ITTO940980A1

ITTO940980A1 - Sistema di monitoraggio dell'efficienza di un catalizzatore, particola rmente per autoveicoli.

Info

Publication number: ITTO940980A1
Application number: IT94TO000980A
Authority: IT
Inventors: Antonino Aronica; Claudio Carnevale; Marco Ciasullo
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-05-30
Also published as: DE69519274T2; EP0715063A3; ITTO940980A0; BR9505327A; DE69519274D1; IT1267637B1; ES2153006T3; US5715678A; EP0715063B1; EP0715063A2

Abstract

L'efficienza di un catalizzatore (C) viene valutata a partire dal segnali di uscita (S7, S8) di due sonde lambda (L1, L2) disposte rispettivamente a monte ed a valle del catalizzatore (C) stesso. In particolare, quale segnale indicativo dell'efficienza, viene utilizzato un segnale ottenuto calcolando la differenza tra le medie temporali (V1, V2), ottenute mediante integrazione e successiva divisione per la durata di una finestra di integrazione, dei segnali di uscita (S7, S8) di tali sonde (L1, L2).(Figura 1).

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di monitoraggio dell'efficienza di un catalizzatore, particolarmente per autoveicoli"

DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ai sistemi per monitorare l'efficienza dei catalizzatori per la riduzione delle emissioni inquinanti di motori a combustione interna, particolarmente a benzina, montati a bordo di autoveicoli. La presente invenzione è stata sviluppata con particolare attenzione all'esigenza di soddisfare le normative antinquinamento previste in campo veicolistico, soprattutto le normative di prossima attuazione globalmente note sotto il nome di OBD (On Board Diagnostic o Diagnosi a Bordo).

Le legislazioni di questo tipo hanno preso spunto nel 1988 dalla normativa OBD II emessa in forma definitiva nel 1991 dal C.A.R.B. (California Air Resources Board) e la cui introduzione nello stato della California è prevista a partire dal 1994. Ulteriori estensioni di tale legislazione sono state proposte negli Stati Uniti dall'EFA (Environment Protection Agency) e anche a livello europeo sotto la denominazione corrente di EOBD (European on Board Diagnostic) .

Le specifiche OBD il prevedono l'installazione sugli autoveicoli di sistemi elettronici in grado di monitorare periodicamente l'efficienza dei dispositivi antinquinamento o, in generale, di rilevare e segnalare l'insorgere di fenomeni suscettibili di pròdurre un eccessivo aumento delle emissioni da parte dei veicoli.

Tra i dispositivi antinquinamento di cui si richiede il monitoraggio al fine di segnalare un malfunzionamento in termini di superamento della soglia di emissioni misurate sul ciclo di omologazione (ad esempio il cosiddetto ciclo FTP '75), il principale è rappresentato dal catalizzatore posto lungo il condotto di scarico.

Descrizione della tecnica nota

Le soluzioni sinora adottate per monitorare l'efficienza di conversione del catalizzatore (ad esempio nell'ambito di una cosiddetta marmitta catalitica) possono essere sostanzialmente ricondotte a due diverse impostazioni di fondo.

Un primo tipo di soluzione si basa sull'impiego dei sensori di temperatura dei gas di scarico e mira a fornire una misura dell'efficienza del catalizzatore in base al salto di temperatura generato dalla natura esotermica del processo dì conversione dei gas rilevato fra monte e valle del catalizzatore stesso.

Le soluzioni del secondo tipo prevedono in generale l'impiego di due sensori (cosiddette sonde lambda) posti rispettivamente a monte ed a valle del catalizzatore. E' allora possibile realizzare un confronto fra i segnali rilevati dalle due sonde lambda, rispettivamente a monte ed a valle del catalizzatore, il cui rispettivo andamento risulta correlato, come meglio si vedrà anche nel seguito, con l'efficienza di conversione del catalizzatore.

Un sistema di questo tipo è descritto ad esempio nella domanda di brevetto italiana n. T092A000760, depositata il 14 settembre 1992.

In particolare, nel sistema descritto in tale domanda, quale segnale indicativo dell 'efficienza, viene utilizzato un segnale ottenuto calcolando gli scarti quadratici medi dei segnali di uscita di tali sonde. Tale sistema, anche se efficiente, presenta tuttavia alcuni inconvenienti dovuti, ad esempio, alla cjrande variazione delle escursioni dei segnali emessi dalle sonde lambda nel corso della vita del catalizzatore.

