標。利用空燃比下降 響應(yīng)比檢測機構(gòu)107運算下降響應(yīng)比。利用催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng) 指標檢測機構(gòu)108檢測催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標，利用催化劑下 游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)109檢測催化劑下游的空燃比上升響應(yīng) 指標。利用空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)110運算上升響應(yīng)比。由催化劑劣 化度修正機構(gòu)lll根據(jù)下降響應(yīng)比和上升響應(yīng)比、利用記述函數(shù)，運算修 正值，通過將其乘以催化劑劣化指標，來運算最終劣化指標。利用催化劑 劣化判定機構(gòu)112比較最終催化劑劣化指標和規(guī)定值，來判定催化劑的劣 化。
另外，利用圖3及以后的附圖對催化劑劣化診斷的具體判定內(nèi)容進行 說明。
下面，利用圖3 圖18，對本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝 置的診斷裝置的動作進行說明。
首先，利用圖3及圖4，對由本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷 裝置中使用的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101和催化劑下游側(cè)空燃比檢 測機構(gòu)102檢測的催化劑劣化時的催化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、和 催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓進行說明。
圖3是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)正常時，催化劑劣化時的催 化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓的說明圖。圖4是催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)劣化時，催化劑劣化時 的催化劑上游空燃比傳感器輸出電壓、與催化劑下游空燃比傳感器輸出電 壓的說明圖。
在圖3中，設(shè)催化劑下游的空燃比傳感器(圖2的205)的響應(yīng)正常。 當催化劑劣化時，由圖2的催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)102檢測的催化 劑下游的空燃比傳感器的輸出電壓(圖3 (B))，與由圖2的催化劑上 游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101檢測的催化劑上游的空燃比傳感器的輸出電壓
(圖3 (A))類似，催化劑劣化指標(互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比、 空燃比變動的周期比、空燃比變動的次數(shù)比等)成為表示劣化狀態(tài)的值， 由此可判定劣化催化劑。
另一方面，在圖4中，設(shè)催化劑下游的空燃比傳感器(圖2的205) 的響應(yīng)發(fā)生劣化。由圖2的催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)102檢測的催化 劑下游的空燃比傳感器輸出電壓，與催化劑發(fā)生劣化無關(guān)，基于下降響應(yīng) 延遲(圖4 (B))或上升響應(yīng)延遲(圖4 (C))，而變得與由圖2的催 化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101檢測的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電 壓(圖4 (A))不類似。因此，催化劑劣化指標不會成為表示劣化狀態(tài) 的值，而無法判定為劣化催化劑。本實施方式的目的在于解決該課題。
接著，利用圖5，對由本實施方式的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)105及催化劑上游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)108檢測的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標進行說 明。
圖5是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標的說明圖。
圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)105及催化劑 下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)106,對空燃比傳感器的輸出電壓(圖 5 (A))進行微分(差分)，計算出圖5 (B)所示的空燃比傳感器輸出 電壓微分值。接著，對于該微分值，將空燃比傳感器輸出電壓的一周期設(shè) 為積分(積分運算)期間，如果微分值為負，則對微分值的平方進行積分 (積分運算)，計算出圖5 (C)所示的空燃比傳感器輸出電壓微分值的平方積分值。對于一周期的積分期間而言，例如若將空燃比傳感器的輸出
電壓的平均值設(shè)為0.5V，則空燃比傳感器的輸出電壓從小于0.5V的值開 始緩慢增加，將成為0.5V的時刻設(shè)為積分開始時期。另外，圖5 (C)所 示的微分值的平方積分值相當于圖5 (B)中的微分值為負的區(qū)域的面積 (陰影區(qū)域)。而且，將圖5 (C)所示的微分值的平方積分值的最終值 設(shè)為圖5 (D)所示的下降響應(yīng)指標。
接著，利用圖6，對由本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 使用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)108、及催化劑下游側(cè) 空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)109檢測的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標進 行說明。
