DE19527490A1 - Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents
AbgasreinigungsvorrichtungInfo
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Description
Diese Anmeldung basiert auf der prioritätsbegründenden
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-196124, die am 27.
Juli 1994 angemeldet wurde, und der japanischen Patentan
meldung Nr. Hei 7-50629, die am 14. Februar 1995 angemeldet
wurde, deren Offenbarungsgehalt hiermit in vollem Umfang in
den Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldungen übernommen
wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgas
reinigungsvorrichtung.
Verfahren zum Reinigen von Abgas von Kraftfahrzeugen
beinhalten Abgasreinigungsverfahren unter Verwendung einer
Katalysatorvorrichtung, die ein seltenes Metall (Platin
oder Rhodium) als Katalysator enthält.
Die Reinigung von KW mit einem solchen Verfahren erfor
dert im wesentlichen eine Katalysator-Aktivierungstempera
tur von 350°C oder mehr. Unmittelbar nach dem Start des Mo
tors wird jedoch nur eine geringe Menge an KW gereinigt, da
der Katalysator seine Aktivierungstemperatur nicht erreicht
hat.
Um das vorstehende Problem zu lösen, wurden Abgasreini
gungsvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen sich eine Kata
lysatorvorrichtung im Abgassystem für einen Motor befindet
und bei denen sich ein KW-Abscheider, der ein Adsorptions
mittel zum Adsorbieren von KW enthält, der im kalten Zu
stand des Motors abgegeben wird (auf den sich im folgenden
als "kalter KW" bezogen wird), an der stromaufwärts liegen
den oder stromabwärts liegenden Seite der Katalysatorvor
richtung befindet (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
4-17710, japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-311618,
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-149130, japani
sche Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-256124, japanische Pa
tentoffenlegungsschrift Nr. 6-101452).
Bei den Abgasreinigungsvorrichtungen nach der japani
schen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-17710 und der japani
schen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-311618 ist ein KW-Ab
scheider, der ein Adsorptionsmittel enthält, an der strom
abwärts liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung parallel
zu einem Hauptkanal vorgesehen und ein Kanalschaltventil
sowohl in einem Adsorptionskanal, der den KW-Abscheider
aufweist, als auch dem Hauptkanal angebracht.
Das Kanalschaltventil wird unmittelbar nach dem Start
des Motors für einen vorgegebenen Zeitraum betätigt, um Ab
gas zum Adsorptionskanal zu führen, während gleichzeitig
kalter KW durch den KW-Abscheider adsorbiert wird.
Bei hohen Temperaturen wird, wenn kalter KW vom Adsorp
tionsmittel freigesetzt wird, das Kanalschaltventil betä
tigt, um Abgas zum Hauptkanal zu führen, während gleichzei
tig ein negativer Druck von einem Zuleitungsrohr für den
Motor auf eine KW-Desorptionsrohrleitung wirkt, die die
stromabwärts liegende Seite des KW-Abscheiders mit dem Zu
leitungsrohr verbindet, wodurch verursacht wird, daß desor
bierter KW in das Zuleitungsrohr gesaugt wird und im Motor
erneut verbrannt wird.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-311618
beschreibt ein Verfahren zum zwangsweisen Rückführen von
desorbiertem KW zur stromaufwärts liegenden Seite eines Ka
talysators unter Verwendung einer Saugpumpe.
Bei den Abgasreinigungsvorrichtungen nach der japani
schen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-149130 und der japa
nischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-256124 befinden
sich an der stromaufwärts liegenden Seite einer Katalysa
torvorrichtung eine Adsoptionsvorrichtung, bei der ein Zeo
lith-Adsorptionsmittel verwendet wird, und werden sowohl
die Adsorptionsvorrichtung als auch die Katalysatorvorrich
tung verwendet, um zu bewirken, daß das Adsorptionsmittel
kalten KW adsorbiert, wenn die Temperatur des Abgases ge
ring ist, während die Katalysatorvorrichtung sowohl die
Reinigung von KW, der aus dem Adsorptionsmittel desorbiert
ist, als auch von KW, der vom Motor ausgestoßen wird, be
wirkt, wenn die Temperatur des Abgases hoch ist.
Bei den Abgasreinigungsvorrichtungen entsprechend der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-101452 befinden
sich ein Bypasskanal mit einer Adsorptionsvorrichtung und
ein Hauptkanal ohne Adsorptionsvorrichtung stromabwärts von
einem Katalysator. Abgastemperatursensoren befinden sich am
Einlaß und am Auslaß der Adsorptionsvorrichtung. Im Fall
einer geringen Temperatur des Abgases wird, wenn eine
schädliche Komponente durch das Adsorptionsmittel adsor
biert wird, der Adsorptionswärmewert erfaßt, wodurch, wenn
der Adsorptionswärmewert einen Sollwert nicht erreicht, das
Versagen der Adsorptionsvorrichtung bestimmt wird.
Bei den herkömmlichen Abgasreinigungsvorrichtungen
tritt jedoch das folgende Problem auf:
Bei ihnen ist keine Einheit vorhanden, die erfaßt, wenn sich ein Adsorptionsmittel verschlechtert oder wenn das Schalten der Kanäle nicht in angemessener Weise ausgeführt wird.
Bei ihnen ist keine Einheit vorhanden, die erfaßt, wenn sich ein Adsorptionsmittel verschlechtert oder wenn das Schalten der Kanäle nicht in angemessener Weise ausgeführt wird.
Die Abgasreinigungsvorrichtung wird somit betrieben,
selbst wenn ein Fehler in dieser aufgetreten ist, woraus
sich die Abgabe von giftigen Gasen ergibt. Da die Abgasrei
nigungsvorrichtung in der japanischen Patentoffenlegungs
schrift 6-101452 eine Vorrichtung zur Fehlerdiagnose auf
weist, kann das vorstehende Problem verhindert werden. Bei
der Abgasreinigungsvorrichtung kann die Verschlechterung
und ein Fehler des Adsorptionsmittels selbst diagnostiziert
werden, es können jedoch keine Fehler der Ventile im Rück
führkanal, der die adsorbierte giftige Komponente zur
stromaufwärts liegenden Seite des Katalysators zurückführt,
und des beweglichen Vorrichtungsabschnitts in der Vorrich
tung diagnostiziert werden.
In Anbetracht dieses Problems sieht diese Erfindung
eine Abgasreinigungsvorrichtung vor, die die Funktion der
Selbstdiagnose von Fehlern in der Vorrichtung sowie gute
Abgasreinigungseigenschaften hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist eine Abgasreinigungsvorrichtung zum Reini
gen eines Abgases, das von einem Motor abgegeben wird, auf:
einen Katalysator (21), der sich stromabwärts vom Motors
befindet, zur Reinigung giftiger Komponenten im Abgas,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Ka
talysator (21) befindet, einen Hauptkanal (32), der sich
stromabwärts vom Katalysator (21) und parallel zum Adsorp
tionskanal (33) befindet, einen Auslaßkanal (34), der sich
stromabwärts vom Adsorptionskanal (33) und vom Hauptkanal
(32) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp
tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren giftiger Kompo
nenten im Abgas, das im Adsorptionskanal (33) strömt, eine
Schalteinheit (23), die Abgas auswählend schaltet, so daß
dieses im Adsorptionskanal (33) oder im Hauptkanal (32)
strömt, einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal
(33) abzweigt und den Adsorptionskanal (33) mit der strom
aufwärts liegenden Seite des Katalysators (21) verbindet,
um die giftigen Komponenten, die von der Adsorptionsvor
richtung desorbiert wurden, zur stromaufwärts liegenden
Seite des Katalysators (21) zurückzuführen, eine Modussteu
ereinheit (41), die die Schalteinheit (23) steuert, um
einen Adsorptionsmodus, in dem der Adsorptionskanal (33)
geöffnet ist und die Adsorptionsvorrichtung (22) die gifti
gen Komponenten adsorbiert, und einen Freigabemodus zu er
zeugen, in dem der Hauptkanal (32) geöffnet ist und die Ad
sorptionsvorrichtung (22) die giftigen Komponenten desor
biert, um die desorbierten giftigen Komponenten in den
Rückführkanal (35) zu führen, eine Meßeinheit (15), um
einen physikalischen Wert im Abgas an der Adsorptionsvor
richtung (22) oder stromabwärts von der Adsorptionsvorrich
tung (22) zu messen, eine Bestimmungseinheit (40), die den
physikalischen Wert mit einem vorgegebenen physikalischen
Wert vergleicht und einen abnormen Status der Adsorptions
vorrichtung (22) und der Schalteinheit (23) bestimmt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin
dung weist die Abgasreinigungsvorrichtung die Meßeinheit
(15) auf, die im Adsorptionsmodus die Abgastemperatur im
Abgas mißt oder im Adsorptionsmodus die Konzentration der
giftigen Komponenten im Abgas mißt.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Abgasreinigungsvorrichtung die Meßein
heit (15) auf, die im Freigabemodus die Konzentration der
giftigen Komponenten im Abgas mißt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er
findung mißt die Meßeinheit (15), die sich im Rückführkanal
(35) befindet, im Adsorptionsmodus die Konzentration der
giftigen Komponenten im Rückführkanal (35).
In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung mißt die Meßeinheit (15) im Adsorptionsmodus den
Abgasstrom im Abgas.
Es werden der Betrieb und die Wirkungen beschrieben.
Wenn die Temperatur des Abgases gering ist, befinden
sich die Kanäle im Adsorptionsmodus; das gesamte Abgas
strömt vom Adsorptionskanal in den Auslaßkanal. Somit wer
den diese giftigen Komponenten, wie z. B. KW
(Kohlenwasserstoff), die durch die niedrige Temperatur des
Abgases bedingt durch die Katalysatorvorrichtung nicht ge
reinigt sind, durch eine Adsorptionsvorrichtung (einen Ad
sorptionsprozeß für giftiges Gas) adsorbiert. Folglich wird
das giftige Auslaßgas nicht nach außen abgegeben.
Wenn das Abgas jedoch heiß wird, werden die Kanäle in
den Freigabemodus gebracht; das Abgas bildet zwei Ströme,
von denen der eine über den zweiten Hauptkanal durch den
Auslaßkanal nach außen abgegeben wird (ein Desorptionspro
zeß für giftiges Gas). Da das Abgas sehr heiß ist, wird das
giftige Auslaßgas durch die Katalysatorvorrichtung gerei
nigt.
Der andere Strom an Abgas strömt vom Adsorptionskanal
in den Rückführkanal. Dieser Strom von heißem Abgas verur
sacht, daß Auslaßgas, das durch die Adsorptionsvorrichtung
adsorbiert wurde, desorbiert wird und über den Rückführka
nal zur stromaufwärts liegenden Seite der Katalysatorvor
richtung geführt wird. Das Auslaßgas wird dann durch die
Katalysatorvorrichtung gereinigt.
Gemäß Vorbeschreibung wird verhindert, daß das Auslaß
gas vom Motor nach außen abgegeben wird, indem in Abhängig
keit von der Temperatur des Abgases die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit zwischen dem ersten und dem zweiten Be
triebszustand geschaltet wird. Das dient dazu, eine Abgas
reinigungsvorrichtung mit guten Abgasreinigungseigenschaf
ten vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mißt
die Fehlerdiagnosevorrichtung die Temperatur der Adsorp
tionsvorrichtung, um die Geschwindigkeit Vt des Anstiegs
dieser Temperatur zu berechnen. Die Geschwindigkeit Vt kann
einfach berechnet werden, indem z. B. ein gemessener Wert
der Temperatur differenziert wird.
Es ist bekannt, daß sich im ersten Betriebszustand mit
einem Anwachsen des Leckstroms Qa (Fig. 4), der nicht
durch den Adsorptionskanal geht, die Geschwindigkeit Vt des
Anstiegs allmählich verringert, wie es in Fig. 5 gezeigt
ist.
Mit der Bestimmung von Vt wird es somit möglich, die
Größe des Leckstroms Qa zu bestimmen.
Das heißt, daß, wenn Vt gleich einem vorgegebenen Wert
Vt0 oder kleiner ist, bestimmt werden kann, daß der Leck
strom Qa von der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit zumin
dest gleich einem eingestellten Wert Qa0 oder größer ist,
wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Ein großer Leckstrom Qa zeigt an, daß eine große Menge
an Auslaßgas vorhanden ist, die ausgelassen wird, ohne daß
eine Adsorption durch die Adsorptionsvorrichtung stattfin
det, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 ge
zeigt ist. Wenn der Leckstrom Qa den vorgegebenen Wert Qa0
übersteigt, kann bestimmt werden, daß die Abgasreinigungs
vorrichtung versagt.
Im zweiten Betriebszustand ändert sich die Tempera
turanstiegsgeschwindigkeit Vtd in bezug auf einen Leckstrom
Qd (Fig. 4) vom Adsorptionskanal zum Auslaßkanal, wie es
in Fig. 6 gezeigt ist.
Somit kann, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
Vtd gleich einer oberen Grenze Vt1 oder größer ist, be
stimmt werden, daß der Leckstrom Qd die obere Grenze des
Leckstroms Qd0 überschritten hat. Das wiederum gestattet
die Bestimmung, daß beim Desorptionsprozeß von giftigem Gas
ein Fehler in der Vorrichtung aufgetreten ist.
Der Grund dafür liegt darin, daß eine große Menge an
Leckstrom Qd anzeigt, daß Auslaßgas, das von der Adsorp
tionsvorrichtung desorbiert wird, über den Auslaßkanal nach
außen abgegeben wird.
In einem Rücklaufkanal vom Adsorptionskanal durch den
Rückführkanal zur stromaufwärts liegenden Seite der Kataly
satorvorrichtung kann während des Desorptionsprozesses von
giftigem Gas ein Fehler, wie z. B. eine Blockierung, auftre
ten, woraus sich eine Verringerung eines Rückführstroms Qr
ergibt (Fig. 4).
Mit abnehmenden Rücklaufstrom Qr verringert sich die
Temperaturanstiegsgeschwindigkeit Vtd, wie es in Fig. 7
gezeigt ist.
Somit kann, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
Vtd gleich einer unteren Grenze Vt2 oder kleiner ist, be
stimmt werden, daß der Rücklaufstrom Qr zu gering ist (Qr
Qr0), d. h., daß die Vorrichtung versagt.
Der Grund dafür liegt darin, daß das Auslaßgas, das von
der Adsorptionsvorrichtung desorbiert wurde, durch die Ka
nalysatorvorrichtung nicht gereinigt werden kann und zusam
men mit dem Abgas nach außen leckt, wenn der Rücklaufstrom
Qr unzureichend ist.
Gemäß Vorbeschreibung kann die Fehlerdiagnosevorrich
tung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel durch das
Überwachen der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit Vt, Vtd,
wie es vorstehend beschrieben ist, die Selbstdiagnose von
Fehlern in der Vorrichtung vornehmen, wie z. B. die Leckage
aus dem Abgaskanal oder seine Blockierung, um die guten Ab
gas-Reinigungseigenschaften konstant aufrechtzuerhalten.
Diese Ausführungsform der Erfindung kann somit eine Ab
gasreinigungsvorrichtung vorsehen, die eine Selbstdiagnose
funktion sowie gute Abgasreinigungseigenschaften hat.
