JP2015098869A - 内燃機関における車載の触媒状態監視／制御システムの適合 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒の変質を監視するシステムを提供する。【解決手段】触媒コンバータ前ガスセンサ１２０と、触媒コンバータ後ガスセンサ１３０と、前記触媒コンバータ前および触媒コンバータ後ガスセンサに連絡した少なくとも１つの演算装置１４０とを備えており、前記少なくとも１つの演算装置が、前記触媒コンバータ前ガスセンサからの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサからの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップと、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップと、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップとを含む動作を実行することによって触媒の変質を監視する。【選択図】図１

Description

本明細書において開示される主題は、概して、燃焼機関の触媒に関する。より具体的には、本明細書に提示される開示は、燃焼機関の触媒の変質の検出に関する。

内燃機関においては、触媒の経年劣化および変質が、深刻な懸念である。そのような変質により、機関が、排出物の規制を守れなくなる可能性がある。伝統的な触媒の保守として、所与の時間期間の後の触媒または触媒コンバータの定期的な交換が挙げられる。定期的な交換は、触媒の寿命が残っているかもしれない場合に、高価かつ無駄が多くなる。

触媒の寿命を判断するために、触媒の変質を監視する試みが行われている。燃焼機関の触媒の変質を監視しようとするそのような伝統的な試みは、上流および下流のラムダセンサなどの酸素センサからの信号の間のタイムラグの比較に厳密に基づいている。

米国特許出願公開第２００７／０１７２１２号明細書

種々の実施形態は、触媒の変質を監視するように構成されたシステムを含む。いくつかの実施形態は、触媒コンバータ前ガスセンサと、触媒コンバータ後ガスセンサと、前記触媒コンバータ前および触媒コンバータ後ガスセンサに連絡した少なくとも１つの演算装置とを備えており、前記少なくとも１つの演算装置が、前記触媒コンバータ前ガスセンサからの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサからの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップと、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップと、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップとを含む動作を実行することによって触媒の変質を監視するように構成されている触媒変質検出システムを含む。

第１の態様は、触媒コンバータ前ガスセンサと、触媒コンバータ後ガスセンサと、前記触媒コンバータ前および触媒コンバータ後ガスセンサに連絡した少なくとも１つの演算装置とを備えており、前記少なくとも１つの演算装置が、前記触媒コンバータ前ガスセンサからの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサからの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップと、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップと、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップとを含む動作を実行することによって触媒の変質を監視するように構成されている触媒変質検出システムを提供する。

第２の態様は、コンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体に具現化されたプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム製品であって、少なくとも１つの演算装置によって実行されたときに、該少なくとも１つの演算装置に、触媒コンバータ前ガスレベルと触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップと、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較することによって触媒の変質レベルを割り出すステップと、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップとを含む動作を実行することによる触媒の変質の監視を実行させるコンピュータプログラム製品を提供する。

第３の態様は、内燃機関の排気の経路に位置する触媒コンバータと、前記排気の経路において前記触媒コンバータの上流に配置された触媒コンバータ前ガスセンサと、前記排気の経路において前記触媒コンバータの下流に配置された触媒コンバータ後ガスセンサと、前記触媒コンバータ前および触媒コンバータ後ガスセンサに通信可能に接続された少なくとも１つの演算装置とを備えており、前記少なくとも１つの演算装置が、前記触媒コンバータ前ガスセンサからの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサからの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップと、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップと、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップとを含む動作を実行することによって触媒の変質を監視するように構成されている触媒変質検出システムを提供する。

本発明のこれらの特徴および他の特徴が、本発明の種々の態様の以下の詳細な説明を、本発明の種々の実施形態を示している添付の図面と併せて検討することによって、さらに容易に理解されるであろう。

本発明の種々の実施形態によるシステムの概略図を示している。 本発明の種々の実施形態による方法を説明するフロー図を示している。 本発明の種々の実施形態によるシステムを含む環境を示している。

本発明の図面が、必ずしも比例尺ではないことに注意すべきである。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すように意図されており、したがって本発明の技術的範囲を限定するものとして解釈されてはならない。図面の間で類似の番号が付されている構成要素が、お互いに関して説明されるように実質的に同様であってよいことを、理解すべきである。さらに、図１〜３に関して図示および説明される実施形態において、類似の番号は、類似の構成要素を表わすことができる。これらの構成要素の重複する説明は、分かり易くするために省略されている。最後に、図１〜３のコンポーネントおよびそれらに関する説明を、本明細書に記載のあらゆる実施形態に適用できることを、理解すべきである。

本明細書において開示される主題は、概して、燃焼機関の触媒に関する。より具体的には、本明細書に提示される開示は、燃焼機関の触媒の変質の検出に関する。

上述のように、燃焼機関の触媒の変質を監視しようとする伝統的な試みは、上流および下流のラムダセンサ（酸素センサ）からの信号の間のタイムラグの比較に厳密に基づいている。伝統的な試みから区別されるとおり、本明細書に記載の実施形態は、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のセンサからのガスレベルを分析することによって、触媒の変質を推定する。１つの伝統的な方法が、センサの出力電圧に基づいて触媒活性を診断するために使用される。触媒前および触媒後の酸素またはラムダセンサの信号の電圧の変化の時間差が大きいほど、触媒活性が高い。より短い時間差は、触媒の失活を示している。

内燃機関の触媒の交換および保守は、高コストかつ時間がかかるため、本発明の実施形態は、所与の総時間の後に触媒を交換するのではなく、触媒の変質を監視し、変質の検出後も触媒を使用するために気流の比を変更することを可能にする。