圖6是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)、及催化劑下游側(cè)空燃比 上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測出的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標的說明圖。
圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)108及催化劑 下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)109，對空燃比傳感器的輸出電壓(圖 6 (A))進行微分(差分)，計算出圖6 (B)所示的空燃比傳感器輸出 電壓微分值。接著，對于該微分值，將空燃比傳感器輸出電壓的一周期設(shè) 為積分(積分運算)期間，如果微分值為正，則對微分值的平方進行積分 (積分運算)，計算出圖6 (C)所示的空燃比傳感器輸出電壓微分值的 平方積分值。對于一周期的積分期間而言，例如若將空燃比傳感器的輸出 電壓的平均值設(shè)為0.5V,則空燃比傳感器的輸出電壓從大于0.5V的值開 始緩慢減少，將成為0.5V的時刻設(shè)為積分開始時期。另外，圖6 (C)所 示的微分值的平方積分值相當于圖6 (B)中的微分值為正的區(qū)域的面積 (陰影區(qū)域)。而且，將圖6 (C)所示的微分值的平方積分值的最終值 設(shè)為圖6 (D)所示的上升響應(yīng)指標。
接著，利用圖7，對本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的空燃比下降響應(yīng)指標、與下降響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系進行說明。
圖7是本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比下降響應(yīng)指標、與下降響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
如圖7所示，下降響應(yīng)指標與下降響應(yīng)時間常數(shù)成反比例的關(guān)系，可以根據(jù)下降響應(yīng)指標檢測下降響應(yīng)時間常數(shù)。
接著，利用圖8，對本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使 用的空燃比上升響應(yīng)指標、與上升響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系進行說明。
圖8是本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中使用 的空燃比上升響應(yīng)指標、與上升響應(yīng)時間常數(shù)的關(guān)系的說明圖。
如圖8所示，上升響應(yīng)指標與上升響應(yīng)時間常數(shù)成反比例的關(guān)系，可 以根據(jù)上升響應(yīng)指標檢測上升響應(yīng)時間常數(shù)。
對于由圖2所示的催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)105、 或催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)108進行的催化劑上游的空 燃比傳感器響應(yīng)指標的運算而言，由于燃料噴射控制參照催化劑上游的空 燃比傳感器輸出電壓，執(zhí)行了反饋控制，所以，催化劑上游的空燃比傳感 器輸出電壓將周期變動，能夠切實地決定積分(積分運算)期間。
另一方面，由催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)106、或催 化劑下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)109進行的催化劑下游的空燃比 傳感器響應(yīng)指標的運算中，在參照催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓， 執(zhí)行反饋控制的燃料噴射控制中，不像催化劑上游的空燃比傳感器輸出電 壓那樣，催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓不周期變動。因此，在催化 劑下游的空燃比傳感器響應(yīng)指標的運算中，使積分(積分運算)期間與催 化劑上游的空燃比傳感器響應(yīng)指標的運算相同。通過將催化劑下游的空燃 比傳感器響應(yīng)指標運算的積分(積分運算)期間設(shè)為與催化劑下游的空燃 比傳感器響應(yīng)指標運算相同的期間，每當積分運算期間結(jié)束時，都運算下 降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比。
下面，在公式(1)、公式(2)中表示下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比的運 算式。
下降響應(yīng)比=催化劑上游空燃比傳感器下降響應(yīng)指標/催化劑下游空 燃比傳感器下降響應(yīng)指標…(1)
上升響應(yīng)比=催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標/催化劑下游空 燃比傳感器上升響應(yīng)指標…(2)
由于在劣化催化劑的情況下，催化劑下游的空燃比傳感器的下降響應(yīng) 指標和上升響應(yīng)指標不受催化劑的影響，所以，運算出的下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比能夠檢測出正確的值。另一方面，由于在沒有發(fā)生劣化的催化劑 (正常的催化劑)的情況下，催化劑后的空燃比的變化自身因催化劑作用 的影響而變得緩慢，所以，催化劑下游的空燃比傳感器的下降響應(yīng)指標和 上升響應(yīng)指標不會純粹地檢測出催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)時間 常數(shù)，該情況下，由于表面上催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)指標被運 算得非常小，所以，與劣化催化劑的情況相比，響應(yīng)比顯著增大。