Scopi e sintesi della presente invenzione

La soluzione secondo l'invenzione è sostanzialmente riconducibile al secondo tipo di soluzione sopra descritto ed in particolare è stata sviluppata a partire da un sistema del tipo descritto nella citata domanda di brevetto n. TO92A000760.

Il problema posto alla base della presente invenzione è quello di fornire un sistema che consenta, da un lato, di effettuare un'efficace autodiagnosi dell'efficienza del catalizzatore e nel contempo abbia un elevato grado di affidabilità e di precisione, in modo da superare gli inconvenienti della tecnica nota,, anche in condizioni ambientali avverse quali sono quelle di montaggio in ambito veicolistico.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un sistema avente le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono.

L'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 illustra, sotto forma di uno schema a blocchi, la generale struttura circuitale di un sistema secondo l'invenzione, e

- le figure 2 a 4 illustrano più in dettaglio, sotto forma di schemi a blocchi, la struttura di porzioni del sistema di figura 1.

Descrizione particolareggiata dell'invenzione

Il sistema A secondo l'invenzione è destinato ad essere collegato, in ingresso, a due sonde lambda LI ed L2 disposte rispettivamente a monte ed a valle di un catalizzatore C. In un tipico esempio di attuazione dell'invenzione si tratta di solito del cosiddetto monolito o monolita di una marmitta catalitica C montata su un condotto di scarico di un'automobile (non illustrata nel suo complesso) mossa da un motore a combustione interna (non visibile nei disegni) quale un motore a benzina. Più specificamente la sonda lambda LI posta a monte del catalizzatore C emette un segnale S7 e la sonda lambda L2 posta a valle del catalizzatore C emette un segnale S8.

Naturalmente, le dizioni "a monte" ed "a valle" vanno riferite al verso di flusso dei gas all'intferno del condotto di scarico del motore.

Oltre che ai segnali S7, S8 generati dalle due sonde lambda LI, L2 (di tipo per sé noto) il sistema A è anche sensibile ad alcuni parametri selettivamente determinabili (in modo variabile o una volta per tutte, ad esempio in fase di taratura del sistema), quali :

- un segnale SI di livello di soglia diagnostica relativa alle sonde lambda L1, L2 (in particolare per quanto riguarda la sonda L1 situata a monte),

- un segnale S2 di valore del regime di rotazione del motore,

- un segnale S3 di valore della pressione rilevata nel collettore di aspirazione del motore e/o della portata dell'aria aspirata nello stesso collettore, indicante la coppia generata dal motore (o il carico cui è sottoposto il motore),

- un segnale S4 di valore della temperatura rilevata nel liquido di raffreddamento del motore, - un segnale S5 indicativo dello stato di controllo titolo della miscela di combustione,

- un segnale S6 indicativo dello stato di minimo del regime di rotazione del motore.

A partire da tali segnali ed in funzione dei suddetti parametri, il sistema A fornisce alla’ sua uscita U, verso un'unità di visualizzazione o di avviso (quale un avvisatore luminoso e/o acustico, un visualizzatore a cristalli liquidi) e/o verso l'ingresso di un ulteriore sistema elaborativo montato a bordo del veicolo e/o ancora, eventualmente, verso un sistema per la trasmissione dei segnali rilevati verso l'esterno del veicolo stesso {tutti non illustrati) almeno un segnale di uscita indicativo dell'efficienza del catalizzatore C.

Il sistema A secondo l'invenzione si presta ad essere realizzato tramite un'unità elaborativa elettronica quale ad esempio un microprocessore. I segnali S7, S8 delle sonde lambda LI, L2 vengono allora applicati a rispettive interfacce/moduli di ingresso di tale unità elaborativa in modo tale da condizionarli per renderli adatti alle successive elaborazioni. Gli altri segnali invece, cioè i segnali SI a S6, costituiscono normali ingressi dati eventualmente programmabili in modo selettivo. La linea di uscita U corrisponde di solito ad una normale linea di uscita di interfaccia adatta per il pilotaggio di un'unità di visualizzazione e/o di un ulteriore dispositivo elaboratore/trasmettitore che utilizza il segnale di uscita del sistema A.