図１に目を向けると、本発明の種々の態様によるシステムを説明する概略図が示されている。システム１００が、内燃機関の排気の経路に配置される触媒コンバータ１１０を備えている。触媒コンバータ１１０は、三元触媒（ＴＷＣ）触媒コンバータまたは二元触媒コンバータであってよい。二元触媒コンバータを、選択触媒還元（ＳＣＲ）の触媒に基づく触媒コンバータを使用する実施形態（例えば、酸素の貯留の代わりにアンモニア（ＮＨ３）の貯留の推移を比較する）において使用することができる。

システム１００は、触媒コンバータ１１０を備えており、触媒コンバータ１１０は、触媒１１０Ａを備えている。システム１００は、触媒コンバータ前ガスセンサ１２０および触媒コンバータ後ガスセンサ１３０をさらに備えている。本発明の態様によれば、そのようなセンサは、酸素センサ、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサ、または両方を含むことができ、触媒コンバータ後ガスセンサは、ＮＨ３センサを含むことができる。触媒コンバータ前ガスセンサ１２０を、触媒コンバータ１１０の上流において、内燃機関からの排気の流れの中に配置することができる。排気の流れの方向が、図１において矢印によって示されている（内燃機関は図示されていない）。触媒コンバータ後ガスセンサ１３０を、触媒コンバータ１１０の下流において、排気の流れの中に配置することができる。

システム１００は、触媒コンバータ前ガスセンサ１２０および触媒コンバータ後ガスセンサ１３０に通信可能に接続された少なくとも１つの演算装置１４０をさらに備える。少なくとも１つの演算装置１４０を、本明細書に記載の方法によって触媒の変質を監視するように構成することができる。システム１００は、本明細書において後述される機能を有するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１５０を備えることができる。システム１００がＴＷＣシステムを備える実施形態においては、システム１００が、モデルに基づく空燃比（Ａ／Ｆ）制御システム１６０を備えることができ、システム１００がＳＣＲ触媒コンバータシステムを備える実施形態においては、システム１００が、モデルに基づく尿素注入制御システム１７０を備えることができる。尿素注入制御システムは、システムがＴＷＣの変質を検出したときにＡ／Ｆ制御システムがＡ／Ｆ比を調節するやり方と同様のやり方で、システムが触媒の変質を検出したときに尿素の流量を調節することができる。

図２が、本発明の種々の実施形態による方法を説明するフロー図を示している。図２は、触媒の変質を監視するように構成された少なくとも１つの演算装置１４０によって実行することができるプロセスを示している。そのようなプロセスは、触媒コンバータ前ガスレベルと触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップを含むプロセスＰ１１０を含む。触媒コンバータ前ガスレベルを、触媒コンバータ前ガスセンサ１２０によって検出し、触媒コンバータ前ガスセンサ１２０から信号によって送信できる一方で、触媒コンバータ後ガスレベルを、触媒コンバータ後ガスセンサ１３０によって検出し、触媒コンバータ後ガスセンサ１３０から信号によって送信することができる。検出されるガスとして、酸素、チッ素酸化物（ＮＯｘ）、および／またはアンモニア（ＮＨ３）を挙げることができる。

ガスが酸素である場合、ラムダセンサを使用することができる。ラムダセンサは、外部の空気中の酸素の量と比較した排気中の未燃焼の酸素の量に基づいて変化する電圧を生成する。差が大きいほど、出力電圧が大きくなる。触媒酸素貯留レベルを、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のガスセンサ１２０／１３０の電圧出力の間の差に基づいて推定することができる。ガスレベルの検出に使用することができる他のセンサとして、ダイオードレーザに基づくセンサが挙げられる。チッ素酸化物（ＮＯまたはＮＯ２を含むことができるＮＯｘ）を含む検出ガスの場合には、酸素センサの信号に基づく酸素の貯留の推定よりもむしろ、ＳＣＲシステムにおけるＮＯｘセンサの信号に基づくアンモニアの貯留の推定を、分析することができる。ＳＣＲシステムは、典型的には、ＮＯ_x還元触媒の前方の排気の流れに尿素を注入する。尿素の分子が、尿素の熱分解および加水分解の後に２つのアンモニア分子を形成する。次いで、アンモニアが排気中のＮＯｘと反応し、チッ素および水が形成される。しかしながら、尿素の制御が正確でないと、ＮＨ３の大気中への排出が増え、さらには／あるいはＮＯｘの変換が不足する可能性がある。典型的には、ＳＣＲの入口およびＳＣＲの出口におけるＮＯｘまたはＮＨ３センサの測定値が、ＳＣＲ触媒におけるＮＨ３の貯留を推定するために必要である。いくつかの事例において、例えばＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）−ＳＣＲまたはＤＯＣ−ＤＰＦ（ディーゼル粒子状物質除去装置）−ＳＣＲシステムを有する場合、ＮＯｘセンサが機関の出口に配置され、ＤＯＣおよびＤＰＦの数学モデルが、機関の出口におけるＮＯｘセンサの読み取り値に基づいてＳＣＲの入口におけるＮＯおよびＮＯ２のそれぞれの濃度を推定するために使用される。そのような筋書きにおいては、典型的に、機関の出口におけるＮＯｘセンサおよびＳＣＲの出口におけるＮＯｘセンサが、ＳＣＲ触媒におけるＮＨ３の貯留を推定するために使用される。