Andere bevorzugte Ausführungsformen der Fehlerdiagnose
einheiten werden nachstehend beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 1,
Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstel
lung einer Adsorptionsvorrichtung nach dem Ausführungsbei
spiel 1,
Fig. 3 ist ein Flußbild, das die Steuerung und die
Fehlerdiagnose in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt,
Fig. 4 zeigt den Strom von Abgas um die Adsorp
tionsvorrichtung in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 1 herum,
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit und
dem Leckstrom Qa bei einem Adsorptionsprozeß in der Abgas
reinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbeispiel
1 beschreibt,
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit und
dem Leckstrom Qd während eines Desorptionsprozesses ent
sprechend dem Ausführungsbeispiel 1 beschreibt,
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit und
dem Rückführstrom Qr während des Desorptionsprozesses ent
sprechend dem Ausführungsbeispiel 1 beschreibt,
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 2,
Fig. 9 ist ein Flußbild, das die Steuerung und die
Fehlerdiagnose in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 2 zeigt,
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen dem Durchtrittsstrom und dem Leckstrom Qa
in einer Adsorptionsvorrichtung während eines Adsorptions
prozesses entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 be
schreibt,
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen dem Durchtrittsstrom und dem Leckstrom Qd
in der Adsorptionsvorrichtung während eines Desorptionspro
zesses entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 beschreibt,
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die die Be
ziehung zwischen dem Durchtrittsstrom und dem Rückführstrom
Qr in der Adsorptionsvorrichtung während des Desorptions
prozesses entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 be
schreibt,
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 3,
Fig. 14 ist ein Flußbild, das die Steuerung und die
Fehlerdiagnose in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 3 zeigt,
Fig. 15 ist ein Übergangsdiagramm, das die KW-Kon
zentration im Adsorptionsprozeß entsprechend dem Ausfüh
rungsbeispiel 3 zeigt,
Fig. 16 ist ein Übergangsdiagramm, das die KW-Kon
zentration in einem Desorptionsprozeß entsprechend dem Aus
führungsbeispiel 3 zeigt,
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 4,
Fig. 18 ist ein Flußbild, das die Steuerung und die
Fehlerdiagnose in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 4 zeigt,
Fig. 19 ist ein Übergangsdiagramm, das die KW-Kon
zentration in einem Desorptionsprozeß entsprechend dem Aus
führungsbeispiel 4 zeigt,
Fig. 20 ist ein Übergangsdiagramm für den summierten
Wert der Menge an zurücklaufendem KW im Desorptionsprozeß
entsprechend dem Ausführungsbeispiel 4,
Fig. 21 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 5,
Fig. 22 ist ein Flußbild, das die Steuerung und die
Fehlerdiagnose in der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 5 zeigt,
Fig. 23 ist ein Übergangsdiagramm, das die Beziehung
zwischen der Abgastemperatur Tri stromabwärts von der Ad
sorptionsvorrichtung und der Abgastemperatur Tre im Rück
führkanal im Normalzustand zeigt,
Fig. 24 ist ein Übergangsdiagramm, das die Beziehung
zwischen der Abgastemperatur Tri stromabwärts von der Ad
sorptionsvorrichtung und der Abgastemperatur Tre im Rück
führkanal im Fehlerzustand (Zuleitungsventilfehler) zeigt,
Fig. 25 ist eine graphische Darstellung, die den
Korrelationskoeffizient zwischen Tri und Tre in drei unter
schiedlichen Modi zeigt,
Fig. 26 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 6,
Fig. 27 ist eine Kennlinie für einen Sauerstoffkon
zentrationssensor entsprechend dem Ausführungsbeispiel 6,
Fig. 28 ist ein Flußbild, das den Arbeitsablauf der
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 6 zeigt,
Fig. 29 ist eine Kennlinie, die die Änderung der
Ausgänge (Vex, Vin) von den zwei Sauerstoffkonzentrations
sensoren vor der Beendigung der Desorption von der Adsorp
tionsvorrichtung der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt,
Fig. 30 ist eine Kennlinie, die die Änderung der
Ausgänge (Vex, Vin) von den zwei Sauerstoffkonzentrations
sensoren nach der Beendigung der Desorption von der Adsorp
tionsvorrichtung der Abgasreinigungsvorrichtung entspre
chend dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt,
Fig. 31 ist eine Kennlinie, die die Änderung der
Ausgänge von den zwei Sauerstoffkonzentrationssensoren wäh
rend des normalen Betriebes der Abgasreinigungsvorrichtung
entsprechend dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt,
Fig. 32 ist eine Kennlinie, die die Änderung der
Ausgänge von den zwei Sauerstoffkonzentrationssensoren wäh
rend des abnormen Betriebs der Adsorptionsvorrichtung der
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 6 zeigt,
Fig. 33 ist eine Kennlinie eines Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Sensors einer Abgasreinigungsvorrichtung ent
sprechend dem Ausführungsbeispiel 7,
Fig. 34 ist eine Kennlinie eines KW-Sensor einer Ab
gasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 8,
Fig. 35 ist ein Blockschaltbild eines Systems einer
Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dem Ausführungsbei
spiel 9,
Fig. 36 ist ein Flußbild, das den Arbeitsablauf des
Ausführungsbeispiels von Fig. 9 zeigt, und
Fig. 37 ist eine graphische Darstellung, die den
Wert eines Korrelationskoeffizienten D in bezug auf die
Ausgänge der Abgassensoren während des normalen und des ab
normen Betriebs einer Rücklaufeinrichtung in Ausführungs
beispiel 9 zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 wird eine Ab
gasreinigungsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abgasreinigungsvor
richtung 1 für ein Kraftfahrzeug, die in einem Abgaskanal
für einen Motor 51 vorgesehen ist, wie es in Fig. 1 ge
zeigt ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung 1 hat einen ersten
Hauptkanal 31, der eine Katalysatorvorrichtung 21, die sich
an der stromaufwärts liegenden Seite des Abgaskanals befin
det, zum Reinigen von Abgas aufweist, einen Adsorptionska
nal 33, der eine Adsorptionsvorrichtung 22, die sich an der
stromabwärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals 31 be
findet, zum Adsorbieren von giftigem Gas aufweist, einen
zweiten Hauptkanal 32, der sich an der stromabwärts liegen
den Seite des ersten Hauptkanals 31 befindet, um parallel
zum Adsorptionskanal 33 einen Kanal auszubilden, einen Aus
laßkanal 34, der angeordnet ist, um mit dem Adsorptionska
nal 33 und dem zweiten Hauptkanal 32 an ihren stromabwärts
liegenden Enden in Verbindung zu stehen, einen Rückführka
nal 35, der einen Kanal bildet, der vom Adsorptionskanal 33
abzweigt und sich zur stromaufwärts liegenden Seite der Ka
talysatorvorrichtung 21 erstreckt, Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheiten 23, 24 zum Öffnen und Schließen der Ka
näle 32, 33, 35, eine Steuereinrichtung 41, die die Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheiten 23, 24 steuert, und eine
Fehlerdiagnosevorrichtung 10, die Fehler in der Vorrichtung
selbst diagnostiziert.
Der Rückführkanal 35 hat ein Einwegventil 25, um nur
den Strom von Abgas vom Adsorptionskanal 33 zur stromauf
wärts liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung 21 zu ge
statten.
Wenn die Temperatur des Abgases gering ist, posi
tioniert die Steuereinrichtung 41 die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheiten 23, 24 in einen ersten Betriebszustand,
wodurch der Rückführkanal 35 geschlossen ist, um Abgas, das
durch den Adsorptionskanal 33 gegangen ist, zum Auslaßkanal
34 zu führen und den Strom von Abgas vom zweiten Hauptkanal
32 zum Auslaßkanal 34 zu blockieren.
Wenn die Temperatur des Abgases hoch ist, positioniert
die Steuereinrichtung 41 die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-
Einheiten 23, 24 in einen zweiten Betriebszustand, wodurch
Abgas vom zweiten Hauptkanal 32 zum Auslaßkanal 34 geleitet
wird, der Rückführkanal 34 geöffnet wird, um Abgas, das
durch den Adsorptionskanal 33 gegangen ist, zum Rückführka
nal 35 zu führen, und der Strom von Abgas vom Adsorptions
kanal 33 zum Auslaßkanal 34 blockiert wird.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 10 hat eine Bestimmungs
einheit, die die Temperatur der Adsorptionsvorrichtung 22
mißt, um zu bestimmen, daß die Vorrichtung versagt, wenn im
ersten Betriebszustand die Tempaturanstiegsgeschwindigkeit
Vt gleich einem eingestellten Wert Vt0 oder kleiner ist,
und wenn im zweiten Betriebszustand, die Temperaturan
stiegsgeschwindigkeit Vt gleich einer vorgegebenen oberen
Grenze Vt1 oder größer oder gleich einer vorgegebenen unte
ren Grenze Vt2 oder kleiner ist.
Jede Komponente wird nachstehend weiter beschrieben.
Die Katalysatorvorrichtung 21 befindet sich, wie es in
Fig. 1 gezeigt ist, unmittelbar hinter einer Abgassammel
leitung 52 in einem Abgasrohr des Motors 51. Ein Abschnitt
mit großen Durchmesser befindet sich an der stromabwärts
liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung 21, im Abgas
rohr; sowohl der Adsorptionskanal 33, in dem die Adsorp
tionsvorrichtung 22 untergebracht ist, als auch der zweite
Hauptkanal 32 sind im Abschnitt mit großem Durchmesser aus
gebildet.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 weist rostfreien Stahl
oder Keramik, wie z. B. Cordierit, auf und hat die Form
eines halben Zylinders, der in den Durchmesser des Ab
schnitts mit großem Durchmesser paßt. Die Adsorptionsvor
richtung 22 hat eine große Anzahl von parallelen Durch
gangslöchern 221; ihre Adsorptionsmittelträgerschicht 222
trägt ein Zeolith-Adsorptionsmittel, wie es in Fig. 2 ge
zeigt ist.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 kann in Abhängigkeit von
der Form des Abschnitts mit großem Durchmesser elliptisch
oder rechteckig sein.
Unmittelbar am hinteren Ende der Adsorptionsmittelträ
gerschicht 222 der Adsorptionsvorrichtung 22 befindet sich
eine erste Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23, wie es in
Fig. 1 gezeigt ist.
Der Abstand zwischen der Katalysatorvorrichtung 21 und
der Adsorptionsvorrichtung 22 ist so eingestellt, daß das
Zeitverhalten, mit dem die Katalysatorvorrichtung 21 ihre
Aktivierungstemperatur erreicht, wenn diese durch Abgas er
wärmt wird, dem Zeitverhalten angepaßt ist, mit dem das Ad
sorptionsmittel, das durch die Adsorptionsvorrichtung 22
getragen wird, bei Erwärmung seiner Adsorptionsfunktion
verliert.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 ist vom zweiten Hauptka
nal 32 durch eine Trennwand 223 getrennt und wird durch die
Trennwand 223 ebenfalls gehalten. In der Trennwand 223 ist
eine Öffnung 224 ausgebildet, wie es in Fig. 2 gezeigt
ist.
Außerdem befindet sich, wie es in Fig. 2 gezeigt ist
eine Ausrichtplatte 225 an der stromaufwärts liegenden
Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 um die Strömungsvertei
lung des Abgases, das durch die Adsorptionsvorrichtung 22
strömt, gleichmäßig zu gestalten, damit die Adsorptionswir
kung verbessert wird.
Die Trennwand 223 und die Ausrichtplatte 225 können
einstückig ausgebildet sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist,
oder voneinander getrennt sein.
Ein Temperatursensor 15, der die Fehlerdiagnosevorrich
tung 10 bildet, befindet sich in der Adsorptionsvorrichtung
22, um die Temperatur der Adsorptionsvorrichtung 22 zu
überwachen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Temperatur
sensor 15 kann in der Adsorptionsvorrichtung 22 an einem
beliebigen Ort angebracht sein; wichtig ist, er muß sich in
der Vorrichtung befinden. Dieser kann sich ebenfalls hinter
der Adsorptionsvorrichtung 22 und vor der Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 23 befinden.
Ein Rückführkanal 35 zweigt vom Adsorptionskanal 33 na
he seinem hinteren Ende ab und hat ein Membranventil 26, in
dem ein Einwegventil 25, das den Strom vom Abgas im Rohr in
eine Richtung begrenzt, und eine zweite Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 einstückig ausgebildet sind. Der Rück
führkanal 35 steht mit der Abgassammelleitung 52 in Verbin
dung.
Die erste Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 hat
eine Betätigungseinrichtung 231, die über eine Welle 232
mit ihrem Flügel 230 verbunden ist. Die Betätigungseinrich
tung 231 ist über Zuleitungsrohre 361, 362 mit einem Aus
gleichbehälter 53 an der stromaufwärts liegenden Seite des
Motors 51 verbunden, um zum Betätigen der Betätigungsein
richtung 231 einen negativen Druck zuzuführen. Zwischen den
Zuleitungsrohren 361 und 362 befindet sich ein Magnetventil
27.
Das Einwegventil 25 gestattet nur den Strom von Abgas,
das vom Rückführkanal 35 zur stromaufwärts liegenden Seite
der Katalysatorvorrichtung 21 strömt.
Die zweite Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 wird
durch eine Membran betätigt, die mit negativem Druck arbei
tet, und steht über Zuleitungsrohre 371, 372, um der Ein
heit 24 einen negativen Druck zuzuführen, mit einer Einlaß
leitung 362, die das erste Magnetventil 27 mit dem Aus
gleichbehälter 53 verbindet, in Verbindung. Zwischen den
Zuleitungsrohren 371 und 372 ist ein zweites Magnetventil
28 angebracht.
Die Steuereinrichtung 41 weist einen Mikrorechner 40
und ein Steuerprogramm auf, das in Fig. 3 gezeigt ist, und
nimmt Signale vom Motor 51 und vom Temperatursensor 15 auf,
um das Öffnen und Schließen der Magnetventile 27, 28 ent
sprechend dem Betriebszuständen zu steuern, damit die Ka
nal-Öffnungs- und -Schließ-Einheiten 23, 24 gesteuert werden.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 10 weist den Mikrorechner
40 und ein Fehlerdiagnoseprogramm, das in Fig. 3 gezeigt
ist, auf.
Als nächstes wird der Betrieb der Fehlerdiagnoseeinheit
10 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und das Flußdiagramm in
Fig. 3 beschrieben.
In Schritt 601 wird in Fig. 3 vom Programmablauf be
stätigt, daß der Motor gestartet wurde (der Zündschalter
(IG) wurde eingeschaltet); dieser geht dann zu Schritt 602.
In Schritt 602 wird ein Signal vom Temperatursensor 15 auf
genommen und der Wert einer Temperatur T, der im Signal
enthalten ist, geprüft, um zu bestimmen, ob die Adsorp
tionsvorrichtung 22 zur Adsorption bereit ist.
Beim Kaltstart des Motors ist die Adsorptionsvorrich
tung 22 kalt; wenn die Temperatur T (°C) gleich einer Ad
sorptionstemperatur (die Temperatur aktiviert das Adsorp
tionsmittel) Ta (°C) oder niedriger ist, geht der Programm
ablauf zu einem Adsorptionsprozeß, der mit Schritt 603
startet. In Schritt 603 wird das erste Magnetventil 27 ge
öffnet, um die Verbindung der Zuleitungsrohre 361, 362 mit
einander zu gestatten. Das bewirkt, daß ein negativer Druck
im Ausgleichbehälter 53 über die Zuleitungsrohre 362, 361
auf die Betätigungseinrichtung 231 wirkt, um die Welle 232
zu ziehen, wodurch die erste Kanal-Öffnungs- und -Schließ-
Einheit 23 in die Position gebracht wird, die durch die ge
strichelte Linie in Fig. 1 gezeigt ist (die Kanal-Öff
nungs- und -Schließ-Einheit 23 wird geschlossen).
Unmittelbar nach den Kaltstart des Motors 51 ist die
Temperatur des Abgases gering; der Motor 51 gibt ein Abgas
ab, das eine große Menge an kaltem KW enthält. Während die
Abgastemperatur niedrig ist, erreicht die Katalysatorvor
richtung 21 nicht ihre Aktivierungstemperatur; somit strömt
praktisch kalter KW durch den ersten Hauptkanal 31, ohne
daß eine Reinigung durch die Katalysatorvorrichtung 21
stattfindet.
Dieser Abgasstrom geht von einer Schicht 229 ohne Ad
sorptionsmittel in der Adsorptionsvorrichtung 22, die kein
Zeolith trägt (Fig. 2), in eine Schicht 220 mit Adsorp
tionsmittel, die Zeolith trägt, wo der kalte KW durch das
Adsorptionsmittel adsorbiert wird. Das Abgas, das von kal
tem KW frei ist, wird dann über den Auslaßkanal 34 an die
Atmosphäre abgegeben.
Gleichzeitig richtet die Ausrichtplatte 225 den Strom
von Abgas aus, so daß das Abgas eine gleichmäßige Strö
mungsverteilung hat, wenn dieses durch die Adsorptionsvor
richtung 22 strömt.
Während der kalte KW adsorbiert wird, wie es vorstehend
beschrieben ist, wird die Adsorptionsvorrichtung 22 durch
das Abgas aufgeheizt. Wenn der Leckstrom Qa von der Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 anwächst, wie es in Fig. 4
gezeigt ist, verringert sich an diesem Punkt die Menge an
Abgas, die in die Adsorptionsvorrichtung 22 strömt, woraus
sich eine geringe Temperaturanstiegsgeschwindigkeit Vt des
Abgases ergibt.
Als Ergebnis ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
Vt in der Adsorptionsvorrichtung 22 kleiner, als wenn kein
Leckstrom Qa auftritt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit Vt kann aus einem
Signal vom Temperatursensor 15 berechnet werden. Der Leck
strom Qa erhöht sich, wenn die Betätigungseinrichtung 231,
die Welle 232 oder der Flügel 230 beschädigt ist; wenn die
ser seinen gestatteten Wert Qa0 übersteigt, wird die Tempe
raturanstiegsgeschwindigkeit Vt in der Adsorptionsvorrich
tung 22 gleich ihrem gestatteten Wert Vt0 oder kleiner.
Die Menge an adsorbiertem kalten KW verringert sich so
mit, um das gesamte Reinigungsverhalten zu verschlechtern.
Dieser Fehler kann bestimmt werden, indem erfaßt wird, wenn
Vt kleiner als Vt0 wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Das heißt, daß, wenn in Schritt 604 die Temperaturan
stiegsgeschwindigkeit Vt gleich Vt0 oder kleiner ist, be
stimmt wird, daß die Abgasreinigungsvorrichtung 1 versagt.
In Schritt 605 wird das erste Magnetventil 27 geschlossen,
um einen zweiten Betriebszustand auszulösen (einen normalen
und stabilen Betriebszustand). In Schritt 606 wird eine
Fehlerinformation ausgegeben.
Mit dem vorstehenden Programmablauf wird die Bestimmung
möglich, ob die Vorrichtung während eines Adsorptionspro
zesses von giftigem Gas versagt.
