催化劑劣化判定裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種通過考慮排氣凈化催化劑下游的氧濃度，可以高精度地進行催化劑劣化判定的催化劑劣化判定裝置。在催化劑是激活狀態的情況下，讀入ＮＳＲ催化劑下游的氧傳感器輸出ＶＯ２和氨傳感器輸出ＶＮＨ３（步驟１０４）。在此所讀入的氧傳感器輸出ＶＯ２大于等于基準值α、且氨傳感器輸出ＶＮＨ３大于等于基準值β的情況下，推定為在存在氧的情況下在ＮＳＲ催化劑中不發生氨的氧化反應。在此情況下，判定為ＮＳＲ催化劑已劣化（步驟１０８、１１、１１４）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及排氣凈化催化劑的劣化判定裝置。
技術介紹
為了使輸出和燃油效率(每公升燃料行駛公里數)一并改善，已知有可以進行稀薄燃燒的內燃機。為了減少這種內燃機的NOx排放量， 而廣泛利用NOx吸留還原催化劑。伴隨著近年來的排氣排放限制的強化，需要高精度地執行NOx吸 留還原催化劑的劣化判定。已知有基于濃(rich)空燃比時的NOx吸留 還原催化劑下游的氨濃度的變化來檢測NOx吸留還原催化劑的劣化程 度的裝置(例如參照專利文獻1)。利用這一裝置，根據氨濃度的變化來 求解未被使用于NOx還原中的剩余還原劑量。由于此剩余的還原劑量 與NOx吸留能力具有相關性，所以能夠檢測NOx吸留還原催化劑的劣 化程度。專利文獻1:日本特許第3589179號公才艮 專利文獻2:日本特開2002-276419號7>才艮 專利文獻3:日本特開平10-68346號>^才艮 專利文獻4:日本特開平8-158917號公報可是，有時在NOx吸留還原催化劑上游配置有起動催化劑。該起 動催化劑，在濃空燃比時會生成氨，但是，氨生成量有可能會才艮據其劣 化狀況而變化。另外，有時，根據起動催化劑或NOx吸留還原催化劑 的催化劑床層溫度及空間速度(SV: space velocity)等，各催化劑中的氨 生成量也會發生變化。進而，在過渡駕駛時氨生成量有可能隨著油門開 度的變化而較大地變化。從而，在如上述專利文獻1那樣僅根據NOx吸留還原催化劑下游的氨濃度來進行劣化判定時，由于判定精度不夠而仍有改善的余地。
技術實現思路
本專利技術就是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的是提供一種 通過考慮排氣凈化催化劑下游的氧濃度，可以高精度地進行催化劑劣化 判定的催化劑劣化判定裝置。本專利技術之一，為了實現上述目的而提供一種催化劑劣化判定裝置，其特征在于包括被設置于內燃機的排氣系統的用于凈化排出氣體的排氣凈化催化劑；用于檢測上述排氣凈化催化劑下游的氧濃度的氧濃度檢測單元； 用于檢測上述排氣凈化催化劑下游的氨濃度的氨濃度檢測單元；以及基于上述氧濃度和上述氨濃度兩者來執行上述排氣凈化催化劑的 劣化判定的劣化判定單元。另外，本專利技術之2的特征是，在本專利技術之1的基礎上，上述劣化判定單元，在上述氧濃度大于等于規定值、且上述氨濃度 大于等于規定值的情況下，判定為上述排氣凈化催化劑已劣化。另外，本專利技術之3的特征是,在本專利技術之1或2的基礎上，上述劣化判定單元，在空燃比為理論空燃比或者稀空燃比、上述氨 濃度大于等于規定值的情況下，判定為上述排氣凈化催化劑已劣化。另外，本專利技術之4的特征是，在本專利技術之2或3的基礎上，上述排氣凈化催化劑具有根據空燃比對NOx進行吸留或還原的 NOx吸留還原催化劑，還進一步包括向上述NOx吸留還原催化劑的上游噴射尿素的尿素 噴射單元，上述劣化判定單元，在上述尿素噴射單元進行尿素噴射的過程中執 行上述劣化判定。另外，本專利技術之5的特征是,在本專利技術之1的基礎上，上述劣化判定單元，在空燃比為濃空燃比、且存在氧的情況下上述 氨濃度大于等于規定值時，判定為上述排氣凈化催化劑已劣化。另夕卜，本專利技術之6的特征是,在本專利技術之2至5中任意一項的基礎上，上述劣化判定單元，在存在氧的情況下在上述排氣凈化催化劑中不 發生氨的氧化反應時，判定為上述排氣凈化催化劑已劣化。另外，本專利技術之7的特征是,在本專利技術之1的基礎上，上述排氣凈化催化劑具有根據空燃比對NOx進行吸留或還原的 NOx吸留還原催化劑、和被i殳置在該NOx吸留還原催化劑下游的NOx 選擇還原催化劑，上述劣化判定單元在空燃比為濃空燃比的情況下，執行上述NOx 選擇還原催化劑的劣化判定。