換言之，在響應(yīng)比顯著增大的情況下，催化劑不是劣化狀態(tài)，可判定 為正常狀態(tài)。在這種情況下，由于不需要催化劑劣化指標的修正，所以不 進行修正。
另外，即使在催化劑下游的空燃比傳感器的響應(yīng)性劣化時，響應(yīng)比也 會大幅增大，但這樣的劣化傳感器可以通過傳感器自身的響應(yīng)性診斷來進 行劣化判定。該情況下，由于無法正確執(zhí)行催化劑診斷，所以，在催化劑 診斷的判定許可機構(gòu)中，當傳感器劣化判定時禁止催化劑診斷。催化劑下 游的空燃比傳感器的響應(yīng)性診斷可利用從以往就開始使用的基于燃料耗 盡或燃料增量時的響應(yīng)時間的判定。
接著，利用圖9，對由本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)107檢測的下降響應(yīng)比進行說明。
圖9是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的空 燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)檢測的下降響應(yīng)比的說明圖。
圖9中，橫軸表示時間。圖9 (A)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳 感器輸出電壓，圖9 (B)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng) 指標。圖9 (C)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓，圖9 (D) 的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標。圖9 (E)的縱軸表 示下降響應(yīng)比。而圖10的縱軸、橫軸也與圖9同樣。
圖9 (a)表示了劣化催化劑的情況下的催化劑上游空燃比傳感器輸出 電壓(圖9 (A))、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標(圖9 (B))、 催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓(圖9 (C))、催化劑下游空燃比傳 感器上升響應(yīng)指標(圖9 (D))、下降響應(yīng)比(圖9 (E))。
而且，在圖9中，時刻tl之前是沒有催化劑下游空燃比傳感器的下降 響應(yīng)劣化的情況，時刻tl以后是有催化劑下游空燃比傳感器的下降響應(yīng)劣化的情況。
如果在劣化催化劑的情況下沒有下降響應(yīng)劣化，則下降響應(yīng)比大致表 示1.0的值。但是，如果發(fā)生下降響應(yīng)劣化，則下降響應(yīng)比成為1.0以上 的值。
圖9 (b)表示了沒有劣化催化劑的正常催化劑時的催化劑上游空燃比 傳感器輸出電壓、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標、催化劑下游空 燃比傳感器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng) 比。
并且，在圖9 (b)中是沒有催化劑下游空燃比傳感器的下降響應(yīng)劣化
的情況。
在沒有發(fā)生劣化的正常催化劑的情況下，下降響應(yīng)比成為非常大的 值。基于上述的理由，不會在下降響應(yīng)比為規(guī)定值以上執(zhí)行下降響應(yīng)比修
正。另外，在下降響應(yīng)比為1.0附近的情況下，由于催化劑上游的空燃比
傳感器上升響應(yīng)指標與催化劑上游的空燃比傳感器下降響應(yīng)指標相同，所 以，意味著催化劑處于劣化狀態(tài)。這種情況也不需要執(zhí)行下降響應(yīng)比修正。
因此，基于圖2所示的催化劑劣化度修正機構(gòu)U1的下降響應(yīng)比修正，僅 在下降響應(yīng)比位于規(guī)定范圍內(nèi)時執(zhí)行修正。
接著，利用圖10，對由本實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)110檢測的上升響應(yīng)比進行說明。
圖10是由本發(fā)明的一個實施方式涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)檢測的上升響應(yīng)比的說明圖。
在圖10中，橫軸表示時間。圖10 (A)的縱軸表示催化劑上游空燃 比傳感器輸出電壓，圖10 (B)的縱軸表示催化劑上游空燃比傳感器上升 響應(yīng)指標。圖10 (C)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器輸出電壓，圖 10 (D)的縱軸表示催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標。圖10 (E) 的縱軸表示下降響應(yīng)比。
圖10 (a)表示了劣化催化劑的情況下的催化劑上游空燃比傳感器輸 出電壓、催化劑上游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標、催化劑下游空燃比傳感 器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)指標。
并且，在圖IO (a)中，時刻tl之前是沒有催化劑下游空燃比傳感器的上升響應(yīng)劣化的情況，時刻tl之后是有催化劑下游空燃比傳感器的上升 響應(yīng)劣化的情況。
如果在劣化催化劑的情況下沒有上升響應(yīng)劣化，則上升響應(yīng)比大致表 示1.0的值。但是，如果發(fā)生上升響應(yīng)劣化，則上升響應(yīng)比成為1.0以上 的值。
圖10 (b)表示了沒有劣化催化劑的正常催化劑時的催化劑上游空燃 比傳感器輸出電壓、催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標、催化劑下游空燃比 傳感器輸出電壓、催化劑下游空燃比傳感器上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)比。