Wenn der Motor 51 erwärmt ist und wenn die Temperatur T
die Temperatur Ta zur Adsorption von KW für die Adsorp
tionsvorrichtung 22 in Schritt 602 übersteigt, geht der
Programmablauf zu Schritt 610 um das erste Magnetventil 27
zu schließen.
Das blockiert die Zufuhr eines negativen Drucks zur Be
tätigungseinrichtung 231, die dann durch die elastische
Kraft ihrer eingebauten Feder bedingt die Welle 232 drückt.
Die erste Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 wird
dann in die durch die Vollinie gezeigte Position gebracht
(in der die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 geöffnet
ist). Der Kanal für das Abgas wird dann geschaltet; es be
ginnt der Strom des Abgases durch den zweiten Hauptkanal
32, der keine Adsorptionsvorrichtung 22 aufweist.
Zu diesem Zeitpunkt hat die Katalysatorvorrichtung 21
ihre Aktivierungstemperatur erreicht. Der KW im Abgas wird
somit durch die Katalysatorvorrichtung 21 gereinigt; Abgas,
in dem praktisch kein KW enthalten ist, wird vom zweiten
Hauptkanal 32 über den Auslaßkanal 34 an die Atmosphäre ab
gegeben.
Von Schritt 611 bis 613 wird die Folge der Operation
ausgeführt, bis daß die Temperatur T der Adsorptionsvor
richtung 22 eine Desorptionsendtemperatur Td übersteigt.
Das heißt, daß der Prozeß unmittelbar nach dem
Schließen des ersten Magnetventils 27 mit dem Lesen eines
Wertes vom Temperatursensor 15 beginnt, um die Temperatur T
der Adsorptionsvorrichtung 22 zu überwachen. In Schritt 611
geht, wenn die Temperatur T gleich Td oder kleiner ist, der
Programmablauf zu Schritt 612, um das zweite Magnetventil
28 zu öffnen.
Damit wird wiederum verursacht, daß die Zuleitungsrohre
371 und 372 miteinander in Verbindung stehen, um vom Aus
gleichbehälter 53 einen negativen Druck zur zweiten Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 zu führen; dadurch wird die
Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 geöffnet.
An einer Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 strömt das
Abgas, das bereits sehr heiß geworden ist, durch den zwei
ten Hauptkanal 32. Das Abgas mit einer solchen Temperatur
berührt die Schicht 220 mit Adsorptionsmittel der Adsorp
tionsvorrichtung 22 durch eine Öffnung 224 in der Trennwand
223, die in Fig. 2 gezeigt ist.
Diese Anordnung dient dazu, die Wärme des Abgases zur
Schicht 220 mit Adsorptionsmittel in geeigneter Weise zu
übertragen, um die Temperatur des Adsorptionsmittels zu er
höhen, wodurch die Desorption von KW erleichtert wird.
An diesem Punkt werden, da die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 geöffnet ist, Abgasimpulse, die in der
Abgassammelleitung 52 erzeugt werden, über den Rückführka
nal 35 zum Einwegventil 25 übertragen, das intermittierend
geöffnet wird.
Das bewirkt, daß KW, der vom Adsorptionsmittel der
Schicht 220 mit Adsorptionsmittel der Adsorptionsvorrich
tung 22 desorbiert ist, durch den Rückführkanal 35 in die
Abgassammelleitung 52 strömt. Der KW wird dann zusammen mit
dem KW im Abgas vom Motor 51 durch die Katalysatorvorrich
tung 21 gereinigt.
Wenn der Leckstrom Qd (Fig. 4) von der Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 23 gleich einem gestatteten Wert Qd0
oder größer ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Tempe
raturanstiegsgeschwindigkeit Vtd der Adsorptionsvorrichtung
22 gleich einem gestatteten Wert Vt1 oder größer.
Das heißt, daß bei beschädigter Betätigungseinrichtung
231, beschädigter Welle 232 und beschädigtem Flügel 230 der
Leckstrom Qd seinen gestatteten Wert Qd0 übersteigt; Abgas
strömt in einer größeren Menge als gewöhnlich durch den
Auslaßkanal 34.
Außerdem verringert sich die Menge von KW, die zur Ka
talysatorvorrichtung 21 zurückgeführt wird, um das gesamte
Reinigungsverhalten zu verschlechtern. Das kann bestimmt
werden, indem erfaßt wird, wenn Vtd gleich Vt1 oder größer
ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Das heißt, daß bestimmt
werden kann, daß die Vorrichtung versagt, wenn das Resultat
der Bestimmung in Schritt 613 negativ ist.
Selbst wenn die Betätigungseinrichtung 231, die Welle
232 und der Flügel 230 in der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-
Einheit 23 korrekt betrieben werden, verringert sich außer
dem der Strom Qr an Abgas (Fig. 4), der zur Katalysator
vorrichtung 21 zurückgeführt wird, wenn im Membranventil 26
ein Fehler auftritt.
Die Wärmeübertragung zur Adsorptionsvorrichtung 22 ver
schlechtert sich dann, woraus sich eine Verringerung von
Vtd ergibt.
Das heißt, daß, wenn der Rückführstrom Qr gleich seinem
gestattetem Wert Qr0 oder kleiner wird, die Temperaturan
stiegsgeschwindigkeit Vtd gleich ihren gestatteten Wert Vt2
oder kleiner wird, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Folglich
kann ein Fehler im Membranventil 26 bestimmt werden, indem
erfaßt wird, wenn Vtd gleich Vt2 oder kleiner wird.
Das heißt, daß, wenn das Ergebnis der Bestimmung in
Schritt 613 negativ ist, in Schritt 614 das zweite Magnet
ventil 28 geschlossen wird, um den regulären Zustand herzu
stellen; in Schritt 606 werden Informationen über den Feh
ler in der Vorrichtung ausgegeben.
Wenn die in Schritt 613 vorgegebenen Bedingungen kon
stant bleiben, nachdem die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Ein
heit 23 in ihre geöffnete Position (die durch die Vollinie
gezeigt ist) geschaltet wurde, um den KW-Desorptions- und
-Reinigungsprozeß auszulösen, erreicht die Temperatur in
Schritt 611 bald einen Wert Td, bei dem die Desorption und
Reinigung von KW abgeschlossen ist (T < Td). In Schritt 615
werden das zweite Magnetventil 28 und die Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 24 geschlossen, um den regulären Be
triebszustand herzustellen.
Gemäß Vorbeschreibung verhindert die Abgasreinigungs
vorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel, be
vor der Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht,
daß kalter KW selbst bei kaltem Motor ausgestoßen wird. So
wohl beim Adsorbieren von kaltem KW durch das Adsorptions
mittel als auch beim Desorbieren und Reinigen des kalten KW
kann diese Vorrichtung 1 der Fehlerdiagnosevorrichtung 10
gestatten, daß diese die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
Vt der Adsorptionsvorrichtung 22 überwacht, um die Selbst
diagnose von Fehlern in der Vorrichtung auszuführen.
Gemäß Vorbeschreibung kann dieses Ausführungsbeispiels
eine Abgasreinigungsvorrichtung 1 vorsehen, die eine
Selbstdiagnosefunktion und gute Abgasreinigungseigenschaf
ten hat.
Das zweite Ausführungsbeispiel gleicht dem Ausführungs
beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Fehlerdiagnosevorrich
tung 11 durch das zweite Ausführungsbeispiel ersetzt wurde,
wie es in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist.
Das heißt, daß wie es in Fig. 8 gezeigt ist, die Feh
lerdiagnosevorrichtung 11 entsprechend diesem Ausführungs
beispiel ein Differentialdruckmeßgerät 16 zum Messen der
Differenz zwischen dem Druck vor der Adsorptionsvorrichtung
22 und dem Druck hinter der Vorrichtung 22 aufweist. Das
Differentialdruckmeßgerät 16 wird verwendet, um den Strom
Qt, der durch die Adsorptionsvorrichtung 22 geht, zu mes
sen, um Fehler in der Abgasreinigungsvorrichtung 11 ent
sprechend dem in Fig. 9 gezeigten Flußdiagramm zur Fehler
diagnose zu diagnostizieren.
Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die
Differenz zwischen dem Ausführungsbeispiel 1 und diesem
Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf das Blockschalt
bild des Systems in Fig. 8 und das Flußdiagramm in Fig.
9.
Ein Manometer (ein Differentialdruckmeßgerät) 16 befin
det sich in der Adsorptionsvorrichtung 22, um die Druckdif
ferenz des Abgases zu überwachen, das durch die Durchgangs
löcher 221 (Fig. 2) in der Adsorptionsvorrichtung 22
strömt.
Als erstes wird in Schritt 601 der Motor 51 gestartet
(IG ein). Die Steuereinrichtung 41 nimmt dann Signale von
einem Motorwassertemperatursensor und einem Abgastempera
tursensor (nicht gezeigt) auf, um zu bestimmen, ob die Ad
sorptionsvorrichtung 22 zur Adsorption bereit ist.
In Schritt 621 geht, wenn der Wert Tw (°C) des Wasser
temperatursensors gleich einer Adsorptionstemperatur Twa
(°C) oder kleiner ist, der Programmablauf zu Schritt 603.
In Schritt 603 wird das erste Magnetventil 27 geöffnet,
um den Strom von Abgas durch die Adsorptionsvorrichtung 22
zu bewirken, in der der kalte KW im Abgas adsorbiert wird.
Im nachfolgenden Schritt 623 wird die Zeitdauer (t) die
nach dem Start des Motors vergangen ist, geprüft; wenn eine
vorgegebene Zeitdauer (ta) vergangen ist, wurde der Adsorp
tionsprozeß beendet; der Programmablauf geht zu Schritt
610. Dann bewirkt ein Signal von der Steuereinrichtung 41
das Schließen des ersten Magnetventils 27, um die Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 in die reguläre Position zu
schalten, die in der Figur durch die Vollinie gezeigt ist.
Das Abgas, dessen KW durch die Katalysatorvorrichtung 21
gereinigt wurde, die bereits durch die Wärme aktiviert
wurde, beginnt dann, durch den zweiten Hauptkanal 32 zu
strömen. Wenn jedoch in Schritt 623 bestimmt wurde, daß die
vorgegebene Zeitdauer (ta) nicht vergangen ist, setzt sich
der Adsorptionsprozeß führt. Das Manometer 16 zeigt eine
Druckdifferenz an, da Abgas durch die Adsorptionsvorrich
tung 22 strömt, während kalter KW adsorbiert wird.
Da diese Druckdifferenz eine bestimmte Beziehung zum
Abgasstrom Qt hat, der durch die Adsorptionsvorrichtung 22
gegangen ist, kann diese verwendet werden, um den Strom Qt
zu bestimmen.
Wenn der Leckstrom Qa (Fig. 4) von der Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 23 anwächst, verringert sich Qt wie es
in Fig. 10 gezeigt ist. Der Grund dafür liegt darin, daß
der Gesamtbetrag des Abgases vom Motor QE (Qt + Qa) ist.
Wenn die Betätigungseinrichtung 231, die Welle 232 oder
der Flügel 230 beschädigt ist, wird Qa gleich seinem ge
statteten Wert Qa0 oder größer. Qt wird gleich Q₀ oder
kleiner, wie es in Fig. 10 gezeigt ist; die Menge an ad
sorbiertem kalten KW verringert sich, um das gesamte Reini
gungsverhalten zu verschlechtern. Das heißt, daß, wenn die
für Schritt 624 vorgegebenen Bedingungen vorliegen, be
stimmt wird, daß die Abgasreinigungsvorrichtung 1 versagt.
Wenn die Bedingungen, die für Schritt 624 vorgegeben
sind, erfüllt sind, geht der Programmablauf zu Schritt 605,
um das erste Magnetventil 27 zu schließen, damit der regu
läre Zustand hergestellt wird. In Schritt 606 werden Infor
mationen über den Fehler in der Vorrichtung ausgegeben.
In Schritt 623 hat sich jedoch der Motor erwärmt, wenn
die vorgegebene Zeitdauer (ta) vergangen ist, seit der Mo
tor gestartet wurde, wie es vorstehend beschrieben ist; der
Programmablauf geht zu Schritt 610, um das erste Magnetven
til 27 zu schließen, damit der Desorptionsprozeß gemäß Vor
beschreibung ausgelöst wird.
Im nachfolgenden Schritt 612 öffnet die Steuereinricht
ung 41 das zweite Magnetventil 28.
Als Ergebnis wird wie in Ausführungsbeispiel 1 die
zweite Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 geöffnet und
das Einwegeventil 25 intermittierend geöffnet, wodurch ver
ursacht wird, daß vom Adsorptionsmittel desorbierter KW in
die Abgassammelleitung 52 strömt, in der der KW zusammen
mit dem KW im Abgas vom Motor 51 durch die Katalysatorvor
richtung 21 gereinigt wird.
Als nächstes wird in Schritt 632 die Zeitdauer (t) die
seit dem Auslösen des Betriebes vergangen ist, erneut ge
prüft. Wenn seit dem Öffnen des zweiten Magnetventils 28
die Zeit (ta + td), die zum vollständigen Desorbieren und
Reinigen des KW erforderlich ist, vergangen ist, geht der
Programmablauf zu Schritt 615, in dem das zweite Magnetven
til 28 durch ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 51
geschlossen wird. Das wiederum verursacht das Schließen der
ersten Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24, um die Se
quenz der Reinigungsschritte zu beenden; der reguläre Be
triebszustand ist dann hergestellt.
Während des KW-Desorptions- und -Reinigungsprozesses
(somit, wenn t ta + td ist) zeigt das Manometer 16 eine
Druckdifferenz an, da das Rücklaufabgas durch die Adsorp
tionsvorrichtung 22 strömt. Diese Druckdifferenz hat einen
Wert, der zum Abgasstrom Qtd durch die Adsorptionsvorrich
tung 22 proportional ist. Wenn der Leckstrom Qd (Fig. 4)
von der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 anwächst, er
höht sich der Strom Qtd, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Wenn die Betätigungseinrichtung 231, die Welle 232 oder
der Flügel 230 beschädigt ist, wird Qd gleich seinem ge
statteten Wert Qd0 oder größer; somit wird der Strom Qtd
gleich Q₁ oder größer, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Die Menge an KW, die-durch den Rückführkanal 35 zurück
geführt wird, verringert sich, wodurch sich das gesamte
Reinigungsverhalten verschlechtert.
Fehler in der Adsorptionsvorrichtung 22 können somit
durch das Überwachen der Druckdifferenz in der Vorrichtung
22 diagnostiziert werden.
Das heißt, daß, wenn in Schritt 633 der Durchtritts
strom Qtd während des Desorptionsprozesses gleich Q₁ oder
größer ist, das zweite Magnetventil (die Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 24) in Schritt 614 geschlossen wird; in
Schritt 606 werden Informationen über den Fehler in der
Vorrichtung ausgegeben.
Selbst wenn die Betätigungseinrichtung 231, die Welle
232 und der Flügel 230 korrekt arbeiten, verringert sich
ein Abgasstrom Qr (Fig. 4), der vom Rückführkanal 35 zur
Katalysatorvorrichtung 21 zurückgeführt wird, wenn im Mem
branventil 26 ein Fehler auftritt.
Wenn der Abgasstrom Qtd durch die Adsorptionsvorrich
tung 22 nahezu gleich dem Rücklaufstrom Qr ist und wenn Qtd
kleiner seinem gestatteten Wert Q₂ oder gleich diesem ist,
wie es in Fig. 12 gezeigt ist, verzögert sich andererseits
der Anstieg der Temperatur der Adsorptionsvorrichtung 22.
Folglich ist die Desorption oder Reinigung nicht beendet,
selbst nachdem eine vorgegebene Zeitdauer (ta + td) zum
Desorbieren und Reinigen von KW vergangen ist.
Somit können Fehler im Membranventil 26 ebenfalls be
stimmt werden, indem erfaßt wird, wenn der Durchtrittsstrom
Qtd gleich dem eingestellten Wert Q₂ oder kleiner wird.
Das heißt, daß, wenn in Schritt 633 der Durchtritts
strom Qtd gleich Q₂ oder kleiner ist, der Programmablauf zu
den Schritten 614, 606 geht, um Informationen über den Feh
ler in der Vorrichtung auszugeben.
Da dieses Ausführungsbeispiel den Strom, der durch die
Adsorptionsvorrichtung 22 geht, mißt, kann die Leckage von
der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 während sowohl
des KW-Adsorptionsprozesses als auch des KW-Desorptions-
und -Reinigungs-Prozesses genau erfaßt werden. Durch die Fä
higkeit zur Erfassung von Fehlern im Membranventil 26 be
dingt kann dieses Ausführungsbeispiel die Fehlerdiagnose
genauer als das Ausführungsbeispiel 1 ausführen.
Andere entscheidende Punkte sind die gleichen wie im
Ausführungsbeispiel 1.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist mit der Ausnahme
gleich dem Ausführungsbeispiel 1, das die Fehlerdiagnose
vorrichtung 12 entsprechend dem dritten Ausführungsbei
spiel, wie es in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist, ersetzt
wurde.
