JP2012516971A - 車載式の酸化触媒診断 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触媒診断事象は、燃料のポスト噴射によって発生した発熱量に基づいて酸化触媒の変換性能を決定する試験サイクルを含む。診断事象は、酸化触媒の温度が所定の温度範囲内にある場合にだけ開始される。
【選択図】図1
Description
ディーゼルエンジンでは、DOCの車載式診断は、代表的には、ポスト噴射(即ち、排気行程中の燃料噴射)によって発生した発熱量に基づいて行われる。ポスト噴射により排気流中の未燃焼HCの量が増大し、このHCがDOCで水及びCO2に変換される。この変換には、DOC前濃度(即ちDOCに進入するHCの量)と直接的に関連した、所定量の熱を発生する発熱酸化反応が含まれる。当業者に周知であるように、蓄積した煤を燃焼するために排気ガスの温度を上昇するため、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ(DPF)の再生で使用されるのはこの発生熱である。
本発明は、内燃エンジンの排気ラインの酸化触媒を監視する方法であって、触媒診断事象は、燃料のポスト噴射によって発生した発熱量に基づいて酸化触媒の変換性能を決定する試験サイクルを含む方法に関する。本発明の重要な態様によれば、診断事象は、酸化触媒の温度が所定の温度範囲内にある場合にしか開始されない。
所定の温度範囲は、有利には、新設の又は中程度に経時的に劣化した触媒と経時的に劣化した触媒とを区別できるように選択され、かくして、高度に経時的に劣化した触媒の変換効率が、比較的新しい機能的(即ち満足のいく作動をしている)触媒の変換効率を大幅に下回ることが予想される温度範囲をカバーしなければならない。
一実施例では、所定の温度範囲は、所定の経時的に劣化した基準酸化触媒(reference oxidation catalyst)についての変換効率の移行ゾーンと対応するように選択される。換言すると、所定の温度範囲は、好ましくは、選択された経時的劣化度の基準酸化触媒の変換効率が100%よりも低い温度範囲と対応するように選択され、更に好ましくは、経時的劣化度が比較的低い機能的酸化触媒よりも変換効率が大幅に低い温度範囲と対応するように選択される。理解されるように、基準酸化触媒についての様々な温度での変換効率の値は、実験により較正され且つ決定される。
好ましい実施例では、所定の温度範囲は、温度の上限及び下限が、経時的に劣化した基準酸化触媒についての約40%乃至80%、好ましくは40%乃至60%の変換効率の夫々と対応するように選択される。
診断事象の精度を高めるため、診断事象は、酸化触媒の温度が所定の温度範囲を出た場合、中止される。これは、特に、ポスト噴射事象中に起こる。
一実施例によれば、酸化触媒を出る排気ガスの温度をポスト噴射後の所与の期間に亘って監視することによって、計測した発熱量を決定する。
当業者に周知のように、DOCは、現在、ディーゼルエンジン車輛の排気システムに一般的に設けられている。DOCは、多くの場合、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ(DPF)の再生を補助するため、DPFの上流に配置される。確かに、DPFに集められた煤粒子をなくすため、従来、適合燃焼モードでエンジンを作動することによって排気ガスの温度を上昇した。適合燃焼モードは、(1)分割燃料噴射及び燃料噴射時期遅延、及び(2)ポスト噴射により排気ガス中の未燃焼HCの量を増大することを含む。未燃焼HCは、DOCで発熱酸化反応を受け、水及び二酸化炭素に変換される。
Tinは、DOCの入口での排気ガス温度を示し、
Toutは、DOCの出口での排気ガス温度を示し、
ηは、DOC変換効率であり、
mは、排気ガスの質量流量を示し、
Cpは、排気ガスの熱容量を示し、
qfは、ポスト燃料噴射によって排気ガス中に導入された燃料の量を示し、
QDOC_storedは、DOC材料に蓄えられた熱エネルギであり、
Hは、燃料加熱値である。
Claims (15)
- 内燃エンジンの排気ラインの酸化触媒を監視する方法であって、触媒診断事象は、燃料のポスト噴射によって発生した発熱量に基づいて前記酸化触媒の変換性能を決定する試験サイクルを含み、
前記診断事象は、前記酸化触媒の温度が所定の温度範囲内にある場合にだけ開始されることができる、方法において、
前記試験サイクルは、ポスト噴射事象、及び前記ポスト噴射事象後、前記酸化触媒に蓄えられたほぼ全ての熱が放出されるまで続く発熱量監視期間を含む、ことを特徴とする、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記発熱量監視期間中に前記酸化触媒を出る排気ガスの温度を計測することによって、前記発熱量を評価する、方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記発熱量監視期間は、前記触媒出口の排気ガス温度(Tout)とモデル触媒出口排気ガス温度Tout−modとがほぼ等しいとき、終了する、方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記発熱量監視期間は、前記触媒出口の排気ガス温度(Tout)と前記モデル触媒出口排気ガス温度Tout−modとの差が所定の閾値よりも低い値に低下したとき、終了する、方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記発熱量監視期間は、較正したタイマーが満期になったときに終了する、方法。 - 請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記所定の温度範囲は、所定の経時的に劣化した基準酸化触媒についての変換効率の移行ゾーンと対応するように選択される、方法。 - 請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記所定の温度範囲は、温度上限が、経時的に劣化した基準酸化触媒についての90%以下の変換効率と対応するように選択される、方法。 - 請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記所定の温度範囲は、温度の上限及び下限が、経時的に劣化した基準酸化触媒についての約40%乃至80%、好ましくは40%乃至60%の変換効率の夫々と対応するように選択される、方法。 - 請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記所定の温度範囲の温度下限は、少なくとも、機能的基準酸化触媒の所定の変換効率、好ましくは少なくとも50%の変換効率と対応するように選択される、方法。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記診断事象は、前記エンジンがDPF再生モードで作動していない場合に行われる、方法。 - 請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記診断事象は、前記酸化触媒の温度が前記所定の温度範囲を出た場合、中止される、方法。 - 請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記診断事象は、前記ポスト噴射事象の実施中に前記酸化触媒の温度が前記所定の温度範囲を出た場合、中止される、方法。 - 請求項1乃至12のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記酸化触媒の温度は、マルチスライスモデルによって監視され、前記診断事象は、前記スライスの全ての夫々の温度が前記所定の温度範囲内にある場合にのみ開始され、及び/又は実施されることができる、方法。 - 請求項1乃至13のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記診断サイクル中、ポスト噴射を除き、エンジンを出る排気ガス中のHCの量を最少にするようにエンジンのパラメータを設定する、方法。 - 請求項1乃至14のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記変換効率が変換効率警報閾値よりも下に低下した場合に警報信号を開始する、方法。
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