并且，在圖12中是沒有催化劑下游空燃比傳感器的上升響應(yīng)劣化的情況。
在沒有發(fā)生劣化的正常催化劑的情況下，上升響應(yīng)比成為非常大的 值?；谏鲜龅睦碛?，不會在上升響應(yīng)比為規(guī)定值以上執(zhí)行上升響應(yīng)比修
正。另外，在上升響應(yīng)比為1.0附近的情況下，由于催化劑上游的空燃比 傳感器上升響應(yīng)指標與催化劑上游的空燃比傳感器下降響應(yīng)指標相同，所 以，意味著催化劑處于劣化狀態(tài)。這種情況也不需要執(zhí)行上升響應(yīng)比修正。 因此，基于圖2所示的催化劑劣化度修正機構(gòu)111進行的上升響應(yīng)比修正， 僅在上升響應(yīng)比位于規(guī)定范圍內(nèi)時執(zhí)行修正。
接著，利用圖11，對本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 的下降響應(yīng)指標與催化劑劣化指標的關(guān)系進行說明。
圖11是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置中 的下降響應(yīng)指標與催化劑劣化指標的關(guān)系的說明圖。
圖11表示了實際測定的實驗數(shù)據(jù)。實驗是下降響應(yīng)修正的實驗，催 化劑利用了新的催化劑和劣化催化劑。如果將催化劑下游的空燃比傳感器 的下降時間常數(shù)設(shè)為0ms 2000ms，則在新的催化劑的情況下，下降響應(yīng) 比在250 1400之間變動，
催化劑劣化指標(互相關(guān)函數(shù)/自相關(guān)函數(shù))在0.0039 0.0234之間變動。
另外，在劣化催化劑的情況下，下降響應(yīng)比在9 100之間變動，催 化劑劣化指標(互相關(guān)函數(shù)/自相關(guān)函數(shù))在0.20 0.70之間變動。
劣化催化劑需要進行劣化催化劑的判定，在本實例中，如果催化劑劣
17化指標為0.5以上，則判定為劣化催化劑。如果催化劑下游的空燃比傳感
器下降時間常數(shù)為500ms以上，則如本申請的課題中敘述那樣，催化劑劣 化指標為0.5以下，無法判定為劣化催化劑。
鑒于此，在下降響應(yīng)比為10 100之間的情況下，利用催化劑劣化度 修正值機構(gòu)lll來修正催化劑劣化指標?；谏鲜龅睦碛?，當下降響應(yīng)比 在規(guī)定范圍內(nèi)時，修正催化劑劣化指標。
接著，利用圖12，對本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑劣化度修正機構(gòu)111中使用的下降修正值進行說明。
圖12是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑劣化度修正機構(gòu)中使用的下降修正值的說明圖。
催化劑劣化度修正機構(gòu)111預(yù)先存儲有圖12 (A) 、 (B)所示的下 降修正值，作為位圖、表等記述函數(shù)。而且，催化劑劣化度修正機構(gòu)111 通過根據(jù)由空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)107檢測出的空燃比下降響應(yīng)比， 對上述的記述函數(shù)進行插補運算，來計算出下降修正值。并且，催化劑劣 化度修正機構(gòu)111通過對由催化劑劣化度檢測機構(gòu)104檢測出的催化劑劣 化指標，乘以計算出的下降修正值，來執(zhí)行修正。本實例中，下降響應(yīng)比 為100，是大約3倍修正催化劑劣化指標的下降修正值。
接著，利用圖13，對通過本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝 置的催化劑劣化度修正機構(gòu)111實現(xiàn)的修正結(jié)果進行說明。
圖13是通過本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝 置的催化劑劣化度修正機構(gòu)實現(xiàn)的修正結(jié)果的說明圖。
在圖13中，橫軸表示催化劑下游空燃比傳感器下降時間常數(shù)(ms)， 縱軸表示由催化劑劣化度修正機構(gòu)111修正后的最終催化劑劣化指標。
如果在執(zhí)行下降響應(yīng)比修正的前后進行比較，則如果修正前催化劑下 游的空燃比傳感器下降時間常數(shù)為500ms以上，則無法將劣化催化劑判定 為劣化狀態(tài)的催化劑。與之相對，通過利用催化劑劣化度修正機構(gòu)lll進 行修正，則與催化劑下游的空燃比傳感器下降時間常數(shù)無關(guān)，催化劑劣化 指標成為0.5以上的值，能夠?qū)⒘踊呋瘎┡卸榱踊癄顟B(tài)的催化劑。
另外，對于上升響應(yīng)比修正也是同樣的結(jié)果。
接著，利用圖14，對本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的催化劑劣化判定許可機構(gòu)103的診斷區(qū)域判定處理的內(nèi)容進行說明。
圖14是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置
的催化劑劣化判定許可機構(gòu)的處理內(nèi)容進行表示的流程圖。
在步驟1401中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103檢查內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速是 否在規(guī)定范圍內(nèi)。
接著，在步驟1402中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103檢査內(nèi)燃機的 負載是否在規(guī)定范圍內(nèi)。在步驟1403中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103 檢查車速是否是規(guī)定值以上。在步驟1404中，催化劑劣化判定許可機構(gòu) 103檢査水溫是否是規(guī)定值以上。