Das heißt, daß die Fehlerdiagnosevorrichtung 12 ent
sprechend diesem Ausführungsbeispiel wie es in Fig. 13 ge
zeigt ist, einen KW-Sensor 17 verwendet, um die Konzentra
tion von KW im Auslaßkanal zu erfassen, damit entsprechend
dem Flußdiagramm zur Fehlerdiagnose, das in Fig. 14 ge
zeigt ist, Fehler in der Abgasreinigungsvorrichtung 1 dia
gnostiziert werden.
In Schritt 601 wird der Motor 51 gestartet (= IG Ein);
der Programmablauf geht zu Schritt 621. Die Steuerein
richtung 41 nimmt dann Signale von einem Motorwassertempe
ratursensor und einem Abgastemperatursensor (nicht gezeigt)
auf, um zu bestimmen, ob die Adsorptionsvorrichtung 22 zur
Adsorption bereit ist.
Wenn zum Beispiel der Wert des Wassertemperatursensors
Tw (°C) gleich der Adsorptionstemperatur Twa (°C) oder
kleiner ist, bestimmt der Programmablauf, daß ein KW-Ad
sorptionsprozeß gestartet werden soll und geht dann zu
Schritt 603, um das erste Magnetventil 27 zu öffnen. Abgas
beginnt dann durch die Adsorptionsvorrichtung 22 zu strö
men, in der kalter KW im Abgas adsorbiert wird.
Während der kalte KW adsorbiert wird, wird in Schritt
641 die KW-Konzentration C des Abgases durch den KW-Sensor
17 gemessen und durch die Fehlerdiagnosevorrichtung 12
überwacht.
Ein Beispiel für Änderungen bei der Konzentration C ist
in Fig. 15 gezeigt. Die KW-Konzentration C beginnt unmit
telbar nach dem Start des Motors 51 durch die Adsorption
durch die Adsorptionsvorrichtung 22 bedingt mit einer Ver
ringerung. Der Wert der Konzentration C ist unter Normalbe
dingungen immer kleiner als ihr gestatteter Wert Ca.
Wenn sich jedoch der Leckagestrom von der ersten Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 erhöht oder wenn Abgas aus
der Öffnung 224, die in Fig. 2 gezeigt ist, durch die Be
schädigung der Adsorptionsvorrichtung 22 bedingt leckt,
verringert sich die Menge an adsorbiertem kalten KW; C wird
der gestattete Wert Ca oder größer.
Somit wird in Schritt 641 die Konzentration C, die
durch den KW-Sensor 17 erfaßt wird, geprüft, um zu bestim
men, ob diese kleiner als der eingestellte Wert Ca ist.
Wenn die KW-Konzentration C gleich Ca oder größer ist,
geht der Programmablauf zu den Schritten 605, 606, um wie
in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 Informationen über den
Fehler in der Vorrichtung auszugeben.
Das heißt, daß, wenn in der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-
Einheit 23 ein Fehler aufgetreten ist, ein Fehler in der
Vorrichtung durch die Überwachung der KW-Konzentration C in
Schritt 641 gemäß Vorbeschreibung erfaßt werden kann.
Wenn jedoch in Schritt 641 die Konzentration von KW
einen normalen Wert (C < Ca) hat, geht der Programmablauf
zu Schritt 623, um die Zeitdauer (t) zu prüfen, die seit
dem Start des Motors vergangen ist. Wenn diese innerhalb
einer vorgegebenen Zeitdauer (ta) liegt (t ta), wird nach
Schritt 603 das Prüfprogramm für die KW-Konzentration C
fortgeführt (Schritt 641). Die Adsorption von KW sollte
über die vorgegebene Zeitdauer (ta) fortgeführt werden.
Wenn in Schritt 623 die vorgegebene Zeitdauer (ta) nach
dem Start des Motors vergangen ist, geht der Programmablauf
zu Schritt 610, um im Ansprechen auf ein Signal von der
Steuereinrichtung 41 das erste Magnetventil 27 zu
schließen, wodurch die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit
23 in die durch die Vollinie in Fig. 13 gezeigte Position
geschaltet wird.
Somit wird das Abgas durch die Katalysatorvorrichtung
21, die durch die Wärme bedingt bereits aktiviert ist, von
seinem KW gereinigt und strömt dann durch den zweiten
Hauptkanal 32.
In Schritt 612 wird die zweite Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 geöffnet.
Folglich wird das Einwegventil 25 intermittierend ge
öffnet; KW, der von der Adsorptionsvorrichtung 22 desor
biert ist, strömt in die Abgassammelleitung 52, in der der
KW zusammen mit dem KW im Abgas von Motor 51 durch die Ka
talysatorvorrichtung 21 gereinigt wird.
In Schritt 645 wird die KW-Konzentration C während des
KW-Desorptionsprozesses geprüft.
Die KW-Konzentration C hat während eines KW-Desorp
tionsprozesses unter normalen Bedingungen einen sehr klei
nen Wert, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.
Somit ist, wenn die KW-Konzentration C gleich dem ein
gestellten Wert Cd oder größer ist, die Vorrichtung in ab
normen Zuständen; der Programmablauf geht zu den Schritten
614, 606, um die zweite Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit
24 zu schließen, wodurch der reguläre Zustand hergestellt
wird und Informationen über den Fehler in der Vorrichtung
ausgegeben werden. Der eingestellte Wert Cd ist kleiner als
der eingestellte Wert Ca.
Aufgrund des Anstiegs des Leckstroms Qd von der Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23, durch die Leckage von Ab
gas aus der Öffnung 224 (Fig. 2), die durch Beschädigung
der Adsorptionsvorrichtung 22 verursacht wird, oder die
Leckage von KW von der stromaufwärts liegenden Seite der
Adsorptionsvorrichtung 22 zum zweiten Hauptkanal 32, die
durch die Blockierung das Rückführkanals 35 verursacht
wird, wird die KW-Konzentration C gleich dem eingestellten
Wert Cd oder größer.
Gemäß Vorbeschreibung kann die Fehlerdiagnosevorrich
tung 12 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel Fehler in
der Vorrichtung, wie zum Beispiel Fehler in der Kanal-Öff
nungs- und -Schließ-Einheit 23 oder der Adsorptionsvorrich
tung 22 oder die Blockierung des Rückführkanals 35 erfas
sen.
Wenn jedoch die KW-Konzentration C in Schritt 645 im
Normalzustand verbleibt und wenn die Periode, die für einen
Desorptionsprozeß vorgegeben wurde, (ta + td) in Schritt
646 vergangen ist, geht der Programmablauf zu Schritt 615,
um das Fehlerdiagnoseprogramm wie beim regulären Betrieb
(keine Fehler) zu beenden, während die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 geschlossen wird, ohne daß eine Fehler
information ausgegeben werden.
Da dieses Ausführungsbeispiel die KW-Konzentration hin
ter der Adsorptionsvorrichtung 22 direkt mißt, kann dieses
die Fehlerdiagnose genauer als Ausführungsbeispiel 1 aus
führen, indem die Leckage von KW sowohl während des Adsorp
tionsprozesses als auch während des Desorptions- und -Reini
gungsprozesses genau erfaßt werden.
Andere entscheidende Punkte sind die gleichen wie in
Ausführungsbeispiel 1.
Das vierte Ausführungsbeispiel ist mit der Ausnahme das
gleiche wie das Ausführungsbeispiel 1, daß die Fehlerdia
gnosevorrichtung 13 entsprechend dem vierten Ausführungs
beispiel, wie es in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist, er
setzt wurde.
Das heißt, daß die Fehlerdiagnosevorrichtung 13 ent
sprechend diesem Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 17
gezeigt ist, einen KW-Sensor 18 zum Erfassen der KW-Konzen
tration im Rückführkanal 35 hat, um die Selbstdiagnose von
Fehlern in der Abgasreinigungsvorrichtung 1 entsprechend
dem in Fig. 18 gezeigten Fehlerdiagnose-Programmablauf
auszuführen.
Obwohl sich der KW-Sensor 18 in Fig. 17 nahe der Ad
sorptionsvorrichtung 22 im Rückführkanal 35 befindet, kann
dieser nahe dem Motor 51 im Rückführkanal 35 positioniert
sein.
In Schritt 601 wird der Motor 51 gestartet. Die Steuer
einrichtung 51 nimmt dann Signale von einem Motorwassertem
peratursensor und einem Abgastemperatursensor (nicht ge
zeigt) auf, um zu bestimmen, ob die Adsorptionsvorrichtung
22 zur Adsorption bereit ist.
Das heißt, daß, wenn in Schritt 621 der Wert Tw (°C)
gleich der Adsorptionstemperatur Twa (°C) oder kleiner ist,
in Schritt 603 das erste Magnetventil geöffnet wird, um zu
bewirken, daß Abgas durch die Adsorptionsvorrichtung 22
strömt, in der der kalte KW im Abgas adsorbiert wird.
Wenn im nachfolgenden Schritt 623 die vorgegebene Zeit
dauer (ta) nach dem Starten des Motors vergangen ist, wird
in Schritt 610 im Ansprechen auf ein Signal von der Steuer
einrichtung 41 das erste Magnetventil 27 geschlossen, wo
durch die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 in die Po
sition, die in Fig. 17 durch die Vollinie gezeigt ist, ge
schaltet wird.
Das Abgas ist somit durch die Katalysatorvorrichtung
21, die bereits durch die Wärme aktiviert ist, von seinem
KW gereinigt und strömt dann zum zweiten Hauptkanal 32.
Nach dem Erwärmen des Motors 51 und dem Schließen des
ersten Magnetventils 27 öffnet gemäß Vorbeschreibung in
Schritt 612 die Steuereinrichtung 41 das Magnetventil 28.
Wie im Ausführungsbeispiel 1 wird die Kanal-Öffnungs-
und -Schließ-Einheit 24 geöffnet und das Einwegventil 25 in
termittierend geöffnet, wodurch verursacht wird, daß der
KW, der von der Adsorptionsvorrichtung 22 desorbiert wurde,
in die Abgassammelleitung 52 strömt, in der der KW zusammen
mit dem KW im Abgas vom Motor 51 durch die Katalysatorvor
richtung 21 gereinigt wird.
Nachdem in Schritt 646 die Zeitdauer, die zum vollstän
digen Desorbieren und Reinigen von KW erforderlich ist,
vergangen ist [t < (ta + tb)], wird das zweite Magnetventil
28 in Schritt 615 im Ansprechen auf ein Signal von der
Steuereinrichtung 41 geschlossen; somit wird die Kanal-Öff
nungs- und -Schließ-Einheit 24 geschlossen, um die Sequenz
der Reinigungsschritte zu beenden.
Während KW desorbiert und gereinigt wird, strömt Abgas,
das rückgeführt werden soll, durch den Rückführkanal 35,
der den KW-Sensor 18 aufweist. Der KW wird dann aus der Ad
sorptionsvorrichtung 22 desorbiert.
Mit zunehmender Zeit wächst zum Anfang die KW-Konzen
tration C bei wachsender Temperatur der Adsorptionsvorrich
tung 22, wie es in Fig. 19 gezeigt ist. Wenn der gesamte
adsorbierte KW desorbiert wurde, wird der Wert der Konzen
tration C wie in KW, der durch den zweiten Hauptkanal 32
strömt, sehr klein.
Wenn sich die Vorrichtung in Normalzuständen befindet,
ist die KW-Konzentration C, die mit dem Rückführstrom Qr
multipliziert wird und dann einer Integration über der Zeit
unterzogen wird, das heißt die Gesamtmenge W an Rücklauf-
KW, gleich einem gestatteten Wert W₀ oder größer, während
KW desorbiert und gereinigt wird [ta < t < (ta + td)]
(Fig. 20).
In der Fehlerdiagnosevorrichtung 13 ist ein mathemati
sches Betriebsprogramm (eine Stromberechnungseinheit) vor
gesehen, das aus dem Betriebszustand des Motors 51 den
Rücklaufstrom Qr durch den Rückführkanal 35 berechnen kann.
Eine Summiereinheit berechnet die Gesamtmenge W von KW aus
Qr und C.
Wenn sich der Leckstrom von der Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 23 erhöht oder wenn in Fig. 2 durch eine
Beschädigung der Adsorptionsvorrichtung 22 bedingt Abgas
aus der Öffnung 224 leckt, verringert sich die Menge an
rücklaufendem KW und W überschreitet nicht W₀.
Das tritt ebenfalls auf, wenn im Membranventil 26 ein
Fehler auftritt, der das Zurücklaufen von KW verhindert,
woraus sich eine Verringerung der Menge von KW ergibt.
Wenn die Betätigungseinrichtung 231, die Welle 232, der
Flügel 230, die Adsorptionsvorrichtung 22 oder das Membran
ventil 26 beschädigt ist, kann somit der Fehler in der Vor
richtung durch das Überwachen der KW-Konzentration C, die
zurückgeführt wird, in Schritt 650 diagnostiziert werden,
wie es vorstehend beschrieben ist.
Wenn in Schritt 650 die Menge an rücklaufendem KW
gleich W₀ oder kleiner ist, geht der Programmablauf zu
Schritt 606, um eine Fehlerinformation auszugeben.
Andere entscheidende Punkte gleichen denen in Ausfüh
rungsbeispiel 1.
Das fünfte Ausführungsbeispiel ist ein weiteres Ausfüh
rungsbeispiel, das die Fehlerdiagnosevorrichtung 10 in eine
modifizierte Fehlerdiagnosevorrichtung 14, wie diese in den
Fig. 21 und 22 gezeigt ist, abändert.
Das heißt, daß, wie es in Fig. 21 gezeigt ist, die
Fehlerdiagnosevorrichtung 14 entsprechend diesem Ausfüh
rungsbeispiel stromabwärts von der Adsorptionsvorrichtung
22 bzw. im Rückführkanal 35 Temperatursensoren 190 und 191
hat. Dadurch werden die Abgastemperatur Tri an der Adsorp
tionsvorrichtung 22 bzw. Tre am Rückführkanal 35 gemessen.
Die Abgastemperatur Tri an der Adsorptionsvorrichtung
22 und die Abgastemperatur Tre am Rückführkanal 35 haben im
normalen Betriebszustand des Einwegventils 25, des Zulei
tungsventils 26 und der Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 für
das Einwegventil 25 eine starke Korrelation, wie es in
Fig. 23 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird im Falle des
Auftretens eines Fehlers, zum Beispiel am Zuleitungsventil
26, die Korrelation zwischen dem Abgastemperaturen Tri und
Tre unterbrochen, wie es in Fig. 24 gezeigt ist. Zum Bei
spiel verringert sich in dem Fall, in dem das Einwegventil
versagt und Rücklauf verursacht wird und die Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 im Rückführkanal 35 versagt, um sich im
normal geschlossenen Zustand zu befinden, der Korrelations
koeffizient D zwischen den Abgastemperaturen Tri und Tre
stark, wie es in Fig. 25 gezeigt ist. Daher wird der Feh
ler in der Vorrichtung auf der Korrelation basierend be
stimmt, die durch die Korrelationsberechnungseinheit be
rechnet wird.
Fehler in der Abgasreinigungsvorrichtung 1 werden ent
sprechend dem Flußdiagramm in Fig. 22 diagnostiziert.
Als erstes wird in Schritt 601 der Motor 51 gestartet
(IG Ein). Es wird zu Schritt 652 gegangen. In Schritt 652
nimmt die Steuereinrichtung 51 Signale von Tri vom Tempera
tursensor 190 auf und prüft und bestimmt, ob die Adsorp
tionsvorrichtung zum Adsorbieren bereit ist. Wenn in
Schritt 652 der Wert Tri der Abgastemperatur gleich einem
Wert Tria, der eine Temperatur für die Adsorptionsvorrich
tung, die Adsorption gestattet, oder kleiner ist, geht der
Programmablauf zu Schritt 603.
In Schritt 603 wird das erste Magnetventil 27 geöffnet
und die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 in die durch
die gestrichelte Linie in Fig. 21 angezeigte Position ge
schaltet. Abgas strömt durch die Adsorptionsvorrichtung 22;
der kalte KW im Abgas wird adsorbiert.
Während der Adsorption von kaltem KW wird in Schritt
654 beim Abgasleckagestrom Qa von der Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 23 bestimmt, welche Leckagemenge groß oder
klein ist. Diese Bestimmung des Leckstroms Qa wird im An
sprechen auf die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ähnlich
Schritt 604 im Ausführungsbeispiel 1 vorgenommen. Im Aus
führungsbeispiel 1 wird die Temperaturanstiegsgeschwindig
keit Vt der Adsorptionsvorrichtung bestimmt; in diesem Aus
führungsbeispiel wird jedoch die Temperaturanstiegsge
schwindigkeit Vt′, die eine Temperaturanstiegsgeschwindig
keit des Abgases ist, das stromabwärts von der Adsorptions
vorrichtung strömt, bestimmt. Die Temperaturanstiegsge
schwindigkeit Vt′ wird eine vorgegebene Zeitdauer (4-5 Se
kunden) später als das Schließen der Einheit 23 in Schritt
603 gemessen und bestimmt. Folglich wird, wenn die Tempera
turanstiegsgeschwindigkeit Vt′ kleiner als ein gestatteter
Wert Vt0′ ist, die Einheit 23, d. h. die Abgasreinigungsvor
richtung 1, als fehlerbehaftet bestimmt; dann wird in
Schritt 605 das erste Magnetventil 27 geschlossen. Ferner
werden in Schritt 606 die Fehlerinformation ausgegeben.
