JP3147632B2 - 触媒コンバータの触媒劣化検出装置 - Google Patents
触媒コンバータの触媒劣化検出装置Info
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- JP3147632B2 JP3147632B2 JP32480393A JP32480393A JP3147632B2 JP 3147632 B2 JP3147632 B2 JP 3147632B2 JP 32480393 A JP32480393 A JP 32480393A JP 32480393 A JP32480393 A JP 32480393A JP 3147632 B2 JP3147632 B2 JP 3147632B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排気ガス
を浄化する触媒コンバータの触媒劣化検出装置に関す
る。
を浄化する触媒コンバータの触媒劣化検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンに対する有害な排気ガス
の高レベルの低減が要求されており、その排気ガスを浄
化するものとして触媒コンバータが知られているが、こ
の触媒が劣化してくると、浄化機能が次第に低下するこ
とになる。
の高レベルの低減が要求されており、その排気ガスを浄
化するものとして触媒コンバータが知られているが、こ
の触媒が劣化してくると、浄化機能が次第に低下するこ
とになる。
【０００３】このため、触媒の劣化検出装置が提案され
ており、これは、触媒コンバータの入口、触媒の内部等
の２カ所に温度センサを取付け、その２点間の温度差を
劣化がないときの状態と比べて、劣化があるかどうかを
判断するようになっており、劣化があるときに警告灯等
を点灯して運転者に知らせるようになっている（特開平
２ー２７１０９号公報等参照）。
ており、これは、触媒コンバータの入口、触媒の内部等
の２カ所に温度センサを取付け、その２点間の温度差を
劣化がないときの状態と比べて、劣化があるかどうかを
判断するようになっており、劣化があるときに警告灯等
を点灯して運転者に知らせるようになっている（特開平
２ー２７１０９号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合温度センサの取付箇所が異なると、排気ガスや酸化雰
囲気にさらされる環境が異なるため、長期間使用してい
る間に温度センサの劣化状態が異なってくる。これは、
触媒の劣化判断に影響を及ぼす。
合温度センサの取付箇所が異なると、排気ガスや酸化雰
囲気にさらされる環境が異なるため、長期間使用してい
る間に温度センサの劣化状態が異なってくる。これは、
触媒の劣化判断に影響を及ぼす。
【０００５】一方、触媒内部の２カ所に温度センサを取
付ける場合、触媒の長さが比較的短いときは、ガス流に
対して上下流に配置するのが難しい。
付ける場合、触媒の長さが比較的短いときは、ガス流に
対して上下流に配置するのが難しい。
【０００６】この発明は、このような問題点を解決でき
る触媒劣化検出装置を提供することを目的としている。
る触媒劣化検出装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すようにエンジンの排気ガスを浄化する触媒コンバータ
の触媒の劣化を検出する装置において、触媒中心部の温
度を検出する第１の温度センサ１と、前記第１の温度セ
ンサ１に対して触媒の同一横断面上に配置され、触媒周
辺部の温度を検出する第２の温度センサ２と、両温度セ
ンサ１、２の検出値を比較して或る時点の温度差が所定
値以上のとき劣化と判断する判定手段３とを設ける。
すようにエンジンの排気ガスを浄化する触媒コンバータ
の触媒の劣化を検出する装置において、触媒中心部の温
度を検出する第１の温度センサ１と、前記第１の温度セ
ンサ１に対して触媒の同一横断面上に配置され、触媒周
辺部の温度を検出する第２の温度センサ２と、両温度セ
ンサ１、２の検出値を比較して或る時点の温度差が所定
値以上のとき劣化と判断する判定手段３とを設ける。
【０００８】第２の発明は、前記或る時点を、エンジン
の始動後所定時間を経過した時点とする。
の始動後所定時間を経過した時点とする。
【０００９】第３の発明は、前記或る時点を、定常運転
時とする。
時とする。
【００１０】第４の発明は、前記第１、第２の温度セン
サが１つの支持体に一体に組込まれる。
サが１つの支持体に一体に組込まれる。
【００１１】
【作用】触媒の温度は、流入した排気の触媒での反応熱
