[发明专利]用于内燃发动机的催化剂劣化诊断系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的催化剂劣化诊断系统及方法。

背景技术

一般而言，用于内燃发动机的排气系统设有多种排气净化装置，如氧化催化剂、NOx存储-还原催化剂、颗粒过滤器等。从发动机本体中排出的排气中包含的诸如碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、NOx、颗粒物等成分被这些排气净化装置去除。在这些排气净化装置中，氧化催化剂用于去除流入排气净化装置中的排气中的未燃烧的HC和CO。

由于氧化催化剂的特性，当对排气中包含的成分进行氧化的氧化催化剂——其为诸如铂(Pt)之类的催化剂贵金属——暴露于高温下或者长时间使用后，该氧化催化剂会劣化并且其氧化能力降低。当氧化能力降低时，氧化催化剂上的未燃烧HC和CO会氧化不足。

因此，建议检测氧化催化剂的劣化程度。例如，存在这样的催化剂劣化诊断系统，在该系统中，通过温度传感器来检测氧化催化剂的温度，并且该系统包括：计算过热温度的过热温度计算装置，其中过热温度为氧化催化剂的超过预先设定的催化剂劣化判定温度的温度；对超过时间进行累计的超过时间计算和累计装置，其中超过时间为根据检测到的过热温度的增加进行加权的运转时间；以及催化剂劣化诊断装置，其基于累计超过时间判断氧化催化剂的劣化程度(例如见日本专利申请公开No.2005-307745(JP-A-2005-307745))。

氧化催化剂的温度等于或高于催化剂劣化判定温度的时间越长、高于催化剂劣化判定温度的过热温度越高，则氧化催化剂劣化得越严重。因此，催化剂劣化诊断装置基于该时间和/或过热温度判断氧化催化剂的劣化程度。

另外，氧化催化剂劣化的原因不仅在于由氧化催化剂的过热造成的热劣化，还在于其它多种因素，如硫中毒。然而，在如JP-A-2005-307745中描述的催化剂劣化诊断系统中，仅基于由氧化催化剂过热造成的热劣化来判断氧化催化剂的劣化，因此，当氧化催化剂的劣化由除氧化催化剂过热以外的因素导致时，难以准确地判断氧化催化剂的劣化程度。

发明内容

本发明提供了一种催化剂劣化诊断系统和催化剂劣化诊断方法，不管氧化催化剂的劣化原因如何，该催化剂劣化诊断系统和催化剂劣化诊断方法都能够准确确定氧化催化剂的劣化程度。

本发明的第一方面涉及一种用于排气净化设备的催化剂劣化诊断系统，所述排气净化设备包括对流入排气的成分进行氧化的氧化催化剂和将还原剂供给到流入所述氧化催化剂的排气中的还原剂供给装置，所述催化剂劣化诊断系统的特征在于包括：流出排气温度检测装置，所述流出排气温度检测装置检测或估算流出排气温度，所述流出排气温度是从所述氧化催化剂流出的排气的温度或所述氧化催化剂的出口温度；和催化剂劣化诊断装置，所述催化剂劣化诊断装置基于从所述流出排气温度检测装置输出的流出排气温度的检测值或估算值执行所述氧化催化剂的劣化诊断，其中，所述催化剂劣化诊断装置基于高温流入条件排气温度和低温流入条件排气温度执行所述氧化催化剂的劣化诊断，所述高温流入条件排气温度为在从所述还原剂供给装置供给还原剂时当流入排气温度处于高温区中时由所述流出排气温度检测装置检测或估算出的温度，所述流入排气温度为流入所述氧化催化剂的排气的温度或所述氧化催化剂的入口温度，所述低温流入条件排气温度为在从所述还原剂供给装置供给还原剂时当所述流入排气温度处于低温区中时由所述流出排气温度检测装置检测或估算出的温度，处于所述低温区中的流入排气温度低于处于所述高温区中的流入排气温度。

在上述第一方面中，催化剂劣化诊断装置可基于所述高温流入条件排气温度和所述低温流入条件排气温度之间的差值或比值执行所述氧化催化剂的劣化诊断。

在上述第一方面中，当所述高温流入条件排气温度与所述低温流入条件排气温度之间的差值等于或大于预定值时，或者当所述高温流入条件排气温度与所述低温流入条件排气温度的比值等于或高于预定值时，所述催化剂劣化诊断装置可判定所述氧化催化剂已经劣化。

在上述第一方面中，所述催化剂劣化诊断装置可基于流出排气温度的目标温度与所述高温流入条件排气温度之间的差值或比值以及所述目标温度与所述低温流入条件排气温度之间的差值或比值执行所述氧化催化剂的劣化诊断。

在上述第一方面中，当所述目标温度与所述高温流入条件排气温度之间的差值或比值比所述目标温度与所述低温流入条件排气温度之间的差值或比值大预定值或更多时，或者当所述目标温度与所述低温流入条件排气温度之间的差值或比值相对于所述目标温度与所述高温流入条件排气温度之间的差值或比值的比值等于或高于预定值时，所述催化剂劣化诊断装置可判定所述氧化催化剂已经劣化。