(57)【要約】【課題】内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を診断する触媒の診断装置において、一時的な触媒温度の増減に伴う不正確な診断を防止して正確な触媒の診断結果を出力することにある。【解決手段】制御装置（３７）は、触媒（３５）の温度が活性温度領域に維持されていることを条件として前記触媒の診断制御を実行する。触媒（３５）の診断制御を実行する条件は、触媒（３５）の温度が活性温度領域内に設定された設定温度付近に近づいたときから所定時間経過したこととする。所定時間は、触媒（３５）の温度と設定温度との偏差が大きいほど、長く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を診断する触媒の診断装置において、前記触媒の温度が活性温度領域に維持されていることを条件として、前記触媒の診断制御を実行する制御装置を備えたことを特徴とする触媒の診断装置。
【請求項２】
前記触媒の診断制御を実行する条件は、前記触媒の温度が活性温度領域内に設定された設定温度付近に近づいたときから所定時間経過したことであることを特徴とする請求項１に記載の触媒の診断装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記触媒の温度と前記設定温度との偏差が大きいほど、長く設定されることを特徴とする請求項２に記載の触媒の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、触媒の診断装置に係り、特に内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒が劣化しているか否かを診断する触媒の診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された内燃機関の排気管には、排気ガスを浄化するための触媒が備えられている。この触媒は、継続して使用すると徐々に劣化するため、劣化を検出して交換する必要がある。
そこで、従来、触媒の診断装置には、触媒の上流側と下流側との排気管に酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）を備え、これら酸素濃度センサからの出力値の変化に基づき、触媒が劣化したか否かを判断するものが知られている。この触媒の診断装置では、低速走行中、加速走行中を問わずに、触媒の診断が実行される。
ところが、低速走行中、加速走行中では、酸素濃度センサの出力値の変化が異なる。特に、加速走行中の診断は、低速走行中に比べて、劣化したと診断され易くなる。従って、触媒の診断装置では、触媒が劣化していないにもかかわらず、劣化したものと誤判定するおそれがある。
このような不具合を解消するために、触媒の診断装置としては、例えば、以下のような先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１７４０６号公報
【０００４】
特許文献１に係る内燃機関の触媒異常判定方法は、酸素吸蔵能力を推定するダイアグノーシス（診断装置）において、加速中に診断が行われた場合、加速の度合いが大きいほど、劣化判定閾値を低く補正して、触媒の異常を診断するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、触媒は、低温である時には、十分な浄化能力が発揮されないことが知られている。従って、通常の触媒の診断では、触媒の温度が活性温度と呼ばれる温度領域となったときに、実行される。
しかしながら、加速走行中、減速走行中の場合に、触媒の温度が一時的に上昇又は低下することがある。このため、触媒の診断では、その温度領域の条件に基づき診断が実行されると、診断中に触媒の温度が温度領域より逸脱しても継続して診断がなされ、不正確な診断結果を出力するおそれがあり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明は、一時的な触媒温度の増減に伴う不正確な診断を防止して、正確な触媒の診断結果を出力できる触媒の診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を診断する触媒の診断装置において、前記触媒の温度が活性温度領域に維持されていることを条件として、前記触媒の診断制御を実行する制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、一時的な触媒温度の増減に伴う不正確な診断を防止して、正確な触媒の診断結果を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は触媒の診断装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は触媒の診断制御のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、一時的な触媒温度の増減に伴う不正確な診断を防止して、正確な触媒の診断結果を出力する目的を、触媒の温度が活性温度領域に維持されたことを条件として、触媒診断を実行して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、車両に搭載された内燃機関１は、複数の気筒として、例えば、３つの第１〜第３気筒を有する多気筒用の内燃機関である。
