CN1415045A - 内燃机的三元催化器运行的方法 - Google Patents
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Abstract
一种特别是用于汽车的内燃机(1)，它配备一三元催化器(12)，它可以通入氮氧化物，通过控制仪(18)可以实现内燃机(1)从富油运行到贫油运行的转变。由控制仪(18)可以从在那里测出的NOx排放量推断出三元催化器(12)的老化程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种特别是汽车内燃机的三元催化器运行的方法，其中给三元催化器通入氧化氮，并测量三元催化器后面的NOX排放量。本发明还涉及一种用于特别是汽车的内燃机的控制仪以及特别是用于汽车的内燃机。
背景技术
这种类型的方法，这种类型的控制仪和这种类型的内燃机例在所谓的进气管喷油时是众所周知的。在那里燃料在进气阶段喷入内燃机的进气管。其中在燃料燃烧时形成的氮氧化物在三元催化器中转化成氮和氧。众所周知，三元催化器经受老化，这导致其转化能力的下降。
发明内容概述
本发明的目的是，提供一种内燃机三元催化器运行的方法，用这种方法可以识别三元催化器的老化。
按照本发明在开头所述这种类型的方法中，这个目的通过这样的方法来实现，即实行内燃机从富油运行到贫油运行的转变，并由在那里测出的NOX排放量推断出三元催化器的老化状态。在开头所述类型的控制仪和内燃机中，这个目的相应地被实现。
测量在待测试三元催化器后面的曲线和位置的并通过入代表的NOX排放量表示三元催化器老化的一个量化值。从而由这个曲线可以推断出它的老化程度。这呈现一种特别简单、但是准确的识别三元催化器老化的方法。这里特别是不需要测量λ(lambda)，从而在三元催化器后面不需要高精度的λ传感器。
在本发明的一种优良的方案中测量的NOX排放量与一还未老化的三元催化器和/或一已老化的三元催化器的已知NOX排放量比较。在这种方法中直接进一步采用测量的NOX排放量。因此这种方法只需要很少的费用并可以特别快地实现。
在本发明另一种优良的方案中测出内燃机的未净化的NOX排放量，并由未净化的NOX排放量和测量的NOX排放量推断出三元催化器的老化程度。在这种方法中除测量的NOX排放量以外还考虑内燃机的未净化的排放量。这在测量三元催化器的老化状态时导致更高的精度。
如果由未净化的NOX排放量和测量的NOX排放量计算三元催化器的转化(率)，并将计算的转化与一还未老化的三元催化器和/或一已老化的三元催化器的已知转化进行比较，则特别有利。
在本发明一种优良的改进结构中测量的NOX排放量或计算的转化的最大值和/或最小值和/或平直段和/或斜率用来算出三元催化器的老化状态。用这种方法可以进一步简化按本发明的方法。特别是应用关于λ的斜率带来这样的优点，即采用的NOX传感器的偏置对测出的三元催化器的老化程度不再有影响。
按本发明的方法以一种用于特别是汽车的内燃机的控制仪的形式的控制元件特别有意义。其中在控制元件中贮存了一个程序，它可以在一计算机上，特别是微处理器上运行，并适合于用来实现按本发明的方法。也就是说在这种情况下本发明通过一贮存在控制元件内的程序实现。因此这种配备了程序的控制元件与方法一样体现了本发明，该程序用来实施本方法。特别可以采用电子贮存介质。例如只读存贮器或闪存作为控制元件。
本发明的其它特征、应用可能性和优点由对在附图的图形中表示的本发明的实施例的以下说明得到。其中所说明的和画出的所有特征或其任意的组合都构成本发明的内容，而不取决于其在权利要求书或它们之间的引用的所概述的内容无关，也不取决于其在说明或图形中表达的或图示的内容。
图1表示一按本发明的实施例的示意图，
图2表示NOX排放量关于λ的曲线的示意图，
图3表示转化(率)关于λ的曲线的示意图。
图1中表示汽车的内燃机，其中活塞2可在气缸3内往复运动。气缸3设有一燃烧室4，其中燃烧室由活塞2、进气阀5、排气阀6围成。一进气管7与进气阀5连通，排气管8与排气阀6连通。
进气管7内存在一喷射阀9。在进气阀5和排气阀6的区域内一火花塞10伸入燃烧室4内。燃料可以通过喷射阀9喷入进气管7。进入的空气/燃料混合物在燃烧室4内可以用火花塞10点燃。
在进气管7内安装一可旋转的节流阀11。输送给燃烧室4的空气量取决于节流阀11的角度位置。在排气管8内安装一催化器，它用来净化通过燃料的燃烧产生的废气。
催化器是一三元催化器12。三元催化器12用来使氮氧化物(NOX)转化成氮、氧、二氧化碳和水。在排气管内紧靠三元催化器12的后面设有一NOX传感器13，它适合于用来测量在从三元催化器12排出的废气中的NOX排放量。
给控制仪18输入反映借助于传感器测量的内燃机1的工作参数的输入信号19。控制仪18产生输出信号20，用它可以通过促动器或调节器影响内燃机1的性能。其中控制仪18用来控制和/或调节内燃机1的工作参数。为此目的控制仪18设有一微处理器，它具有贮存在存贮介质，特别是闪电存贮器内的程序，此程序适合于用本实施所述的控制和/或调节。
在内燃机1运行时，特别是λ大于1，从而是贫油运行时形成氮氧化物。三元催化器12内通入这种氮氧化物。它们被三元催化器转化成氮气、氧气、二氧化碳和水。
三元催化器12在其运行时的热负荷导致三元催化器12总的转化能力的限制，下面称之为老化。
