催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种系统(9)，该系统(9)对设置在内燃机(11)的排气路径(12)上的催化剂(8)的劣化进行检测，其中，该系统(9)包括：部件(5)，其对比催化剂(8)靠上游侧的排气的温度进行检测；以及部件(6)，其对比催化剂(8)靠下游侧的排气的温度进行检测，该系统(9)具有识别部(10)和判断部(10)，在加速运转时，该识别部(10)识别分别在催化剂(8)的上游和下游自降温或一定温度起向升温变化的变化点，在减速运转时，该识别部(10)识别分别在催化剂(8)的上游和下游自升温或一定温度起向降温变化的变化点，该判断部(10)在上游和下游的变化点的差(ΔT或ΔT’)为预定时间以上的情况下，判断为催化剂(8)已劣化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法
本专利技术涉及内燃机的催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法。
技术介绍
在自汽车、摩托车(也称作跨骑型车辆)等的汽油发动机、柴油发动机等内燃机排出的废气中，含有NOx、HC、CO等有害成分。以往，出于将这些有害成分净化而使其无害化的目的，使用了三元催化剂。作为这样的三元催化剂，使用将Pt、Pd、Rh等贵金属与氧化铝、氧化铈、氧化锆或它们的复合氧化物任意组合而成的三元催化剂。另外，作为气体排放标准，从1990年左右开始，在美国，导入了规定必须在车辆上安装如下系统的OBD－II标准，在该系统中，对废气净化用催化剂(以下，也简称作“催化剂”)的劣化等进行检测，在OBD(Onboarddiagnosis：车载故障诊断)检测出催化剂的劣化等异常的情况下，在使仪表板上的警告灯点亮而通知驾驶员的同时存储其故障码，利用标准化的诊断工具来读出该故障码。在欧洲、日本等国家，也导入了相同的标准，从而要求能够廉价且通用地检测催化剂的劣化的系统。以往，作为催化剂劣化检测系统，如专利文献1和专利文献2所示，通常的做法是，分别在催化剂的上游侧和下游侧使用O2传感器，根据O2传感器的输出的变动来判断催化剂有无劣化。另一方面，在专利文献3和专利文献4中，记载了如下一种技术，即，不使用O2传感器，而是分别在内燃机的排气路径上的催化剂的上游和下游设置温度检测部件，根据两者的检测温度的温度差来对劣化进行检测。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8－303280号公报专利文献2：日本特开2004－176615号公报专利文献3：日本特开2014－62510号公报专利文献4：US2002/197721A1
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，通常，在O2传感器中，使用被涂敷有铂的氧化锆电解质，其价格高，因此，期望一种与专利文献1和专利文献2的记载不同的、不使用O2传感器的低成本的催化剂劣化检测系统。另外，在专利文献3和专利文献4中，虽然如上述那样记载有一种在不使用O2传感器的情况下检测催化剂劣化的系统，但其只不过记载了使用催化剂的上游与下游之间的温度差，并且很难说该系统一定适合于经常使用加速器、制动器的实际的运转环境。本专利技术的课题在于，提供能够消除所述以往技术所具有的各种缺点的催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法。用于解决问题的方案本专利技术提供一种催化剂劣化检测系统，其为对设置在内燃机的排气路径上的催化剂的劣化进行检测的系统，其中，该催化剂劣化检测系统包括：上游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠上游侧的排气的温度进行检测；以及下游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠下游侧的排气的温度进行检测，(情况A)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在加速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的变化点(T1)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的温度的变化点(T2)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT＝T2－T1)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化，或者，(情况B)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在减速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的变化点(T1’)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的温度的变化点(T2’)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT’＝T2’－T1’)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化。另外，本专利技术提供一种催化剂劣化检测方法，该催化剂劣化检测方法为对设置在内燃机的排气路径上的催化剂的劣化进行检测的方法，在该催化剂劣化检测方法中，使用对比所述催化剂靠上游侧的排气的温度进行检测的上游侧温度检测部件和对比所述催化剂靠下游侧的排气的温度进行检测的下游侧温度检测部件，(情况a)在加速运转时，识别所述上游侧的温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的变化点(T1)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的温度的变化点(T2)，在该变化点的差(ΔT＝T2－T1)为预定时间以上的情况下，判断为催化剂已劣化，或者，(情况b)在减速运转时，识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的变化点(T1’)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的温度的变化点(T2’)，在该变化点的差(ΔT’＝T2’－T1’)为预定时间以上的情况下，判断为催化剂已劣化。附图说明图1是表示内燃机的控制系统的整体结构的一个例子的概略图。图2是将搭载有本专利技术的催化剂劣化检测系统的车辆的加速运转时的车速的变化和各温度检测部件的检测温度的变化描绘成图表的一个例子。图3是将搭载有本专利技术的催化剂劣化检测系统的车辆的减速运转时的车速的变化和各温度检测部件的检测温度的变化描绘成图表的一个例子。