CN1415050A - 用于运行内燃机、尤其机动车内燃机的方法 - Google Patents

用于运行内燃机、尤其机动车内燃机的方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种内燃机、尤其是机动车内燃机(1)，它具有一个催化器(12)，可接收氮氧化物作为其负荷。及设有一个λ值探头(13)，用于测量催化器(12)后面的氧的浓度。通过控制装置(18)可增加输入催化器(12)的氮氧化物，及由催化器(12)后面氧的浓度的增加可得出催化器(12)转换能力的结论。

Description

用于运行内燃机、尤其机动车内燃机的方法
现有技术
本发明涉及用于运行内燃机、尤其机动车内燃机的方法，其中催化器接收氮氧化物作为其负荷，及其中对催化器后的氧浓度进行测量。本发明还涉及一种内燃机、尤其机动车内燃机的控制装置及一种内燃机、尤其机动车内燃机。
这种方法、这种控制装置及这种内燃机例如已在所谓的进气管喷射中公知。其中在进气阶段燃料被喷入内燃机进气管中。在燃料燃烧时形成的氮氧化物将在催化器中主要被转化成氮及氧。也已公知催化器经历着老化，这将导致其转化能力的限制。
上述类型的方法也已由设有直接喷射的内燃机公知。其中燃料主要在进气阶段直接喷入内燃机的燃烧室。所形成的氮氧化物将在后置的催化器中必要时中间存储及然后转换成氧。
发明内容
本发明的任务在于，建立一种运行内燃机的方法，通过它可识别催化器的老化。
该任务将在开头所述类型的方法上根据本发明这样地解决：增加输入催化器的氮氧化物；及由催化器后面氧浓度的增加得出催化器转换能力的结论。在开始所述类型的控制装置及内燃机上该任务将相应地解决。因此本发明可同等地在进气管喷射及直接喷射的内燃机上使用。
输入催化器的氮氧化物的增高将导致该氮氧化物至氮及氧的转换量的增加。对由此产生的催化器后面氧浓度的增加进行测量。由该增加量可得出催化器的转换能力的结论。
在一个新的催化器上其转换能力高及氧的浓度的增加也高。但在一个老化的催化器上，由于转换能力的降低氧浓度的增加也下降。它可用作转换能力的量度及由此作为催化器老化的量度。
因此在根据本发明的方法中为了识别催化器的老化不需要使用NOx传感器。这使得成本大大降低。在催化器后面为了测量氧的浓度所需的λ值探头也可用于其它目的，例如用于控制和/或调节内燃机、尤其是用于所谓跟踪调节。
在本发明的一个优选构型中，在催化器前面的氧的浓度被保持恒定。由此可实现，仅是增加的氮氧化物导致催化器后面氧浓度的增加。但废气中的其它成分对根据本发明求出的催化器的转换能力无影响。
在本发明的另一优选的构型中，在催化器前面的λ值(Lambda)被保持恒定。这也将导致，仅是增加的氮氧化物引起催化器后面氧浓度的增加。因此根据本发明的方法被大大简化。
在本发明的一个优选的构型中，在催化器后面所测量的氧浓度代表了由催化器从输入的氮氧化物中释放出的氧的浓度。这允许特别简单及有效地求得催化器的转化能力。
特别符合目的地，对催化器输入的氮氧化物的增加是通过点火时间的失调和/或通过对内燃机的控制部分和/或调节部分的其它干预来实现的。这是特别简单的及尽管如此，仍有改变输入到催化器的氮氧化物的精确可实现的可能性。因此根据本发明方法的重复及由此对催化器的连续的诊断是无困难的。
特别有意义的是，根据本发明的方法以一个控制单元的形式实现，它被设置用于内燃机、尤其机动车内燃机的控制装置。这里在该控制单元中存储了一个程序，该程序可在一个计算装置、尤其是一个微处理器上运行及适用于执行根据本发明的方法。在此情况下，本发明也通过一个存储在该控制单元上的程序来实现，由此设有该程序的控制单元与本发明的方法相同地体现了本发明，该程序适用于本发明的实施。作为控制单元尤其是使用电存储介质，例如只读存储器或闪存式存储器。
本发明的其它特征，应用可能性及优点可从以下对本发明实施例的说明中得出，实施例被表示在附图中。这里所有说明的及图示的特征本身或它们任意的组合构成了本发明的主题，该任意组合与权利要求书中它们的概括或回引无关及与说明书或附图中它们的撰写及表示无关。
附图说明
唯一的附图表示根据本发明内燃机的一个实施例的概要示图。
具体实施方式
在该图中表示出一个机动车的内燃机1，其中活塞2在一个汽缸3中往复运动。汽缸3设有一个燃烧室4，该燃烧室主要由活塞2、进气阀5及排气阀6构成边界。一个进气管7与进气阀5相连接及一个排气管8与排气阀6相连接。
在进气管7中设有一个喷射阀9。在进气阀5及排气阀6的区域中，一个火花塞10伸入到燃烧室4中。通过喷射阀9燃料可被喷射到进气管7中。借助火花塞10可使吸入燃烧室4中的空气/燃料混合物点燃。
在进气管7中设有可转动的节气阀11。供给燃烧室4的空气量与节气阀11的角度位置有关。在排气管8中设有一个催化器12，它用于净化通过燃料燃烧产生的废气。
催化器12的设置主要是用于使氮氧化物(NOx)转化为氮及氧。在排气管中在催化器12的后面紧接着设有一个持久的λ值(Lambda)探头13，它适用于测量在催化器12后面的废气中自由氧的浓度O2frei。
控制装置18被施加了输入信号19，这些输入信号代表由传感器测量的内燃机1的工作参数。控制装置18产生输出信号20，借助这些信号通过致动器或调节器可影响内燃机1的特性。控制装置18的设置主要用来对内燃机1的工作参数进行控制和/或调节。为此，控制装置18设有微处理器，在它的一个存储介质、尤其是闪存式存储器中存储了一个程序，该程序用于执行所述的控制和/或调节。
在内燃机1工作中产生出氮氧化物(NOx)，催化器12接收它作为其负荷。该氮氧化物将被催化器12转化成氮及氧。持续的转换导致催化器12转化能力的限制，以下这被称为老化。
催化器12后面的自由氧的浓度O2frei由催化器12后面废气中氧的浓度O2Abgas及由催化器12从输入的氮氧化物中释放出的氧的浓度O2Kat组合而成。浓度O2Abgas处于千分率(Promille)的范围及浓度O2Kat处于百万分率(ppm)的范围。
催化器12后面废气中氧的浓度O2Abgas取决于催化器前面的氧浓度及由此取决于催化器12前面的λ值。为了实施下述的催化器12的诊断，催化器12前面的氧浓度及由此催化器12前面的λ值被保持恒定。由此，催化器12后面废气中氧的浓度O2Abgas是恒定的。
然后提高在催化器12前面的氮氧化物的浓度或数量。这例如可通过各个汽缸点火时刻的失调或类似措施来实现。
由于催化器12前面的氮氧化物的浓度的提高，则由催化器进行的该氮氧化物至氮及氧的转换量也增加。这将导致由催化器12从输入的氮氧化物中释放出的氧的浓度O2Kat的增高。该氧的浓度O2Kat的增高又导致催化器12后面的自由氧的浓度O2frei的增高。
催化器12后面的自由氧的浓度O2frei的增高被催化器12后面的持久的λ值探头13检测。由于催化器12后面废气中氧的浓度O2Abgas保持恒定，由λ值探头13检测的自由氧浓度O2frei的提高直接地代表了由催化器12从输入的氮氧化物中释放出的氧的浓度O2Kat的增高。
上述的诊断由控制装置18在给定时间间隔中和/或根据预定的情况来执行。由此获得了一系列相继的浓度O2frei增高的测量结果值，如所述地，这代表的浓度O2Kat的增高。
如所指出的，由于随时间引起的老化，催化器12的转化能力下降。该转化能力的下降导致，浓度O2Kat在上述所执行的测量结果上随着时间下降。浓度O2Kat在很大程度上是转换能力的度量及由此是催化器12老化的量度。
由各个测量结果及浓度O2frei相继测量结果的变化曲线最后由控制装置18得出关于转化能力的结论及由此得到关于催化器12老化的结论。它例如是这样来实现的，即监测浓度O2frei的变化。也可以是，监测浓度O2frei的绝对值并与一个新的催化器的值相比较。所有这些比较可以个别地或组合地由控制装置18执行。因此，总地对于控制装置18来说，可以求得催化器12的老化或老化状态。如果该老化超过一个预给定的阈值。则由控制装置18将该信息显示给内燃机1的操作人员。