La struttura del sistema A, illustrata nel' seguito con specifico riferimento a blocchi funzionali, è naturalmente suscettibile di essere implementata a livello di programmazione sotto forma di funzioni elaborative della suddetta unità elaborativa elettronica: tutto ciò secondo criteri ampiamente noti ai tecnici esperti del settore, che non richiedono quindi di essere illustrati in questa sede, anche in quanto di per sé non rilevanti ai fini della comprensione dell 'invenzione.

I segnali S7, 38 delle sonde lambda vengono inviati, all'ingresso del sistema A, verso due canali di ingressi paralleli aventi sostanzialmente la stessa struttura. Ciascuno di tali canali comprende infatti :

- un modulo di filtraggio 21, 22, del tipo passa -alto ricevente in ingresso i segnali S7, S8 provenienti dalle due sonde lambda Li, L2 rispettivamente,

- un modulo di elevazione al quadrato 31, 32 che riceve in ingresso il segnale di uscita del modulo di filtraggio 21, 22,

- un modulo di calcolo di una media temporale 71, 72 in cui viene effettuata un'operazione di integrazione ed una successiva divisione per la durata di una finestra di integrazione,

- un modulo di moltiplicazione Mi, M2 in cui l'uscita del modulo di calcolo della media temporale 71, 72, indicata in figura con Vi, V2, viene moltiplicata per un fattore di scalamento.

La struttura del sistema A verrà ora descritta in maggior dettaglio, ove necessario, con riferimento ai singoli moduli.

I moduli 21, 22 impiegano dei filtri digitali del tipo IIR, cioè con risposta all'impulso infinita, per eseguire il filtraggio dei segnali S7, S8.

II sistema A comprende, come già detto, anche un modulo di calcolo dei fattori di scalamento 4. In questo modulo 4 viene calcolata l'escursione in ampiezza dei segnali S7, S8 provenienti dalle due sonde lambda LI, L2. Il reciproco delle escursioni individua ì fattori di scalamento, indicati in figura con FI, F2. Tale modulo 4 verrà descritto più dettagliatamente nel seguito.

Il sistema A comprende inoltre un modulo di attivazione della diagnosi 1. Tale modulo 1 effettua delle verifiche sui segnali S2 a S6 e fornisce in uscita un segnale di controllo che individua le finestre temporali (istanti di inizio e fine) in cui viene effettuata l'operazione di diagnosi. Tale segnale di controllo comanda due interruttori II’, 12 all'ingresso dei moduli di filtraggio 21, 22, quattro interruttori 13, 14 posti agli ingressi ed alle uscite del modulo di calcolo dei fattori di scalamento 4 rispettivamente e due interruttori 15, 16 posti agli ingressi dei moduli di calcolo della media temporale 71, 72. in pratica il modulo 1 ha il compito di determinare periodi di regime stabilizzato (costante) del motore entro cui individuare le finestre temporali per il calcolo degli indici di efficienza ed in conseguenza emette il suddetto segnale di controllo. Il modulo di attivazione 1 verrà descritto dettagliatamente nel seguito.

Inoltre è previsto un modulo 5 di ritardo sulla linea del segnale di controllo che comanda gli interruttori 15, 16. Il modulo 5 permette di attivare i moduli di calcolo della media temporale 71, 72 con un certo ritardo in modo da permettere di escludere dalla finestra di integrazione il transitorio dei moduli di filtraggio 21, 22. Un modulo 6 di negazione serve invece ad invertire il segnale di controllo atto a comandare gli interruttori 14 posti alle uscite del modulo di calcolo dei fattori di scalamento 4 nonché un interruttore 17 che verrà descritto in seguito. Ciò -fa sì che alla fine della finestra di integrazione i fattori di scalamento Fi, F2 che 'sono stati calcolati durante la finestra di integrazione (interruttori 13 chiusi) vengano inviati ai moduli di moltiplicazione MI, M2 mediante la chiusura degli interruttori 14 determinata dal modulo di negazione 6. Le uscite dei due moduli di moltiplicazione Mi, M2 , cioè in pratica le uscite dei due canali facenti capo alle due sonde lambda LI, L2, vengono sottratte tra loro in un modulo di somma SUM. Più specificamente l'uscita del modulo di moltiplicazione M2 (sonda a valle L2) viene sottratta all'uscita del modulo di moltiplicazione Mi (sonda a monte Li). L'uscita del modulo di somma SUM viene inviata ad un modulo di moltiplicazione M3 in cui viene moltiplicata per l'uscita di un modulo di calcolo del reciproco 8. Tale modulo 8 riceve in ingresso l'uscita del modulo di moltiplicazione MI per cui l'uscita del modulo di somma SUM viene moltiplicata per il reciproco dell'uscita del modulo di moltiplicazione MI.