内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、シリンダヘッドカバー４とを備える。
シリンダブロック２には、気筒毎に、ピストン５が摺動するシリンダ６が形成されるとともに、ピストン５の上面で燃焼室７が形成される。
シリンダヘッド３には、吸気ポート８と排気ポート９とが形成されるとともに、吸気弁１０と排気弁１１とが取り付けられ、さらに、吸気カム軸１２と排気カム軸１３とが配設される。また、シリンダヘッド３の上部には、略中央部位で点火プラグ１４が配置される。
【００１２】
また、内燃機関１は、吸気マニホルド１５と吸気管１６とによって形成された吸気経路１７を備えるとともに、排気マニホルド１８と排気管１９とによって形成された排気経路２０を備える。吸気経路１７は、吸気ポート８に連通される。排気経路２０は、排気ポート９に連通される。
吸気マニホルド１５の上流側には、サージタンク２１が設けられる。また、このサージタンク２１の上流側には、スロットルバルブ２２を備えたスロットルボディ２３が設けられる。また、吸気管１６の上流端には、エアクリーナ２４が取り付けられる。吸気マニホルド１５には、吸気ポート８側へ燃料を噴射する燃料噴射弁２５が取り付けられる。
この燃料噴射弁２５には、燃料供給管２６の一端が接続される。この燃料供給管２６の他端は、燃料タンク２７内に設置された燃料ポンプ２８に接続される。
燃料タンク２７の上部には、エバポ配管２９の一端が接続される。このエバポ配管２９の他端には、キャニスタ３０が取り付けられる。このキャニスタ３０には、バージ管３１の一端が接続される。このバージ管３１の他端は、スロットルバルブ２２よりも下流側でスロットルボディ２３に接続される。バージ管３１の途中には、内燃機関１への蒸発燃料量（パージ量）を制御するバージ制御弁３２が設置される。
シリンダヘッドカバー４には、サージタンク２１に接続したマニホルド側ブローバイガス管３３が接続されるとともに、エアクリーナ２４に接続したエアクリーナブローバイガス管３４が接続される。
排気管１９には、内燃機関１の排気ガスを浄化する触媒の劣化状態を診断する触媒（三元触媒）３５が備えられる。
【００１３】
内燃機関１には、この内燃機関１の排気ガスを浄化する触媒３５の劣化状態を診断する診断装置３６が設けられる。この診断装置３６は、制御装置（ＥＣＭ）３７を備える。
制御装置３７には、点火プラグ１４と、燃料噴射弁２５と、燃料ポンプ２８と、パージ制御弁３３とが接続される。制御装置３７は、点火プラグ１４を作動して点火時期を制御するとともに、燃料噴射弁２５を作動して燃料噴射量を制御する。また、制御装置３７は、燃料ポンプ２８を作動して内燃機関１へ燃料を供給し、また、パージ制御弁３２を作動して内燃機関１への蒸発燃料量（パージ量）を制御する。
【００１４】
また、制御装置３７には、スロットル開度センサ３８と、エアフローセンサ３９と、吸気温センサ４０と、水温センサ４１と、ノックセンサ４２と、圧力センサ４３と、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）４４と、酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）４５とが接続される。
スロットル開度センサ３８は、スロットルバルブ２２のスロットル開度を検出する。エアフローセンサ３９は、内燃機関１への吸入空気量を検出する。吸気温センサ４０は、吸入空気の温度を検出する。水温センサ４１は、シリンダブロック２に取り付けられて冷却水温度を検出する。ノックセンサ４２は、シリンダブロック２に取り付けられてノックキングを検出する。圧力センサ４３は、サージタンク２１に取り付けられて吸気圧力を検出する。空燃比センサ４４は、触媒３５の上流側の排気経路２０に設けられて空燃比を検出する。酸素濃度センサ４５は、触媒３５の下流側の排気経路２０に設けられて酸素濃度（Ｏ２）を検出する。
また、制御装置３７には、イグニッションキーを回したときにオンするイグニッションスイッチ４６と、アクセルペダルの踏み込み状態を検出するアクセル開度センサ４７と、車両の速度を検出する車速センサ４８と、外気温度を検出する外気温センサ４９と、クランク軸５０の角度をクランク角として検出するクランク角センサ５１とが接続される。このクランク角センサ５１は、クランク軸５０と一体に回転するロータ５２と、このロータ５２周辺に配置されたセンシング部５３とから構成され、クランク角度を検出したり、あるいは、クランク角度に基づいてエンジン回転数を検出可能なものである。
【００１５】
制御装置３７は、触媒３５の温度が活性温度領域に維持されていることを条件として、触媒３５の診断制御を実行する。
前記触媒３５の診断制御を実行する条件は、触媒３５の温度が活性温度領域内に設定された設定温度付近に近づいたときから所定時間経過したことである。