接著，在步驟1405中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103檢查內(nèi)燃機是 否處于空燃比控制反饋之中。在步驟1406中，催化劑劣化判定許可機構(gòu) 103檢查催化劑是否是活性狀態(tài)。在步驟1407中，催化劑劣化判定許可機 構(gòu)103檢查所使用的傳感器是否全部正常。
然后，在步驟1408中，如果步驟1401 步驟1407的條件全部成立， 則催化劑劣化判定許可機構(gòu)103判定為在診斷區(qū)域內(nèi)。
另外，即使步驟1401 步驟1407中的一個條件不滿足，在步驟1409 中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103也判定為在診斷區(qū)域外。
接著，利用圖15，對本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)102的 處理內(nèi)容進行說明。
圖15是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置 的催化劑上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)及催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)的處理 內(nèi)容進行表示的流程圖。
圖15是空燃比傳感器輸出電壓的取入處理，在步驟1501中，催化劑 上游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)101檢測催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓。
接著，在步驟1502中，催化劑下游側(cè)空燃比檢測機構(gòu)102檢測催化 劑下游的空燃比傳感器輸出電壓。
然后，利用圖16，對本實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的 處理內(nèi)容進行說明。
圖16是對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的排氣凈化裝置的診斷裝置的處理內(nèi)容進行表示的流程圖。
在步驟1601中，催化劑劣化判定許可機構(gòu)103檢査是否是診斷區(qū)域
內(nèi)。如果是診斷區(qū)域內(nèi)，則執(zhí)行步驟1602以后的處理。如果在步驟1601 中為診斷區(qū)域外，則不進行處理。下面，對診斷區(qū)域內(nèi)的處理進行說明。 在步驟1602中，催化劑劣化度檢測機構(gòu)104運算催化劑劣化指標。 催化劑劣化指標根據(jù)催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓、催化劑下游的 空燃比傳感器輸出電壓的互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)的比率來運算。而且， 還能夠根據(jù)催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓與催化劑下游的空燃比 傳感器輸出電壓的周期比、或規(guī)定期間的變動次數(shù)比來運算催化劑劣化指 標。
接著，在步驟1603中，催化劑上游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu) 105運算催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標，在步驟 1604中，催化劑下游側(cè)空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)106運算催化劑下游 的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標。利用圖5中說明的方法來執(zhí)行 下降響應(yīng)指標的運算。
接著，在步驟1605中，空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)107根據(jù)上述的 公式(1)，運算下降響應(yīng)比。然后，在步驟1606中，催化劑劣化度修正 機構(gòu)lll根據(jù)下降響應(yīng)比，使用記述函數(shù)等來運算下降修正值。上述的步 驟1603 步驟1606是運算下降修正值的步驟組。
同樣，接下來的步驟1607 步驟1610是運算上升修正值的步驟組。
在步驟1607中，催化劑上游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)108運 算催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標，在步驟1608中， 催化劑下游側(cè)空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)109運算催化劑下游的空燃比 傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標。利用圖6中說明的方法來執(zhí)行上升響應(yīng) 指標的運算。
接著，在步驟1609中，空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)IIO根據(jù)上述的 公式(2),運算上升響應(yīng)比。在步驟1610中，催化劑劣化度修正機構(gòu)111 根據(jù)上升響應(yīng)比，使用記述函數(shù)等運算上升修正值。
另外，也能夠?qū)⑦\算出的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降 響應(yīng)指標、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、催化劑下游的空燃比傳感 器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降修正值、上 升修正值，存儲到非易失性存儲器、由電池電源支援的存儲器中。