L'uscita del modulo di moltiplicazione M3 viene inviata ad un modulo di calcolo della media AVG. Tale modulo, che è costituito sostanzialmente da un sommatore o da un integratore, esegue una media di segnali di uscita emessi dal modulo di moltiplicazione M3 nel corso di un viaggio, o percorso, dell'automobile, in sostanza il modulo AVG calcola un indice di efficienza, denominato nel seguito Itrip per semplicità, relativo all'ultimo viaggio dell'automobile, cioè relativo all'intervallo di tempo compreso tra l'ultima accensione e l'ultimo spegnimento del motore dell'automobile. L'interruttore 17, citato in precedenza, è posto all'ingresso del modulo AVG per cui esso in pratica controlla la generazione di un nuovo indice Itrip da parte del modulo AVG.

Tale indice di efficenza ltrip viene inviato ad un modulo di filtraggio 9. Tale modulo 9 esegue un filtraggio sugli indici ltrip ogni volta che un segnale di controllo proveniente da un modulo AND, che è costituito da una porta logica and, assume un valore logico predeterminato di attivazione, ovvero quando vi sono le condizioni che consentono di porre termine all'operazione di diagnosi. L'uscita di tale modulo di filtraggio 9 è indicativa dell'efficienza del catalizzatore C. Il modulo di filtraggio 9 verrà descritto più dettagliatamente nel seguito.

All'uscita del modulo 9 è quindi provvisto un modulo comparatore di soglia 10. Tale modulo 10 compara l'uscita del modulo di filtraggio 9 con una soglia predeterminata per generare all'uscita U del sistema un segnale logico indicativo dello stato di efficienza o meno del catalizzatore C.

Il sistema A comprende inoltre un modulo contatore 11, avente un ingresso connesso ad un'uscita del modulo di attivazione 1. Tale modulo contatore 11 conta la durata complessiva del periodo di indagine dei segnali provenienti dalle due sonde lambda Li, L2. In pratica il modulo 11 ha la funzione di abilitare il calcolo di un indice Ιtrip quando la durata complessiva degli intervalli di regime di motore stabilizzato supera un valore di soglia predeterminato. A tale scopo il modulo 11 emette in uscita un segnale indicativo di tale durata complessiva che viene inviato ad un primo modulo comparatore 12 . Solo nel caso in cui la suddetta durata complessiva superi il valore di soglia prestabilito l'uscita del primo modulo comparatore 12 abilita il calcolo di un indice ltrip. In pratica quando il motore dell'automobile viene spento, se tale durata complessiva è sufficiente l'indice di efficienza ltrlp viene calcolato, se invece tale durata complessiva è insufficiente l'indice Itrip non viene calcolato.

Inoltre il calcolo di un indice Itrip viene abilitato anche nel caso in cui detta durata complessiva superi un secondo valore di soglia predeterminato. A tale scopo l'uscita del modulo contatore 11 viene inviata anche ad un secondo modulo comparatore di’ soglia 13. Le uscite dei moduli comparatori 12 e 13 sono collegate entrambe agli ingressi di una porta logica del tipo or, descritta in seguito, per cui entrambe possono attivare il calcolo di un nuovo indice di efficienza. Nel caso del modulo 12 ciò avviene però solo dopo il ricevimento di un segnale (non illustrato) indicativo dello spegnimento del motore mentre il segnale del modulo 13 attiva subito il calcolo.

Naturalmente il modulo contatore 11 viene azzerato dal suddetto segnale di spegnimento del motore. Ciò ha anche lo scopo di assicurare che venga calcolato un solo indice ltrip per viaggio.

Le uscite dei moduli comparatori 12 e 13 sono collegate agli ingressi di un modulo OR che è costituito da una porta logica or. L'uscita del modulo OR è collegata ad un ingresso di un modulo AND che è costituito da una porta logica and. L'altro ingresso del modulo AND è il già citato segnale di attivazione SI e l'uscita è collegata al modulo di filtraggio 9 per abilitare la generazione di un segnale di uscita indicativo dell'efficienza del catalizzatore C.

