JP3957754B2 - 触媒損傷の検出および記録方法および装置 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の、自動車のタンク内における、とくに触媒に障害を与えるような限界液面レベル値に基づく触媒損傷の検出方法および装置に関するものである。
触媒を装備した車両において、タンクの内容物を完全に空にすることにより、触媒損傷を発生することがある。すなわち、タンクの内容物がほぼ終わりに近づいたとき、燃料ポンプは液体の代わりにガスを時々供給することになる。この場合、自動車の内燃機関の１つ以上のシリンダへの必要な燃料供給量は著しく低下し、これにより燃焼ミスファイヤが発生する。このとき、未燃焼の燃料は触媒内において酸素と化合して後燃焼され、これにより触媒の温度は上昇する。このとき、温度上昇はかなり大きいので、触媒に致命的な損傷を与えることになる。
カリフォルニア環境庁（ＣＡＲＢ）の最新の要求提案カタログによれば、自動車メーカーは最初の１００、０００走行マイルの範囲内で消耗した触媒を交換しなければならない。さらに、保証期間内に所定パーセントの触媒が損傷したとき、カリフォルニア環境庁は回収を要求することさえある。このような手段は、それが著しい出費および著しいコストを与えることになるので、自動車メーカーにとってはきわめて不利なことである。さらに、市場におけるメーカーの評判を落とすことにもなる。
したがって、ドライバの不注意により、たとえば、許されないことであるが、タンクの内容物を完全に空にしたことにより発生する触媒損傷を、技術的条件による損傷と区別することが自動車メーカーの側の大きな関心事である。
したがって、このような区別を可能にする方法および装置を提供することが本発明の課題である。
この課題は、独立請求項の上位概念に記載の方法および装置において、独立請求項の特徴項に記載の特徴により解決される。
液面レベル測定手段により測定された限界液面レベル値が回路装置により検出され、それがたとえば「触媒損傷の危険性あり」というメッセージを表示しかつドライバの視界の範囲内で見やすいところに配置されたエラー表示ランプにより指示され、そしてそれがエラー表示ランプの作動状態と共にメモリ内に記憶情報として記憶されること、内燃機関の燃焼ミスファイヤが検出されかつそれがメモリ内に他の記憶情報として記憶されること、および燃焼ミスファイヤと、ならびにエラー表示ランプにより指示された限界液面レベル値とが同時に存在したときに、これらの記憶情報が結合され、これにより、あとでこれらの結合情報を読み取るときに、燃焼ミスファイヤが限界液面レベル値に基づくものであるか否かが判定可能であること、はきわめて有利である。これにより、それぞれの場合において、ドライバの不注意が原因である触媒損傷を検出しかつ記録することができる。このように、エラー表示ランプの点灯にもかかわらず行われた継続運転、すなわち限界液面レベル値を下回ったときの継続運転、およびこのとき同時に発生した燃焼ミスファイヤが記録されるので、これが原因の、自動車のこのようなエラー運転に基づく触媒損傷は、あとで証明することができる。さらに、技術的条件に基づく触媒の損傷と、このような自動車のドライバの不注意に基づく損傷とを区別することができる。
本発明の他の有利な実施態様が従属請求項に記載されている。
したがって、たとえばエラー表示ランプの故障がさらにモニタリングされること、およびエラー表示ランプの機能性に関する情報が、この液面レベル情報およびミスファイヤ情報と共に記憶されることはとくに有利である。
これにより、エラー表示ランプの故障を特定しかつ記録することが可能である。いわゆるエラー表示ランプが故障しているとき、すなわち触媒に障害を与えるような液面レベルであってもエラー表示ランプが点灯しない場合、タンクが空になってたまたまた発生した触媒損傷は、ドライバの責任とは言えない。したがって、車両のスタート時にエラー表示ランプが短時間点灯されることは有利である。車両のスタート時にエラー表示ランプが短時間点灯しなかった場合、エラー表示ランプはドライバにより正常なエラー表示ランプと交換されなければならない。もし交換が行われなかった場合、タンクが空になって後に発生した触媒損傷はドライバの責任となる。言い換えると、車両の運転中にランプが故障した場合、ドライバはこのランプの故障を車両の再始動のときにあとで確認し、故障したエラー表示ランプは正常なランプと交換しなければならない。
燃焼ミスファイヤが、たとえば回転速度伝送車により測定される内燃機関の回転不規則性、燃焼光度、燃焼室圧力、排気の脈動圧力または内燃機関の排気ガス内の酸素センサの信号により検出されることが有利である。