Wenn andererseits in Schritt 652 nach dem Erwärmen des
Motors 51 der Wert Tri größer als der Wert Tria ist, geht
der Programmablauf zu Schritt 610. In Schritt 610 wird das
erste Magnetventil 27 geschlossen und die erste Kanal-Öff
nungs- und -Schließ-Einheit 23 dann in die durch die Vollinie
gezeigte Position gebracht (in der die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 23 geöffnet ist). Der Kanal für Abgas wird
dann geschaltet; das Abgas beginnt durch den zweiten Haupt
kanal 32 zu strömen, der keine Adsorptionsvorrichtung 22
aufweist.
Von den Schritten 656 bis 659 wird der folgende Betrieb
ausgeführt, bis das die Temperatur Tri der Adsorptionsvor
richtung 22 eine Desorptionsendtemperatur Trid übersteigt.
Das heißt, daß der Programmablauf unmittelbar nach dem
dem Schließen des ersten Magnetventils 27 mit dem Lesen
eines Wertes von Temperatursensor 190 beginnt, um die Tem
peratur Tri der Adsorptionsvorrichtung 22 zu überwachen.
Wenn in Schritt 656 die Temperatur Tri gleich Trid oder
kleiner ist, geht der Programmablauf zu Schritt 612, um das
zweite Magnetventil 28 zu öffnen.
Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1 werden, da die Kanal-
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 geöffnet ist, Abgasimpulse,
die in der Abgassammelleitung 52 erzeugt werden, über den
Rückführkanal 35 zum Einwegventil 25 übertragen, das inter
mittierend geöffnet wird. Dadurch wird verursacht, daß KW,
der vom Adsorptionsmittel der Schicht 220 mit Adsorptions
mittel der Adsorptionsvorrichtung 22 desorbiert wurde,
durch den Rückführkanal 35 in die Abgassammelleitung 52
strömt. Der KW wird dann zusammen mit dem KW im Abgas vom
Motor 51 durch die Katalysatorvorrichtung 21 gereinigt.
Im anschließenden Schritt 657 wird die Menge an Leck
strom Qd von der Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 be
stimmt. Bei dieser Bestimmung wird ähnlich dem Ausführungs
beispiel 1 ebenfalls eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
Vtd′ verwendet, die eine Abgastemperatur stromabwärts von
der Adsorptionsvorrichtung 22 ist. Wenn die Temperaturan
stiegsgeschwindigkeit Vtd′ größer als ein gestatteter Wert
Vt1′ ist, kann bestimmt werden, daß die Kanal-Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 23 (die Vorrichtung 1) versagt; in Schritt
614 wird das zweite Magnetventil 28 geschlossen, um den re
gulären Zustand herzustellen, und in Schritt 606 eine Feh
lerinformation über die Vorrichtung ausgegeben.
Im Gegensatz dazu wird, wenn in Schritt 657 die Tempe
raturanstiegsgeschwindigkeit Vtd′ kleiner als ein gestatte
ter Wert Vt1′ ist, die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit
23 als normal bestimmt; es wird zu Schritt 658 gegangen. In
Schritt 658 messen die Temperatursensoren 190 bzw. 191
gleichzeitig die Temperaturen Tre des Abgases, das im Rück
führkanal 35 strömt, bzw. die Temperatur Tri.
Der Mikrorechner 40 speichert ein Programm, das den
Korrelationskoeffizienten D zwischen den Temperaturen Tre
und Tri berechnet. Und zwar wird der Korrelationskoeffi
zient D auf der folgenden Gleichung basierend berechnet,
indem n Objekte der Temperaturen Tre und Tri zu jedem Ab
tastzeitpunkt TS gesammelt werden und der Mittelwert von
diesen, die Standardabweichung K und die Kovarianz Co be
rechnet werden:
D=Co(Tri, Tre)/{K(Tri)×K(Tre)}
mit
Co(Tri, Tre)=[Σ[{Tri(i)-Tri(av)}×{Tre(i)-Tre(av)}]]/n
K(Tri)=[ [Σ{Tri(i)-Tri(av)}²]/n] × 0.5
K(Tre)=[ [Σ{Tre(i)-Tre(av)}²]/n] × 0.5
wobei
Tri (i) die i-ten Daten von Tri sind,
Tre (i) die i-ten Daten von Tre sind,
Tri (av) der Mittelwert der n Objekte von Tri ist und
Tre (av) der Mittelwert der n Objekte von Tre ist.
Tri (i) die i-ten Daten von Tri sind,
Tre (i) die i-ten Daten von Tre sind,
Tri (av) der Mittelwert der n Objekte von Tri ist und
Tre (av) der Mittelwert der n Objekte von Tre ist.
Genauer gesagt ist die Abtastperiode TS 0.5 Sekunden
und n gleich 100.
Wenn das Einwegventil 25 versagt, die zweite Kanal-Öff
nungs- und -Schließ-Einheit 24 beim Öffnen versagt oder durch
die Verschlechterung des Abdichtverhaltens des Zuleitungs
ventils 26 Abgas entgegenströmt, verringert sich der Rück
laufstrom Qr für das Rückführabgas (Fig. 4).
Wenn die zweite Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24
ein Öffnen nicht ermöglicht, wird der Rücklaufstrom Qr
Null. Selbst wenn die Temperatur Tri, die einer Einlaßtem
peratur des Rücklaufabgases entspricht, durch die Tempera
tur des Abgases, das im zweiten Hauptkanal 32 strömt, be
einflußt wird und schwankt, schwankt dadurch die Temperatur
Tre in der Mitte des Rückführkanals 35 nicht (oder schwankt
ein wenig), was durch den nicht vorhandenen Abgasstrom im
Rückführkanal 35 bedingt ist. Daher wird die Korrelation
zwischen den Temperaturen Tri und Tre sehr klein; der Kor
relationskoeffizient D übersteigt nicht den eingestellten
Wert.
Daher wird, wie es in Schritt 659 gezeigt ist, durch
den Wert des Korrelationskoeffizienten bedingt ein Fehler
der zweiten Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 bestimmt.
Wenn ein Fehler bestimmt wird, geht der Programmablauf zu
Schritt 614, das zweite Magnetventil 28 wird geschlossen
und in Schritt 606, eine Fehlerinformation ausgegeben.
Wenn der Rücklauf des Abgases durch die Verschlechte
rung des Abdichtverhaltens des Einwegventils verursacht
wird, verringert sich der Rücklaufstrom Qr. Abgas strömt
durch die Abgassammelleitung 52 und den Rückführkanal 35
zur Adsorptionsvorrichtung 22 entgegen. Daher wird die Tem
peratur Tre, die einer Temperatur in der Mitte des Rück
laufkanals 35 entspricht, nicht nur durch die Temperatur
schwankung am Einlaßabschnitt für das Rücklaufabgas sondern
das Rücklaufabgas beeinflußt. Da die Temperaturschwankung
des Rücklaufabgases nicht mit der Temperaturschwankung des
Abgases synchronisiert ist, das im zweiten Hauptkanal 32
strömt, hat die Temperatur Tre in der Mitte des Rückführka
nals 35 eine geringe Korrelation mit der Temperatur Tri;
der Korrelationskoeffizient D übersteigt nicht den einge
stellten Wert.
Daher wird in Schritt 659 der Fehler des Zuleitungsven
tils 26 durch einen Wert des Korrelationskoeffizienten be
stimmt. In dem Fall, in dem der Fehler bestimmt wird, wird
in Schritt 614 das zweite Magnetventil 28 geschlossen und
im Schritt 606 eine Fehlerinformation ausgegeben.
Die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 wird in eine
geöffnete Position, wie es in der Figur durch die Vollinie
gezeigt ist, geschaltet und der KW-Desorptionsprozeß begon
nen. Im Fall des normalen Ablaufs der Schritte 612 bis 659
erreicht die Temperatur die Temperatur Trid, wobei die
Desorption und Reinigung in Schritt 656 abgeschlossen wird
und zu Schritt 615 gegangen wird. Dann werden das zweite
Magnetventil 28 und die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit
24 geschlossen und mit dem Normalbetrieb begonnen.
Ähnlich dem vorstehend gesagten kann entsprechend die
sem Ausführungsbeispiel eine Abgasreinigungsvorrichtung 1
mit Selbstdiagnosefunktion vorgesehen werden, um eine vor
treffliche Abgasreinigungseigenschaft zu erhalten.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend einem
sechsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 26 bis 32 beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abgasreinigungsvor
richtung 1 für einen Motor, die aufweist: eine Katalysator
vorrichtung 11, die sich in einem ersten Hauptkanal 31 an
der stromaufwärts liegenden Seite eines Auslaßkanals 30
eines Motors 51 befindet, zur Steuerung der Emission eines
Abgases, eine Adsorptionsvorrichtung 22, die sich an der
stromabwärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals 31 be
findet, zur Adsorption der giftigen Komponenten des Abga
ses, einen Rückführkanal 35 zum Verbinden der stromabwärts
liegenden Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 mit dem
ersten Hauptkanal 31, einen zweiten Hauptkanal 32, der ge
stattet, daß die stromabwärts liegende Seite des ersten
Hauptkanals 31 mit einem Abgasanschluß direkt in Verbindung
steht, ohne daß durch die Adsorptionsvorrichtung 22 gegan
gen wird, einen Adsorptionskanal 33, der gestattet, daß die
stromabwärts liegende Seite der Katalysatorvorrichtung 11
über die Adsorptionsvorrichtung 22 mit dem Abgasanschluß in
Verbindung steht, und eine Schalteinheit, die bewirkt, daß
das Abgas durch den Adsorptionskanal 33 geht, wenn die Tem
peratur des Abgases einen vorgegebenen Wert hat oder klei
ner ist, und daß das Abgas durch den zweiten Hauptkanal 32
geht und der Rückführkanal 35 geöffnet wird, wenn die Tem
peratur des Abgases den vorgegebenen Wert übersteigt.
Der Rückführkanal 35 und der Abgaskanal an der strom
aufwärts liegenden Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 wei
sen jeweils einen Sauerstoffkonzentrationssensor 121, 122
zum Erfassen von O₂ auf, der die Gaskomponente eines Abga
ses ist, die sich entsprechend dem Betrieb der Adsorptions
vorrichtung 22 ändert.
Dieses Ausführungsbeispiel hat ebenfalls eine Zeitmeß
einrichtung 41 zum Aufnehmen von Signalen, die durch die
Sauerstoffkonzentrationssensoren 121, 122 ausgegeben wer
den, und zum Messen des Zeitraumes te vom Zeitpunkt unmit
telbar nach dem Öffnen des Rückführkanals 35 an bis zum An
passen der Ausgänge der Sauerstoffkonzentrationssensoren,
und eine Fehlerbestimmungseinheit 42, die bestimmt, daß die
Vorrichtung versagt, wenn die gemessene Zeitdauer te außer
halb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Jede Komponente wird nachstehend beschrieben.
Wie es in Fig. 26 gezeigt ist, befindet sich eine Ka
talysatorvorrichtung 11 unmittelbar hinter einer Abgassam
melleitung 52 in einem ersten Hauptkanals 31 eines Motors
51. Ein Abschnitt 300 mit großem Durchmesser befindet sich
an der stromabwärts liegenden Seite der Katalysatorvorrich
tung 11 im ersten Hauptkanal 31; ein Adsorptionskanal 33,
in dem die Adsorptionsvorrichtung 12 untergebracht ist, und
ein zweiter Hauptkanal 32 sind im A 27904 00070 552 001000280000000200012000285912779300040 0002019527490 00004 27785bschnitt 300 mit großem
Durchmesser ausgebildet.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 weist rostfreien Stahl
oder Keramik, wie z. B. Cordierit, auf und hat die Form
eines Halbzylinders, der in die Form des Abschnitts 300 mit
großem Durchmesser paßt. Die Adsorptionsvorrichtung 22 hat
eine große Anzahl an parallelen Durchgangslöchern 221; eine
Schicht 220 mit Adsorptionsmittel, die sich am hinteren En
de der Adsorptionsvorrichtung befindet, trägt ein Zeolith-
Adsorptionsmittel, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, während
eine Schicht 229 ohne Adsorptionsmittel, die sich am vorde
ren Ende der Adsorptionsvorrichtung befindet, kein Adsorp
tionsmittel trägt.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 kann in Abhängigkeit von
der Form des Abschnitts 300 mit großem Durchmesser ellip
tisch oder rechteckig sein.
Eine erste Öffnungs- und -Schließ-Einheit 13, die eine
Schalteinheit bildet, befindet sich unmittelbar hinter dem
hinteren Ende der Adsorptionsvorrichtung 22, wie es in
Fig. 26 gezeigt ist.
Der Abstand zwischen der Katalysatorvorrichtung 11 und
der Adsorptionsvorrichtung 22 ist so eingestellt, daß die
Zeitdauer, die von der Katalysatorvorrichtung 11 gebraucht
wird, bevor bei Heizen durch ein Abgas die Aktivierungstem
peratur erreicht ist, an die Zeitdauer angepaßt ist, die
von einem durch die Adsorptionsvorrichtung 22 getragenen
Adsorptionsmittel benötigt wird, bevor bei Erwärmung seine
Adsorptionsfunktion verlorengeht.
Die Adsorptionsvorrichtung 22 ist vom zweiten Hauptka
nal 32 durch eine Trennwand 223 getrennt und wird durch die
Trennwand 223 ebenfalls gehalten. Eine Öffnung 224 ist in
der Trennwand 223 ausgebildet, wie es in Fig. 2 gezeigt
ist.
Außerdem befindet sich an der stromaufwärts liegenden
Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 eine Ausrichtplatte
225, damit die Stromverteilung eines Abgases, das durch die
Adsorptionsvorrichtung 22 strömt, gleichmäßig gestaltet
wird, um die Adsorptionseffektivität zu verbessern.
Die Trennwand 223 und die Ausrichtplatte 225 können
einstückig ausgeführt sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist,
oder können voneinander getrennt sein.
Ein Rückführkanal 35 zweigt vom hinteren Ende des Ka
nals 32 ab und weist ein Zuleitungsventil 26 auf, in dem
ein Einwegventil 25 zum Begrenzen des Stromes von Abgas im
Rohr in eine Richtung und eine zweite Öffnungs- und -Schließ-
Einheit 24, die eine Schalteinheit bildet, einstückig aus
geführt sind. Der Rückführkanal 35 steht mit der Abgassam
melleitung 52 in Verbindung.
Der erste Sauerstoffkonzentrationssensor 121 ist an der
stromaufwärts liegenden Seite des Zuleitungsventils 26 im
Rückführkanal 35 angebracht.
Ein Betätigungselement 14 zum Betätigen der ersten Öff
nungs- und -Schließ-Einheit ist auf einem Sockel 140 am hin
teren Ende der Adsorptionsvorrichtung 22 vorgesehen. Die
erste Öffnungs- und -Schließ-Einheit 13 ist über eine Welle
141, einen Schwinger 142 und eine Drehwelle und einen Arm
144 mit einem beweglichen Stück 145 des Betätigungselements
14 verbunden.
Da das Betätigungselement 14 vom Adsorptionselement 22
durch den Sockel 140 getrennt ist, ist die Wärme des Abga
ses nicht direkt auf das Betätigungselement 14 gerichtet.
Es wird nur eine geringe Menge an Wärme über die Welle 141
oder den Sockel 140 zum Betätigungselement 14 übertragen;
es ist unwahrscheinlich, daß ein Fehler in diesem auftritt,
da die Neigung zur Kühlung durch die Atmosphäre besteht.
Das Betätigungselement 14 steht über Zuleitungsrohre
361, 362 mit einem Ausgleichbehälter 53 im stromaufwärts
liegenden Abschnitt des Motors 51 in Verbindung, um vom Be
hälter einen negativen Druck zur Aktivierung zu erhalten.
Am Grenzabschnitt zwischen den Zuleitungsrohren 361 und 362
befindet sich ein erstes Magnetventil 27.
Das Einwegventil 25 im Rückführkanal 35 gestattet nur
den Durchgang eines Abgases, das von der stromabwärts lie
genden Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 zur stromauf
wärts liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung 11 strömt.
Die zweite Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 wird durch
eine Membran betätigt, die auf einen negativen Druck an
spricht. Die zweite Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 steht
über Zuleitungsrohre 371, 372 mit dem Zuleitungsrohr 362 in
Verbindung, das zum Ausgleichbehälter 53 führt, um der Mem
bran einen negativen Druck zuzuführen. Zwischen den Zulei
tungsrohren 371 und 372 ist ein zweites Magnetventil 28 an
gebracht.
Die Ausgänge der Sauerstoffkonzentrationssensoren 121,
122 entsprechen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abga
ses und erhöhen sich im fetten Bereich (in dem das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis klein ist) schnell.
Ein Temperatursensor 53 zum Erfassen der Temperatur des
Abgas es ist angebracht und sendet zu einer elektronischen
Steuereinheit (ECU) 40 zum Betätigen der Schalteinheit Aus
gangssignale aus.