Il segnale Si è quindi in effetti un segnale di abilitazione della diagnosi in quanto permette il calcolo dell'indice di efficienza. Il segnale Sl'proviene, come già detto, da una circuiteria di diagnosi della sonda lambda (a monte e a valle del catalizzatore C).

In tal modo quando giunge un segnale dal modulo OR, prodotto quindi dal modulo comparatore 12 o 13, di abilitazione al calcolo dell'indice di efficienza, il modulo AND, nel caso il segnale SI sia attivo, emette un segnale di controllo che abilita il calcolo di un nuovo indice ltrip da parte del modulo di calcolo della media AVG ed il calcolo di un nuovo indice di efficienza, in uscita dal sistema A, da parte del modulo di filtraggio 9.

Verrà ora descritto in maggior dettaglio, con riferimento alla figura 2, il modulo di attivazione 1. Più specificamente tale modulo 1 comprende una pluralità di ingressi per i segnali S2, S3, S4, S5, S6 . Come si è detto, perché l'operazione di diagnosi possa aver luogo, devono essere soddisfatte predeterminate condizioni sui suddetti segnali S2 a S6. Per tale motivo i segnali S2 a S6 devono essere trattati in modo da essere trasformati in segnali di tipo logico .

I segnali S2 ed S3 vengono pretrattati mediante due moduli di filtraggio 111, 112 del tipo passa-basso. Più precisamente ai segnali S2, S3 non filtrati vengono sommate le uscite dei moduli 111, 112 cioè i segnali S2, S3 filtrati rispettivamente. In pratica i segnali S2, S3 vengono dapprima filtrati e successivamente viene effettuato un test sulla differenza tra segnale filtrato e non filtrato. In tal modo viene effettuato un test indicativo della stabilizzazione del motore in modo da attivare la diagnosi solo in un intervallo a motore stabilizzato. I filtri 111, 112 e le soglie sono calibrati in modo tale da ottenere stabilizzati di oscillazione della sonda lambda Li a monte del catalizzatore C.

Successivamente tutti i segnali S2 a S6, cioè i segnali S2 e S3 trattati mediante i moduli 111 e 112, ed i segnali S4, S5 e S6, vengono convertiti in segnali di tipo logico mediante corrispondenti moduli comparatori di soglia 121, 122, 123, 124, 125 aventi soglie predeterminate.

Le uscite di tutti i moduli comparatori di soglia 121 a 125 costituiscono gli ingressi di una porta logica 14 la cui uscita è l'uscita del modulo di attivazione 1. La porta logica 14 realizza una funzione logica and a cinque ingressi.

Verrà ora descritto in maggior dettaglio, con riferimento alla figura 3, il modulo 4. Gli ingressi di tale modulo sono i due segnali S7, S8 proveniènti dalle due sonde lambda LI, L2. Tali segnali SI, S8 vengono forniti in ingresso a due moduli comparatori di soglia 411, 412, aventi soglie predeterminate, ed a due moduli demultiplexer 421, 422. A seconda dell'uscita dei moduli comparatori di soglia 411, 412 i moduli demultiplexer 421, 422 inviano i segnali S7, S8 a due moduli di calcolo del valore massimo 431, 432 oppure a due moduli di calcolo del valore minimo 441, 442.

Le uscite dei moduli di calcolo del valore massimo 431, 432 vengono sommate alle uscite dei moduli di calcolo del valore minimo 441, 442 (cambiate di segno) ed il risultato di tali somme viene inviato a due moduli di calcolo del reciproco 451, 452.

Le uscite dei moduli di calcolo del reciproco 451, 452 vengono inviate a due moduli di elevazione al quadrato 461, 462. Le uscite di tali moduli 461, 462 sono in pratica i fattori di scalamento calcolati per i due canali del sistema. Tuttavia, in condizioni normali, solo uno dei due fattori di scalamento calcolati viene inviato alle uscite FI, F2 del modulo 4, costituenti i fattori di scalamento impiegati dal sistema. Le uscite dei moduli di elevazione al quadrato 461, 462 sono infatti collegate ad un modulo comparatore di soglia 413 il quale a sua volta controlla un modulo multiplexer 47 avente l'uscita collegata all'uscita F2 del modulo 4 e i due ingressi collegati alle uscite dei moduli 461, 462. Se l'uscita del modulo 461, corrispondente alla sonda lambda Li a monte, è inferiore all'uscita del modulo 462, come è normale, allora essa viene inviata ad entrambe le uscite FI, F2 del modulo 4. in caso contrario all'uscita F2 viene inviata l'uscita del modulo 462, corrispondente alla sonda lambda L2 a valle.