プロセスＰ１２０が、前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較することによって触媒の変質レベルを割り出すステップを含む。ベースライン触媒ガス貯留レベルは、新鮮、新品未使用、またはわずかに使用されただけの触媒のガス貯留レベルであってよい。さらに、ベースライン触媒ガス貯留レベルは、ならし（ｄｅｇｒｅｅｎ）後のガス貯留レベルであってよい。ならし後とは、触媒が比較的短い時間を経たことを意味する。上述の比較を、リアルタイムで実行することができる。

プロセスＰ１３０が、ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルを或るしきい値差によって超えている場合に、触媒が変質していると判断するステップを含む。しきい値差は、ベースラインガス貯留レベルと前記推定による触媒ガス貯留レベルとの間に１０パーセント（または、それ以上）の差が存在する場合に超えられることができる。しきい値差は、例えば５または１５パーセントなど、１０パーセントより大きくても、小さくてもよい。さらに、しきい値差は、所与のパーセントに、例えば１または２パーセントなどの標準的な誤差を加算または減算したものであってもよい。しきい値差が超えられる場合、少なくとも１つの演算装置によって故障と検出されてよく、故障警報を、例えば図３に示される入力／出力コンポーネントインターフェイス２０８などのインターフェイスに送信することができる。インターフェイスが、人間である運転者またはシステムに故障を警告するために、運転者またはシステムに聴覚または視覚信号をもたらすことができる。あるいは、故障警報を、単に後の読み出しまたは分析のためにメモリに保存してもよい。変質のしきい値差が超えられるか否かを、意志決定アルゴリズムを使用して判断することができる。意志決定アルゴリズムは、統計的または確率論的のいずれかであってよい。例えば、ベイズ決定理論を、実際に触媒が経年劣化したかどうかの判断を行うために使用することができる。

故障が検出されない場合、または触媒の変質がプロセスＰ１３０の後に検出されない場合、プロセスＰ１１０〜Ｐ１２０をループにて繰り返すことができる。プロセスＰ１１０を、連続的に実行することができ、あるいは時間間隔の後で実行することができる。触媒の変質のレベルがしきい値差を超える場合には、触媒を交換すべきである旨をユーザに警告するために、入力／出力コンポーネント２０８などのインターフェイスに信号を送信することができる。

図２は、触媒が変質したと判断された場合にプロセスＰ１１０〜Ｐ１３０の後で実行することができる随意によるプロセスＰ１４０をさらに示している。プロセスＰ１４０は、触媒が変質したと判断された場合に気流の比を調節するように制御ユニットに対して指示をもたらすステップを含む。指示は、適切な気流（Ａ／Ｆ）の補正を決定するための計算に基づくことができる。制御ユニットは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）であってよい。空燃比の調節を、触媒の経年劣化または被毒に起因する触媒箇所の喪失に対処する「補正」項を適用することによって達成することができる。典型的には、空燃比は、機関に取り込まれる空気の量が、機関に注入される燃料を燃焼させるために理論的に必要な空気の量に相当する場合に、理想的であると考えられる。ＥＣＵ１５０が、空気および燃料が理想的な比で機関に（あるいは、各々のシリンダに個別に）導入されるようにＡ／Ｆを制御することができる。しきい値差を超える変質のレベルに応答して触媒の交換を実行することができるが、そのような交換は、すぐには実施できないかもしれず、触媒を使用する機関を、そのような交換まで運用し続ける必要があるかもしれない。そのような場合に、プロセスＰ１４０のＡ／Ｆの補正を利用することが可能である。

本発明の実施形態によれば、システムは、三元触媒コンバータ（ＴＷＣ）とともに使用されるＴＷＣシステムであってよい。いくつかのそのような実施形態によれば、触媒コンバータ前ガスセンサが、酸素センサを備えることができ、触媒コンバータ後ガスセンサが、酸素センサを備えることができ、触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前酸素レベルを含み、触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後酸素レベルを含み、推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒酸素貯留レベルを含み、ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒酸素貯留レベルを含む。そのような実施形態によれば、触媒の変質に関する判断を、触媒のガス貯留に関して上述したとおりの酸素の貯留に基づいて行うことができる。触媒を、酸素貯留レベルのどちらかがそれぞれのしきい値差を超える場合に、変質したと考えることができる。

ＴＷＣシステムを使用する本発明のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの演算装置を、推定による触媒酸素貯留レベルに基づく一酸化炭素（ＣＯ）排出レベルの推定を含む動作を実行するようにさらに構成することができる。また、本発明のそのような実施形態によれば、触媒が変質したとの判断を、参照の触媒酸素貯留レベルがしきい値差によってベースライン触媒酸素貯留レベルを超えること、および推定によるＣＯ排出レベルが第２のしきい値差によって基準ＣＯ排出レベルを超えることの両方に応答して実行することができる。

いくつかの実施形態によれば、関連のデータをＥＣＵ１５０に送信し、ＥＣＵ１５０によって記録することができ、あるいはそのようなデータを、任意の適切なデータ記憶コンポーネントによって記録することができる。そのようなデータを、酸素貯留推定器および制御戦略を備えるモデルに基づくＡ／Ｆ制御システムに送信することができる。推定器または監視器は、典型的には、測定信号を使用して測定不可能な量を推定する数学に基づくモデルである。推定される量は、この場合には酸素の貯留であるが、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後の酸素（ラムダ）センサの信号に基づいて計算される。次いで、この情報を、制御アルゴリズムを使用してＡ／Ｆ指令を計算するために使用することができる。いくつかの実施形態においては、酸素の貯留以外の量を推定できることを、理解すべきである。