によって中心部で高く、また排気の流入初期には周辺部
の温度の立ち上がりが遅れるが、劣化が進行するにした
がい、周辺部の温度の立ち上がりが遅くなり、また周辺
部と中心部との温度差が拡がる。
によって中心部で高く、また排気の流入初期には周辺部
の温度の立ち上がりが遅れるが、劣化が進行するにした
がい、周辺部の温度の立ち上がりが遅くなり、また周辺
部と中心部との温度差が拡がる。
【００１２】したがって、第１の発明では、第１の温度
センサによる触媒中心部の温度と、第２の温度センサに
よる触媒周辺部の温度との差によって、触媒の劣化が的
確に判定される。また、温度センサの劣化のバラツキが
抑えられる。
センサによる触媒中心部の温度と、第２の温度センサに
よる触媒周辺部の温度との差によって、触媒の劣化が的
確に判定される。また、温度センサの劣化のバラツキが
抑えられる。
【００１３】第２の発明では、エンジンの始動後所定時
間を経過した時点での触媒中心部と触媒周辺部の温度差
を比較することで、触媒周辺部の温度の立ち上がり状態
を基に触媒の劣化判定を的確に行える。
間を経過した時点での触媒中心部と触媒周辺部の温度差
を比較することで、触媒周辺部の温度の立ち上がり状態
を基に触媒の劣化判定を的確に行える。
【００１４】第３の発明では、定常運転時での触媒中心
部と触媒周辺部の温度差を比較することで、安定した状
態で触媒の劣化判定を的確に行える。
部と触媒周辺部の温度差を比較することで、安定した状
態で触媒の劣化判定を的確に行える。
【００１５】第４の発明では、構造が簡素化し、取付け
が容易になる。
が容易になる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】図２のように触媒コンバータ１０は、内部
に触媒（三元触媒）１１が収納されると共に、エンジン
の排気ガスを導く排気管（図示しない）の途中に設置さ
れる。排気ガスは図中矢印の方向に流れるものである。
に触媒（三元触媒）１１が収納されると共に、エンジン
の排気ガスを導く排気管（図示しない）の途中に設置さ
れる。排気ガスは図中矢印の方向に流れるものである。
【００１８】触媒１１としては、モノリス触媒が用いら
れ、例えばアルミナのハニカム形が採用されている。触
媒１１の周囲にはインシュレータ１２が装着されてい
る。
れ、例えばアルミナのハニカム形が採用されている。触
媒１１の周囲にはインシュレータ１２が装着されてい
る。
【００１９】この触媒１１に触媒１１内部の温度を検出
する第１、第２の温度センサ１３，１４が配設される。
する第１、第２の温度センサ１３，１４が配設される。
【００２０】温度センサ１３，１４は、図３のように金
属抵抗体あるいはサーミスタからなる熱感知部１５，１
６がセラミックからなるセンサ支持体１７に一体に組込
まれて、コンバータハウジング１８の取付孔から触媒１
１内に差し込まれて固定される。
属抵抗体あるいはサーミスタからなる熱感知部１５，１
６がセラミックからなるセンサ支持体１７に一体に組込
まれて、コンバータハウジング１８の取付孔から触媒１
１内に差し込まれて固定される。
【００２１】第１の温度センサ１３の熱感知部１５は、
触媒１１の中心部分の温度を検出するようにセンサ支持
体１７の先端側に組込まれ、第２の温度センサ１４の熱
感知部１６は、触媒１１の周辺部分の温度を検出するよ
うにセンサ支持体１７の途中に組込まれる。
触媒１１の中心部分の温度を検出するようにセンサ支持
体１７の先端側に組込まれ、第２の温度センサ１４の熱
感知部１６は、触媒１１の周辺部分の温度を検出するよ
うにセンサ支持体１７の途中に組込まれる。
【００２２】このセンサ支持体１７は、温度センサ１
３，１４が触媒１１のガス入口端より所定値以上後流の
同一横断面上に配置されるように取付けられる。
３，１４が触媒１１のガス入口端より所定値以上後流の
同一横断面上に配置されるように取付けられる。
【００２３】なお、図４には熱電対を用いた熱感知部２
０，２１をセンサ支持体２２に組込んだ例を示す。
０，２１をセンサ支持体２２に組込んだ例を示す。
【００２４】これら第１、第２の温度センサ１３，１４
の検出信号は、それぞれ増幅器２３，２４を通して判定
回路２５に送られる。
の検出信号は、それぞれ増幅器２３，２４を通して判定
回路２５に送られる。
【００２５】判定回路２５には、エンジンの負荷、回転
数、冷却水温等の各運転条件信号およびイグニッション
スイッチ２６の信号が入力されている。
数、冷却水温等の各運転条件信号およびイグニッション
スイッチ２６の信号が入力されている。
【００２６】これらの信号に基づき、判定回路２５によ
って所定の時期に第１、第２の温度センサ１３，１４に