Verrà ora descritto in maggior dettaglio con riferimento alla figura 4, il modulo 9. Il modulo 9, come già detto, è controllato, tramite un interruttore 18 posto al suo ingresso, dal segnale di controllo emesso dal modulo AND. Il modulo 9 comprende un modulo 91 di calcolo del valore assoluto. Tale modulo 91 fornisce il valore assoluto della differenza, calcolata in un modulo di somma SUM1, tra un segnale in ingresso,, nel modulo 9, ed un segnale di uscita del modulo 9, cioè il segnale emesso da un modulo 97 che verrà descritto in seguito. L'uscita del modulo 91 è connessa all'ingresso di un modulo comparatore di soglia 92. L'uscita del modulo comparatore di soglia 92, avente soglia predeterminata, è a sua volta connessa all'ingresso di un modulo contatore 93.

Tale modulo contatore 93 è temporizzato dal· segnale di controllo proveniente dal.modulo AND descritto in precedenza ed è ripristinato dal segnale proveniente dal modulo comparatore 92. Quando tale modulo contatore 93 raggiunge un conteggio pari a 2 emette in uscita un segnale logico che abilita un primo ingresso di un modulo multiplexer 95.

Un modulo di memoria 94 è collegato all'ingresso del modulo 9 in parallelo al modulo SUM1. Tale modulo di memoria 94 è un registro a due elementi che memorizza gli ultimi due valori in ingresso al modulo 9.

Il modulo 95, già citato, è un multiplexer. Esso ha tre ingressi,*un 1° ingresso proveniente dal modulo 94, un 2° ingresso collegato all'ingresso del modulo 9 ed un 3° ingresso collegato all'uscita del modulo 9. La combinazione dei segnali di controllo provenienti dai moduli 92 e 93 abilita uno dei tre ingressi secondo il seguente schema:

Il modulo 93 non ha mai uscita pari a 1 quando l'uscita del modulo 92 è pari a 0.

All'uscita del modulo multiplexer 95 è collegato un modulo di memoria 96. Il modulo di memoria 96 è in pratica un registro a scorrimento a cinque elementi. I valori che si susseguono nel registro a scorrimento 96 sono controllati dal modulo 95. L'uscita del registro a scorrimento 96 è collegata ad un modulo di calcolo della inedia 97. Tale modulo 97 calcola il valor medio dei valori contenuti nel registro a scorrimento 96.

In pratica la funzione principale del modulo 9 è quella di effettuare una media degli ultimi cinque valori ricevuti in ingresso così da effettuare un filtraggio del tipo a media mobile. I valori che il modulo 9 riceve in ingresso, come si è visto, sono gli indici ltrip per cui l'uscita risulta essere una media degli ultimi cinque indici Itrlp, in pratica risulta quindi essere un indice filtrato dell'efficienza del catalizzatore C, ed è in sostanza l'uscita del sistema A.

A questa funzione principale devono tuttavia essere aggiunte delle funzioni ausiliarie al fine di rispettare le normative antinquinamento citate in precedenza. Tali normative richiedono che la segnalazione di un deterioramento dell'efficienza del catalizzatore C avvenga dopo un numero di viaggi ridotto. Per tale motivo l'ultimo indice Itrip viene confrontato nel modulo 92 con il precedente indice di efficienza filtrato. Se lo scostamento fra i due è 'elevato l'indice Itrlp anomalo viene memorizzato nel modulo 94 ed il contatore 93, che conta modulo 2, va ad 1.

In questo caso, cioè la prima volta che viene ricevuto un indice Itrip anomalo questo non viene inserito nella media mobile che impiega invece al suo posto il precedente valore dell'indice di efficienza replicando in pratica il valore precedente. Se il successivo indice Itrlp è normale tutto viene ripristinato, scartando il valore anomalo dell'indice Itrlp, al funzionamento normale.

Se invece anche il successivo indice Itrlp è anomalo il modulo contatore 93 collega, tramite il multiplexer 95, il primo ingresso al modulo di calcolo della media 96 e fa sì che la media calcolata sia relativa solamente a tali due valori anomali. Le medie successive saranno quindi a tre a quattro e poi a cinque valori. In tal modo si assicura che eventuali anomalie di funzionamento risultino nell'indice di efficienza filtrato già al secondo valore.