而且，還能夠如下所述，對所存儲的催化劑上游的空燃比傳感器輸出 電壓的下降響應(yīng)指標、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指 標、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、催化劑下游的 空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降 修正值、上升修正值進行學(xué)習。即，對存儲器中存儲的催化劑上游的空燃 比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓 的下降響應(yīng)指標、催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、 催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)比、上升 響應(yīng)比、下降修正值、上升修正值，與新檢測出的這些值進行比較，當兩 者之差小時，將兩者相加并平均后的值作為新的值重寫到存儲器中。另外， 對存儲器中存儲的催化劑上游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標、 催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓的下降響應(yīng)指標、催化劑上游的空燃 比傳感器輸出電壓的上升響應(yīng)指標、催化劑下游的空燃比傳感器輸出電壓 的上升響應(yīng)指標、下降響應(yīng)比、上升響應(yīng)比、下降修正值、上升修正值， 與新檢測出的這些值進行比較，當兩者之差大時，使用存儲器中存儲的值。
接著，在步驟1611中，催化劑劣化度修正機構(gòu)111將在步驟1602中
檢測出的催化劑劣化指標與判定值進行比較，如果大于判定值，則在步驟
1612中，催化劑劣化判定機構(gòu)112將催化劑判定為NG。在步驟1611中， 如果催化劑劣化指標為判定值以下，則由于催化劑下游的空燃比傳感器有 可能發(fā)生了響應(yīng)劣化，所以，催化劑劣化度修正機構(gòu)111執(zhí)行步驟1613 的處理。在步驟1613中，催化劑劣化度修正機構(gòu)111對催化劑劣化指標 乘以下降修正值和上升修正值，作為最終催化劑劣化指標。在步驟1614 中，催化劑劣化判定機構(gòu)112將運算出的最終催化劑劣化指標與判定值進 行比較，如果大于判定值，則在步驟1612中，催化劑劣化判定機構(gòu)112 將催化劑判定為NG。在步驟1614中，催化劑劣化判定機構(gòu)112如果判定 為最終催化劑劣化指標為判定值以下，則在步驟1615中，催化劑劣化判 定機構(gòu)112將催化劑判定為OK。綜上所述，根據(jù)本實施方式，即使在催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)發(fā) 生了劣化響應(yīng)的狀態(tài)，也能夠可靠地檢測出劣化催化劑。
權(quán)利要求
1、一種排氣凈化裝置的診斷裝置，具有檢測內(nèi)燃機的廢氣中的空燃比，被應(yīng)用在具有按照將廢氣中的空燃比保持為規(guī)定值的方式調(diào)整燃料噴射量的空燃比控制裝置的內(nèi)燃機中，并安裝在催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)和安裝在催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)；以及根據(jù)該催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)和該催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的關(guān)系，檢測催化劑的劣化度的催化劑劣化度檢測機構(gòu)；其特征在于，具備根據(jù)所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標、與所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標的比率即下降響應(yīng)比，或所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標、與所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標的比率即上升響應(yīng)比，對由所述催化劑劣化度檢測機構(gòu)檢測出的催化劑的劣化度進行修正的催化劑劣化度修正機構(gòu)；和根據(jù)該催化劑劣化度修正機構(gòu)的信息，判定催化劑為劣化狀態(tài)的催化劑劣化判定機構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 具備對所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標進行檢測的催 化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標進行檢測的催 化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；空燃比下降響應(yīng)比檢測機構(gòu)，其運算由所述催化劑上游的空燃比檢測 機構(gòu)的下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標、與由該催化劑下游的 空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的下降響應(yīng)指標的比率；對所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標進行檢測的催 化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；對所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標進行檢測的催 化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)；和空燃比上升響應(yīng)比檢測機構(gòu)，其運算由所述催化劑上游的空燃比檢測 機構(gòu)的上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的上升響應(yīng)指標、與由該催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)檢測的上升響應(yīng)指標的比率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑劣化度檢測機構(gòu)將所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)和所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的互相關(guān)函數(shù)與自相關(guān)函數(shù)之比，作為 催化劑劣化指標。