メモリ内に記憶されているデータが故障診断の目的で呼び出され、それに続いてメモリを消去可能であることは有利である。したがって、タンクが空になったことにより発生される燃焼ミスファイヤが原因で触媒の損傷が発生したことが簡単に特定されかつ証明されるばかりでなく、触媒の損傷の可能性についてドライバに指示するエラー表示ランプが点灯しているのをドライバが無視したことについてもさらに記録され、したがってドライバは触媒の損傷を自分の責任であると認めることができる。この場合、触媒損傷の費用はドライバの負担となる。
メモリが、故障診断の目的で外部から読取り可能なＥＥＰＲＯＭであることが好ましい。
回路装置が内燃機関の制御装置の構成部分であることが有利である。
図面
本発明のその他の詳細および利点を以下に図面によりさらに詳細に説明する。図１は、内燃機関を備えた自動車のタンク内における、とくに触媒に損傷を与えるような限界液面レベルに基づく触媒損傷の検出および記録装置の略示図である。図２は、エラー表示ランプの機能性がモニタリングされる、本発明の他の実施態様を示す。
実施態様の説明
本発明の基本的な考え方は、内燃機関を備えた自動車のタンク内における、とくに触媒に損傷を与えるような限界液面レベル値に基づく触媒損傷の検出および記録方法および装置を提供することであり、この方法および装置はさらに、あとで車両をモニタリングするときに、触媒が技術的欠陥に起因しているか、または触媒の損傷がドライバのエラー運転により発生されたものかを簡単に区別することを可能にする。この場合、たとえば「触媒損傷の危険性あり」というメッセージを有する追加のエラー表示ランプが、ドライバに、タンクの液面レベルが触媒損傷を発生させる可能性のあるレベルに到達したことを指示する。
図２の実施態様においては、ドライバに指示された情報、いわゆるエラーランプの作動状態、すなわちこのエラーランプが点灯しているか否かが、メモリ内に記憶情報として記憶されることになる。このようにして、エラー表示ランプがドライバの視界内で点灯していたことが記録される。
さらに、触媒損傷の原因となる燃焼ミスファイヤが発生したとき、これがメモリ内に他の記憶情報として記憶されることになり、この場合とくに、燃焼ミスファイヤが同時に存在したときの記憶情報ならびにエラー表示ランプにより指示された限界液面レベル値が結合され、これにより、後にこの結合された記憶情報を読み取ったときに、燃焼ミスファイヤが限界液面レベル値に基づくものであるか否かを特定することが可能である。このようにして、記憶されているデータを後に問い合わせることにより、触媒の損傷がドライバの不注意によるものであること、すなわちタンクが空になったことが原因であることが特定される。
内燃機関を備えた自動車のタンク内における、とくに触媒に損傷を与えるような限界液面レベル値に基づく触媒損傷の検出および記録方法を、図面に示す装置により説明するとわかりやすい。
図１からわかるように、この装置は自動車のバッテリ電圧Ｕｂａｔｔがかかっているエラー表示ランプ１を含み、エラー表示ランプ１はスイッチ２を介してオン／オフさせることができる。この場合、それ自体既知の液面レベル測定手段９により測定された、自動車のタンク１０内の液面レベルが、触媒１１に損傷を与えるような所定のレベル以下に低下したときに、必ずこのスイッチが閉じられる。
この場合、エラー表示ランプ１はドライバの視界内の見やすい位置に配置されている。エラー表示ランプ１はたとえば「触媒損傷の危険性あり」というメッセージを有している。さらに、自動車に関する取扱説明書内に、エラー表示ランプ１の点灯は触媒の損傷の可能性を指示しているので、それ以上の運転の続行は回避すべきであるという注意がドライバに指示されている。
限界液面レベル値を測定するために、点３に存在する電圧、すなわちエラー表示ランプ１にかかっている電圧が回路装置４に供給される。
ここで、回路装置４内に、エラー表示ランプ１に並列に抵抗Ｒが配置されている。エラー表示ランプ１にかかっている電圧を測定するために、点６とアースとの間の電圧Ｕｒが測定される。スイッチ２が閉じられると、すなわちエラー表示ランプ１にスイッチが入れられて点灯すると直ちに、電圧Ｕｒは値０ボルトをとる。エラー表示ランプ１のこの作動状態、すなわち電圧Ｕｒは、永久メモリ、たとえばＥＥＰＲＯＭ ８に供給され、このＥＥＰＲＯＭ ８内に記憶情報として記憶される。このようにして、エラー表示ランプ１の点灯が特定されかつ記録される。
同時に、ミスファイヤ検出手段１３を備えた駆動エンジン１２の、たまたま発生した燃焼ミスファイヤが回路装置４により検出され、ＥＥＰＲＯＭ ８内に他の記憶情報として記憶される。燃焼ミスファイヤならびにエラー表示ランプにより指示された限界液面レベル値が同時に存在したとき、記憶情報は結合される。
この場合、燃焼ミスファイヤは種々の方法で測定してもよい。手段１３は、たとえば、回転速度伝送車により測定される内燃機関ないし駆動エンジンの回転速度信号、燃焼光度、燃焼室圧力、排気の脈動圧力、内燃機関の排気ガス内の酸素ゾンデの信号、または１つ以上のこれらの値の結合により得られるミスファイヤ情報を介して回転不規則性を評価するそれ自体既知の方法を記号で示している。