Il modulo 9 naturalmente, come si è visto, viene attivato dal segnale di abilitazione emesso dal modulo AND che determina anche il calcolo del nuovo indice ltrip. A1 ricevimento di tale segnale e del nuovo indice I,.rip nel modulo 9 vengono quindi eseguitè le suddette operazioni.

Il sistema A secondo l'invenzione, qui descritto, si basa sulla teoria, nota in letteratura, secondo la quale un catalizzatore, una volta deteriorato, vede ridursi la propria capacità di immagazzinamento dell'ossigeno (Oxygen Storage) grazie alla quale l'ossigeno ricavato dalle reazioni di riduzione degli NOx viene trattenuto entro il monolita per svolgere contemporaneamente le reazioni di ossidazioni di HC e CO.

La progressiva perdita di tale capacità, dovuta alle molteplici cause di invecchiamento, comporta man mano l'alterazione della normale caratteristica del catalizzatore C di ridurre l'ampiezza delle oscillazioni di titolo {rilevabili con la sonda lambda Li) a monte del catalizzatore C; tali variazioni tendono così sempre più a replicarsi anche a valle del catalizzatore C a causa del più rapido rilascio dell'ossigeno, non più trattenuto dal catalizzatore C stesso.

La soluzione secondo l'invenzione prevede appunto di fornire un'indice della capacità del segnale della sonda lambda L2 disposta a valle del catalizzatore C di inseguire il comportamento della sonda lambda a monte Li, derivando quindi una misura della perdita di efficienza da parte del catalizzatore C posto fra le due sonde Li, L2.

Sostanzialmente gli indici Itrlp vengono quindi calcolati in base alla seguente formula:

dove V1 * Fi e V2 * F2 sono i valori Vi e V2, in uscita dai due canali del sistema A, moltiplicati per i fattori di scalamento Fi e F2 nei moduli di moltiplicazione MI, M2. Poiché, come si è visto, normalmente il fattore di scalamento F2 coincide in realtà con il fattore di scalamento FI la precedente formula si semplifica nella seguente:

(VI - V2) / V1

che è un rapporto indicativo appunto dell'efficienza del catalizzatore C.