Claims (9)

1.用于运行内燃机、尤其机动车内燃机(1)的方法，其中催化器(12)接收氮氧化物作为其负荷，及其中对催化器(12)后的氧浓度(O2frei)进行测量，其特征在于：增加输入催化器(12)的氮氧化物；及由催化器(12)后面氧的浓度(O2frei)的增加得出催化器(12)转换能力的结论。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在催化器(12)前面的氧的浓度(O2Abgas)被保持恒定。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：在催化器(12)前面的λ值(Lambda)被保持恒定。
4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于：在催化器(12)后面所测量的氧的浓度(O2frei)代表了由催化器(12)从输入的氮氧化物中释放出的氧的浓度(O2Kat)。
5.根据权利要求1至4中一项的方法，其特征在于：浓度(O2Kat)被用作催化器(12)转换能力的度量。
6.根据权利要求1至5中一项的方法，其特征在于：对催化器(12)输入的氮氧化物的增加是通过点火时间的失调和/或通过对内燃机(1)的控制部分和/或调节部分的其它干预来实现的。
7.用于内燃机、尤其机动车内燃机(1)的控制装置(18)的控制单元，尤其是闪存式存储器，在其中存储了一个程序，该程序可在一个计算装置、尤其是一个微处理器上运行及适用于执行根据权利要求1至6中一项的方法。
8.用于内燃机、尤其机动车内燃机(1)的控制装置(18)，其中内燃机(1)具有一个催化器(12)，它可接收氮氧化物作为其负荷，及具有一个λ值探头(13)，用于测量催化器(12)后面的氧的浓度(O2frei)，其特征在于：通过控制装置(18)可增加输入催化器(12)的氮氧化物；及通过控制装置(18)可由催化器(12)后面氧的浓度(O2frei)的增加得出催化器(12)转换能力的结论。
9.内燃机、尤其是机动车内燃机(1)，它具有一个催化器(12)，可接收氮氧化物作为其负荷，及具有一个λ值探头(13)，用于测量催化器(12)后面的氧的浓度(O2frei)，及具有一个控制装置(18)，其特征在于：通过控制装置(18)可增加输入催化器(12)的氮氧化物；及通过控制装置(18)可由催化器(12)后面氧的浓度(O2frei)的增加得出催化器(12)转换能力的结论。
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