よる温度検出が行われ、これらの検出値に基づき触媒１
１の劣化判断が行われる。また、劣化と判定された場
合、運転席等に設けられる警告ランプ２７に点灯信号が
出力される。
って所定の時期に第１、第２の温度センサ１３，１４に
よる温度検出が行われ、これらの検出値に基づき触媒１
１の劣化判断が行われる。また、劣化と判定された場
合、運転席等に設けられる警告ランプ２７に点灯信号が
出力される。
【００２７】これを、図５のフローチャートに基づいて
説明する。
説明する。
【００２８】まず、ステップ１でエンジンのイグニッシ
ョンスイッチ２６がオンされ、エンジンが始動されたこ
とを検知すると、ステップ２でタイマをスタートする。
ョンスイッチ２６がオンされ、エンジンが始動されたこ
とを検知すると、ステップ２でタイマをスタートする。
【００２９】このスタート後、ステップ３で規定時間
（例えば数十秒）ＴＭが経過すると、ステップ４で第
１、第２の温度センサ１３，１４の検出信号を読み込
み、内部（触媒中心部）温度ｂと、外側（触媒周辺部）
温度ａを計測する。
（例えば数十秒）ＴＭが経過すると、ステップ４で第
１、第２の温度センサ１３，１４の検出信号を読み込
み、内部（触媒中心部）温度ｂと、外側（触媒周辺部）
温度ａを計測する。
【００３０】次に、ステップ５でその内側温度ｂと外側
温度ａの差ΔＴを計算し、ステップ６でその差ΔＴを劣
化判定規定値（例えば４０〜５０℃）と比較する。
温度ａの差ΔＴを計算し、ステップ６でその差ΔＴを劣
化判定規定値（例えば４０〜５０℃）と比較する。
【００３１】そして、その差ΔＴが劣化判定規定値より
大きければ、触媒１１が劣化していると判定し、ステッ
プ７で警告ランプ２７を点灯する。
大きければ、触媒１１が劣化していると判定し、ステッ
プ７で警告ランプ２７を点灯する。
【００３２】ここで、エンジンの始動直後の触媒１１の
横断面の温度状態を示すと、触媒１１が新しいときは、
図６、図７のように流入した排気の反応熱によって周辺
部に囲われる内側の温度ｂが早く立ち上がり、外側の温
度ａの立ち上がりは幾分遅れるものの、触媒１１が劣化
してくると、劣化が進行するにしたがい、図８、図９の
ように外側の温度ａの立ち上がりが遅くなり、外側の温
度ａと内側の温度ｂとの差ΔＴが拡がってくる。
横断面の温度状態を示すと、触媒１１が新しいときは、
図６、図７のように流入した排気の反応熱によって周辺
部に囲われる内側の温度ｂが早く立ち上がり、外側の温
度ａの立ち上がりは幾分遅れるものの、触媒１１が劣化
してくると、劣化が進行するにしたがい、図８、図９の
ように外側の温度ａの立ち上がりが遅くなり、外側の温
度ａと内側の温度ｂとの差ΔＴが拡がってくる。
【００３３】なお、触媒１１が劣化してくると、定常運
転時の外側の温度ａと内側の温度ｂとの差ΔＴも拡が
る。
転時の外側の温度ａと内側の温度ｂとの差ΔＴも拡が
る。
【００３４】即ち、エンジンの始動後、所定時間ＴＭが
経過した時点の触媒１１の内側温度ｂと外側温度ａの差
ΔＴを所定の劣化判定規定値と比較することにより、触
媒１１の劣化を的確に判定できる。また、触媒１１が劣
化すると、警告ランプ２７を点灯して、運転者に触媒の
交換時期が来たのを知らせることができる。
経過した時点の触媒１１の内側温度ｂと外側温度ａの差
ΔＴを所定の劣化判定規定値と比較することにより、触
媒１１の劣化を的確に判定できる。また、触媒１１が劣
化すると、警告ランプ２７を点灯して、運転者に触媒の
交換時期が来たのを知らせることができる。
【００３５】また、温度センサ１３，１４をセンサ支持
体１７に一体に組込んで、触媒１１の横断面上に配置す
るので、温度センサ１３，１４の取付けを容易に行え、
構造が簡素化すると共に、温度センサ１３，１４を触媒
１１内部に配置するので、両温度センサ１３，１４がさ
らされる環境がほぼ同じになり、このため長期間使用し
ている間に温度センサ１３，１４が劣化してきても、そ
の劣化のバラツキは少ないものとなる。
体１７に一体に組込んで、触媒１１の横断面上に配置す
るので、温度センサ１３，１４の取付けを容易に行え、
構造が簡素化すると共に、温度センサ１３，１４を触媒
１１内部に配置するので、両温度センサ１３，１４がさ
らされる環境がほぼ同じになり、このため長期間使用し
ている間に温度センサ１３，１４が劣化してきても、そ
の劣化のバラツキは少ないものとなる。
【００３６】したがって、両温度センサ１３，１４間で
の出力のバラツキが抑えられ、温度センサ１３，１４の
信頼性ならびに触媒１１の劣化判定の信頼性が向上し、
その劣化判定によって触媒１１の正確な交換時期を検知
できる。