前記所定時間は、触媒３５の温度と設定温度との偏差が大きいほど、長く設定される。
【００１６】
次に、この実施例に係る触媒３５の診断制御を、図２のフローチャートに沿って説明する。
図２に示すように、制御装置３７のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、イグニッションスイッチ４６がオンとなって内燃機関１が始動し（ステップＡ０２）、そして、制御装置３７は、触媒温度推定処理を実行する（ステップＡ０３）。つまり、このステップＡ０３において、制御装置３７は、エンジン回転数と触媒飽和温度とに基づいた値を求め、この求められた値に予め設定した「なまし演算」を行って触媒推定温度を求める。具体的には、触媒温度の推定は、例えば、クランク角センサ５１で検出されたエンジン回転数とエアフローセンサ３９で検出された吸入空気量からの充填効率とをパラメータとした触媒飽和温度マップと、実触媒温度挙動と推定触媒温度挙動とを類似させるためのなまし処理とにより行われる。
そして、制御装置３７は、触媒推定温度が活性温度以上か否かを判断する（ステップＡ０４）。つまり、ここでは、触媒３５の診断を正確に行うために、燃焼が安定し、触媒３５が十分に活性していることを条件としている。なお、活性温度は、エンジン回転数と充填効率とのマップとすることも可能である。
このステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、制御装置３７は、設定温度と触媒推定温度との偏差（設定温度−触媒推定温度）が設定値以上か否かを判断する（ステップＡ０５）。
このステップＡ０５がＮＯの場合には、前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、制御装置３７は、設定温度と触媒推定温度との偏差（設定温度−触媒推定温度）に応じた待ち時間を設定する（ステップＡ０６）。この待ち時間は、狙いの触媒２６の温度で安定した診断を可能とする。
そして、制御装置３７は、この設定された待ち時間が零（０）になったか否かを判断する（ステップＡ０７）。このステップＡ０７がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、制御装置３７は、触媒３５の診断条件が成立した否かを判断する（ステップＡ０８）。このステップＡ０８がＮＯの場合には、前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ０８がＹＥＳの場合には、制御装置３７は、触媒３５の診断制御を実行する条件が成立したとして、触媒３５の診断制御を実行する（ステップＡ０９）。具体的には、制御装置３７は、先ず、診断用の燃料噴射制御に切り替え、燃料の噴射を実行する。その際、空燃比センサ４４及び酸素濃度センサ４５の出力値に基づき、劣化指標の算出を行う。
そして、制御装置３７は、この算出された劣化指標が設定値以上か否かを判断する（ステップＡ１０）。
このステップＡ１０がＹＥＳの場合には、制御装置３７は、触媒３５が異常と判断する（ステップＡ１１）。
一方、このステップＡ１０がＮＯの場合には、制御装置３７は、触媒３５が正常と判断する（ステップＡ１２）。
前記ステップＡ１１の処理後、又は前記ステップＡ１２の処理後は、制御装置３７は、このプログラムをエンドとする（ステップＡ１３）。
【００１７】
この結果、この実施例に係る触媒３５の診断において、制御装置３７は、触媒３５の温度が活性温度領域に維持されていることを条件として、触媒３５の診断制御を実行するため、一時的な触媒温度の増減に伴う不正確な診断を防止して正確な触媒３５の診断結果を出力することができる。
また、前記触媒３５の診断制御を実行する条件は、触媒３５の温度が活性温度領域内に設定された設定温度付近に近づいたときから所定時間経過したことである。この条件により、触媒３５の温度が設定温度近傍に所定時間維持されたことを確認でき、触媒３５の診断の精度を高めることができる。
さらに、前記所定時間は、触媒３５の温度と設定温度との偏差（設定温度−触媒推定温度）が大きいほど、長く設定される。つまり、触媒３５の温度の時間が設定温度から離れているほど、触媒３５の温度が設定温度の近傍に長い時間維持されているか否かを確認することができ、触媒３５の診断の信頼性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明に係る触媒の診断装置は、各種内燃機関に適用可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１  内燃機関
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
１９  排気管
２０  排気経路
３５  触媒
３６  診断装置
３７  制御装置（ＥＣＭ）
４１  水温センサ
４４  空燃比センサ
４５  酸素濃度センサ
４７  アクセル開度センサ
４８  車速センサ
４９  外気温センサ
５１  クランク角センサ
【図１】
2015203406.tif 000003
【図２】
2015203406.tif 000004