Nel caso invece di un'anomalia per cui il fattore di scalamento F2 risulti minore del fattore di scalamento Fi, e quindi non venga sostituito da esso, il suddetto rapporto può assumere valore negativo.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema (A) per rilevare il grado di efficienza di un catalizzatore (C) destinato ad essere attraversato da un flusso di gas, comprendente almeno due sensori (L1, L2) quali sonde lambda collocati, nell'impiego, rispettivamente a monte ed a valle di detto catalizzatore (C) nel verso di flusso di detti gas e suscettibili di generare rispettivi segnali di uscita (S7, S8), caratterizzato dal fatto che comprende: - primi mezzi di calcolo (21, 22) per eseguire un filtraggio del tipo passa-alto di detti rispettivi segnali di uscita (S7, S8), - secondi mezzi di calcolo (71, 72) per calcolare una media temporale (V1, V2) mediante un'operazione di integrazione ed una successiva divisione per la durata di una finestra di integrazione di detti segnali di uscita (S7, S8) filtrati, - primi mezzi di moltiplicazione (M1, M2) per moltiplicare detta media temporale (V1, V2) per fattori di scalamento (FI, F2) indicativi delle escursioni di detti segnali di uscita (S7, S8), - terzi mezzi di calcolo (SUM) per calcolare una differenza fra dette medie temporali (VI, V2) moltiplicate per detti fattori di scalamento (FI, F2) così da generare un segnale di scarto fra dette medie temporali (V1, V2), e - quarti mezzi di calcolo (8, M3) per calcolare, a partire da detto segnale di scarto, un segnale di uscita indicativo dell'efficienza di detto catalizzatore (C).
2. Sistema (A) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di calcolo di una media mobile (AVG) operanti su detto segnale di uscita indicativo dell'efficienza di detto catalizzatore (C) in vista di calcolare un indice di efficienza di viaggio, di detto catalizzatore (C), relativo ad un periodo di utilizzo di un veicolo a bordo del quale è installato detto catalizzatore (C).
3. Sistema (A) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di filtraggio (9) operanti su detto indice di efficienza di viaggio in vista di calcolare un indice di efficienza corrente di detto catalizzatore (C) al termine di detto periodo di utilizzo di detto veicolo.
4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di controllo del periodo di utilizzo (1, 11, 12, 13), operativamente connessi a detti mezzi di calcolo di una media mobile (AVG) ed a detti mezzi di filtraggio (9), atti a determinare il calcolo di un nuovo indice di efficienza di viaggio e di un nuovo indice di efficienza corrente, al termine di detto periodo di utilizzo quando una durata utile di detto periodo di utilizzo supera un primo valore di soglia predeterminato.
5. Sistema (A) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo del periodo di utilizzo (1, 11, 12, 13) comprendono mezzi di rilevazione (1), operativamente collegati a mezzi sensori associati ad un motore termico, installato a bordo di detto veicolo ed il cui impianto di scarico è dotato di detto catalizzatore (C), atti ad individuare intervalli di tempo, in cui detto motore ha regime stabile costituenti detta durata utile di detto periodo di utilizzo, suscettibili di permettere l'effettuazione di detto calcolo di detto segnale di uscita indicativo dell'efficienza di detto catalizzatore (C).
6. Sistema (A) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo del periodo di utilizzo (1, 11, 12, 13) comprendono mezzi contatori (11) , operativamente connessi a detti mezzi di rilevazione (1), configurati in modo da contare la durata di tempo complessiva di detti intervalli di tempo a regime stabile a partire dall'avviamento di detto motore fino al suo spegnimento.
7. Sistema (A) secondo la rivendicazione 4 o la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo del periodo di utilizzo (1, 11, 12, 13) sono atti a determinare il calcolo di un nuovo indice di efficienza di viaggio e di un nuovo indice. di efficienza corrente, durante detto periodo di utilizzo, quando detta durata utile di detto periodo di utilizzo supera un secondo valore di soglia predeterminato .
8. Sistema (A) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti quarti mezzi di calcolo (8, M3) comprendono mezzi di calcolo del reciproco (8) di una (VI) di dette medie temporali (Vi, V2) e mezzi di moltiplicazione (M3) di detto reciproco con detta differenza.
9. Sistema (A) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di filtraggio (9) sono configurati per effettuare un filtraggio del tipo a media mobile.
10. Sistema (A) secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di filtraggio (9) sono configurati per: - confrontare detto nuovo indice di efficienza di viaggio con un precedente indice di efficienza corrente prima di effettuare il calcolo di detto nuovo indice di efficienza corrente, - memorizzare temporaneamente detto nuovo indice di efficienza di viaggio nel caso esso si discosti da detto precedente indice di efficienza corrente di più di un valore di soglia predeterminato, - effettuare detto calcolo di detto nuovo indice di efficienza corrente, mediante detto filtraggio a media mobile, tralasciando detto nuovo indice di efficienza di viaggio.
11. Sistema (A) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di filtraggio (9) sono configurati per effettuare detto calcolo di detto nuovo indice di efficienza corrente, mediante detto filtraggio a media mobile, nel caso sia detto nuovo indice di efficienza di viaggio sia un precedente indice di efficienza di viaggio, memorizzato temporaneamente, si discostino da detto precedente indice di efficienza corrente di più di detto valore di soglia predeterminato, impiegando solo detto nuovo indice di efficienza di viaggio e detto precedente indice di efficienza di viaggio memorizzato temporaneamente.
12. Sistema (A) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi comparatori (10), connessi ad un'uscita (U) di detto sistema (A), atti a confrontare detto indice di efficienza corrente con un valore di soglia predeterminato per emettere in uscita una segnalazione di tipo logico indicativa dell'efficienza di detto catalizzatore (C).
13. Sistema (A) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di calcolo di detti fattori di scalamento (FI, F2) configurati per: - calcolare un rispettivo fattore di scalamento (FI, F2) per ognuno di detti segnali di uscita (S7, S8) generati da detti sensori (Li, L2) collocati, rispettivamente, a monte ed a valle di detto catalizzatore (C), - confrontare fra loro detti fattori di scalamento (FI, F2), sostituire un primo fattore di scalamento (Fi), corrispondente a detto sensore (LI) collocato a monte, ad un secondo fattore di scalamento (F2), corrispondente a detto sensore (L2) collocato a valle, quando detto primo fattore di scalamento (FI) è minore di detto secondo fattore di scalamento (F2). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.