いくつかの実施形態によるシステムおよびプロセスは、選択触媒還元（ＳＣＲ）の用途に採用することが可能である。例えば、酸素センサの信号に基づく酸素の貯留の推定よりもむしろ、ＳＣＲシステムにおけるＮＯｘセンサの信号に基づくアンモニアの貯留の推定を、分析することができる。例えば、これに限られるわけではないが、そのようなシステムを、Ｊｅｎｂａｃｈｅｒ ａｎｄ ＧＥ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎプラットフォームとともに使用することができる。そのようなプラットフォームに関して、意志決定のアルゴリズムおよび制御の適合は、同じままであってよい。意志決定のアルゴリズムおよび制御の適合の技術は、あらゆる触媒または機関のサブシステムの診断に適用可能であるかもしれない。

ＳＣＲシステムを使用する実施形態は、モデルに基づく尿素注入制御システムを含むことができる。そのような実施形態によれば、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のガスセンサが、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサを含むことができる。さらに、触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含むことができ、触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを含むことができる。推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含むことができ、ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを含む。そのような実施形態においては、少なくとも１つの演算装置を、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルおよび触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを分析することによって触媒アンモニア（ＮＨ３）貯留レベルを推定するステップと、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを触媒コンバータ後ＮＯｘレベルと比較することによってＮＯｘ排出レベルを割り出すステップとを含む動作を実行するように、さらに構成することができる。触媒ＮＨ３貯留レベルの推定を、ＳＣＲ触媒についての数学モデルを使用して実行することができる。触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のＮＯｘセンサを使用するシステムにおいて、ＮＨ３の相互感受性についての補償を実行しなければならないことに、注意すべきである。ＮＯ_xセンサのＮＨ₃の相互感受性を、カルマンフィルタなどの信号フィルタ処理技術によって補償することができ、あるいは他の信号処理技術を使用して補償することができる。そのようなＳＣＲシステムを使用する実施形態において、触媒が変質したとの判断を、割り出された触媒ＮＯｘ排出がしきい値差によってベースラインＮＯｘ排出レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行することができる。ベースラインＮＯｘ排出レベルを、適切な新鮮またはならし後の触媒についてのマップまたは相関テーブルから読み取ることができる。たった今述べた実施形態によれば、ＮＯｘレベルが、推定されるよりもむしろ感知（または、検出）される。

ＳＣＲシステムを使用するさらに他の実施形態によれば、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のＮＨ３センサを、ＮＯｘの排出を推定するために使用することができる。いくつかのそのようなシステムによれば、モデルに基づく尿素注入制御システムが含まれてよく、そのような尿素注入制御の動作は、本明細書において上述されており、簡潔さの理由で再度の説明は省略する。そのようなＳＣＲシステムに基づく実施形態によれば、触媒コンバータ前ガスセンサが、アンモニア（ＮＨ３）センサを含み、触媒コンバータ後ガスセンサが、ＮＨ３センサを含む。触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＨ３レベルを含み、触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを含む。推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを含み、ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルを含む。そのような実施形態によれば、少なくとも１つの演算装置を、触媒コンバータ前ＮＨ３レベルおよび触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを分析することによってＮＯｘ排出レベルを推定するステップと、触媒コンバータ前ＮＨ３レベルを触媒コンバータ後ＮＨ３レベルと比較することによってＮＨ３貯留レベルを推定するステップとを含む動作を実行するように、さらに構成することができる。やはりそのような実施形態によれば、触媒が変質したとの判断が、推定によるＮＯｘ排出レベルがしきい値差によってベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される。

ＳＣＲに基づくシステムを使用する他の実施形態は、触媒コンバータ前および触媒コンバータ後のＮＯｘセンサを、触媒コンバータ後のＮＨ３センサとともに備えることができる。そのような実施形態を、ＮＨ３をフィルタにて取り除くことが困難または不可能な場合に使用することができる。そのような実施形態によれば、システムが、モデルに基づく尿素注入制御システムを含むことができる。上述した一般的なガスに基づくセンサスステムと対照的に、そのようなＳＣＲに基づく実施形態においては、触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含み、触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルおよび触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを含む。推定による触媒ガス貯留レベルは、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含む。ＮＯｘレベルの推定が、使用されるＳＣＲ触媒に適した少なくとも１つの数学モデルを使用して実行される。評価器または監視器は、反応速度論、質量移動、および熱伝達などのＳＣＲ触媒に関する関連の物理学を表現する低次元または制御指向（ｃｏｎｔｒｏｌ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）ゼロ次元ＳＣＲモデルであってよい。典型的なモデルに基づく監視器または推定器は、種の濃度、温度、および触媒におけるＮＨ₃貯留レベルの算出を含む。そのような実施形態によれば、ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルおよびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルを含む。ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルは、上述のように、新鮮またはならし後の触媒における貯留レベルであってよい。少なくとも１つの演算装置を、触媒コンバータ前ＮＯｘレベル、触媒コンバータ後ＮＯｘレベル、および触媒コンバータ後アンモニア（ＮＨ３）レベルを分析することによって触媒ＮＨ３貯留レベルを推定するステップを含む動作を実行するように、さらに構成することができる。そのような推定を、適切な数学モデルを使用して実行することができる。そのような実施形態によれば、触媒が変質したとの判断が、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルがしきい値差によってベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される。