图2中标明由NOX传感器13测量的NOX排放量和λ之间的关系。曲线A属于一还未老化的三元催化器12，曲线B属于已老化的三元催化器12。这些曲线A和B可以预先求出并贮存在控制仪18内。
由曲线一方面得到，NOX排放量大致在λ从富油运行转变到贫油运行时，也就是说大致在λ等于1时具有从一小的数值到一较大的数值的跳跃。这个跳跃是与三元催化器12的老化无关的跳跃。另一方面曲线显示，跳跃在老化的三元催化器12(曲线B)中大于在还未老化的三元催化器12(曲线A)中。这意味着，在老化的三元催化器12中NOX排放量大于在还未老化的三元催化器12中。
由控制仪18实现从富油运行到内燃机1的贫油运行的转变。在这里由NOX传感器13测量三元催化器12的NOX排放量。根据实际测量的NOX排放量关于λ的曲线的位置与已知曲线A和B的比较由控制仪18推断出三元催化器12的老化程度。
为此控制仪18可以用以下标准或这些标准的组合与曲线A和B比较，从而求出老化程度：由实现测量的NOX排放量的最大值推断出老化程度，和/或由在实际测量的曲线之下存在的平直段推断出老化程度和/或由实际测量的曲线的斜率，也就是说由dNOX/dλ，推断出三元催化器12的老化程度。
在图3中标明由三元催化器12可达到的转化离与λ之间的关系。转化率理解为内燃机1排入排气管8内未净化的NOX排放量与由三元催化器12后面的传感器13测出的NOX排放量之差与未净化的NOX排放量之比。图3中的曲线A属于还未老化的三元催化器12，曲线B属于已老化的三元催化器12。曲线A和B可以事先求出，并贮存在控制仪18内。
由曲线一方面得到，大致在λ从富油运行转变到贫油运行时，也就是大致在λ等于1时转化率具有从一高的数值到低的数值的跳跃。这个跳跃是与三元催化器12的老化无关的跳跃。另一方面曲线显示，在已老化的三元催化器12(曲线B)中跳跃大于在还未老化的三元催化器12(曲线A)时。换言之这意味着，用已老化的三元催化器12只能达到比在还未老化的三元催化器12时小的将未净化的NOX排放量转化的转化率。
由内燃机1产生的未净化NOX排放量由控制仪18，例如借助于一模块测量。根据未净化排放量以及由NOX传感器13实际测量的NOX排放量由控制仪18计算所属的转化率。根据实时计算的转化率关于λ的曲线与已知曲线A和B相比的轮廓和位置由控制仪18推断出三元催化器12的老化程度。
为此控制系统18可以用以下标准或这些标准的组合与曲线A和B比较，从而求出老化程度：由实时计算的转化率的最小值和/或最大值推断出老化程度和/或由实时计算的曲线下存在的平直段推断出老化程度和/或由实时计算出的曲线的斜率推断出三元催化器12的老化程度。
上述借助于图2和3叙述的方法可以二者择-或叠加地由控制仪18实现。此方法可以在周期重复的时刻或在内燃机1的一定条件下进行。
Claims (10)
1.特别是汽车的内燃机(1)的三元催化器(12)运行的方法，其中三元催化器(12)通入氮氧化物，并测量在三元催化器(12)后面的NOX排放量，其特征为：实现内燃机(1)从富油运行向贫油运行的转变，并由在那里测出的NOX排放量推断出三元催化器(12)的老化程度。
2.按权利要求1所述的方法，其特征为：测出的NOX排放量与对于还未老化的三元催化器(12)和/或已老化的三元催化器(12)的已知NOX排放量进行比较(图2)。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征为，求出内燃机(1)的未净化的NOX排放量，并由未净化的NOX排放和测出的NOX排放量推断出三元催化器(12)的老化程度。
4.按权利要求3所述的方法，其特征为：由未净化NOX排放量和测出的NOX排放量算出三元催化器(12)的转化率。
5.按权利要求4所述的方法，其特征为：算出的转化率与对于还未老化的三元催化器(12)和/或已老化的三元催化器(12)的已知转化率进行比较(图3)。
6.按权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征为：用测出的NOX排放量或算出的转化率的最大值和/或最小值和/或平直段和/或斜率来求出三元催化器(12)的老化程度。
7.按权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征为：用来诊断三元催化器(12)。
8.用于特别是汽车的内燃机(1)的控制仪(18)的控制元件，特别是闪电存贮器，它上面贮存一程度，此程度可在计算机，特别是微处理器上运行，以实现按权利要求1至7之任一项所述的方法。
9.用于特别是汽车的内燃机(1)的控制仪(18)，其中内燃机(1)具有一三元催化器(12)，它可以通入氮氧化物，还具有一用来测量三元催化器(12)后面的NOX排放量的NOX传感器(13)，其特征为：通过控制仪可以实现内燃机(1)从富油运行到贫油运行的转变，并通过控制仪(18)可以由在那里测出的NOX排放量推断出三元催化器(12)的老化程度。
10.特别是用于汽车的内燃机(1)，带一三元催化器(12)，它可以通入氮氧化物；还带一用来测量三元催化器(12)后面的NOX排放量的NOX传感器(13)和一控制仪(18)，其特征为：通过控制仪(18)可以实现内燃机(1)从富油运行到贫油运行的转变，并且通过控制仪(18)可以从在那里测出的NOX排放量推断出三元催化器(12)的老化程度。
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