[发明专利]催化剂劣化检测装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂劣化检测装置以及催化剂劣化检测方法。

背景技术

在使用催化剂的储氧能力(OSC)来对在利用天然气作为燃料的内燃机的排气通路中设置的催化剂进行劣化检测的情况下，存在对从催化剂流出的氧浓度进行检测的O₂传感器因未燃烧甲烷反应而获得错误值的情况。因此，公开有变更催化剂劣化的判定基准值来进行催化剂劣化检测的技术(例如参照专利文献1)。由此，在专利文献1中欲准确地检测催化剂劣化。

专利文献1：日本特开平11-159375号公报

在使用催化剂的储氧能力来进行催化剂的劣化检测的情况下，使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧来使氧从催化剂释放出、或者使排气的空燃比变化到稀侧来使催化剂吸留氧，并检测此时的催化剂下游的氧浓度。此处，在利用天然气作为燃料的情况下，催化剂理想配比点位于浓侧，由于浓侧的燃烧界限窄，因此无法使排气的空燃比大幅地变化到浓侧。并且，对于天然气，燃料中90％以上是甲烷，甲烷使氧从催化剂中释放出的能力较低，因此无法使催化剂下游的氧浓度与使排气的空燃比变化到浓侧的情况相仿地上升。因此，在利用天然气作为燃料的情况下，无法准确地检测催化剂劣化。

发明内容

本发明就是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，提供一种准确地检测在能够使用气体燃料和液体燃料的内燃机中应用的排气净化催化剂的劣化的技术。

本发明采用以下的结构。即，本发明涉及一种催化剂劣化检测装置，上述催化剂劣化检测装置具备：

排气净化催化剂，其设置于能够使用气体燃料和液体燃料的内燃机的排气通路；

氧浓度检测部，其设置于比上述排气净化催化剂靠下游的上述排气通路；以及

催化剂劣化判断部，其使从上述内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧和稀侧，对该空燃比的变化与上述氧浓度检测部的输出的变化进行比较，来判断上述排气净化催化剂是否已经劣化，

其中，

在仅使用即便使从上述内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧、也难以使吸留于上述排气净化催化剂的氧释放出的气体燃料的情况下，上述催化剂劣化判断部基于下述变化中的某一方来判断上述排气净化催化剂是否已经劣化，上述变化为：上述氧浓度检测部的输出的仅稀侧的变化，以及上述氧浓度检测部的输出的浓侧和稀侧的变化。

根据本发明，当基于一方的、氧浓度检测部的输出的仅稀侧的变化来判断排气净化催化剂是否已经劣化时，即便无法使排气的空燃比大幅地变化到浓侧也无妨，并且能够使催化剂下游的氧浓度与使排气的空燃比变化到稀侧的情况相仿地下降。当基于另一方的、氧浓度检测部的输出的浓侧和稀侧的变化来判断排气净化催化剂是否已经劣化时，能够也考虑使排气的空燃比变化到浓侧时的氧浓度检测部的输出。由此，能够准确地检测排气净化催化剂的劣化。

当上述催化剂劣化判断部基于上述氧浓度检测部的输出在浓侧和稀侧的变化来判断上述排气净化催化剂是否已经劣化时，最好供给液体燃料。

对于液体燃料，催化剂理想配比点并不位于浓侧，也不会出现浓侧的燃烧界限窄的情况，因此能够使排气的空燃比大幅地变化到浓侧。并且，液体燃料与即便使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧、也难以使吸留于排气净化催化剂的氧释放出的气体燃料不同，能够使催化剂下游的氧浓度与使排气的空燃比变化到浓侧的情况相仿地上升。由此，也能够根据使排气的空燃比变化到浓侧时的氧浓度检测部的输出来准确地检测排气净化催化剂的劣化。

当所供给的液体燃料含有含氧燃料时，最好上述含氧燃料的浓度越高，越是减少所供给的液体燃料的比例。

含氧燃料的浓度越高，当使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧时越容易使吸留于排气净化催化剂的氧释放出。因此，含氧燃料的浓度越高，越是减少所供给的液体燃料的比例，这也能够使吸留于排气净化催化剂的氧释放出。

上述排气净化催化剂的温度越高，越是减少所供给的液体燃料的比例。

排气净化催化剂的温度越高，当使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧时越容易使吸留于排气净化催化剂的氧释放出。因此，排气净化催化剂的温度越高，越是减少所供给的液体燃料的比例，这也能够使吸留于排气净化催化剂的氧释放出。

上述催化剂劣化判断部最好使中心点向稀侧偏移，该中心点是使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧和稀侧时的中心点。

由此，即便气体燃料的催化剂理想配比点位于浓侧、浓侧的燃烧界限窄，也会由于中心点向稀侧偏移，而能够使从内燃机排出的排气的空燃比变化到浓侧和稀侧。