図３が、本発明の種々の実施形態に従って本明細書に記載の機能を実行するための監視システム１００を含む例示の環境２０１を示している。この限りにおいて、環境２０１は、触媒の変質のために本明細書に記載の１つ以上のプロセスを実行することができるコンピュータシステム２０２を含む。本発明の態様は、コンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体に具現化されたプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム製品であって、少なくとも１つの演算装置によって実行されたときに、この少なくとも１つの演算装置に本明細書に記載の方法およびプロセスによる触媒の変質の監視を実行させるコンピュータプログラム製品を含む。とくには、コンピュータシステム２０２が、コンピュータシステム２０２を本明細書に記載のプロセスの一部／いずれか／すべてを実行し、本明細書に記載の実施形態のいずれか／すべてを実現することによって触媒の変質を監視すべく動作できるようにする監視システム１００を含むものとして示されている。

コンピュータシステム２０２は、処理コンポーネント２０４（例えば、１つ以上のプロセッサ、または処理ユニット（ＰＵ）２１１）と、記憶コンポーネント２０６（例えば、記憶階層）と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント２０８（例えば、１つ以上のＩ／Ｏインターフェイスおよび／または装置）と、通信経路２１０とを含むことができる演算装置２２４を含むものとして示されている。一般に、処理コンポーネント２０４は、監視システム１００によって使用されるコードなど、記憶コンポーネント２０６内に少なくとも部分的に用意されてよいプログラムコードを実行する。プログラムコードの実行時に、処理コンポーネント２０４は、さらなる処理のための記憶コンポーネント２０６および／またはＩ／Ｏコンポーネント２０８における変換後のデータの読み出しおよび／または書き込みをもたらすことができるデータの処理を行うことができる。記憶コンポーネントおよび処理コンポーネントを、ＥＣＵ１５０に一体化でき（図示されていない）、あるいはＥＣＵ１５０に連絡させることができ（図３に示されている）、経路２１０が、コンピュータシステム２０２内の各々のコンポーネントの間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏコンポーネント２０８は、システムユーザ２１２が任意の種類の通信リンクを使用してコンピュータシステム２０２と通信できるように、コンピュータシステム２０２および／または１つ以上の通信装置とのやり取りをユーザ（例えば、人間および／またはコンピュータ化されたユーザ）２１２にとって可能にする１つ以上の対人Ｉ／Ｏ装置を備えることができる。この限りにおいて、監視システム１００は、人間および／またはシステムユーザ２１２が監視システム１００とやり取りすることを可能にするインターフェイス一式（例えば、グラフィカルユーザインターフェイス、アプリケーションプログラムインターフェイス、など）を管理することができる。さらに、監視システム１００は、ガスレベルデータ２６０および／またはしきい値差データ２９０（例えば触媒変質のしきい値差などの１つ以上のしきい値差についてのデータ）などのデータを管理（例えば、記憶、読み出し、生成、操作、組織化、提示、など）することができる。

いずれにせよ、コンピュータシステム２０２は、監視システム１００などのインストールされたプログラムコードを実行するように具体的にプログラムされた１つ以上の汎用のコンピュータ製造物（例えば、演算装置）を備えることができる。本明細書において使用されるとき、「プログラムコード」は、任意の言語、符号、または表記法でのインストラクションの任意の集まりであって、情報処理能力を有する演算装置に特定の機能を直接的に実行させ、あるいは（ａ）別の言語、符号、または表記法への変換、（ｂ）異なる物質的形態での再現、および／または（ｃ）解凍の任意の組み合わせの後に実行させるインストラクションの集まりを意味すると理解される。この限りにおいて、監視システム１００を、システムソフトウェアおよび／またはアプリケーションソフトウェアの任意の組み合わせとして具現化することができる。さらに、監視システム１００を、１つ以上のプロセスが別個の演算装置（例えば、複数の演算装置２２４）において実行され、それら別個の演算装置のうちの１つ以上が図３の演算装置２２４に関して図示および説明したコンポーネントのうちの一部だけを含めばよいクラウドに基づくコンピュータ環境において実現できることを、理解すべきである。

さらに、監視システム１００を、モジュール２３２の組を使用して実現することができる。この場合、モジュール２３２は、監視システム１００によって使用される一連のタスクのコンピュータシステム２０２による実行を可能にすることができ、監視システム１００の他の部分から離れて開発および／または実現されてよい。本明細書において使用されるとき、用語「コンポーネント」が、当該コンポーネントに関連して説明される機能を任意の解決策を使用して実現するハードウェアのあらゆる構成（ソフトウェアを有しても、有さなくてもよい）を意味する一方で、用語「モジュール」は、コンピュータシステム２０２が当該モジュールに関連して説明される機能を任意の解決策を使用して実現することを可能にするプログラムコードを意味する。処理コンポーネント２０４を含むコンピュータシステム２０２の記憶コンポーネント２０６内に用意されるとき、モジュールは、機能を実現するコンポーネントの実質的な部分である。しかしながら、２つ以上のコンポーネント、モジュール、および／またはシステムが、それらのそれぞれのハードウェアおよび／またはソフトウェアの一部／すべてを共有できることを、理解すべきである。さらに、本明細書において述べられる機能の一部が実現されなくてもよく、あるいはさらなる機能がコンピュータシステム２０２の一部として含まれてもよいことを、理解すべきである。