Die Zeitmeßeinheit 41 und die Fehlererfassungseinheit
42 sind in der elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 mit
einem eingebauten Mikrorechner ausgebildet. Die ECU nimmt
von den Sauerstoffkonzentrationssensoren 121, 122 und dem
Temperatursensor 43 Signale aus, um das erste und zweite
Magnetventil 27, 28 zu betätigen und die erste und zweite
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 13, 24 zu steuern.
Als nächstes wird der Betrieb der Abgasreinigungsvor
richtung 1 unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild des Sy
stems in Fig. 26 und das Flußdiagramm, das in Fig. 28 ge
zeigt ist, beschrieben.
In Schritt 701 wird der Motor 51 gestartet (ein Zünd
schalter wird eingeschaltet). In Schritt 702 öffnet die ECU
40 das erste Magnetventil 27, um die Verbindung der Zulei
tungsrohre 361, 362 zu ermöglichen.
Als Ergebnis wirkt der negative Druck vom Ausgleichbe
hälter 53 auf das Betätigungselement 14, um an der Welle
141 zu ziehen, wodurch die erste Öffnungs- und -Schließ-Ein
heit 13 in die durch die gestrichelten Linien gezeigte Po
sition gebracht wird (eine Schließoperation).
Unmittelbar nach dem Start des Motors 51 ist die Tempe
ratur des Abgases gering; der Motor 51 gibt ein Abgas ab,
das eine große Menge an kaltem KW enthält. Während die Tem
peratur des Abgases gering ist, hat der Katalysator die Ak
tivierungstemperatur nicht erreicht; der kalte KW strömt im
wesentlichen durch den zweiten Kanal, ohne daß dieser durch
die Katalysatorvorrichtung 11 gereinigt wird.
Die Temperatur des Abgases wird durch den Temperatur
sensor 43 überwacht.
Bei niedrigen Temperaturen strömt das Abgas von der
Schicht 229 ohne Adsorptionsmittel (Fig. 2) der Adsorp
tionsvorrichtung 22 in ihre Schicht 220 mit Adsorptionsmit
tel (Zeolith) und wird durch das Adsorptionsmittel adsor
biert.
Nach dem Durchgang durch die Adsorptionsvorrichtung 22
wird das Abgas ohne kalten KW über einen Schalldämpfer an
die Atmosphäre abgegeben.
Da das Abgas, das durch die Adsorptionsvorrichtung 22
strömt, durch die Ausrichtplatte 225 ausgerichtet wird, wie
es vorstehend beschrieben ist, geht dieses durch die Vor
richtung 22 mit einer gleichmäßigen Strömungsverteilung.
Gleichzeitig zählt die ECU 40 die Zeit (t) nach der Ak
tivierung des ersten Magnetventils 27, wie es in dem
Schritt 703 gezeigt ist. Wie es in dem Schritt 704 gezeigt
ist, erwärmt sich der Motor 51. Wenn die vorgegebene Zeit
dauer ta, die vom Abgas benötigt wird, damit dieses die Be
triebstemperatur des Adsorptionsmittels überschreitet, (t <
ta) vergangen ist, schließt die ECU 40 in Schritt 705 das
erste Magnetventil 27.
Das stoppt die Zufuhr von negativen Druck zum Betäti
gungselement 14; die Spannkraft der Feder 149 verursacht
das Herausdrücken der Welle 141. Als Ergebnis nimmt in
Schritt 705 die erste Öffnungs- und -Schließ-Einheit 23 die
durch die Vollinie in Fig. 26 gezeigte Position ein, um
den zweiten Hauptkanal 32 zu öffnen und den Adsorptionska
nal 33 zu schließen.
Zum Zeitpunkt (t < ta) erreicht die Katalysatorvorrich
tung 11 in Schritt 705 die Aktivierungstemperatur, wie es
vorstehend beschrieben ist. Der KW im Abgas wird dann durch
die Katalysatorvorrichtung 11 gereinigt und das Abgas, das
nahezu frei von KW ist, wird über den zweiten Hauptkanal 32
an die Atmosphäre abgegeben.
Auf diese Weise kann die Abgasreinigungsvorrichtung 1
entsprechend diesem Ausführungsbeispiel die Abgabe von KW
wesentlich verringern.
Nachdem in Schritt 705 das erste Magnetventil 27 ge
schlossen wurde, wird das Magnetventil 28 geöffnet, wie es
in Schritt 706 gezeigt ist. Das Zuleitungsrohr 371 wird mit
dem Ausgleichsbehälter 53 in Verbindung gebracht, der dann
der Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 einen negativen Druck
zuführt. Die zweite Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 ist so
mit geöffnet.
Der Timer beginnt dann mit dem erneuten Zählen, wie es
in Schritt 708 gezeigt ist.
An der Seite der Adsorptionsvorrichtung strömt das Ab
gas, das bereits heiß geworden ist, durch den zweiten
Hauptkanal 32 und berührt die Schicht 220 mit Adsorptions
mittel über die Öffnung der Trennwand 223, die in Fig. 2
gezeigt ist.
Die Wärme des Abgas es wird somit sehr gut zur Schicht
220 mit Adsorptionsmittel übertragen, woraus sich eine Er
höhung der Temperatur des Adsorptionsmittels ergibt, um die
Desorption von KW zu erleichtern.
An diesem Punkt wird, da die zweite Öffnungs- und
-Schließ-Einheit 24 bereits geöffnet ist, wie es vorstehend
beschrieben ist, durch Abgasimpulse, die in der Abgassam
melleitung 52 erzeugt werden, das intermittierende Öffnen
des Einwegventils 25 bewirkt.
Dadurch wird bewirkt, daß KW, der vom Adsorptionsmittel
in der Schicht 220 mit Adsorptionsmittel der Adsorptions
vorrichtung 22 desorbiert ist, über den Rückführkanal 35 in
die Abgassammelleitung 52 strömt. Die Ausgänge der Sauer
stoffkonzentrationssensoren sind viel größer, wenn das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis groß ist (mager), als wenn die
ses Verhältnis klein ist (fett), wie es in Fig. 27 gezeigt
ist.
Folglich hat der Ausgang (Vex) des Sauerstoffkonzentra
tionssensors 121, der im Rückführkanal 35 angebracht ist,
konstant einen größeren Wert als der Ausgang (Vin) des Sau
erstoffkonzentrationssensors 122, der an der stromaufwärts
liegenden Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 angebracht
ist, da eine Erhöhung des desorbierten KW eine Verringerung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verursacht.
Wenn sich das Verhältnis von der fetten Seite zur mage
ren Seite verschiebt, verändert sich der Ausgang Vex lang
samer als der Ausgang Vin, woraus sich eine wesentliche
Differenz zwischen den Ausgängen von beiden Sauerstoffkon
zentrationssensoren ergibt (Fig. 29). In den Fig. 29
bis 32 zeigen die Vollinien und die gestrichelten Linien
Vin bzw. Vex; der Berg und das Tal zeigen fette bzw. magere
Perioden (siehe Fig. 27).
Desorbierter KW wird zusammen mit dem KW, der vom Motor
51 abgegeben wird, durch die Katalysatorvorrichtung 11 ge
reinigt.
Der Vergleich der Ausgänge (Vex, Vin) von den Sauer
stoffkonzentrationssensoren 121, 122 wird fortgeführt, bis
das Vex < Vin nicht erfüllt ist, wie es in Schritt 709 ge
zeigt ist. Nachdem die KW-Desorptionszeit vergangen ist,
wird die Konzentration des Abgases an der stromaufwärts
liegenden Seite der Adsorptionsvorrichtung 22 nahezu die
gleiche wie die des Abgases im Rückführkanal 35.
Wenn die Ausgänge der Sauerstoffkonzentrationssensoren
121, 122 gleich werden, geht der Programmablauf zu Schritt
710, um das Zählen des Timers anzuhalten und den Summenwert
(t) des Timers als gemessene Zeitdauer te zu setzen.
Im nächsten Schritt 711 wird bestimmt, ob die gemessene
Zeitdauer te innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Es wird im wesentlichen angenommen, daß die Zeitdauer,
die erforderlich ist, um das Gas aus der Adsorptionsvor
richtung vollständig zu desorbieren, innerhalb eines vorge
gebenen Zeitbereiches (tb - α) bis (tb + α) liegt, wobei tb
ein Mittenwert ist. Wenn die gemessene Zeitdauer innerhalb
dieses Zeitbereiches liegt, bestimmt somit die Fehlerbe
stimmungseinheit 42, daß die Vorrichtung normal arbeitet;
der Programmablauf geht zu Schritt 713.
Der Grund für das Messen der Zeitdauer te liegt im fol
genden:
Wenn die Vorrichtung normal arbeitet, wird die Gaskom ponente, die von der Adsorptionsvorrichtung desorbiert ist, dem Abgas im Kanal von der Rücklaufeinrichtung zugeführt, woraus sich ein größerer Ausgang des ersten Gassensors im Vergleich zum zweiten Gassensor ergibt, während die Gaskom ponente von der Adsorptionsvorrichtung desorbiert wird (siehe Fig. 29). Nach der Beendigung der Desorption des adsorbierten Gases sind die Ausgänge vom ersten und zweiten Gassensor angepaßt (siehe Fig. 30). Wenn die Vorrichtung angemessen arbeitet, fällt somit die Zeitdauer te, die durch die Zeitmeßeinrichtung gemessen wird, in den vorgege benen Wertebereich, der den Betriebszuständen des Motors entspricht.
Wenn die Vorrichtung normal arbeitet, wird die Gaskom ponente, die von der Adsorptionsvorrichtung desorbiert ist, dem Abgas im Kanal von der Rücklaufeinrichtung zugeführt, woraus sich ein größerer Ausgang des ersten Gassensors im Vergleich zum zweiten Gassensor ergibt, während die Gaskom ponente von der Adsorptionsvorrichtung desorbiert wird (siehe Fig. 29). Nach der Beendigung der Desorption des adsorbierten Gases sind die Ausgänge vom ersten und zweiten Gassensor angepaßt (siehe Fig. 30). Wenn die Vorrichtung angemessen arbeitet, fällt somit die Zeitdauer te, die durch die Zeitmeßeinrichtung gemessen wird, in den vorgege benen Wertebereich, der den Betriebszuständen des Motors entspricht.
Die Fehlerbestimmungseinrichtung kann somit bestimmen,
ob die Zeitdauer te innerhalb des vorgegebenen Bereiches
liegt, um angemessen zu bestimmen, daß ein bestimmter Feh
ler, z. B. in der Adsorptionsvorrichtung oder der Schaltein
richtung, auftritt, wenn dieser auftritt. Das verhindert,
daß die Abgasreinigungsvorrichtung für eine lange Zeitdauer
mit nicht korrigiertem Fehler arbeitet.
In Schritt 713 wird das zweite Magnetventil 28 ge
schlossen, um den Rückführkanal 35 zu schließen (die zweite
Öffnungs- und -Schließ-Einheit 24 wird geschlossen).
Wenn jedoch in Schritt 711 die gemessene Zeitdauer te
nicht innerhalb des Zeitbereiches (tb - α) bis (tb + α)
liegt, bestimmt die Fehlerbestimmungseinheit 42, daß die
Vorrichtung versagt, und setzt in Schritt 712 ein Fehler
flag und sendet ein Fehlersignal zu den entscheidenden Ab
schnitten.
Der Programmablauf geht anschließend zu Schritt 713, um
den Rückführkanal 35 zu schließen.
Ursachen dafür, daß die gemessene Zeitdauer te außer
halb des vorgegebenen Zeitbereiches liegt, schließen einen
Fehler in den Magnetventilen 27, 28 oder den Öffnungs- und
-Schließ-Einheiten 13, 24, die die Schalteinheit bilden,
eine Verschlechterung der Adsorptionsvorrichtung 22 und das
Zusetzen des Rückführkanals 35 ein.
Wenn die Abgasreinigungsvorrichtung 1 normal arbeitet,
ist die Desorption des KW abgeschlossen und liegt die Zeit
dauer te, die zum Anpassen von Vex und Vin erforderlich
ist, innerhalb des vorgegebenen Bereiches (tb ± α), wie es
in Fig. 31 gezeigt ist.
Wenn jedoch die Abgasreinigungsvorrichtung versagt und
die Menge an adsorbiertem KW Null ist, besteht zwischen den
Ausgängen der Sauerstoffkonzentrationssensoren 121, 122
keine Differenz.
Wenn die Desorptionsmenge von der Adsorptionsvorrich
tung 22 kleiner als während des Normalbetriebes ist, wird
außerdem die Differenz zwischen den Ausgängen von den Sau
erstoffkonzentrationssensoren beseitigt, bevor (tb - α)
vergangen ist.
Wenn ferner durch das Zusetzen des Rückführkanals 35
bedingt die Desorption von der Adsorptionsvorrichtung 22
eine größere Zeitspanne als bei Normalbetrieb erfordert,
ist die gemessene Zeitdauer te größer als (tb + α).
Gemäß Vorbeschreibung kann dieses Ausführungsbeispiel
die Abgasreinigungsvorrichtung 1 vorsehen, die die Emission
von giftigen Komponenten eines Abgases effektiv steuern
kann und einen Fehler in der Vorrichtung angemessen bestim
men kann.
Das siebente Ausführungsbeispiel ist ein weiteres Bei
spiel des Ausführungsbeispiels 6, bei dem statt der Sauer
stoffkonzentrationssensoren 121, 122 ein Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Sensor verwendet wird.
Im wesentlichen ändert sich statt der schnellen Ände
rung innerhalb eines kleinen Bereiches, wie in den in Fig.
27 gezeigten Sauerstoffkonzentrationssensoren 121, 122, der
Ausgang des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bezüglich
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wie es in Fig. 33 ge
zeigt ist, langsam.
Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor kann somit einen
breiten Bereich an Luft-Kraftstoff-Verhältnissen erfassen
und das Verhältnis identifizieren, selbst wenn sich durch
eine schnelle Beschleunigung bedingt sein Änderungsbereich
stark ändert, wodurch eine sehr genaue Fehlerdiagnose er
möglicht wird.
Die anderen entscheidenden Punkte sind ähnlich denen im
Ausführungsbeispiel 6.
Das achte Ausführungsbeispiel ist ein weiteres Beispiel
von Ausführungsbeispiel 6, bei dem statt der Sauerstoffkon
zentrationssensoren 121, 122 ein KW-Konzentrationssensor
zum Erfassen der Konzentration von KW verwendet wird.
Der Ausgang des KW-Konzentrationssensors ändert sich
entsprechend der Konzentration von KW in einem Abgas, wie
es in Fig. 34 gezeigt ist. Der KW-Konzentrationssensor
überwacht somit die Konzentration von KW direkt, ohne daß
eine Beeinflussung durch die Änderung des Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses besteht, und kann Fehler in der Vorrichtung
genauer als in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 diagnosti
zieren.
Die anderen entscheidenden Punkte sind denen in Ausfüh
rungsbeispiel 6 ähnlich.
Das neunte Ausführungsbeispiel ist eine Abgasreini
gungsvorrichtung 1 entsprechend einem Ausführungsbeispiel
des zweiten Ausführungsbeispiels. Dieses Ausführungsbei
spiel ist ein weiteres Beispiel von Ausführungsbeispiel 6,
bei dem statt der Zeitmeßeinheit 41 und der Fehlerbestim
mungseinheit 42 eine Korrelationsberechnungseinheit 45 und
eine Fehlerbestimmungseinheit 46 vorgesehen sind.
Die ECU 40 nimmt die Ausgänge des ersten und zweiten
Sauerstoffkonzentrationssensors 121 und 122 auf; die Korre
lationsberechnungseinheit 45 berechnet einen Korrelations
koeffizienten D für die Sauerstoffkonzentrationssensoren
121, 122 nach dem Öffnen des Rückführkanals 35. Die Fehler
bestimmungseinheit 46 bestimmt, ob die Vorrichtung versagt,
indem bestimmt wird, ob der Korrelationskoeffizient D, der
durch die Korrelationsberechnungseinheit 45 innerhalb einer
vorgegebenen Zeitdauer berechnet wurde, einen vorgegebenen
Wert übersteigt.
Der Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung 1 dieses
Ausführungsbeispiels, die die Korrelationsberechnungsein
heit 45 und die Fehlerbestimmungseinheit 46 aufweist, ist
unter Bezugnahme auf die Fig. 35 und 36 durch die Kon
zentration auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel 6
beschrieben.
Im Flußdiagramm in Fig. 36 ist der Programmablauf vor
dem Schritt 706, in dem der Rückführkanal 35 aktiviert
wird, gleich dem in Ausführungsbeispiel 6 (Fig. 28), so
daß die Beschreibung unterlassen wird.
Im nächsten Schritt 708 beginnt der Timer mit dem Zäh
len, nachdem der Rückführkanal 35 aktiviert wurde.
Als nächstes berechnet in Schritt 720 die Korrelations
berechnungseinheit 45 einen Korrelationskoeffizienten D für
die Ausgänge Vex, Vin vom ersten und zweiten Sauerstoffkon
zentrationssensor 121 und 122, nachdem der Timer aktiviert
wurde.