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑上游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)對由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分，在該微分值為負的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu) 檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進行積分，來運 算所述催化劑上游的空燃比下降響應(yīng)指標。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 所述催化劑下游空燃比下降響應(yīng)指標檢測機構(gòu)對由所述催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分，在該微分值為負的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu) 檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進行積分，來運 算所述催化劑下游的空燃比下降響應(yīng)指標。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑上游空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)對由所述催化劑上游 的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分，在該微分值為正的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu) 檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進行積分，來運 算所述催化劑上游的空燃比上升響應(yīng)指標。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑下游空燃比上升響應(yīng)指標檢測機構(gòu)對由所述催化劑下游 的空燃比檢測機構(gòu)檢測的空燃比信息進行微分，在該微分值為正的情況 下，將所述微分值平方，通過對根據(jù)由所述催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu) 檢測的空燃比信息運算出的規(guī)定期間、所述微分值的平方進行積分，來運 算所述催化劑下游的空燃比上升響應(yīng)指標。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于，所述催化劑劣化度修正機構(gòu)根據(jù)所述下降響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運算 下降修正值，通過對所述催化劑劣化指標乘以該下降修正值，來運算最終 劣化指標，并根據(jù)所述上升響應(yīng)比，利用記述函數(shù)運算上升修正值，通過 對所述催化劑劣化指標乘以該上升修正值，來運算最終劣化指標，所述催 化劑劣化判定機構(gòu)通過將所述最終催化劑劣化指標與判定值進行比較，判 定為催化劑發(fā)生了劣化。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣凈化裝置的診斷裝置，其特征在于， 具備根據(jù)運轉(zhuǎn)的各條件來允許催化劑的劣化判定的催化劑劣化判定 許可機構(gòu)，當內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)、負載在規(guī)定范圍內(nèi)、車速為規(guī)定值以 上、水溫為規(guī)定值以上、空燃比反饋控制中、催化劑為充分活化的狀態(tài)下， 所使用的傳感器類全都正常時，該催化劑劣化判定許可機構(gòu)判定為催化劑 劣化判定許可成立。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置的診斷裝置。催化劑劣化度檢測機構(gòu)(104)根據(jù)催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)(101)與催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)(102)的關(guān)系檢測催化劑的劣化度。催化劑劣化度修正機構(gòu)(111)根據(jù)催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標與催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的下降響應(yīng)指標的比率即下降響應(yīng)比，或催化劑上游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標與催化劑下游的空燃比檢測機構(gòu)的上升響應(yīng)指標的比率即上升響應(yīng)比，對由催化劑劣化度檢測機構(gòu)檢測的催化劑的劣化度進行修正。催化劑劣化判定機構(gòu)(112)根據(jù)催化劑劣化度修正機構(gòu)的信息判定催化劑處于劣化狀態(tài)。由此，即使催化劑下游的空燃比傳感器處于上升響應(yīng)劣化的狀態(tài)，也能夠可靠地判定劣化催化劑。
文檔編號F01N11/00GK101451461SQ20081018331
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者小田部健一, 水島賢治, 沼田明人, 福地榮作, 鴨志田平吉 申請人:株式會社日立制作所