コンピュータシステム２０２が複数の演算装置を備える場合、各々の演算装置には、監視システム１００の一部分だけ（例えば、１つ以上のモジュール２３２）が用意されてよい。しかしながら、コンピュータシステム２０２および監視システム１００が、本明細書に記載のプロセスを実行することができる種々の考えられる同等のコンピュータシステムの代表にすぎないことを、理解すべきである。この限りにおいて、他の実施形態においては、コンピュータシステム１０２および監視システム１００によってもたらされる機能を、汎用および／または特定の目的のハードウェア（プログラムコードを有しても、有さなくてもよい）の任意の組み合わせを含む１つ以上の演算装置によって少なくとも部分的に実現することができる。各々の実施形態において、ハードウェアおよびプログラムコード（含まれる場合）を、標準的な工学およびプログラミングの技術をそれぞれ用いて生成することができる。

ところで、コンピュータシステム２０２が複数の演算装置２２４を含むとき、演算装置は、任意の種類の通信リンクを介して通信することができる。さらに、本明細書に記載のプロセスを実行するとき、コンピュータシステム２０２は、任意の種類の通信リンクを使用して１つ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、種々の種類の有線および／または無線リンクの任意の組み合わせを備えることができ、１種類以上のネットワークの任意の組み合わせを備えることができ、さらには／あるいは種々の種類の伝送技術およびプロトコルの任意の組み合わせを利用することができる。

コンピュータシステム２０２は、任意の解決策を使用してガスレベルデータ２６０および／またはしきい値差データ２９０などのデータを取得または提供することができる。コンピュータシステム２０２は、１つ以上のデータ格納場所からのガスレベルデータ２６０および／またはしきい値差データ２９０の生成、検出システム１５０および／またはユーザ２１２などの他のシステムからのガスレベルデータ２６０および／またはしきい値差データ２９０の受信、ならびに他のシステムへのガスレベルデータ２６０および／またはしきい値差データ２９０の送信、などを行うことができる。

本明細書においては触媒の変質を監視するための方法およびシステムとして図示および説明されているが、本発明の態様が、種々の別の実施形態もさらにもたらすことを、理解すべきである。例えば、一実施形態において、本発明は、少なくとも１つのコンピュータにとって読み取り可能な媒体に用意され、実行されたときにコンピュータシステムが触媒の変質を監視することを可能にするコンピュータプログラムを提供する。この限りにおいて、コンピュータにとって読み取り可能な媒体は、本明細書に記載のプロセスおよび／または実施形態の一部またはすべてを実現する監視システム１００（図１および３）などのプログラムコードを含む。用語「コンピュータにとって読み取り可能な媒体」は、現時点において公知であり、あるいは後に開発される任意の種類の実体のある表現媒体のうちの１つ以上であって、そこからプログラムコードのコピーを演算装置によって読み取ることができ、複製でき、あるいは他のやり方で通信することができる表現媒体を含む。例えば、コンピュータにとって読み取り可能な媒体は、１つ以上の可搬の記憶用の製造物、演算装置の１つ以上のメモリ／記憶コンポーネント、紙、などを含むことができる。

別の実施形態において、本発明は、本明細書に記載のプロセスの一部またはすべてを実現する監視システム１００（図１および３）などのプログラムコードのコピーを提供する方法を提供する。この場合、コンピュータシステムは、本明細書に記載のプロセスの一部またはすべてを実現するプログラムコードのコピーを処理し、第２の別の場所において受信されるデータ信号一式であって、その特徴のうちの１つ以上がプログラムコードのコピーをこのデータ信号一式に符号化するようなやり方で設定および／または変更されたデータ信号一式を生成して送信することができる。同様に、本発明の実施形態は、本明細書に記載のプロセスの一部またはすべてを実現するプログラムコードのコピーを取得する方法であって、コンピュータシステムが本明細書に記載のデータ信号一式を受信するステップと、データ信号一式を少なくとも１つのコンピュータにとって読み取り可能な媒体に用意されたコンピュータプログラムのコピーに変換するステップとを含む方法を提供する。いずれの場合も、データ信号一式を、任意の種類の通信リンクを使用して送信／受信することができる。

いずれにせよ、例えば監視システム１００を含む本発明の種々の実施形態の技術的効果は、機関の触媒の変質を監視することである。

演算装置１４０は、図１および２に関連して説明した方法の各プロセスで符号化されたプログラムコードなど、インストールされたプログラムコードを実行することができる１つ以上の汎用のコンピュータ製造物を含むことができる。演算装置１４０が複数の演算装置を備える場合、各々の演算装置には、プログラムの一部分だけ（例えば、１つ以上のモジュール）が用意されてよい。しかしながら、演算装置１４０および本明細書に記載の方法を実行するための任意のプログラムが、本明細書に記載のプロセスを実行することができる種々の考えられる同等のコンピュータシステムの代表にすぎないことを、理解すべきである。この限りにおいて、他の実施形態においては、これに限られるわけではないが本明細書において述べたとおりの触媒の変質の状態の検出など、演算装置１４０および本明細書に記載の方法を符号化するプログラムによってもたらされる機能を、汎用および／または特定の目的のハードウェア（プログラムコードを有しても、有さなくてもよい）の任意の組み合わせを含む１つ以上の演算装置によって少なくとも部分的に実現することができる。各々の実施形態において、ハードウェアおよびプログラムコード（含まれる場合）を、標準的な工学およびプログラミングの技術をそれぞれ用いて生成することができる。

演算装置１４０が複数の演算装置を含む場合、演算装置は、任意の種類の通信リンクを介して通信することができる。さらに、本明細書に記載のプロセスを実行するとき、演算装置１４０は、任意の種類の通信リンクを使用して１つ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、種々の種類の有線および／または無線リンクの任意の組み合わせを備えることができ、１種類以上のネットワークの任意の組み合わせを備えることができ、さらには／あるいは種々の種類の伝送技術およびプロトコルの任意の組み合わせを利用することができる。

