[发明专利]电加热式催化剂的故障检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及电加热式催化剂的故障检测装置。

背景技术

已知有一种通过对具有电阻的催化剂载持体进行通电，来在内燃机冷起动时使催化剂的温度上升从而实现该催化剂的快速活化的技术（例如参照专利文献1。）。另外，已知有一种基于在比催化剂靠下游侧设置的氧浓度传感器的输出值来判定催化剂的异常的技术（例如参照专利文献2。）。另外，已知有一种如下的技术，即在由在比催化剂靠下游侧设置的氧传感器检测的空燃比的浓空燃比和稀空燃比的反转周期超过了规定时间时判定为催化剂已经活化，推测自内燃机起动时起至催化剂活化为止所需的热量，并根据该热量的累计值来判定催化剂的劣化（例如参照专利文献3。）。

另外，对于电加热式催化剂而言，若不进行通电则温度不上升。因此，若知道了电加热式催化剂的温度则能够判定是否被通电，因此能够检测该电加热式催化剂的故障。这里，在判定是否已对电加热式催化剂进行了通电时，例如考虑对发热体安装温度传感器。但是，电加热式催化剂的发热体所使用的例如SiC硬且脆。并且，由于热膨胀也较难进行，所以难以嵌入安装温度传感器。另外，也要花费加工的费用以及追加温度传感器的费用。并且，虽然也考虑了测定发热体的电阻，并基于该电阻来推定发热体的温度，但是由于有时发热体的温度和电阻的关系发生变化，因此也存在难以准确地求出温度的情况。

专利文献1:日本特开平05－248234号公报

专利文献2:日本特开2003－120382号公报

专利文献3:日本特开平09－004438号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，通过准确地检测电加热式催化剂的温度是否已上升来检测电加热式催化剂是否正常。

为了实现上述课题，在本发明中，在被设置于内燃机的排气通路并通过通电来发热从而对催化剂进行加热的电加热式催化剂的故障检测装置中，具备：空燃比控制装置，其在所述内燃机起动时使流入所述电加热式催化剂的排气的空燃比成为浓空燃比；下游侧检测装置，其被设置于比所述电加热式催化剂靠下游侧并且检测排气中的氧浓度；和判定装置，其基于在所述内燃机起动后且在由所述空燃比控制装置使排气的空燃比成为浓空燃比时由所述下游侧检测装置检测的氧浓度变化到表示浓空燃比的值的时期，来判定是否已向所述电加热式催化剂通电。

这里，空燃比控制装置在判定装置进行判定所需的期间内使排气的空燃比成为浓空燃比即可。另外，判定装置也可以仅在由空燃比控制装置使排气的空燃比成为浓空燃比的期间进行判定。通过向电加热式催化剂进行通电，催化剂的温度上升。由此，氧被贮藏于催化剂。在催化剂中贮藏的氧在通过该催化剂的排气的空燃比成为浓空燃比时被从该催化剂释放。并且，在从催化剂释放氧的期间，比电加热式催化剂靠下游侧的排气的空燃比大致成为理论空燃比。

但是，若电加热式催化剂发生故障从而催化剂的温度不上升，则由于催化剂中没有贮藏氧，因此即使通过催化剂的排气的空燃比成为浓空燃比，氧也不被释放。因此，比电加热式催化剂靠下游侧的排气的空燃比立即成为浓空燃比。这样，由下游侧检测装置检测到的氧浓度变化到表示浓空燃比的值的时期根据电加热式催化剂的温度而变化。即，能够基于由下游侧检测装置检测到的氧浓度变化到表示浓空燃比的值的时期，来判定电加热式催化剂的温度是否在上升。并且，如果电加热式催化剂的温度在上升，则向电加热式催化剂的通电正常进行，因此能够判定为该电加热式催化剂正常。另外，即使以使得在内燃机起动时成为浓空燃比的方式进行控制，在内燃机起动前前次的内燃机运转时的排气也会残留在排气通路内。因此，在内燃机起动时，包含大量氧的气体通过电加热式催化剂。此时，氧被贮藏于催化剂。

另外，在本发明中，所述判定装置能够在自所述内燃机起动后起至由所述下游侧检测装置检测到的氧浓度变化到表示浓空燃比的值为止的时间长于规定时间的情况下，判定为向所述电加热式催化剂的通电被正常进行，在自所述内燃机起动后起至由所述下游侧检测装置检测的氧浓度变化到表示浓空燃比的值为止的时间在规定时间以下的情况下判定为向所述电加热式催化剂的通电没有被正常进行。