の出力のバラツキが抑えられ、温度センサ１３，１４の
信頼性ならびに触媒１１の劣化判定の信頼性が向上し、
その劣化判定によって触媒１１の正確な交換時期を検知
できる。
【００３７】図１０は本発明の他の実施例で、エンジン
の定常運転時に第１、第２の温度センサ１３，１４によ
る温度検出を行って、触媒１１の劣化判定を行うように
したものである。
の定常運転時に第１、第２の温度センサ１３，１４によ
る温度検出を行って、触媒１１の劣化判定を行うように
したものである。
【００３８】この場合、ステップ１１でエンジンの負
荷、回転数、冷却水温等の各運転条件信号に基づいて、
エンジンが所定の定常走行状態（エンジンの負荷、回転
数が一定の範囲）にあるかどうかを判定する。
荷、回転数、冷却水温等の各運転条件信号に基づいて、
エンジンが所定の定常走行状態（エンジンの負荷、回転
数が一定の範囲）にあるかどうかを判定する。
【００３９】所定の定常走行状態にあれば、ステップ１
２で第１、第２の温度センサ１３，１４の検出信号を読
み込み、内部（触媒中心部）温度ｂと、外側（触媒周辺
部）温度ａを計測する。
２で第１、第２の温度センサ１３，１４の検出信号を読
み込み、内部（触媒中心部）温度ｂと、外側（触媒周辺
部）温度ａを計測する。
【００４０】次に、ステップ１３でその内側温度ｂと外
側温度ａの差ΔＴを計算し、ステップ１４でその差ΔＴ
を劣化判定規定値（前記実施例の劣化判定規定値よりも
小さい値を取る）と比較する。
側温度ａの差ΔＴを計算し、ステップ１４でその差ΔＴ
を劣化判定規定値（前記実施例の劣化判定規定値よりも
小さい値を取る）と比較する。
【００４１】そして、その差ΔＴが劣化判定規定値より
大きければ、触媒１１が劣化していると判定し、ステッ
プ１５で警告ランプ２７を点灯する。
大きければ、触媒１１が劣化していると判定し、ステッ
プ１５で警告ランプ２７を点灯する。
【００４２】即ち、触媒１１が劣化してくると、反応が
遅れる分、定常運転時においても、触媒１１の内側温度
ｂと外側温度ａの差ΔＴが拡がり、これにより定常運転
時の内側温度ｂと外側温度ａの差ΔＴを所定の劣化判定
規定値と比較することにより、触媒１１の劣化を的確に
判定できる。定常運転時は、内側温度ｂと外側温度ａの
差ΔＴの変化が少ないので、安定した状態で触媒１１の
劣化を判定でき、判定を容易に行える。
遅れる分、定常運転時においても、触媒１１の内側温度
ｂと外側温度ａの差ΔＴが拡がり、これにより定常運転
時の内側温度ｂと外側温度ａの差ΔＴを所定の劣化判定
規定値と比較することにより、触媒１１の劣化を的確に
判定できる。定常運転時は、内側温度ｂと外側温度ａの
差ΔＴの変化が少ないので、安定した状態で触媒１１の
劣化を判定でき、判定を容易に行える。
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【発明の効果】以上のように第１の発明は、エンジンの
排気ガスを浄化する触媒コンバータの触媒の劣化を検出
する装置において、触媒中心部の温度を検出する第１の
温度センサと、前記第１の温度センサに対して触媒の同
一横断面上に配置され、触媒周辺部の温度を検出する第
２の温度センサと、両温度センサの検出値を比較して或
る時点の温度差が所定値以上のとき劣化と判断する判定
手段とを設けたので、両温度センサの劣化のバラツキを
抑えて、触媒の劣化を的確に判定でき、信頼性が向上す
る。
排気ガスを浄化する触媒コンバータの触媒の劣化を検出
する装置において、触媒中心部の温度を検出する第１の
温度センサと、前記第１の温度センサに対して触媒の同
一横断面上に配置され、触媒周辺部の温度を検出する第
２の温度センサと、両温度センサの検出値を比較して或
る時点の温度差が所定値以上のとき劣化と判断する判定
手段とを設けたので、両温度センサの劣化のバラツキを
抑えて、触媒の劣化を的確に判定でき、信頼性が向上す
る。
【００４６】第２の発明は、排気の流入初期の触媒中心
部と周辺部の温度の立ち上がり状態を基に、触媒の劣化
判定を的確に行える。
部と周辺部の温度の立ち上がり状態を基に、触媒の劣化
判定を的確に行える。
【００４７】第３の発明は、定常運転時の安定した状態
で、触媒の劣化判定を的確に行える。
で、触媒の劣化判定を的確に行える。
【００４８】第４の発明は、温度センサの組付性が向上
する。
する。
【図１】本発明の構成図である。
【図２】実施例の構成断面図である。
【図３】温度センサをセンサ支持体に組込んだ構成図で
ある。
ある。
【図４】温度センサに熱電対を用いた他の例を示す構成
図である。
図である。
【図５】触媒劣化判定のフローチャートである。