本明細書において使用される用語は、あくまでも特定の実施形態を説明する目的のためのものにすぎず、本発明を限定しようとするものではない。本明細書において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈からそのようでないことが明らかでない限り、複数形も含むように意図されている。さらに、用語「・・・を備える」および／または「・・・を含む」が、本明細書において使用されるときに、そこで述べられている特徴、完全体、工程、動作、構成要素、および／またはコンポーネントの存在を指定しているが、１つ以上の他の特徴、完全体、工程、動作、構成要素、コンポーネント、および／またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではないことを、理解すべきである。

本明細書においては、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な技術的範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者にとって想到される他の実施例も含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

１００ 監視システム
１１０ 触媒コンバータ
１１０Ａ 触媒
１２０ 触媒コンバータ前ガスセンサ
１３０ 触媒コンバータ後ガスセンサ
１４０ 演算装置
１５０ 制御ユニット（ＥＣＵ）
２０１ 環境
２０２ コンピュータシステム
２０４ 処理コンポーネント
２０６ 記憶コンポーネント
２０８ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント
２１０ 通信経路
２１１ 処理ユニット（ＰＵ）
２１２ ユーザ
２２４ 演算装置
２３２ モジュール

Claims (20)

1. 触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）と、
   触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）と、
   前記触媒コンバータ前および触媒コンバータ後ガスセンサ（１２０、１３０）に連絡した少なくとも１つの演算装置（１４０）と
   を備えており、
   前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
   前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）からの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）からの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップ（Ｐ１１０）と、
   前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップ（Ｐ１２０）と、
   前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップ（Ｐ１３０）と
   を含む動作を実行することによって触媒の変質を監視するように構成されている触媒変質検出システム（１００）。
2. 前記触媒が変質したとの判断に応答して前記触媒が変質した旨を知らせるように設計された故障インジケータ
   をさらに備える請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
3. 三元触媒コンバータとともに使用される三元触媒コンバータシステムであり、
   前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、酸素センサを含み、前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、酸素センサを含み、
   前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前酸素レベルを含み、
   前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後酸素レベルを含み、
   前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒酸素貯留レベルを含み、
   前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒酸素貯留レベルを含む請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
4. 前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
   前記推定による触媒酸素貯留レベルに基づいて一酸化炭素（ＣＯ）排出レベルを推定するステップ
   を含む動作を実行するようにさらに構成され、
   前記触媒が変質したとの判断が、前記参照触媒酸素貯留レベルがしきい値差によって前記ベースライン触媒酸素貯留レベルを超えること、および前記推定によるＣＯ排出レベルが第２のしきい値差によって基準ＣＯ排出レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項３に記載の触媒変質検出システム（１００）。
5. 前記しきい値差が、前記ベースライン触媒ガス貯留レベルと前記推定による触媒ガス貯留レベルとの間に少なくとも１０パーセントの差が存在する場合に超えられる請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
6. 前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、新品の触媒またはならし後の触媒の一方についての触媒ガス貯留レベルである請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
7. 前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
   前記触媒の変質レベルの逸脱に応答して機関の気流の比を調節する指示を制御ユニットにもたらすステップ（Ｐ１４０）
   を含むプロセスを実行するようにさらに構成されている請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
8. 前記触媒ガス貯留レベルの推定が、対応する触媒コンバータ前ガスレベルと触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を複数使用して或る時間期間にわたって実行される請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
9. 選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒コンバータとともに使用されるＳＣＲ触媒コンバータシステムであり、
   モデルに基づく尿素注入制御システム
   をさらに備えており、
   前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサを含み、
   前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、ＮＯｘセンサを含み、
   前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含み、
   前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを含み、
   前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
   前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
   前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
   前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベルおよび前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを分析することによって触媒アンモニア（ＮＨ３）貯留レベルを推定するステップと、
   前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベルと比較することによってＮＯｘ排出レベルを割り出すステップと
   を含む動作を実行するようにさらに構成されており、
   前記触媒が変質したとの判断が、前記割り出された触媒ＮＯｘ排出がしきい値差によって前記ベースラインＮＯｘ排出レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって前記推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
10. 選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒コンバータとともに使用されるＳＣＲ触媒コンバータシステムであり、
    モデルに基づく尿素注入制御システム
    をさらに備えており、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、アンモニア（ＮＨ３）センサを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、ＮＨ３センサを含み、
    前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＨ３レベルを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを含み、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを含み、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルを含み、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒コンバータ前ＮＨ３レベルおよび前記触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを分析することによってＮＯｘ排出レベルを推定するステップと、
    前記触媒コンバータ前ＮＨ３レベルを前記触媒コンバータ後ＮＨ３レベルと比較することによってＮＨ３貯留レベルを推定するステップと
    を含む動作を実行するようにさらに構成されており、
    前記触媒が変質したとの判断が、前記推定によるＮＯｘ排出レベルがしきい値差によって前記ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって前記推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