图4是表示利用本专利技术的催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法进行处理的一个例子的流程图。图5的(a)是在实施例的评价中使用的劣化催化剂的CO的排出量，图5的(b)是该劣化催化剂的HC的排出量，图5的(c)是该劣化催化剂的NOx的排出量。图6的(a)和图6的(b)是表示在实施例中使用劣化催化剂的情况下的变化点的差ΔT的图表。图6的(a)是自0km/h加速到32km/h的情况下的图表，图6的(b)是自0km/h加速到50km/h的情况下的图表。图7是表示实施例中的催化剂劣化检测次数的图表。具体实施方式下面，根据本专利技术的优选实施方式来说明本专利技术。在图1中，示出搭载有本实施方式的催化剂劣化检测系统9的内燃机的控制系统50。作为该控制系统50，可举出例如车辆的发动机的控制系统。图1所示的控制系统50具有发动机11和将发动机11的废气向外部导出的排气管12，催化剂8设置在该排气管12的中途。排气管12的形状不受限定，如图1所示，排气管12可以被设置成在比催化剂8的设置部位靠上游的位置具有朝向催化剂8扩径的部分。催化剂8是将发动机11的废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)氧化而将其净化为二氧化碳和水的氧化催化剂，且优选为同时进行使它们氧化和使NOx向氮还原的三元催化剂。作为催化剂，可列举出将Pt、Pd、Rh等贵金属与氧化铝、氧化铈、氧化锆或它们的复合氧化物组合而成的粉体。该粉体通常被用作负载在催化剂支承体上的催化剂层。该催化剂支承体由例如陶瓷或金属材料形成。另外，催化剂支承体的形状没有特别限定，但通常为蜂窝形状、板、颗粒、DPF(DieselParticulateFilter：柴油颗粒过滤器)、GPF(GasolineParticulateFilter：汽油颗粒过滤器)等的形状，优选为蜂窝、DPF或GPF。另外，作为这样的催化剂支承体的材质，例如，能够列举出氧化铝(Al2O3)、多铝红柱石(3Al2O3－2SiO2)、堇青石(2MgO－2Al2O3－5SiO2)、钛酸铝(Al2TiO5)、碳化硅(SiC)等陶瓷、不锈钢等金属材料。图1所示的本实施方式的催化剂劣化检测系统9具有：上游侧温度检测部件5，其对排气路径(在图1所示的例子中为排气管12)中的比催化剂8靠上游侧的部位的温度进行检测；下游侧温度检测部件6，其对排气路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂劣化检测系统，其为对设置在内燃机的排气路径上的催化剂的劣化进行检测的系统，其中，该催化剂劣化检测系统包括：上游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠上游侧的排气的温度进行检测；以及下游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠下游侧的排气的温度进行检测，(情况A)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在加速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的变化点(T1)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的温度的变化点(T2)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT＝T2－T1)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化，或者，(情况B)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在减速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的变化点(T1’)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的温度的变化点(T2’)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT’＝T2’－T1’)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.04 JP 2016-1540641.一种催化剂劣化检测系统，其为对设置在内燃机的排气路径上的催化剂的劣化进行检测的系统，其中，该催化剂劣化检测系统包括：上游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠上游侧的排气的温度进行检测；以及下游侧温度检测部件，其对比所述催化剂靠下游侧的排气的温度进行检测，(情况A)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在加速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的变化点(T1)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自降温或一定温度起向升温变化的温度的变化点(T2)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT＝T2－T1)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化，或者，(情况B)该催化剂劣化检测系统还包括：识别部，在减速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的变化点(T1’)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自升温或一定温度起向降温变化的温度的变化点(T2’)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT’＝T2’－T1’)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化。2.根据权利要求1所述的催化剂劣化检测系统，其中，该催化剂劣化检测系统包括：识别部，在加速运转时，该识别部识别所述上游侧温度检测部件所检测出的、自降温向升温变化的变化点(T1)和所述下游侧温度检测部件所检测出的、自降温向升温变化的温度的变化点(T2)；以及判断部，在该变化点的差(ΔT＝T2－T1)为预定时间以上的情况下，该判断部判断为催化剂已劣化。3.根据权利要求1或2所述的催化剂劣化检测系统，其中，所述上游侧温度检测部件的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗形直树，崛井克真，中原祐之辅，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP