JP5003054B2 - 触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、触媒の出口と入口の排気ガスの温度差の変化を検出し、この温度差の変化の速度や加速度を算出することにより、劣化量の推定及び寿命を精度よく推定できる触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置に関する。

自動車の排気ガス規制に対応するため、エンジンの排気管途中に、炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）を低減する酸化触媒、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ:Selective Catalystic Reduction ）、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等のリーンＮＯｘ触媒（ＬＮＴ:Lean NOx Trap）等の還元触媒装置が使用されている。

これらの触媒は、使用温度、使用時間によって酸化・還元機能等の触媒能力が劣化するが、簡易的に正確に予測する手段は現状では開発されておらず、その劣化量を簡単に精度良く予測することは困難である。また、エンジンや車両の使用方法は千差万別であるため、触媒の寿命を一義的に走行距離何万キロや走行時間何千時間と決めることも実情に反している。そのため、触媒の寿命に関する判断は、安全側を見るため余裕を過剰に見積る傾向にある。

従って、ユーザーやディーラー等で行う定期的な車検やメンテンス時期に使用経歴から、触媒の劣化量や触媒寿命を簡易的に精度よく推定できる方法や装置があれば、適切な使用、あるいは、異常な使用によって、触媒の劣化が著しく進行した場合でも、適切な交換時期を判断できることになるので、極めて有効な手段となり得る。

そのため、例えば、定常運転時に検出した触媒温度と、該定常運転時に空燃比をリッチ側に補正した後に検出した触媒温度とから温度上昇勾配を求め、この温度上昇勾配が所定の範囲内に無い場合には、触媒の劣化と判定するエンジンの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、この劣化判定では、リッチ補正で未燃焼成分の導入量を増大すると触媒装置の浄化反応を促進されて触媒の温度が上昇することを利用しているが、空燃比のリッチ補正の前後で排気ガス温度も変化し、その変化量は定常運転の状態によって変化するので、触媒温度もその影響を受けるため、未燃焼成分による温度上昇分を精度良く検出することは難しく、リッチ補正で触媒の劣化判定の精度を高くできないという問題や、触媒の劣化量の判定のためだけにリッチ補正する必要があり、不必要なトルク変動や排気ガスの温度変化が生じ、燃費も悪化するという問題がある。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のようにリーンとリッチ補正で触媒の状態が大きく変化するような触媒では使用できないという問題がある。

また、リーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の排気温度差が所定の温度差以下の時に劣化していると判定すると共に、その時に、リーンＮＯｘ触媒の上流側と下流側の酸素濃度差の積算値が所定値以上では一時劣化であり、所定値未満では経時劣化であると判定する触媒の劣化検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、この劣化判定では、排気温度差は触媒の劣化量のみならず、その時のエンジンの状態等の影響を受けるため、排気温度差による劣化判定では、劣化量を精度良く検出することは難しいという問題や、酸素濃度差の積算インターバルを空燃比、排気温度、エンジン回転数及び負荷に応じて変更したりする必要があり、劣化判定用の制御が複雑となるという問題がある。

また、上記二つとも、前提として定常運転時に判断を行うとしているが、車両走行のようにエンジンの負荷や回転速度が頻繁に変化する条件下で定常運転時であることの判定は極めて難しいという問題や、温度勾配などを判定に使用する場合は現象の誤差やバラツキによる誤判断を防ぐ必要があるという問題もある。
特開平０4 −０６０１０６号公報 特開平０５−３１２０２４号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、触媒の前後の排気ガスの温度差という非常に検出し易い指標から、触媒の劣化量と寿命を精度よく推定できる触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するための触媒劣化量検出方法は、内燃機関の排気ガスを浄化するために配設された触媒の劣化量を検出する方法であって、エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くと共に、前記触媒が活性状態である状態が所定の時間以上継続した場合において、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率を算出し、該温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定することを特徴とする。

この触媒としては、一般的なＨＣ，ＣＯ低減用酸化触媒、ＬＮＴ（リーンＮＯｘ触媒），ＳＣＲ（選択還元型触媒）等のＮＯｘ低減触媒等を対象とすることができ、本発明では、この酸化、還元反応における発熱量を、触媒の出口と入口の温度差で検出し、この触媒の発熱量の変化に密接に関係する温度差の変化から触媒の劣化量を検出する。

ここで、温度差によって触媒の劣化を判定する原理について説明する。触媒において、浄化対象成分が反応すると、触媒の入口の排気ガス温度に対し、触媒の出口の排気ガス温度は触媒で反応によって生成した熱量分だけ上昇する。例えば、ＨＣ，ＣＯ等を浄化対象成分とする場合には酸化反応が生じ、ＮＯｘ等の場合は分解反応（還元反応）が生じるが、いずれの反応も発熱反応である。この触媒の発熱反応による熱発生量を触媒の劣化量と関係付ける。

一方、触媒を比較的高温で触媒の劣化が進行し易い温度一定の状態に、一定時間維持して触媒浄化能力を劣化させた実験では熱劣化が進むと触媒の劣化速度は遅くなるので、この結果を利用する。つまり、触媒の劣化が進行すると劣化の時間に対する変化率は小さくなるので、発熱量の変化は必ず最終的にゼロに漸近する。従って、発熱量の変化がある設定された値を切ることにより、設定した触媒の劣化寿命に達したと判定できる。これにより、発熱量の変化から触媒の劣化が判定でき、触媒の劣化量を検出することができる。

本発明では、この発熱量の変化率を触媒の出入口の温度差で推定する。内燃機関の排気ガスの温度は大気の条件の影響を大きく受けるが、温度差を使用することで、この大気の条件の影響を除外できる。つまり、夏場や冬場等の外気温度が変化して排気ガス温度が変化する場合でも、この影響を少なくすることができる。ただし、温度差から触媒の発熱量を推定するためには、内燃機関の排気ガスの温度や排気成分等の状態が略一定でないと誤差が大きくなるので、定常運転状態で、且つ、触媒が活性し、発熱反応を起こしている場合のみで、温度差を計測し、この温度差の収集データを使用する。

この方法によれば、温度差を判定値と比較するのではなく、温度差の変化率を判定値と比較するので、触媒装置の熱容量の大小の影響を小さくすることができ、触媒の劣化量の判定精度をより高めることができる。例えば、図９の上段の温度差Ｔｄ（＝Ｆ（ｔ））に示すように、触媒の熱容量が大きい場合（点線）は、熱容量の小さい触媒の場合（実線）に比べて、応答が遅れて触媒の出口の排気ガスの昇温が遅くなるので下にずれるが、中段の温度差Ｔｄの変化率（ｄＦ（ｔ）／ｄｔ）で判定すると、点線と実線のように略重なり、触媒の熱容量の差による影響を小さくすることができる。

この発熱量の変化率が所定の第１判定値以上になったら、触媒が所定の第１劣化量あるいは劣化度合に達したとして、劣化の警告等を行う。つまり、定常状態で触媒を使用していると触媒の劣化の進行により発熱量が徐々に減少するが、その減少速度に対応する発熱量の変化率が所定の第１判定値を横切ると、即ち、触媒の劣化速度が鈍ると、触媒が所定の第１劣化量まで劣化しているとする。

上記の劣化量検出方法において、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になったか否かを判定して、以上になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった回数が所定の第１判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する。つまり、使用開始初期より劣化判定を行うと温度差のデータのバラツキにより近似曲線の精度が不足する場合が生じ、判定精度が悪化するため、例えば、測定データが所定のデータ数、例えば、１０，０００回を越えた時点より劣化判定を開始する。また、単に温度差の変化率が所定の第１判定値以上になっただけでは判定せずに、以上になった回数で判定する。これにより、温度差の変化率のバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

上記の劣化量検出方法において、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で微分して、温度差の変化率を算出する。つまり、今まで順番にデータベースに収納された温度差の全てのデータを測定順ｋに並べて、これにより、温度差の計測時の影響や誤差を小さくして、劣化速度に対応する温度差の変化率をより精度良く推定できるようにする。さらに、バラツキを除くために、温度差を近似式表示し、これを微分して温度差の変化率とする。この関数は、例えば、測定順ｋのｎ次の関数Ｆ（ｎは予め設定した定数）で近似し、近似曲線を求める。この関数Ｆ（ｋ）（ｋ＝１〜今回測定点Ｋ）のＫ番目における接線の勾配である１階微分値を求め、この１階微分値が所定の第１判定値以上になった時点、又は、以上になった回数が所定の回数を越えた時点を、所定の第１劣化量に達した時点とし、その劣化量を、例えば、メンテナンス必要時期として表示部に表示する。この方法により、温度差のバラツキの影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

あるいは、上記の触媒の劣化量検出方法において、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で微分して、温度差の変化率を算出すると、温度差のバラツキの影響とこの温度差の測定時の影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

実機の場合には、車両での走行中はエンジン回転速度や負荷も煩雑に変化するので、処理すべき浄化対象成分の量も変化し、その結果、温度差が変化する。つまり、処理成分が多い場合には温度差が大きくなり、処理成分が少ない場合には温度差が小さくなる。そのため、定常運転状態という測定条件下で得られた温度差を用いた場合であっても、瞬間の個々の値を用いただけでは触媒の劣化判定の精度が低下してしまうので、温度差のデータを大量に用いて統計的に処理して、データ全体の変化を捉えることで判定精度を高める。また、実機では、この温度差を計測できるような状態は、時間的にはバラバラとなるため、規則正しい時間間隔を持った時系列データとはならない。そこで、計測できた温度差を測定順あるいは測定時間順に並べた収集データを基にして、測定順あるいは測定時間の関数で近似して、処理することにしている。

あるいは、上記のような目的を達成するための触媒劣化量検出方法は、内燃機関の排気ガスを浄化するために配設された触媒の劣化量を検出する方法であって、エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くと共に、前記触媒が活性状態である状態が所定の時間以上継続した場合において、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率の変分率を算出し、該温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定することを特徴とする。

この方法によれば、温度差を判定値と比較するのではなく、温度差の変化率の変分率を判定値と比較するので、触媒装置の熱容量の大小の影響をより小さくすることができ、触媒の劣化量の判定精度をより高めることができる。例えば、図９の下段の温度差の変化率の変分率（ｄ² Ｆ（ｔ）／ｄｔ² ）で判定すると、ｄ² Ｆ（ｔ）／ｄｔ² に示す点線と実線のように略重なり、触媒の熱容量の差による影響を小さくすることができる。

上記の触媒の劣化量検出方法において、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になったか否かを判定して、以下になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった回数が所定の第２判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定するようにすると、温度差の変化率の変分率のバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

上記の触媒の劣化量検出方法において、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出すると、温度差のバラツキの影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

あるいは、上記の触媒の劣化量検出方法において、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出すると、温度差バラツキの影響とこの温度差を測定した測定時の影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

また、上記の触媒の劣化量検出方法において、前記内燃機関の定常運転状態であるか否かの判定を、エンジン回転速度をＮとし、内燃機関の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定すると、比較的簡単なアルゴリズムで、内燃機関の定常運転状態を検出できる。

つまり、車両での走行状態においては、燃料負荷やエンジン回転速度は常に変化しており、厳密な意味での定常運転状態は有り得ないので、如何にして定常運転に近い状態を検出するかがキーポイントとなるが、本発明ではエンジン回転速度変化率（ｄＮ／ｄｔ）が（−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅ）の範囲にある状態を定常運転としている。更に、触媒が活性化状態にあるか否かは、触媒の入口の排気ガス温度が一定範囲内にあるか否かで判定している。

上記の劣化量検出方法において、前記温度差の代わりに、前記温度差と測定又は測定値から算出された排気ガス量と測定又は測定値から算出された排気ガスの比熱とから得られ、温度差×排気ガス量×排気ガスの比熱で算出される排気ガスの触媒の出口と入口の排気ガスの熱量変化を使用すると、より触媒における発熱量に近い量を用いることができるので、より判定精度を向上させることができる。

そして、上記の目的を達成するための触媒劣化量検出装置は、エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くときにエンジンの運転状態が定常運転状態であると判定する運転状態検出手段と、エンジンの排気通路に設けられた触媒の活性状態を検出する触媒活性状態検出手段と、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を測定する温度差測定手段と、前記運転状態検出手段により定常状態であると判断されると共に、前記触媒活性状態検出手段により触媒が活性状態であると判定される状態が所定の時間以上継続した場合において、前記温度差測定手段により前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率を算出し、該温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する劣化量推定手段とを有しているように構成する。この構成によれば、温度差を判定値と比較するのではなく、温度差の変化率を判定値と比較するので、触媒装置の熱容量の大小の影響を小さくすることができ、触媒の劣化量の判定精度をより高めることができる。

上記の触媒の劣化状態検出装置において、温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の劣化量に達したと判定する代りに、温度差の変化率が所定の第１判定値以上になったか否かを判定して、以上になった回数を数えると共に、温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった回数が所定の第１判定回数を越えた時に、触媒が所定の劣化量に達したと判定するように構成すると、温度差の変化率のバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

また、上記の触媒の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で微分して、温度差の変化率を算出するように構成すると、温度差のバラツキの影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

あるいは、上記の触媒の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で微分して、温度差の変化率を算出するように構成すると、温度差のバラツキの影響とこの温度差の測定時の影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

あるいは、上記の目的を達成するための触媒劣化量検出装置は、エンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求められ、エンジンの排気温度が安定すると判断される所定期間エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲内に、エンジン回転速度の変化率があるときにエンジンの運転状態が定常運転状態であると判定する運転状態検出手段と、エンジンの排気通路に設けられた触媒の活性状態を検出する触媒活性状態検出手段と、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を測定する温度差測定手段と、前記運転状態検出手段により定常状態であると判断されると共に、前記触媒活性状態検出手段により触媒が活性状態であると判定される状態が所定の時間以上継続した場合において、前記温度差測定手段により前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率の変分率を算出し、該温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する劣化量推定手段とを有しているように構成する。この構成によれば、温度差を判定値と比較するのではなく、温度差の変化率の変分率を判定値と比較するので、触媒装置の熱容量の大小の影響を小さくすることができ、触媒の劣化量の判定精度をより高めることができる。

上記の触媒の劣化状態検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になったか否かを判定して、以下になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった回数が所定の第２判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定するように構成すると、温度差の変化率の変分率のバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

上記の触媒の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出するように構成すると、温度差のバラツキの影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

あるいは、上記の触媒の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出するように構成すると、温度差バラツキの影響とこの温度差を測定した測定時の影響を少なくすることができ、より触媒の劣化量の推定精度を向上できる。

また、上記の触媒の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記内燃機関の定常運転状態であるか否かの判定を、エンジン回転速度をＮとし、内燃機関の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定するように構成すると、比較的簡単なアルゴリズムで、内燃機関の定常運転状態を検出できる。

上記の劣化量検出装置において、前記劣化量推定手段が、前記温度差の代わりに、前記温度差と測定又は測定値から算出された排気ガス量と測定又は測定値から算出された排気ガスの比熱とから得られ、温度差×排気ガス量×排気ガスの比熱で算出される、排気ガスの触媒の出口と入口の排気ガスの熱量変化を使用すると、より触媒における発熱量に近い量を用いることができるので、より判定精度を向上させることができる。

本発明に係る触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置によれば、触媒の出口と入口の排気ガスの温度差を計測し、この温度差の収集データから温度差の変化率、又は、温度差の変化率の変分率を算出して、所定の判定値と比較するので、触媒装置の熱容量の大小の影響を小さくすることができ、高い精度で触媒の劣化量を推定することができる。

そのため、市場でのエンジン負荷履歴等によって大きく変わる触媒の寿命を簡易的に精度よくモニターでき、適切な時期に交換の必要性を表示したり警告したりすることができる。従って、長時間走行したエンジンにおいても触媒のメンテナンスの必要性の有無を実際の触媒の劣化量に合わせて、適切な時期に警告することができ、排気ガスをクリーンな状態に維持することができる。

以下、本発明に係る実施の形態の触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置について、図面を参照しながら説明する。なお、対象とする触媒は、発熱反応や吸熱反応等の熱量の出入りの反応を伴う触媒であれば良く、一般的なＨＣ，ＣＯ低減用酸化触媒やＬＮＴ（リーンＮＯｘ触媒），ＳＣＲ（選択還元型触媒）等のＮＯｘ低減触媒等を対象にすることができる。

図１に示すように、この触媒劣化量検出装置１は、エンジン（内燃機関）２の排気ガスＧを浄化するために配設された触媒４の劣化量を検出する装置であって、エンジン２の排気通路３に設けられた触媒４の入口の排気ガスの温度を検出する入口側温度センサ５ａと、触媒４の出口の排気ガスの温度を検出する出口側温度センサ５ｂと、これらの温度センサ５ａ，５ｂの検出値を入力し、演算とデータの記憶を行う演算装置（コンピュータ）６を有して構成される。

図２に示すように、演算装置６に配設された演算手段１０Ｓは、各種データの算出やデータの入出力を行うと共に、エンジン２の運転状態が定常状態であるか否かを検出する運転状態検出手段１１Ｓと、触媒４が活性状態であるか否かを検出する触媒活性状態検出手段１２Ｓと、触媒４の出口の排気ガス温度Ｔ２と入口の排気ガス温度Ｔ１との温度差Ｔｄ（＝Ｔ２−Ｔ１）を測定する温度差測定手段１３Ｓと、触媒４の劣化量を推定する劣化量推定手段１４Ｓを有して構成される。

また、この演算装置６は、算出された触媒の劣化量（予測寿命）に応じて、劣化度合や寿命がきたこと等を表示したり、触媒のメンテナンスを勧奨するメッセージ等を表示する表示部６ａを有して構成される。

この演算装置６は、通常エンジンを制御する制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）のコンピュータを使用したり、このコンピュータに組み込まれてもよいが、別に専用のコンピュータを使用することが好ましい。別の専用コンピュータで構成すると、温度センサ５ａ，５ｂの温度Ｔ２、Ｔ１とエンジン回転速度Ｎを入力できさえすれば、既存のエンジン制御システムと関係なく、触媒４の劣化量（寿命）等を表示できるようになるので便利である。

第１の実施の形態では、この劣化量推定手段１４Ｓが、運転状態検出手段１１Ｓにより検出されたエンジン２の運転状態が定常状態であり、且つ、触媒活性状態検出手段１２Ｓにより検出された触媒４が活性状態である状態が、所定の時間（ｔｍｃ：例えば１０ｓ）以上継続した場合において、温度差測定手段１３Ｓにより触媒２の出口の排気ガス温度Ｔ２と入口の排気ガス温度Ｔ１との温度差Ｔｄを計測し、図１０に示すような、この温度差Ｔｄの収集データＴｄ（ｋ）（ｋ＝１，２・・・・・Ｋ）から、図１１に示すような、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋを算出する。なお、Ｋは最新のデータ番号を示す。そして、この温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋが所定の第１判定値Ｃ１以上になった時に、触媒４が所定の劣化量Ｒ１に達したと判定するように構成される。

この温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの算出では、（ΔＴｄ（ｋ）−ΔＴｄ（ｋ−１））／Δｋで算出してもよいが、温度差Ｔｄ（ｋ）にはバラツキがあるので、図５に示すように、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定順ｋに並べたデータから、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定順ｋを変数とする連続関数Ｆ（ｋ）で近似した後に、この関数Ｆ（ｋ）を測定順ｋで微分して、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋを算出する。つまり、測定順ｋは本来は離散数であるが、ここでは仮にｋを連続する変数、また、Ｆ（ｋ）を連続関数と見なして、ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ＝ｄＦ（ｋ）／ｄｋ＝Ｇ（ｋ）とする。このｄＦ（ｋ）／ｄｋは、測定順ｋにおけるＦ（ｋ）の接線の勾配となる。これにより、温度差Ｔｄ（ｋ）のバラツキの影響を少なくすることができ、より触媒４の劣化量Ｒ１の推定精度を向上できる。

一例を上げれば、図１０のＴｄ（ｋ）を、ｋの三次式で近似した場合は、（Ｆ（ｋ）＝−０．０００２×ｋ³ ＋０．０２２７×ｋ² −０．８７９４×ｋ＋１５．４０４）となり、変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋは、Ｇ（ｋ）＝ｄＦ（ｋ）／ｄｋ＝−０．０００６×ｋ² ＋０．０４５４×ｋ−０．８７９４となり、図１１に示すような値となる。

また、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋが所定の第１判定値Ｃ１以上になった時に、触媒４が所定の劣化量Ｒ１に達したと判定する代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋが所定の第１判定値Ｃ１以上になったか否かを判定して、以上になった回数ｎ１を数えると共に、温度差Ｔｄのデータ数Ｋが所定のデータ数Ｋｃを越えた場合において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋが所定の第１判定値Ｃ１以上になった回数ｎ１が所定の第１判定回数Ｎ１ｃを越えた時に、触媒４が所定の劣化量Ｒ１に達したと判定するように構成してもよい。この構成にすると、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋのバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒４の劣化量Ｒ１の推定精度を向上できる。

上記のような制御は、図３〜図５に例示するような制御フローによって実施できる。キースイッチＯＮにより、エンジンがスタートすると、この図３の制御フローもスタートする。このスタートにより、ステップＳ１０で、前回までのデータ（最新の測定順Ｋ、温度差Ｔｄ（ｋ）、エンジンの最高出力点のエンジン回転速度Ｎｅ、下限温度Ｔｃ、上限温度Ｔｕ、所定の時間ｔｍｃ，所定の第１判定値Ｃ１、所定の劣化量Ｒ１等）の入力（読み込み）を行う。

次のステップＳ２０で、エンジン２の運転状態が定常状態であり、且つ、触媒活性状態検出手段１２Ｓにより検出された触媒４が活性状態である状態が、所定の時間（ｔｍｃ：例えば１０ｓ）以上継続した場合において、温度差測定手段１３Ｓにより触媒２の出口の排気ガス温度Ｔ２と入口の排気ガス温度Ｔ１との温度差Ｔｄを計測する。

このステップＳ２０は、図４の制御フローに示すように、ステップＳ２１で、タイマーｔｍをゼロにして（ｔｍ＝０）、次のステップＳ２２で、エンジン２の回転センサやエンジン制御装置等からエンジン回転速度Ｎを入力し、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔを算出する。

次のステップＳ２３で、エンジン２の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、定常状態にあるか否かを、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定する。この判定で範囲内に無ければ（ＮＯ）、定常状態に無いとして、ステップＳ２１に戻る。

この触媒の劣化量検出方法を使用する車両の走行状態としては主に市街地走行を対象としており、この定常運転状態の測定判定基準の数値は、特に北米での走行モードによりエンジン回転速度変化、負荷変化、排気ガス温度変化を基にして実験データから設定している。なお、市街地走行における定常運転状態の検出が可能なロジックであれば、エンジン回転速度や負荷の変化が少ない高速走行における定常運転状態の検出はより容易にできる。図１２に車両馬力点の回転速度３６００ｒｐｍのエンジンを搭載した車両で実験した結果の一例を示す。北米の高速走行モード運転で触媒が働いている時のエンジン加速度（ｄＮ／ｄｔ）と触媒入口排気ガス温度Ｔ１と触媒出口排気ガス温度Ｔ２の時系列を示す。この図１２から、エンジン加速度（ｄＮ／ｄｔ）が一定値（例えば、１００ｒｐｍ／ｓ）以下で変動している場合は、触媒入口排気ガス温度Ｔ１と触媒出口排気ガス温度Ｔ２の変動が少ないことが分かる。

つまり、車両馬力点の回転速度３６００ｒｐｍのエンジンを搭載した車両を用いて市街地走行のモードで試験を行った結果、このエンジンでは回転速度の変化率の絶対値が１００〜１５０ｒｐｍ／ｓ以下の場合は通常ミッションギアは３〜５速で運転され、負荷変動が少ない定常走行に近い状態での運転が多く認められた。この時は７ｓ以上エンジン回転速度や負荷の変動が少ない運転が継続されることが多く、そのため、排気ガス温度も比較的安定することが分かった。即ち、この判定基準の時には、エンジン負荷変動や排気ガス温度が略定常状態に近いと判断できる。そこで、このエンジン回転速度の変化率を他のエンジン機種（馬力点回転速度Ｎｅが異なるエンジン）に対しても使用できるように、馬力点回転速度Ｎｅで一般化した。

このステップＳ２３の判定で範囲内にあれば（ＹＥＳ）、定常状態であるとして、ステップＳ２４に行く。このステップＳ２４では、触媒４の入口の排気ガスの温度Ｔ１と、触媒４の出口の排気ガスの温度Ｔ２を、温度センサ５ａ，５ｂ又はエンジン制御装置等から入力する。

次のステップＳ２５で、触媒４が活性化しているか否かを、触媒４の入口の排気ガスの温度Ｔ１が所定の温度範囲内（Ｔｃ＜Ｔ１＜Ｔｕ）にあるか否かで判定する。この判定で範囲内に無ければ（ＮＯ）、触媒４は活性化していないとして、ステップＳ２１に戻る。

この下限の温度Ｔｃは活性化温度（例えば、１７５℃）であり、この温度Ｔｃより入口温度Ｔ１が大きければ触媒４は活性化していると言える。この温度Ｔｃより低い場合、例えば、アイドリングを継続している場合のように、ｄＮ／ｄｔは測定判定基準を満たしますが、触媒入口の排気ガス温度Ｔ１は１００℃以下と低く、触媒４は活性化していないため、劣化の有無を判定できない。そのため、アイドリングなど触媒４が機能しない極軽負荷の場合を測定判定基準から除いて誤判定を回避する必要がある。また、エンジン始動直後はエンジン本体、排気管等の温度が低いため、エンジン直後の排気ガス温度が高い条件で運転されても、触媒４の入口まで到達する間に排気ガスは冷たい排気管等で冷却されてしまうので、排気系通路の温度が充分に上がって排気ガスの温度が上昇した後にデータ測定を開始することになる。

更に、ここでは、上限の温度Ｔｕを設けて、車両の市街地走行等で使用頻度が高い温度域を特定することにより、劣化判断に適した温度差Ｔｄのデータのサンプリング数を増加し、判定精度を向上させる。なお、エンジン機種によっても異なるが、１８０℃近辺での使用頻度が最も高いと考えられるので、この上限の温度Ｔｕはこの１８０℃より少し高めの１９０℃〜２００℃に設定されることが多い。

このステップＳ２５の判定で範囲内にあれば（ＹＥＳ）、触媒４は活性化しているとして、ステップＳ２６に行く。このステップＳ２６では、タイマーの時間ｔｍが所定の時間ｔｍｃを超えたか否かを判定し、越えていなければ（ｔｍ≦ｔｍｃ）ステップＳ２１に戻り、越えていれば（ｔｍ＞ｔｍｃ）ステップＳ２７に行く。ステップＳ２７では、測定順ＫをＫ＝Ｋ＋１として、温度差Ｔｄ（Ｋ）（＝Ｔ２−Ｔ１）を算出し、データベースに出力する。

なお、市街地での車両走行試験結果より、エンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが上記の範囲内にある場合には、通常ミッションギアは３〜５速にあり、この範囲ではエンジン負荷の変動や排気ガス温度変動が少ない定常走行に近い状態である場合が多く、７ｓ（秒）以上とこの状態が続く頻度が高いことが分かっており、１０ｓ間この状態が続けば排気ガス温度Ｔ１は判断用データとして安定して充分使えるものとなる。即ち、排気ガス温度Ｔ１、Ｔ２の変動が少なく、触媒温度も排気ガス温度の変化に追随した後となる。例えば、ｄＮ／ｄｔが閾値内に入った直後（数秒間）では、触媒入口排気ガス温度Ｔ１の変化に対し、触媒出口排気ガス温度Ｔ２は、触媒４の熱容量の影響を強く受けるため応答の遅れが大きく、触媒４における反応による発熱の影響を捉えることが難しい。そのため、ある程度時間を置いて触媒４の出入口それぞれの排気ガス温度Ｔ１，Ｔ２が比較的安定してから温度Ｔ１，Ｔ２を測定する必要がある。一方、車両における試験結果から１０ｓ未満で排気ガス温度Ｔ１，Ｔ２が略安定することが分かっているので、この所定の時間ｔｍｃは１０ｓ、又はそれ以上とすることが好ましい。

このステップＳ２０が終わると、次のステップＳ３０で、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｋを算出を行う。図５に示すように、このステップＳ３０では、先ず、ステップＳ３１で、最初から今までの測定数（ｋ＝１〜Ｋ）に対する温度差Ｔｄ（ｋ）を入力し、ステップＳ３２で、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定順ｋに並べて、収集データＴｄ（ｋ）から、温度差Ｔｄを測定順ｋを変数とする関数Ｆ（ｋ）で近似した後に、ステップＳ３３で、この関数Ｆ（ｋ）を測定順ｋで微分して、温度差Ｆ（ｋ）の変化率Ｇ（ｋ）＝ｄＦ（ｋ）／ｄｋを算出する。ステップＳ３４で、この温度差Ｆ（ｋ）の変化率Ｇ（ｋ）に測定順Ｋを代入して、最新の変化率ΔＴｄ／Δｋを算出する（ΔＴｄ／Δｋ＝Ｇ（Ｋ））。

このステップＳ３０が終わると、図３に示すように、次のステップＳ４０で、測定順（データ数）Ｋが所定のデータ数Ｋｃ（例えば、１０，０００）を超えたか否かを判定し、越えていない場合は、データ数が少なく精度良い劣化判定はできないとして触媒の劣化判定を行わずに、ステップＳ２０に戻る。また、越えている場合は、ステップＳ５０の触媒の劣化判定に行く。

この測定データ数Ｋが大きい程、判定精度が高くなる。例えば、高速道路使用が主のユーザーの場合は、高速道路を１００ｋｍ／ｈで走行するとして、エンジン回転速度が略一定の時には１０ｓ毎に連続してデータをサンプリングすることになり、データ数は１時間当たり３６０個になり、１０，０００個では２７７８ｋｍ走行することになる。一方、市街地走行が主のユーザーの場合に、高速走行に比較して１０倍の距離が必要になると仮定すれば、約３０，０００ｋｍ程度の走行が必要となる。この程度の走行距離であれば、通常の使用方法である限り、触媒４が寿命によって機能を失う可能性は極めて少ない。従って、この時点から触媒４の劣化判定を行っても問題はない。一方、この１０，０００個という数値は、劣化判定を行うためのデータ数としては充分な大きさの数値であるので、所定のデータ数Ｋｃを最低１０，０００又はこれ以上とするのが好ましい。なお、この所定のデータ数Ｋｃは、触媒の使用状況や車両の走行状況が通常のユーザーの使用方法と著しく異なるような場合には、適宜適切な数値を選択すればよい。

ステップＳ５０の触媒の劣化判定では、最新の測定順Ｋの変化率ΔＴｄ／Δｋ（＝Ｇ（Ｋ））が、所定の第１判定値Ｃ１（例えば、図１２の場合は、Ｃ１＝−０．０５）以上になったか否かで、触媒４が所定の劣化量Ｒ１に到達したか否かを判定する。この判定で、最新の変化率ΔＴｄ／Δｋが、所定の第１判定値Ｃ１以上になっていない場合（ΔＴｄ／Δｋ＜Ｃ１）は、触媒４が劣化量Ｒ１に到達していないとして、ステップＳ２０に戻る。触媒の使用期間が劣化判定が可能となるのに充分な時間を経過した後では、一般に温度差の関数Ｆ（ｋ）は測定順ｋと共に減少する関数となるので、変化率ｄＦ（ｋ）／ｄｋは負の値となり、劣化進行と共にゼロ（０）に漸近する。従って、この変化率ｄＦ（ｋ）／ｄｋが所定の第１判定値Ｃ１以上になってゼロに近づいた時点で、触媒４は所定の劣化量Ｒ１に到達したと判定する。

また、ステップＳ５０の触媒の劣化判定で、最新の変化率ΔＴｄ／Δｋが、所定の第１判定値Ｃ１以上になっている場合（ΔＴｄ／Δｋ≧Ｃ１）は、ステップＳ６０に行き、表示部６ａに劣化量Ｒ１やメインテナンス指示を表示する。この表示の指示を行った後、ステップＳ２０に戻る。

なお、複数の所定の劣化量Ｒ１（ｉ）に対応させて所定の第１判定値Ｃ１（ｉ）と表示部６ａへの表示内容をそれぞれ複数設け（ｉ＝１〜Ｉ）、これにより、劣化量Ｒ１の度合に応じて残寿命を運転者、使用者、検査者等に知らせてもよい。また、この劣化量Ｒ１が触媒の寿命に達した場合には、表示の色を変えたり、警報ランプを点灯させたり、音声メッセージ等警報を出すように構成してもよい。この場合は、ステップＳ５０とステップＳ６０と同様なことがその数Ｉの分だけ行われることになる。

このステップＳ６０を終了するとステップＳ２０に戻る。このステップＳ２０〜ステップＳ６０の繰り返しにより、触媒の劣化判定を行い、その結果を表示部６ａに表示する。そして、エンジンが停止するときには、割り込みにより、ステップＳ７０に行き、今までのデータ（測定順Ｋ、温度差Ｔｄ（ｋ）等）の出力（書き込み）等の終了作業を行ってから、エンドに行き、この制御フローを終了する。

次に第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、第１の実施の形態において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの代りに、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定した測定時ｔｄ（ｋ）を同時にデータベースに入力し、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定時の時間ｔベースに換算して関数Ｆ（ｔ）で近似した後に、この関数Ｆ（ｔ）を時間ｔで微分して、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔを算出する。つまり、Ｆ（ｔ）を時間ｔの連続関数と見なして、ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ＝ｄＦ（ｔ）／ｄｔ＝Ｇ（ｔ）とする。このｄＦ（ｔ）／ｄｔは、時間ｔにおける曲線Ｆ（ｔ）の接線の勾配となる。このｄＦ（ｔ）／ｄｔが所定の第１判定値Ｃ１以上になった時に、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１に達したと判定するように構成される。これにより、温度差Ｔｄ（ｋ）のバラツキの影響と温度差Ｔｄ（ｋ）の測定時の影響を少なくすることができ、より触媒４の劣化量Ｒ１の推定精度を向上できる。

また、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔが所定の第１判定値Ｃ１以上になった時に、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１に達したと判定する代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔが所定の第１判定値Ｃ１以上になったか否かを判定して、この以上になった回数ｎ１を数えると共に、温度差Ｔｄのデータ数Ｋが所定のデータ数Ｋｃを越えた場合において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔが所定の第１判定値Ｃ１以上になった回数ｎ１が所定の第１判定回数Ｎ１ｃを越えた時に、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１に達したと判定するように構成してもよい。この構成にすると、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔのバラツキの影響を小さくすることができ、より触媒４の第１劣化量Ｒ１の推定精度を向上できる。

上記のような制御は、図６〜図８に例示するような制御フローによって実施できる。この図６の制御フローは、図３の制御フローと略同じであるが、ステップＳ１０Ａでは、第１の実施の形態のステップＳ１０の前回までのデータ（測定時間順の温度差Ｔｄ（ｋ）、最新の測定数Ｋ、所定の時間ｔｍｃ，所定の第１判定値Ｃ１、所定の劣化量Ｒ１、エンジンの最高出力点のエンジン回転速度Ｎｅ、下限温度Ｔｃ、上限温度Ｔｕ等）の入力（読み込み）に加えて、前回までのエンジンの運転時間ｔｅの読み込みと、第２のタイマーのリセット（ｔｍ２＝０）とこの第２のタイマー（ｔｍ２）のスタートを行う。

次のステップＳ２０Ａは、第１の実施の形態のステップＳ２０と略同じであるが、温度差Ｔｄ（ｋ）の測定時ｔｄ（ｋ）をデータとして取込み、データベースに出力する点が異なる。

このステップＳ２０Ａでは、エンジン２の運転状態が定常状態であり、且つ、触媒活性状態検出手段Ｓ１２により検出された触媒４が活性状態である状態が、所定の時間（ｔｍ：例えば１０ｓ）以上継続した場合において、温度差測定手段Ｓ１３により触媒２の出口の排気ガス温度Ｔ２と入口の排気ガス温度Ｔ１との温度差Ｔｄを計測すると共に、この温度差Ｔｄ（Ｋ）の測定時（測定時におけるエンジンの延べ運転時間）ｔｄ（Ｋ）をサンプリングに加える。

このステップＳ２０Ａは、図６の制御フローに示すように、ステップＳ２１で、タイマーｔｍをゼロにして（ｔｍ＝０）、次のステップＳ２２で、エンジン２の回転センサやエンジン制御装置等からエンジン回転速度Ｎを入力し、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔを算出する。

次のステップＳ２３で、エンジン２の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、定常状態にあるか否かを、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定する。この判定で範囲内に無ければ（ＮＯ）、定常状態に無いとして、ステップＳ２１に戻る。

このステップＳ２３の判定で範囲内にあれば（ＹＥＳ）、定常状態であるとして、ステップＳ２４に行く。このステップＳ２４では、触媒４の入口の排気ガスの温度Ｔ１と、触媒４の出口の排気ガスの温度Ｔ２を、温度センサ５ａ，５ｂ又はエンジン制御装置等から入力する。

次のステップＳ２５で、触媒４が活性化しているか否かを、触媒４の入口の排気ガスの温度Ｔ１が所定の温度範囲内（Ｔｃ＜Ｔ１＜Ｔｕ）にあるか否かで判定する。この判定で範囲内に無ければ（ＮＯ）、触媒４は活性化していないとして、ステップＳ２１に戻る。

このステップＳ２５の判定で範囲内にあれば（ＹＥＳ）、触媒４は活性化しているとして、ステップＳ２６に行く。このステップＳ２６では、タイマーの時間ｔｍが所定の時間ｔｍｃを超えたか否かを判定し、越えていなければ（ｔｍ≦ｔｍｃ）ステップＳ２１に戻り、越えていれば（ｔｍ＞ｔｍｃ）ステップＳ２７Ａに行く。ステップＳ２７Ａでは、測定時間順ＫをＫ＝Ｋ＋１として、温度差Ｔｄ（Ｋ）（＝Ｔ２−Ｔ１）を算出し、データベースに出力する。また、この温度差Ｔｄ（Ｋ）の測定時ｔｄ（Ｋ）を前回の最終時間ｔｅと第２のタイマーの時間ｔｍ２の和（ｔｄ（Ｋ）＝ｔｅ＋ｔｍ２）とし、データベースに出力する。

このステップＳ２０Ａが終わると、次のステップＳ３０Ａで、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｔを算出を行う。このステップＳ３０Ａでは、先ず、ステップＳ３１Ａで、最初から今までの測定数（ｋ＝１〜Ｋ）に対する温度差Ｔｄ（ｋ）と測定時ｔｄ（ｋ）を入力し、ステップＳ３２で、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定時ｔｄ（ｋ）をベースに並べて、変数を測定時間順ｋから時間ｔに変更したデータＴｄ（ｔ）から、温度差Ｔｄを時間ｔを変数とする関数Ｆ（ｔ）で近似した後に、ステップＳ３３Ａで、この関数Ｆ（ｔ）を時間ｔで微分して、温度差Ｆ（ｔ）の変化率Ｇ（ｔ）＝ｄＦ（ｔ）／ｄｔを算出する。ステップＳ３４Ａで、この温度差Ｆ（ｔ）の変化率Ｇ（ｔ）に測定時ｔｄ（Ｋ）を代入して、最新の変化率ΔＴｄ／Δｔを算出する（ΔＴｄ／Δｔ＝Ｇ（ｔｄ（ｋ）））。

このステップＳ３０Ａが終わると、次のステップＳ４０で、測定数（データ数）Ｋが所定のデータ数Ｋｃ（例えば、１０，０００）を超えたか否かを判定し、越えていない場合は、データ数が少なく精度良い劣化判定はできないとして触媒の劣化判定を行わずに、ステップＳ２０Ａに戻る。また、越えている場合は、ステップＳ５０Ａの触媒の劣化判定に行く。

ステップＳ５０Ａの触媒の劣化判定では、最新（ｔｄ（Ｋ））の変化率ΔＴｄ／Δｔ（＝Ｇ（ｔｄ（ｋ）））が、所定の第１判定値Ｃ１（例えば、図１２の場合は、Ｃ１＝−０．０５）以上になったか否かで、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１に到達したか否かを判定する。この判定で、最新の変化率ΔＴｄ／Δｔが、所定の第１判定値Ｃ１以上になっていない場合（Ｇ（ｔｄ（Ｋ））＜Ｃ１）は、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１に到達していないとして、ステップＳ２０Ａに戻る。

また、ステップＳ５０Ａの触媒の劣化判定で、最新の変化率ΔＴｄ／Δｔが、所定の第１判定値Ｃ１以上になっている場合（Ｇ（ｔｄ（Ｋ））≧Ｃ１）は、ステップＳ６０に行き、表示部６ａに劣化量Ｒ１やメインテナンス指示を表示する。この表示の指示を行った後、ステップＳ２０Ａに戻る。

なお、複数の所定の劣化量Ｒ１（ｉ）に対応させて所定の第１判定値Ｃ１（ｉ）と表示部６ａへの表示内容をそれぞれ複数設け（ｉ＝１〜Ｉ）、これにより、劣化量Ｒ１の度合に応じて残寿命を運転者、使用者、検査者等に知らせてもよい。また、この劣化量Ｒ１が触媒の寿命に達した場合には、表示の色を変えたり、警報ランプを点灯させたり、音声メッセージ等警報を出すように構成してもよい。この場合は、ステップＳ５０ＡとステップＳ６０と同様なことがその数Ｉの分だけ行われることになる。

このステップＳ６０を終了するとステップＳ２０Ａに戻る。このステップＳ２０Ａ〜ステップＳ６０の繰り返しにより、触媒の劣化判定を行い、その結果を表示部６ａに表示する。そして、エンジンが停止するときには、割り込みにより、ステップＳ７０Ａに行き、今までのデータ（測定数Ｋ、温度差Ｔｄ（ｋ）、検出時ｔｄ（ｋ）、延べ運転時間ｔｅ＝ｔｅ＋ｔｍ２等）の出力（書き込み）等の終了作業を行ってから、エンドに行き、この制御フローを終了する。

次に第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態では、第１の実施の形態において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋと所定の第１の劣化量Ｒ１に関係する所定の第１判定値Ｃ１の代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋと所定の第１の劣化量Ｒ１に関係する所定の第２判定値Ｃ２を用いる。この変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋは、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの測定順ｋに関する変分率であり、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定順ｋで関数近似した場合には、温度差Ｔｄ（ｋ）を測定順ｋで２階部分してｄ² Ｆ（ｋ）／ｄｋ² として算出することができる。このｄ² Ｆ（ｋ）／ｄｋ² が所定の第２判定値Ｃ２以下になった時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定するように構成される。Ｆ（ｋ）の二階微分を用いることにより、温度差Ｔｄ（ｋ）のバラツキの影響をより少なくすることができ、触媒４の劣化量Ｒ２の推定精度を更に向上できる。

また、この場合も、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋが所定の第２判定値Ｃ２以下になった時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定する代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋが所定の第２判定値Ｃ２以下になったか否かを判定して、以下になった回数ｎ２を数えると共に、温度差Ｔｄの測定数（データ数）Ｋが所定のデータ数Ｋｃを越えた場合において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋが所定の第２判定値Ｃ２以下になった回数ｎ２が所定の第２判定回数Ｎ２ｃを越えた時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定するように構成してもよい。この構成にすると、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋのバラツキの影響をより小さくすることができ、触媒４の第２劣化量Ｒ２の推定精度を向上できる。

例えば、この二階微分した方程式ｄ² Ｆ（ｋ）／ｄｋ² ＝０の解Ｋ１を求め、Ｋ１−Ｋで残り寿命を推定、又は、（Ｋ１−Ｋ）／Ｋ１で総寿命までの何％経過しているかを推定し、触媒の残寿命として表示する。また、この二階微分した値Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋがゼロになった時点を寿命とし表示部６ａに表示する。

この第３の実施の形態の制御フローは、図３及び図５の第１の実施の形態の制御フローを次のように変更した制御フローとなる。つまり、ステップＳ３０において、「関数Ｆ（ｋ）の微分」を「関数Ｆ（ｋ）の２階微分」に変更し、ステップＳ５０において、「触媒の劣化判定 ΔＴｄ／Δｋ≧Ｃ１」を「触媒の劣化判定 Δ² Ｔｄ／Δｋ² ≦Ｃ２」に変更し、ステップＳ６０において、「劣化量Ｒ１」を「劣化量Ｒ２」に変更する。また、この図３の制御フローの変更に伴い、図５の制御フローもステップＳ３３の「関数Ｆ（ｋ）を測定順ｋで微分して温度差Ｆ（ｋ）の変化率ｄＦ（ｋ）／ｄｋを算出する」を「関数Ｆ（ｋ）を測定順ｋで２階微分して温度差Ｆ（ｋ）の変化率ｄＦ（ｋ）／ｄｋの変分率ｄ² Ｆ（ｋ）／ｄｋ² を算出する」に変更し、ステップＳ３４の「最新の温度差Ｔｄ（ｋ）の変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋを算出する」を「最新の温度差Ｔｄ（ｋ）の変化率ΔＴｄ（ｋ）／Δｋの変分率Δ（ΔＴｄ（ｋ）／Δｋ）／Δｋを算出する」に変更する。

次に第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態では、第２の実施の形態において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔと所定の第１の劣化量Ｒ１に関係する所定の第１判定値Ｃ１の代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔと所定の第１の劣化量Ｒ１に関係する所定の第２判定値Ｃ２を用いる。この変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔは、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの時間ｔに関する変分率であり、温度差Ｔｄ（ｔ）を時間ｔで関数近似した場合には、温度差Ｔｄ（ｔ）を時間ｔで２階部分してｄ² Ｆ（ｔ）／ｄｔ² として算出することができる。このｄ² Ｆ（ｔ）／ｄｔ² が所定の第２判定値Ｃ２以下になった時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定するように構成される。Ｆ（ｔ）の二階微分を用いることにより、温度差Ｔｄ（ｔ）のバラツキの影響をより少なくすることができ、触媒４の劣化量Ｒ２の推定精度を更に向上できる。なお、この第４の実施の形態は、第３の実施の形態で、温度差Ｔｄを測定順ｋの関数とする代わりに測定時ｔの関数とする点が異なる。

また、この場合も、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔが所定の第２判定値Ｃ２以下になった時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定する代りに、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔが所定の第２判定値Ｃ２以下になったか否かを判定して、以下になった回数ｎ２を数えると共に、温度差Ｔｄの測定数（データ数）Ｋが所定のデータ数Ｋｃを越えた場合において、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔが所定の第２判定値Ｃ２以下になった回数ｎ２が所定の第２判定回数Ｎ２ｃを越えた時に、触媒４が所定の第２劣化量Ｒ２に達したと判定するように構成してもよい。この構成にすると、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔのバラツキの影響をより小さくすることができ、触媒４の第２劣化量Ｒ２の推定精度を向上できる。

この第４の実施の形態の制御フローは、図６及び図８の第２の実施の形態の制御フローを次のように変更した制御フローとなる。つまり、図６のステップＳ３０Ａにおいて、「関数Ｆ（ｔ）の微分」を「関数Ｆ（ｔ）の２階微分」に変更し、ステップＳ５０Ａにおいて、「触媒の劣化判定 ΔＴｄ／Δｔ≧Ｃ１」を「触媒の劣化判定 Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔ≦Ｃ２」に変更し、ステップＳ６０において、「劣化量Ｒ１」を「劣化量Ｒ２」に変更する。また、この図６の制御フローの変更に伴い、図８の制御フローもステップＳ３３Ａの「関数Ｆ（ｔ）を時間ｔで微分して温度差Ｆ（ｔ）の変化率ｄＦ（ｔ）／ｄｔを算出する」を「関数Ｆ（ｔ）を時間ｔで２階微分して温度差Ｆ（ｔ）の変化率ｄＦ（ｔ）／ｄｔの変分率ｄ² Ｆ（ｔ）／ｄｔ² を算出する」に変更し、ステップＳ３４Ａの「最新の温度差Ｔｄ（ｔ）の変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔを算出する」を「最新の温度差Ｔｄ（ｔ）の変化率ΔＴｄ（ｔ）／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ（ｔ）／Δｔ）／Δｔを算出する」に変更する。

上記の第１〜第４の実施の形態の触媒劣化量検出方法及び触媒劣化量検出装置によれば、エンジン（内燃機関）２の運転状態が定常運転状態であり、且つ、触媒４が活性状態である状態が所定の時間ｔｍ以上継続した場合において、触媒４の出口の排気ガス温度Ｔ２と入口の排気ガス温度Ｔ１との温度差Ｔｄを計測し、この温度差Ｔｄの収集データＴｄ（Ｋ），ｔｄ（ｋ）から温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｋ，ΔＴｄ／Δｔ、又は、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｋ，ΔＴｄ／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ／Δｋ）／Δｋ，Δ（ΔＴｄ／Δｔ）／Δｔを算出し、この温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｋ，ΔＴｄ／Δｔ、又は、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／Δｋ，ΔＴｄ／Δｔの変分率Δ（ΔＴｄ／Δｋ）／Δｋ，Δ（ΔＴｄ／Δｔ）／Δｔが所定の第１判定値Ｃ１以上又は所定の第２判定値Ｃ２以下になった時に、触媒４が所定の第１劣化量Ｒ１又は所定の第１劣化量Ｒ２に達したと判定する。

従って、触媒４の出口と入口の排気ガスの温度差Ｔｄを測定又は検出し、この温度差Ｔｄの収集データＴｄ（Ｋ），ｔｄ（ｋ）からＴｄの変化率ΔＴｄ／ｄｋ，ΔＴｄ／ｄｔ、又は、温度差Ｔｄの変化率ΔＴｄ／ｄｋ，ΔＴｄ／ｄｔの変分率Δ² Ｔｄ／ｄｋ² ，Δ² Ｔｄ／ｄｔ² を算出して、所定の判定値Ｃ１，Ｃ２と比較するので、触媒４の熱容量の大小の影響を小さくすることができ、高い精度で触媒４の劣化量Ｒ１，Ｒ２を推定することができる。

本発明に係る実施の形態の触媒の劣化量検出装置の構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の演算手段の構成を示す図である。 本発明に係る第１の実施の形態の触媒劣化量検出方法の制御フローの例を示す図である。 図３の一部の制御フローの詳細を示す図である。 図３の他の一部の制御フローの詳細を示す図である。 本発明に係る第２の実施の形態の触媒劣化量検出方法の制御フローの例を示す図である。 図６の一部の制御フローの詳細を示す図である。 図６の他の一部の制御フローの詳細を示す図である。 触媒の出入口の温度差、温度差の変化率、温度差の変化率の変分率と使用時間との関係を示す図である。 触媒の出入口の温度差を測定順に並べて図である。 触媒の出入口の温度差の変化率を測定順に並べて図である。 触媒の出入口の排気ガス温度とエンジン加速度の時系列を示す図である。 触媒の温度を一定に維持した時間後の触媒温度と浄化率の関係を示す図である。

符号の説明

１ 触媒劣化量検出装置
２ エンジン（内燃機関）
３ 排気通路
４ 触媒
５ａ 入口側温度センサ
５ｂ 出口側温度センサ
６ 演算装置（コンピュータ）
６ａ 表示部
Ｃ１ 所定の第１判定値
Ｃ２ 所定の第２判定値
ｄＮ／ｄｔ エンジン回転速度変化率
ｄＦ（ｋ）／ｄｋ 温度差の変化率
ｄＦ（ｔ）／ｄｔ 温度差の変化率
Ｆ（ｋ） 温度差の関数近似式
Ｆ（ｔ） 温度差の関数近似式
Ｇ（ｋ） 温度差の変化率
Ｇ（ｔ） 温度差の変化率
ｉ 第１判定の回数、第２判定の回数
Ｉ 第１判定の回数、第２判定の回数
ｋ 測定順、測定時間順
Ｋ 測定数（データ数）
Ｋｃ 所定のデータ数
ｎ１ 温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった回数
ｎ２ 温度差の変化率が所定の第２判定値以下になった回数
Ｎ エンジン回転速度
Ｎｃ 所定の第１判定回数
Ｎｅ 最高出力点のエンジン回転速度
Ｒ１ 所定の第１劣化量
Ｒ２ 所定の第２劣化量
ｔ 時間
ｔｅ 前回までのエンジンの運転時間
ｔｄ（ｋ） 測定時
ｔｍ タイマーの時間
ｔｍ２ 第２のタイマーの時間
ｔｍｃ 所定の時間
Ｔ１ 触媒の入口の排気ガス温度
Ｔ２ 触媒の出口の排気ガス温度
Ｔｃ 下限温度
Ｔｕ 上限温度
Ｔｄ，Ｔｄ（ｋ），Ｔｄ（ｔ） 温度差
ΔＴｄ／Δｋ 温度差の変化率
ΔＴｄ／Δｔ 温度差の変化率

Claims (20)

1. 内燃機関の排気ガスを浄化するために配設された触媒の劣化量を検出する方法であって、エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くと共に、前記触媒が活性状態である状態が所定の時間以上継続した場合において、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率を算出し、該温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定することを特徴とする触媒劣化量検出方法。
2. 前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になったか否かを判定して、以上になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった回数が所定の第１判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定することを特徴とする請求項１記載の触媒劣化量検出方法。
3. 前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で微分して、温度差の変化率を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の触媒劣化量検出方法。
4. 前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で微分して、温度差の変化率を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の触媒劣化量検出方法。
5. 内燃機関の排気ガスを浄化するために配設された触媒の劣化量を検出する方法であって、エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くと共に、前記触媒が活性状態である状態が所定の時間以上継続した場合において、前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率の変分率を算出し、該温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定することを特徴とする触媒劣化量検出方法。
6. 前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になったか否かを判定して、以下になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった回数が所定の第２判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定することを特徴とする請求項５記載の触媒劣化量検出方法。
7. 前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出することを特徴とする請求項５又は６記載の触媒劣化量検出方法。
8. 前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出することを特徴とする請求項５又は６記載の触媒劣化量検出方法。
9. 前記内燃機関の定常運転状態であるか否かの判定を、エンジン回転速度をＮとし、内燃機関の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、又は８記載の触媒劣化量検出方法。
10. 前記温度差の代わりに、前記温度差と測定又は測定値から算出された排気ガス量と測定又は測定値から算出された排気ガスの比熱とから得られ、温度差×排気ガス量×排気ガス比熱で算出される排気ガスの触媒の出口と入口の排気ガスの熱量変化を使用することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９記載の触媒劣化量検出方法。
11. エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くときにエンジンの運転状態が定常運転状態であると判定する運転状態検出手段と、
    エンジンの排気通路に設けられた触媒の活性状態を検出する触媒活性状態検出手段と、 前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を測定する温度差測定手段と、
    前記運転状態検出手段により定常状態であると判断されると共に、前記触媒活性状態検出手段により触媒が活性状態であると判定される状態が所定の時間以上継続した場合において、前記温度差測定手段により前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率を算出し、該温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する劣化量推定手段とを有していることを特徴とする触媒劣化量検出装置。
12. 前記劣化量推定手段が、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になったか否かを判定して、以上になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率が所定の第１判定値以上になった回数が所定の第１判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第１劣化量に達したと判定することを特徴とする請求項１１記載の触媒劣化量検出装置。
13. 前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で微分して、温度差の変化率を算出することを特徴とする請求項１１又は１２記載の触媒劣化量検出装置。
14. 前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で微分して、温度差の変化率を算出することを特徴とする請求項１１又は１２記載の触媒劣化量検出装置。
15. エンジン回転速度の変動が少ない状態が続くと判断される所定範囲をエンジンの最高出力点のエンジン回転速度から予め求め、該所定範囲内にエンジン回転数の変化率がある状態が、排気温度が安定すると判断される所定期間続くときにエンジンの運転状態が定常運転状態であると判定する運転状態検出手段と、
    エンジンの排気通路に設けられた触媒の活性状態を検出する触媒活性状態検出手段と、 前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を測定する温度差測定手段と、
    前記運転状態検出手段により定常状態であると判断されると共に、前記触媒活性状態検出手段により触媒が活性状態であると判定される状態が所定の時間以上継続した場合において、前記温度差測定手段により前記触媒の出口の排気ガス温度と入口の排気ガス温度との温度差を計測し、該温度差の収集データから温度差の変化率の変分率を算出し、該温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以上になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する劣化量推定手段とを有していることを特徴とする触媒劣化量検出装置。
16. 前記劣化量推定手段が、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定する代りに、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になったか否かを判定して、以下になった回数を数えると共に、前記温度差のデータ数が所定のデータ数を越えた場合において、前記温度差の変化率の変分率が所定の第２判定値以下になった回数が所定の第２判定回数を越えた時に、前記触媒が所定の第２劣化量に達したと判定することを特徴とする請求項１５記載の触媒劣化量検出方法。
17. 前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定順に並べたデータから、前記温度差を前記測定順を変数とする関数で近似した後に、この関数を測定順で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出することを特徴とする請求項１５又は１６記載の触媒劣化量検出装置。
18. 前記劣化量推定手段が、前記温度差を測定時間順に並べたデータと前記温度差を測定した測定時のデータとから、前記温度差を前記測定時を変数とする関数で近似した後に、この関数を時間で２階微分して、温度差の変化率の変分率を算出することを特徴とする請求項１５又は１６記載の触媒劣化量検出装置。
19. 前記劣化量推定手段が、前記内燃機関の定常運転状態であるか否かの判定を、エンジン回転速度をＮとし、内燃機関の最高出力点のエンジン回転速度をＮｅとした時に、エンジン回転速度Ｎの時間微分であるエンジン回転速度変化率ｄＮ／ｄｔが、−０．０５×Ｎｅ＜ｄＮ／ｄｔ＜０．０５×Ｎｅの範囲内にあるか否かで判定することを特徴とする請求項１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、又は１８記載の触媒劣化量検出方法。
20. 前記劣化量推定手段が、前記温度差の代わりに、前記温度差と測定又は測定値から算出された排気ガス量と測定又は測定値から算出された排気ガスの比熱とから得られ、温度差×排気ガス量×排気ガスの比熱で算出される、排気ガスの触媒の出口と入口の排気ガスの熱量変化を使用することを特徴とする請求項１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、又は１９記載の触媒劣化量検出装置。

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