Der Korrelationskoeffizient D kann z. B. als Verhältnis
des Mittelwertes der Produkte der Ausgänge von den Sensoren
121, 122 zum Mittelwert der Quadrate Vin² des Ausgangs vom
zweiten Sauerstoffkonzentrationssensors 122 wie folgt ein
fach berechnet werden:
D = (Vin × Vex) (Vin × Vin)-1.
Die Berechnung des Korrelationskoeffizienten D wird
fortgeführt, bis daß eine vorgegebene Zeitdauer ts vergan
gen ist und die Desorption von der Adsorptionsvorrichtung
22 beendet ist.
Wenn die Zeitdauer ts in Schritt 721 vergangen ist,
geht der Programmablauf zu Schritt 722.
In Schritt 722 wird bestimmt, ob der Korrelationskoef
fizient D, der erhalten wird, bevor die Zeitdauer ts ver
gangen ist, einen vorgegebenen Wert übersteigt, z. B. 0,5.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, wird in
Schritt 712 das Fehlerflag gesetzt und in Schritt 713 der
Rückführkanal 35 geschlossen und das Steuerprogramm abge
schlossen.
Wenn im Schritt 722 der Korrelationskoeffizient D den
vorgegebenen Wert übersteigt, wird bestimmt, daß zwischen
den Ausgängen des ersten und zweiten Sauerstoffkonzentra
tionssensors 121 und 122 eine vorgegebene Korrelation be
steht und daß die Vorrichtung im Normalzustand ist. Daher
wird in Schritt 713 der Rückführkanal 35 geschlossen und
das Steuerprogramm abgeschlossen, ohne daß das Fehlerflag
gesetzt ist.
Die Tatsache, daß sich bei einem Fehler der Abgasreini
gungsvorrichtung 1 der Korrelationskoeffizient D wesentlich
verringert, d. h., daß eine Verringerung des Korrelations
koeffizienten D mit einem Fehler in der Vorrichtung in en
ger Verbindung steht, ist auf der Grundlage der gemessenen
Ist-Werte gezeigt.
Fig. 37 zeigt ein tatsächliches Beispiel des Korrela
tionskoeffizienten D im Normalmodus und in zwei Fehlermodi
des Zuleitungsventils 26.
Der Korrelationskoeffizient D ist im Normalmodus 0,7,
also viel größer als der vorgegebene Wert von 0,5, wohinge
gen sich dieser auf 0,16 verringert, wenn das Zuleitungs
ventil offen bleibt (durch ein Brechen des Ventilabschnitts
bedingt) und auf 0,41 verringert, wenn das Ventil geschlos
sen bleibt (durch ein Festklemmen des Ventilabschnitts be
dingt).
Das heißt, daß, wenn der Ventilabschnitt des Zulei
tungsventils 27 gebrochen ist, um ein Offenbleiben des
Rückführkanals 35 zu verursachen, der vorherrschende Strom
im Normalmodus entgegengesetzt zur Rückführung eines Abga
ses gerichtet ist, d. h. von der Abgassammelleitung 52 des
Motors zur stromabwärts liegenden Seite der Adsorptionsvor
richtung 22. Der Ausgang Vex vom ersten Sauerstoffkonzen
trationssensor wird somit von der Sauerstoffkonzentration
an der stromabwärts liegenden Seite der Katalysatorvorrich
tung 11 getrennt und Vex < Vin dauert an, jedoch verringert
sich der Korrelationskoeffizient D stark.
Wenn zum Beispiel die zweite Öffnungs- und -Schließ-Ein
heit 24 des Zuleitungsventils 26 vollständig geöffnet
bleibt, wird außerdem der Strom von Abgas vom Rückführkanal
35 aus gestoppt; der erste Sauerstoffkonzentrationssensor
121 erfaßt die Sauerstoffkonzentration eines Abgases, das
von der Adsorptionsvorrichtung 22 diffundiert wird. Der
Korrelationskoeffizient D für den Ausgang Vex und den Aus
gang Vin vom zweiten Sauerstoffkonzentrationssensor 122
verringert sich somit (D = 0,41).
Gemäß Vorbeschreibung kann ein Fehler in der Vorrich
tung angemessen bestimmt werden, indem der Korrelations
koeffizient D überwacht wird.
Andere entscheidende Punkte sind denen in Ausführungs
beispiel 6 ähnlich.
Gemäß Vorbeschreibung kann dieses Ausführungsbeispiel
die Abgasreinigungsvorrichtung 1 vorsehen, die den Auslaß
von giftigen Komponenten eines Abgas es während des Normal
modus wirksam steuern und einen Fehler in der Vorrichtung
angemessen bestimmen kann.
Obwohl in diesen Ausführungsbeispielen die vorgegebene
Zeitdauer ts in Schritt 721 im Flußdiagramm die Zeitdauer
ist, die zum Beenden der Desorption von der Adsorptionsvor
richtung 22 erforderlich ist, kann die Zeitdauer ts kürzer
sein. Zum Beispiel kann die Zeitdauer ts 10 Sekunden sein
und der Korrelationskoeffizient in Schritt 722 alle 10 Se
kunden geprüft werden. In diesem Fall kann, wenn die erfor
derlichen Bedingungen erfüllt sind, das Fehlerflag sofort
gesetzt werden, um eine Fehlerinformation vorzusehen
(anzuzeigen).
Es wird somit eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einer
Fehlerdiagnosefunktion vorgesehen. Eine Fehlerdiagnosevor
richtung bestimmt, daß die Vorrichtung versagt, wenn die
Temperaturanstiegsgeschwindigkeit einer Adsorptionsvorrich
tung während eines Gasadsorptionsprozesses gleich einem
eingestellten Wert oder kleiner ist, und wenn die Tempera
turanstiegsgeschwindigkeit während eines Gasdesorptionspro
zesses gleich einer oberen Grenze oder größer oder gleich
einer unteren Grenze oder kleiner ist. Ferner überwacht
eine andere Fehlerdiagnosevorrichtung in ähnlicher Weise
den Strom, der durch die Adsorptionsvorrichtung geht. Eine
andere Fehlerdiagnosevorrichtung bestimmt, daß die Vorrich
tung versagt, wenn die Konzentration des Auslaßgases in
einem Auslaßkanal gleich einem eingestellten Wert oder
größer als dieser ist. Ferner mißt eine andere Fehlerdia
gnosevorrichtung die Konzentration eines Auslaßgases, das
durch einen Rückführkanal strömt, um die Menge an Auslaßgas
zu summieren, damit bestimmt wird, daß die Vorrichtung ver
sagt, wenn der summierte Wert gleich einem eingestellten
Wert oder kleiner ist. Abgassensoren sind im Rückführkanal
bzw. an der stromaufwärts liegenden Seite der Adsorptions
vorrichtung angebracht; die Zeitdauer te von der Aktivie
rung des Rückführkanals bis zum Anpassen der Ausgänge der
Abgassensoren oder ein Korrelationskoeffizient für diese
Ausgänge wird gemessen, um Fehler in der Vorrichtung zu
diagnostizieren.
Claims (23)
1. Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Abga
ses, das von einem Motor abgegeben wird, die aufweist:
einen Katalysator (21), der sich stromabwärts vom Motor befindet, zum Reinigen giftiger Komponenten im Abgas,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Katalysator (21) befindet,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Kata lysator (21) und parallel zum Adsorptionskanal (33) befin det,
einen Auslaßkanal (34), der sich stromabwärts vom Ad sorptionskanal (33) und vom Hauptkanal (32) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren giftiger Kompo nenten im Abgas, das im Adsorptionskanal (33) strömt,
eine Schalteinrichtung (23) zum auswählenden Schalten eines Abgases, so daß dieses im Adsorptionskanal (33) oder im Hauptkanal (32) strömt,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und den Adsorptionskanal (33) mit der stromauf wärts liegenden Seite des Katalysators (21) verbindet, zum Rückführen der giftigen Komponenten, die von der Adsorp tionsvorrichtung desorbiert sind, zur stromaufwärts liegen den Seite des Katalysators (21),
eine Modussteuereinheit (41) zum Steuern der Schaltein heit (23), um einen Adsorptionsmodus, bei dem der Adsorp tionskanal (33) geöffnet ist und die Adsorptionsvorrichtung (22) die giftigen Komponenten adsorbiert, und einen Desorptionsmodus zu erzeugen, bei dem der Hauptkanal (32) geöffnet ist, und die Adsorptionsvorrichtung (22) die gif tigen Komponenten desorbiert, damit die desorbierten gifti gen Komponenten in den Rückführkanal (35) strömen,
eine Meßeinheit (15) zum Messen eines physikalischen Wertes im Abgas an der Adsorptionsvorrichtung (22) oder stromabwärts der Adsorptionsvorrichtung (22),
eine Bestimmungseinheit (40) zum Vergleichen des physi kalischen Wertes mit einem vorbestimmten physikalischen Wert und zum Bestimmen eines abnormen Status der Adsorp tionsvorrichtung (22) und der Schalteinheit (23).
einen Katalysator (21), der sich stromabwärts vom Motor befindet, zum Reinigen giftiger Komponenten im Abgas,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Katalysator (21) befindet,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Kata lysator (21) und parallel zum Adsorptionskanal (33) befin det,
einen Auslaßkanal (34), der sich stromabwärts vom Ad sorptionskanal (33) und vom Hauptkanal (32) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren giftiger Kompo nenten im Abgas, das im Adsorptionskanal (33) strömt,
eine Schalteinrichtung (23) zum auswählenden Schalten eines Abgases, so daß dieses im Adsorptionskanal (33) oder im Hauptkanal (32) strömt,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und den Adsorptionskanal (33) mit der stromauf wärts liegenden Seite des Katalysators (21) verbindet, zum Rückführen der giftigen Komponenten, die von der Adsorp tionsvorrichtung desorbiert sind, zur stromaufwärts liegen den Seite des Katalysators (21),
eine Modussteuereinheit (41) zum Steuern der Schaltein heit (23), um einen Adsorptionsmodus, bei dem der Adsorp tionskanal (33) geöffnet ist und die Adsorptionsvorrichtung (22) die giftigen Komponenten adsorbiert, und einen Desorptionsmodus zu erzeugen, bei dem der Hauptkanal (32) geöffnet ist, und die Adsorptionsvorrichtung (22) die gif tigen Komponenten desorbiert, damit die desorbierten gifti gen Komponenten in den Rückführkanal (35) strömen,
eine Meßeinheit (15) zum Messen eines physikalischen Wertes im Abgas an der Adsorptionsvorrichtung (22) oder stromabwärts der Adsorptionsvorrichtung (22),
eine Bestimmungseinheit (40) zum Vergleichen des physi kalischen Wertes mit einem vorbestimmten physikalischen Wert und zum Bestimmen eines abnormen Status der Adsorp tionsvorrichtung (22) und der Schalteinheit (23).
2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Meßeinheit (15) während des Adsorptionsmodus eine Ab
gastemperatur im Abgas mißt.
3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Meßeinheit (15) während des Adsorptionsmodus eine Kon
zentration der giftigen Komponenten im Abgas mißt.
4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Meßeinheit (15) während des Freigabemodus eine Konzen
tration der giftigen Komponenten im Abgas mißt.
5. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der
die Meßeinheit (15), die sich im Rückführkanal (35) befin
det, während des Adsorptionsmodus eine Konzentration der
giftigen Komponenten im Rückführkanal (35) mißt.
6. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Meßeinheit (15) während des Adsorptionsmodus einen Ab
gasstrom im Abgas mißt.
7. Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Abga
ses, das von einem Motor abgegeben wird, die aufweist:
einen ersten Hauptkanal (31), der eine Katalysatorvor richtung (21), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite eines Abgaskanals befindet, zum Reinigen von Abgas aufweist,
einen Adsorptionskanal (33), der sich an der stromab wärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals (31) befindet,
einer Adsorptionsvorrichtung (22) zum Adsorbieren von giftigen Substanzen, die sich im Adsorptionskanal (33) be findet,
einen zweiten Hauptkanal (32), der sich an der stromab wärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals (31) befindet, so daß dieser parallel zum Adsorptionskanal (33) einen Ka nal ausbildet,
einen Rückführkanal (35), der einen Kanal bildet, der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und sich zur stromauf wärts liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung (21) er streckt,
eine Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit (23) zum Öffnen und Schließen des Adsorptionskanals (33), des zweiten Hauptkanals (32) und des Rückführkanals (35),
eine Steuereinrichtung (41) zum Steuern der Kanal-Öff nungs- und -Schließ-Einheit (23),
eine Fehlerdiagnosevorrichtung (10) zur Selbstdiagnose von Fehlern in der Vorrichtung und
ein Einwegventil (25), das sich im Rückführkanal (35) befindet, das nur den Strom von Abgas vom Adsorptionskanal (33) zur stromaufwärts liegenden Seite der Katalysatorvor richtung (21) gestattet,
wobei die Steuereinrichtung (41) die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit (23) zu einem ersten Betriebszustand steuert, der den Rückführkanal (35) schließt, das Abgas im Adsorptionskanal (33) zum Auslaßkanal (34) leitet und den Strom von Abgas vom zweiten Hauptkanal (32) zum Auslaßkanal (34) blockiert, und ferner die Kanal-Öffnungs- und -Schließ- Einheit (23) zu einem zweiten Betriebszustand steuert, der das Abgas vom zweiten Hauptkanal (32) zum Auslaßkanal (34) leitet, den Rückführkanal (35) öffnet, das Abgas im Adsorp tionskanal (33) zum Rückführkanal (35) leitet und den Strom von Abgas vom Adsorptionskanal (33) zum Auslaßkanal (34) blockiert, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) eine Meßeinheit zum Messen eines physikalischen Wertes und eine Bestimmungseinheit zum Vergleichen des gemessenen physika lischen Wertes mit einem vorbestimmten physikalischen Wert und zum Bestimmen eines Fehlers der Vorrichtung aufweist.
einen ersten Hauptkanal (31), der eine Katalysatorvor richtung (21), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite eines Abgaskanals befindet, zum Reinigen von Abgas aufweist,
einen Adsorptionskanal (33), der sich an der stromab wärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals (31) befindet,
einer Adsorptionsvorrichtung (22) zum Adsorbieren von giftigen Substanzen, die sich im Adsorptionskanal (33) be findet,
einen zweiten Hauptkanal (32), der sich an der stromab wärts liegenden Seite des ersten Hauptkanals (31) befindet, so daß dieser parallel zum Adsorptionskanal (33) einen Ka nal ausbildet,
einen Rückführkanal (35), der einen Kanal bildet, der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und sich zur stromauf wärts liegenden Seite der Katalysatorvorrichtung (21) er streckt,
eine Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit (23) zum Öffnen und Schließen des Adsorptionskanals (33), des zweiten Hauptkanals (32) und des Rückführkanals (35),
eine Steuereinrichtung (41) zum Steuern der Kanal-Öff nungs- und -Schließ-Einheit (23),
eine Fehlerdiagnosevorrichtung (10) zur Selbstdiagnose von Fehlern in der Vorrichtung und
ein Einwegventil (25), das sich im Rückführkanal (35) befindet, das nur den Strom von Abgas vom Adsorptionskanal (33) zur stromaufwärts liegenden Seite der Katalysatorvor richtung (21) gestattet,
wobei die Steuereinrichtung (41) die Kanal-Öffnungs- und -Schließ-Einheit (23) zu einem ersten Betriebszustand steuert, der den Rückführkanal (35) schließt, das Abgas im Adsorptionskanal (33) zum Auslaßkanal (34) leitet und den Strom von Abgas vom zweiten Hauptkanal (32) zum Auslaßkanal (34) blockiert, und ferner die Kanal-Öffnungs- und -Schließ- Einheit (23) zu einem zweiten Betriebszustand steuert, der das Abgas vom zweiten Hauptkanal (32) zum Auslaßkanal (34) leitet, den Rückführkanal (35) öffnet, das Abgas im Adsorp tionskanal (33) zum Rückführkanal (35) leitet und den Strom von Abgas vom Adsorptionskanal (33) zum Auslaßkanal (34) blockiert, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) eine Meßeinheit zum Messen eines physikalischen Wertes und eine Bestimmungseinheit zum Vergleichen des gemessenen physika lischen Wertes mit einem vorbestimmten physikalischen Wert und zum Bestimmen eines Fehlers der Vorrichtung aufweist.
8. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der
die Meßeinheit eine Temperatur der Adsorptionsvorrichtung
(22) mißt und die Bestimmungseinheit bestimmt, daß die Vor
richtung versagt, wenn im ersten Betriebszustand die Tempe
raturanstiegsgeschwindigkeit der gemessenen Temperatur
gleich einem eingestellten Wert oder kleiner ist, und wenn
im zweiten Betriebszustand die Temperaturanstiegsgeschwin
digkeit der gemessenen Temperatur gleich einer vorgegebenen
oberen Grenze oder größer oder gleich einer vorgegebenen
unteren Grenze oder kleiner ist.
9. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der
die Meßeinheit den Strom eines Abgases mißt, das durch die
Adsorptionsvorrichtung (22) geht, und die Bestimmungsein
heit bestimmt, daß die Vorrichtung versagt, wenn im ersten
Betriebszustand der Durchtrittsstrom gleich einem einge
stellten Wert oder kleiner ist, und wenn im zweiten Be
triebszustand der Durchtrittsstrom gleich einer vorgegebe
nen oberen Grenze oder größer oder gleich einer vorgegebe
nen unteren Grenze oder kleiner ist.
10. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der
die Meßeinheit die Konzentration des Abgases im Auslaßkanal
mißt und die Bestimmungseinheit bestimmt, daß die Vorrich
tung versagt, wenn die Konzentration dieses Gases größer
als die eingestellten Werte oder gleich diesen ist, die
zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand differie
ren.
11. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der
die Meßeinheit die Konzentration des Abgas es im Rückführka
nal (35) mißt, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung (10)
aufweist: eine Stromberechnungseinheit zum Berechnen des
Abgasstromes im Rückführkanal (35) aus dem Betriebszustand
des Motors, eine Summiereinheit zum Summieren der Gesamt
menge des Abgases, das im zweiten Betriebszustand durch den
Rückführkanal (35) gegangen ist, und eine Bestimmungsein
heit, die bestimmt, das die Vorrichtung versagt, wenn der
Gesamtsummenwert des Abgases gleich einem eingestellten
Wert oder kleiner ist.
12. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei
der die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) eine zweite Bestim
mungseinheit hat, die die Temperatur der Adsorptionsvor
richtung mißt, um im ersten Betriebszustand zu bestimmen,
ob eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der gemessenen
Temperatur gleich einem eingestellten Wert oder größer ist,
und im zweiten Betriebszustand zu bestimmen, ob die Tempe
raturanstiegsgeschwindigkeit gleich einer vorgegebenen obe
ren Grenze oder größer oder gleich einer vorgegebenen unte
ren Grenze oder kleiner ist.
13. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei
der die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) ferner eine dritte
Bestimmungseinheit aufweist, die einen Abgasstrom mißt, der
durch die Adsorptionsvorrichtung (22) geht, um im ersten
Betriebszustand zu bestimmen, ob der Durchtrittsstrom
gleich einem eingestellten Wert oder kleiner ist, und im
zweiten Betriebszustand zu bestimmen, ob der Durchtritts
strom gleich einer vorgegebenen oberen Grenze oder größer
oder gleich einer vorgegebenen unteren Grenze oder kleiner
ist.
14. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei
der die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) eine zweite Bestim
mungseinheit aufweist, die die Temperatur der Adsorptions
vorrichtung mißt, um im ersten Betriebszustand zu bestim
men, ob eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der gemesse
nen Temperatur gleich einem eingestellten Wert oder größer
ist, und im zweiten Betriebszustand zu bestimmen, ob die
Temperaturanstiegsgeschwindigkeit gleich einer vorgegebenen
oberen Grenze oder größer oder gleich einer vorgegebenen
unteren Grenze oder kleiner ist.
15. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei
der die Fehlerdiagnosevorrichtung (10) ferner eine dritte
Bestimmungseinheit aufweist, die einen Abgasstrom mißt, der
durch die Adsorptionsvorrichtung (22) geht, um im ersten
Betriebszustand zu bestimmen, ob der Durchtrittsstrom
gleich einem eingestellten Wert oder kleiner ist, und im
zweiten Betriebszustand zu bestimmen, ob der Durchtritts
strom gleich einer vorgegebenen oberen Grenze oder größer
oder gleich einer vorgegebenen unteren Grenze oder kleiner
ist.
16. Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen giftiger
Substanzen im Abgas, die von einem Motor abgegeben werden,
die aufweist:
einen Abgaskanal (31), der sich stromabwärts vom Motor (51) befindet, um Abgas vom Motor abzugeben,
eine Katalysatorvorrichtung (11), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite des Abgaskanals (31) im Ab gaskanal (31) befindet, zum Reinigen der giftigen Substan zen,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Abgas kanal (31) befindet,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Abgaskanal (31) und parallel zum Hauptkanal (32) befindet,
einen Auslaßkanal (30), der sich stromabwärts vom Hauptkanal (32) und vom Adsorptionskanal (33) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren der giftigen Sub stanzen im Abgas,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und mit der stromaufwärts liegenden Seite der Ka talysatorvorrichtung (11) verbunden ist,
eine Schalteinheit (13) zum auswählenden Schalten des Hauptkanals (32) oder des Adsorptionskanals (33), wobei die Schalteinheit (13) Abgas in den Hauptkanal (32) führt, wenn die Temperatur des Abgas es einen vorgegebenen Wert hat oder niedriger ist, und Abgas in den Adsorptionskanal (33) führt und den Rückführkanal (35) öffnet, wenn die Temperatur des Abgases den vorgegebenen Wert übersteigt,
Abgassensoren (121, 122), die sich im Rückführkanal (35) und im Abgaskanal (31) stromaufwärts von der Adsorp tionsvorrichtung (22) befinden, zum Erfassen von Gaskompo nenten des Abgases, die sich entsprechend dem Betrieb der Adsorptionsvorrichtung (22) ändern,
eine Zeitmeßeinheit, die Ausgangssignale von den Abgas sensoren aufnimmt und eine Zeitdauer vom Öffnen des Rück führkanals (35), das durch Ausgangssignale von den Abgas sensoren (121, 122) verursacht wird, bis zur Übereinstim mung der Ausgangssignale mißt,
eine Fehlerbestimmungseinheit zum Bestimmen, daß die Vorrichtung versagt, wenn die gemessene Zeitdauer außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
einen Abgaskanal (31), der sich stromabwärts vom Motor (51) befindet, um Abgas vom Motor abzugeben,
eine Katalysatorvorrichtung (11), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite des Abgaskanals (31) im Ab gaskanal (31) befindet, zum Reinigen der giftigen Substan zen,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Abgas kanal (31) befindet,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Abgaskanal (31) und parallel zum Hauptkanal (32) befindet,
einen Auslaßkanal (30), der sich stromabwärts vom Hauptkanal (32) und vom Adsorptionskanal (33) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren der giftigen Sub stanzen im Abgas,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und mit der stromaufwärts liegenden Seite der Ka talysatorvorrichtung (11) verbunden ist,
eine Schalteinheit (13) zum auswählenden Schalten des Hauptkanals (32) oder des Adsorptionskanals (33), wobei die Schalteinheit (13) Abgas in den Hauptkanal (32) führt, wenn die Temperatur des Abgas es einen vorgegebenen Wert hat oder niedriger ist, und Abgas in den Adsorptionskanal (33) führt und den Rückführkanal (35) öffnet, wenn die Temperatur des Abgases den vorgegebenen Wert übersteigt,
Abgassensoren (121, 122), die sich im Rückführkanal (35) und im Abgaskanal (31) stromaufwärts von der Adsorp tionsvorrichtung (22) befinden, zum Erfassen von Gaskompo nenten des Abgases, die sich entsprechend dem Betrieb der Adsorptionsvorrichtung (22) ändern,
eine Zeitmeßeinheit, die Ausgangssignale von den Abgas sensoren aufnimmt und eine Zeitdauer vom Öffnen des Rück führkanals (35), das durch Ausgangssignale von den Abgas sensoren (121, 122) verursacht wird, bis zur Übereinstim mung der Ausgangssignale mißt,
eine Fehlerbestimmungseinheit zum Bestimmen, daß die Vorrichtung versagt, wenn die gemessene Zeitdauer außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
17. Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen giftiger
Substanzen im Abgas, das von einem Motor abgegeben wird,
die aufweist:
einen Abgaskanal (31), der sich stromabwärts vom Motor (51) befindet, um Abgas vom Motor abzugeben,
eine Katalysatorvorrichtung (11), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite vom Abgaskanal (31) im Abgas kanal (31) befindet, zum Reinigen der giftigen Substanzen,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Abgas kanal (31) befindet,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Abgaskanal (31) und parallel zum Hauptkanal (32) befindet,
einen Auslaßkanal (30), der sich stromabwärts vom Hauptkanal (32) und vom Adsorptionskanal (33) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren der giftigen Sub stanzen im Abgas,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und mit der stromaufwärts liegenden Seite der Ka talysatorvorrichtung (11) verbunden ist,
eine Schalteinheit (13) zum auswählenden Schalten des Hauptkanals (32) oder des Adsorptionskanals (33), wobei die Schalteinheit (13) Abgas in den Hauptkanal (32) führt, wenn die Temperatur des Abgases einen vorgegebenen Wert hat oder kleiner ist, und Abgas in den Adsorptionskanal (33) führt und den Rückführkanal (35) öffnet, wenn die Temperatur des Abgases den vorgegebenen Wert übersteigt,
Abgassensoren (121, 122), die sich im Rückführkanal (35) und im Abgaskanal (31) stromaufwärts von der Adsorp tionsvorrichtung (22) befinden, zum Erfassen von Gaskompo nenten des Abgases, die sich entsprechend dem Betrieb der Adsorptionsvorrichtung (22) ändern,
eine Zeitmeßeinheit, die Signale, die von den Abgassen soren abgegeben werden, aufnimmt und eine Zeitdauer vom Öffnen des Rückführkanals (35), das durch Ausgangssignale von den Abgassensoren (121, 122) verursacht wird, bis zur Übereinstimmung der Ausgangssignale mißt,
eine Fehlerbestimmungseinheit zum Bestimmen, daß die Vorrichtung versagt, wenn die gemessene Zeitdauer außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt,
eine Korrelationsberechnungseinheit, die Ausgangssigna le von den Abgassensoren aufnimmt und den Grad der Korrela tion zwischen den Ausgangssignalen von den Abgassensoren innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer berechnet, nachdem der Rückführkanal (35) geöffnet wurde,
eine Fehlerbestimmungseinheit, die bestimmt, daß die Vorrichtung versagt, wenn der Grad der Korrelation ein vor gegebenes Niveau nicht erreicht.
einen Abgaskanal (31), der sich stromabwärts vom Motor (51) befindet, um Abgas vom Motor abzugeben,
eine Katalysatorvorrichtung (11), die sich an der stromaufwärts liegenden Seite vom Abgaskanal (31) im Abgas kanal (31) befindet, zum Reinigen der giftigen Substanzen,
einen Hauptkanal (32), der sich stromabwärts vom Abgas kanal (31) befindet,
einen Adsorptionskanal (33), der sich stromabwärts vom Abgaskanal (31) und parallel zum Hauptkanal (32) befindet,
einen Auslaßkanal (30), der sich stromabwärts vom Hauptkanal (32) und vom Adsorptionskanal (33) befindet,
eine Adsorptionsvorrichtung (22), die sich im Adsorp tionskanal (33) befindet, zum Adsorbieren der giftigen Sub stanzen im Abgas,
einen Rückführkanal (35), der vom Adsorptionskanal (33) abzweigt und mit der stromaufwärts liegenden Seite der Ka talysatorvorrichtung (11) verbunden ist,
eine Schalteinheit (13) zum auswählenden Schalten des Hauptkanals (32) oder des Adsorptionskanals (33), wobei die Schalteinheit (13) Abgas in den Hauptkanal (32) führt, wenn die Temperatur des Abgases einen vorgegebenen Wert hat oder kleiner ist, und Abgas in den Adsorptionskanal (33) führt und den Rückführkanal (35) öffnet, wenn die Temperatur des Abgases den vorgegebenen Wert übersteigt,
Abgassensoren (121, 122), die sich im Rückführkanal (35) und im Abgaskanal (31) stromaufwärts von der Adsorp tionsvorrichtung (22) befinden, zum Erfassen von Gaskompo nenten des Abgases, die sich entsprechend dem Betrieb der Adsorptionsvorrichtung (22) ändern,
eine Zeitmeßeinheit, die Signale, die von den Abgassen soren abgegeben werden, aufnimmt und eine Zeitdauer vom Öffnen des Rückführkanals (35), das durch Ausgangssignale von den Abgassensoren (121, 122) verursacht wird, bis zur Übereinstimmung der Ausgangssignale mißt,
eine Fehlerbestimmungseinheit zum Bestimmen, daß die Vorrichtung versagt, wenn die gemessene Zeitdauer außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt,
eine Korrelationsberechnungseinheit, die Ausgangssigna le von den Abgassensoren aufnimmt und den Grad der Korrela tion zwischen den Ausgangssignalen von den Abgassensoren innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer berechnet, nachdem der Rückführkanal (35) geöffnet wurde,
eine Fehlerbestimmungseinheit, die bestimmt, daß die Vorrichtung versagt, wenn der Grad der Korrelation ein vor gegebenes Niveau nicht erreicht.
18. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei
der die Korrelationsberechnungseinheit den Grad der Korre
lation unter Verwendung eines Korrelationskoeffizienten be
rechnet.
19. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei
der die Korrelationsberechnungseinheit den Grad der Korre
lation während eines Leerlaufzustandes des Motors berech
net.
20. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei
der die Korrelationsberechnungseinheit den Grad der Korre
lation während eines Verlangsamungszustandes eines Fahr
zeugs berechnet.
21. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei
der die Abgassensoren Sauerstoffsensoren sind.
22. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei
der die Abgassensoren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren
sind.
23. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei
der die Abgassensoren Kohlenwasserstoffsensoren sind.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19527490A1 true DE19527490A1 (de) | 1996-02-01 |
DE19527490B4 DE19527490B4 (de) | 2009-04-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5765369A (de) |
DE (1) | DE19527490B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10155647B4 (de) * | 2001-11-28 | 2012-07-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zur On-Bord-Diagnose (OBD) emissionsrelevanter Baugruppen von Kraftfahrzeugen |
CN112177734A (zh) * | 2018-12-25 | 2021-01-05 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3518338B2 (ja) * | 1998-05-29 | 2004-04-12 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
US6354076B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-03-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system of internal combustion engine |
JP2000121508A (ja) | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Tlv Co Ltd | 電源を内蔵するモニタリング・システム |
JP3722187B2 (ja) * | 1998-12-24 | 2005-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 吸着材の故障判定装置 |
JP2000297628A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-10-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置の劣化判別装置 |
JP2000297630A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-10-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置の劣化判別装置 |
JP2000297629A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-10-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置の劣化判別装置 |
JP3374784B2 (ja) * | 1999-05-26 | 2003-02-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2002004846A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-09 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
JP3521880B2 (ja) * | 2000-07-21 | 2004-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
US6564543B1 (en) | 2001-04-07 | 2003-05-20 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for monitoring a conditioning catalyst |
JP2004124807A (ja) * | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
US6913001B2 (en) | 2003-06-18 | 2005-07-05 | Visteon Global Technologies, Inc. | Hydrocarbon adsorbing device for adsorbing backflow of hydrocarbons from a vehicle engine |
US7168417B2 (en) * | 2005-04-08 | 2007-01-30 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low airflow loss hydrocarbon trap |
FR2886337B1 (fr) * | 2005-05-25 | 2010-10-29 | Faurecia Sys Echappement | Ligne d'echappement pour moteur thermique |
GB2428603A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-07 | Ford Global Tech Llc | An emission control system for an engine |
CN114377423A (zh) * | 2009-09-01 | 2022-04-22 | 蓝区技术有限公司 | 用于气体处理的系统和方法 |
US8448421B2 (en) * | 2010-02-11 | 2013-05-28 | Umicore Ag & Co. Kg | HC adsorber with OBD capability |
US8713919B2 (en) * | 2011-11-15 | 2014-05-06 | GM Global Technology Operations LLC | Exhaust system for internal combustion engine |
US8997505B2 (en) * | 2012-08-16 | 2015-04-07 | Ford Global Technologies, Llc | Motor vehicle climate control system |
US20180128145A1 (en) * | 2016-11-09 | 2018-05-10 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for an exhaust diverter valve |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0714463B2 (ja) * | 1988-11-14 | 1995-02-22 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車排気ガス浄化装置 |
JPH0417710A (ja) * | 1990-05-02 | 1992-01-22 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
US5125231A (en) * | 1990-06-08 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions |
JP2818473B2 (ja) * | 1990-06-29 | 1998-10-30 | 日本碍子株式会社 | 自動車排ガス浄化用触媒コンバーター装置及び自動車排ガスの浄化方法 |
JPH04311618A (ja) * | 1991-04-10 | 1992-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの排気浄化装置 |
JP2982440B2 (ja) * | 1991-11-28 | 1999-11-22 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JPH05256124A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-05 | Hitachi Ltd | エンジン排気浄化システム |
JP2800579B2 (ja) * | 1992-08-14 | 1998-09-21 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
EP0588315B1 (de) * | 1992-09-16 | 1997-11-12 | Denso Corporation | Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
JP3010927B2 (ja) * | 1992-09-18 | 2000-02-21 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸着材自己診断装置 |
DE10205968A1 (de) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | Bosch Gmbh Robert | Diagnose eines Wasser-Adsorbers im Abgas eines Verbrennungsmotors |
-
1995
- 1995-07-27 DE DE19527490A patent/DE19527490B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-27 US US08/508,090 patent/US5765369A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10155647B4 (de) * | 2001-11-28 | 2012-07-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zur On-Bord-Diagnose (OBD) emissionsrelevanter Baugruppen von Kraftfahrzeugen |
CN112177734A (zh) * | 2018-12-25 | 2021-01-05 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
CN112177734B (zh) * | 2018-12-25 | 2024-03-08 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE19527490B4 (de) | 2009-04-23 |
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