11. 選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒コンバータとともに使用されるＳＣＲ触媒コンバータシステムであり、
    モデルに基づく尿素注入制御システム
    をさらに備えており、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、ＮＯｘセンサおよびアンモニア（ＮＨ３）センサを含み、
    前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルおよび触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを含み、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルおよびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルを含み、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベル、前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベル、および前記触媒コンバータ後アンモニア（ＮＨ３）レベルを分析することによって触媒ＮＨ３貯留レベルを推定するステップ
    を含む動作を実行するようにさらに構成されており、
    前記触媒が変質したとの判断が、前記推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルがしきい値差によって前記ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって前記推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項１に記載の触媒変質検出システム（１００）。
12. コンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体に具現化されたプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム製品であって、
    少なくとも１つの演算装置によって実行されたときに、該少なくとも１つの演算装置に、
    触媒コンバータ前ガスレベルと触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップ（Ｐ１１０）と、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較することによって触媒の変質レベルを割り出すステップ（Ｐ１２０）と、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップ（Ｐ１３０）と
    を含む動作を実行することによる触媒の変質の監視を実行させるコンピュータプログラム製品。
13. 前記少なくとも１つの演算装置に、
    前記触媒が変質したとの判断に応答して気流の比を調節する指示を制御ユニットにもたらすステップ（Ｐ１４０）
    を含む動作をさらに実行させる請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
14. 前記少なくとも１つの演算装置に、
    前記触媒が変質したとの判断に応答して前記触媒が変質した旨を故障インジケータによって知らせるステップ
    を含む動作をさらに実行させる請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
15. 前記少なくとも１つの演算装置に、
    前記触媒ガス貯留レベルを、複数の対応する触媒コンバータ前ガスレベルと触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を使用して或る時間期間にわたって推定するステップ
    を含む動作をさらに実行させる請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
16. 内燃機関の排気の経路に位置する触媒コンバータ（１１０／１１０Ａ）と、
    前記排気の経路において前記触媒コンバータの上流に配置された触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）と、
    前記排気の経路において前記触媒コンバータの下流に配置された触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）と、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）および触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）に通信可能に接続された少なくとも１つの演算装置（１４０）と
    を備えており、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）からの触媒コンバータ前ガスレベルと前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）からの触媒コンバータ後ガスレベルとの間の差を比較することによって触媒ガス貯留レベルを推定するステップ（Ｐ１１０）と、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルをベースライン触媒ガス貯留レベルと比較するステップ（Ｐ１２０）と、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが前記推定によるガス貯留レベルをしきい値差によって超えている場合に触媒が変質したと判断するステップ（Ｐ１３０）と
    を含む動作を実行することによって触媒の変質を監視するように構成されている触媒変質検出システム（１００）。
17. 前記触媒が変質したとの判断に応答して前記触媒が変質した旨を知らせるように設計された故障インジケータ
    をさらに備え、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒が変質したとの判断に応答して気流の比を調節する指示をエンジン制御ユニットにもたらすステップ（Ｐ１４０）
    を含むプロセスを実行するようにさらに構成されている請求項１６に記載の触媒変質検出システム（１００）。
18. ＴＷＣ三元触媒コンバータとともに使用される三元触媒コンバータシステムであり、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、酸素センサを含み、前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、酸素センサを含み、
    前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前酸素レベルを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後酸素レベルを含み、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒酸素貯留レベルを含み、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒酸素貯留レベルを含む請求項１６に記載の触媒変質検出システム（１００）。
19. 選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒コンバータとともに使用されるＳＣＲ触媒コンバータシステムであり、
    モデルに基づく尿素注入制御システム
    をさらに備えており、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサを含み、前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、ＮＯｘセンサを含み、
    前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを含み、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベルおよび前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベルを分析することによって触媒アンモニア（ＮＨ３）貯留レベルを推定するステップと、
    前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベルと比較することによってＮＯｘ排出レベルを割り出すステップと
    を含む動作を実行するようにさらに構成されており、
    前記触媒が変質したとの判断が、前記推定による触媒ＮＯｘ排出がしきい値差によって前記ベースラインＮＯｘ排出レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって前記推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項１６に記載の触媒変質検出システム（１００）。
20. 選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒コンバータとともに使用されるＳＣＲ触媒コンバータシステムであり、
    モデルに基づく尿素注入制御システム
    をさらに備えており、
    前記触媒コンバータ前ガスセンサ（１２０）が、チッ素酸化物（ＮＯｘ）センサを含み、前記触媒コンバータ後ガスセンサ（１３０）が、ＮＯｘセンサおよびアンモニア（ＮＨ３）センサを含み、
    前記触媒コンバータ前ガスレベルが、触媒コンバータ前ＮＯｘレベルを含み、
    前記触媒コンバータ後ガスレベルが、触媒コンバータ後ＮＯｘレベルおよび触媒コンバータ後ＮＨ３レベルを含み、
    前記推定による触媒ガス貯留レベルが、推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルを含み、
    前記ベースライン触媒ガス貯留レベルが、ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルおよびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルを含み、
    前記少なくとも１つの演算装置（１４０）が、
    前記触媒コンバータ前ＮＯｘレベル、前記触媒コンバータ後ＮＯｘレベル、および前記触媒コンバータ後アンモニア（ＮＨ３）レベルを分析することによって触媒ＮＨ３貯留レベルを推定するステップ
    を含む動作を実行するようにさらに構成されており、
    前記触媒が変質したとの判断が、前記推定による触媒ＮＯｘ貯留レベルがしきい値差によって前記ベースライン触媒ＮＯｘ貯留レベルを超えること、およびベースライン触媒ＮＨ３貯留レベルが第２のしきい値差によって前記推定による触媒ＮＨ３貯留レベルを超えることの両方に応答して実行される請求項１６に記載の触媒変質検出システム（１００）。