另外，本專利技術之8的特征是,在本專利技術之7的基礎上，上述劣化判定單元，在上述氧濃度小于等于規定值、且上述氨濃度 大于等于規定值的情況下，判定為上述NOx選擇還原催化劑已劣化。另外，本專利技術之9的特征是，在本專利技術之1的基礎上，上述排氣凈化催化劑具有根據空燃比對NOx進行吸留或還原的 NOx吸留還原催化劑、和被i史置在該NOx吸留還原催化劑下游的NOx 選擇還原催化劑，還進一步包括向上述NOx吸留還原催化劑的上游噴射尿素的尿素 噴射單元，上述劣化判定單元，在為了從上述NOx吸留還原催化劑排出氨而 通過上述尿素噴射單元進行尿素噴射過程中，執行上述NOx選擇還原6催化劑的劣化判定。另外，本專利技術之10的特征是,在本專利技術之9的基礎上，上述劣化判定單元，在上述氧濃度大于等于規定值、且上述氨濃度 大于等于規定值的情況下，判定為上述NOx選擇還原催化劑已劣化。根據本專利技術之1,基于排氣凈化催化劑下游的氧濃度和氨濃度兩者 來執行排氣凈化催化劑的劣化判定。在氧和氨共存于排氣凈化催化劑中 的情況下，如果排氣凈化催化劑正常，則兩者就會反應而在排氣凈化催 化劑下游不存在氨。另一方面，如果排氣凈化催化劑已劣化，則在排氣 凈化催化劑中兩者不會發生反應。據此，能夠基于排氣凈化催化劑下游 的氧濃度和氨濃度兩者，高精度地執行排氣凈化催化劑的劣化判定。根據本專利技術之2,在排氣凈化催化劑下游的氧濃度大于等于規定值、 且氨濃度大于等于規定值的情況下，能夠推定為在排氣凈化催化劑中氧 和氨未發生反應。據此，能夠判定為排氣凈化催化劑已劣化。根據本專利技術之3，在空燃比為理論空燃比或者稀空燃比的情況下， 排氣凈化催化劑下游的氧濃度就會大于等于規定值。除此以外，當在排 氣凈化催化劑下游的氨濃度大于等于規定值的情況下，能夠推定為在排 氣凈化催化劑中氧和氨未發生反應。據此，能夠判定為排氣凈化催化劑 已劣化。根據本專利技術之4，若通過尿素噴射單元向NOx吸留還原催化劑上游 噴射了尿素，則在排氣中和NOx吸留還原催化劑中會生成氨。據此， 能夠在使足夠量的氧和氨共存于NOx吸留還原催化劑中的狀態下進行 劣化判定。根據本專利技術之5，在空燃比為濃空燃比的情況下，在排氣凈化催化 劑中生成氨，并且例如由于催化劑中所吸留的NOx的還原反應(凈化) 而被分解成氮和氧。據此，能夠在使氧和氨共存于排氣凈化催化劑中的 狀態下進行劣化判定。而且，當在排氣凈化催化劑下游的氨濃度大于等 于規定值的情況下，能夠推定為在排氣凈化催化劑中未發生氧和氨的反 應，并能夠判定為排氣凈化催化劑已劣化。根據本專利技術之6,當在存在氧的情況下在排氣凈化催化劑中不發生 氨的氧化反應時，判定為排氣凈化催化劑已劣化。排氣凈化催化劑中的 氨的氧化反應是最基本的反應。據此，通過著眼于排氣凈化催化劑的最 基本的氨氧化反應，能夠高精度地進行排氣凈化催化劑的劣化判定。根據本專利技術之7，在空燃比為濃空燃比的情況下，從NOx吸留還原 催化劑所排出的氨流入NOx選擇還原催化劑。在NOx選擇還原催化劑 為正常的情況下能夠吸附氨，但是，在已劣化的情況下，則無法吸附氨， 氨就會從NOx選擇還原催化劑流出。據此，能夠基于NOx選擇還原催 化劑下游的氧濃度和氨濃度高精度地進行NOx選擇還原催化劑的劣化 判定。在NOx選擇還原催化劑下游的氧濃度大于規定值的情況下，有可 能，在NOx吸留還原催化劑中發生氨的氧化反應，不能使氨流入NOx 選擇還原催化劑。根據本專利技術之8，當在NOx選擇還原催化劑下游的氧 濃度小于等于規定值，氨濃度大于等于規定值的情況下，判定為NOx 選擇還原催化劑已劣化。據此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種催化劑劣化判定裝置，其特征在于，包括：　被設置于內燃機的排氣系統的用于凈化排出氣體的排氣凈化催化劑；　用于檢測上述排氣凈化催化劑下游的氧濃度的氧濃度檢測單元；　用于檢測上述排氣凈化催化劑下游的氨濃度的氨濃度檢測單元；以 及　基于上述氧濃度和上述氨濃度兩者來執行上述排氣凈化催化劑的劣化判定的劣化判定單元。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加藤健治，增田桂，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]