【図６】触媒が新しいときの触媒の温度の立ち上がり状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図７】触媒が新しいときの触媒の温度の立ち上がり特
性図である。
性図である。
【図８】触媒の劣化時の触媒の温度の立ち上がり状態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図９】触媒の劣化時の触媒の温度の立ち上がり特性図
である。
である。
【図１０】他の実施例の触媒劣化判定のフローチャート
である。
である。
１０ 触媒コンバータ １１ 触媒 １３ 第１の温度センサ １４ 第２の温度センサ １５，１６ 熱感知部 １７ センサ支持体 ２５ 判定回路 ２６ イグニッションスイッチ ２７ 警告ランプ ３０，３１ センサ支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/00 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 F02B 77/08 F02D 35/00 F02D 45/00
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンの排気ガスを浄化する触媒コン
バータの触媒の劣化を検出する装置において、触媒中心
部の温度を検出する第１の温度センサと、前記第１の温
度センサに対して触媒の同一横断面上に配置され、触媒
周辺部の温度を検出する第２の温度センサと、両温度セ
ンサの検出値を比較して或る時点の温度差が所定値以上
のとき劣化と判断する判定手段とを設けたことを特徴と
する触媒コンバータの触媒劣化検出装置。 - 【請求項２】 或る時点を、エンジンの始動後所定時間
を経過した時点とすることを特徴とする請求項１に記載
の触媒コンバータの触媒劣化装置。 - 【請求項３】 或る時点を、定常運転時とすることを特
徴とする請求項１に記載の触媒コンバータの触媒劣化装
置。 - 【請求項４】 前記第１、第２の温度センサが１つの支
持体に一体に組込まれたことを特徴とする請求項１に記
載の触媒コンバータの触媒劣化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32480393A JP3147632B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 触媒コンバータの触媒劣化検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32480393A JP3147632B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 触媒コンバータの触媒劣化検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180537A JPH07180537A (ja) | 1995-07-18 |
| JP3147632B2 true JP3147632B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18169857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32480393A Expired - Fee Related JP3147632B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 触媒コンバータの触媒劣化検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147632B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6446445B2 (ja) * | 2013-10-15 | 2018-12-26 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 触媒化された基材のための車載式診断システム |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32480393A patent/JP3147632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07180537A (ja) | 1995-07-18 |
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