ここで、エラー表示ランプ１の点灯中に燃焼ミスファイヤが発生した場合、この燃焼ミスファイヤはタンクが空になったことが原因であり、この限りにおいて、これはドライバの責任範囲内に属するものである。したがって、これにより発生する触媒の損傷は、技術的欠陥に基づくものではなく、ドライバの不注意に基づくものである。この不注意は上記の結合された記憶情報を後に読み取ることにより特定され、したがって燃焼ミスファイヤが限界液面レベル値に基づくものであることを一義的に特定することができる。
とくに、自動車の始動の前にエラー表示ランプ１の機能性を検査できることは有利である。このための方法が図２に示されている。図１とは異なり、エラー表示ランプは液面レベル指示器と結合されたスイッチ２により直接オン／オフされない。ランプ指示はむしろ出力段１５を介して行われ、出力段１５は制御コンピュータ１６によりスイッチ２のスイッチ状態の関数として制御される。この場合もまた、触媒に障害を与えるような液面レベルにおいてランプにスイッチが入る。タンクがほぼ空のときにスイッチ２が閉じ、電圧Ｕｒは、バッテリ電圧レベルＵｂａｔｔないしコンピュータ入力１６ａに加えられる部分電圧レベルＵＶから値ゼロに変化する。それに続いて、コンピュータ出力１６ｂおよび出力段１５を介してランプ１が点灯される。出力段１５は出力段モニタ１４を有し、この出力段モニタ１４により、エラー表示ランプの電源のアースとの短絡またはバッテリ電圧との短絡、ならびにケーブルの破断またはランプの白熱フィラメントの破断を検出することが可能である。このような出力段モニタが米国特許第５３１１１３８号から既知であり、その内容は、出力段故障診断の実施態様に関して、ここで共同開示として参照すべきである。出力段モニタにより、エラー表示ランプの機能性に関する信号がコンピュータ入力１６ｃに供給され、場合により液面レベル情報およびミスファイヤ情報と結合される。ランプは、コンピュータにより、エンジンのスタートと時間的に合わせて、ないし点火スイッチを入れたときに点灯されることが有利である。したがって、ドライバは、点火スイッチを入れたときに、エラー表示ランプ１の機能性をチェックすることができる。この場合、自動車に関する取扱説明書内に、エラー表示ランプ１の機能性に異常があるときに発生する、点火ミスファイヤによる触媒の損傷は、必ずドライバの責任であるので、ドライバは、機能性に異常のあるエラー表示ランプ１を機能性に異常のないエラー表示ランプと交換しなければならないという注意がドライバに指示されている。
点火スイッチを入れたとき、同時に、エラー表示ランプ１の機能性がＥＥＰＲＯＭ ８内の記憶により記録することができる。
さらに、エラー表示ランプ１の作動状態が、自動車の運転中連続的に測定されかつ記憶される。
たとえば、車両の運転中にエラー表示ランプ１が故障した場合、これは技術的欠陥とみなされ、ドライバの負担とはならない。しかしながら、車両を始動したときに、ドライバがエラー表示ランプ１の故障を検出したときは、ドライバはこれを確認し、これを機能性に異常のないエラー表示ランプ１と交換しなければならない。ドライバがこの交換を怠ったとき、その結果発生した触媒の損傷は同様に不注意に基づくものであり、この場合発生する触媒交換のための費用は、ドライバが負担しなければならない。
燃焼ミスファイヤのみでなく、エラー表示ランプ１の作動状態およびこれらの記憶情報の結合をもまた記録することにより、燃焼ミスファイヤがタンクを空にしたことに基づくものであり、この限りにおいてドライバの責任であるか否か、またはこれらが技術的条件による欠陥に基づくものであるか否かを、後にいつでも特定することが可能である。この場合、本発明による方法および本発明による装置に基づき情報が正確に記憶され、この情報はドライバもまた利用可能であることはとくに有利である。エラー表示ランプ１がたとえば点灯していなかったとドライバが自分を弁護して主張しても、これは簡単に調べることができる。
したがって、ドライバの不注意に基づく触媒の損傷を、技術的欠陥に基づく触媒の損傷と区別することが常に可能である。したがって、余分な補償のための手続きまたは回収作業を避けることができる。
最後に、回路装置４は、アナログ技術、ディジタル技術またはハイブリッド技術の形で形成することが可能であることを指摘しておく。回路装置４は、プログラミング制御されるディジタルシステム、たとえばマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ディジタルおよびアナログ論理回路等の全部または一部を組み合わせた、対応する範囲を含んでいてもよい。
さらに、回路装置４は、内燃機関の（図示されていない）制御装置の一部であってもよい。
さらに、ＥＥＰＲＯＭ ８は、回路装置４の一部であるばかりでなく、内燃機関の制御装置の一部であっもよい。

Claims (10)

1. 内燃機関を備えた自動車の燃料タンク内における液面レベル値を測定する液面レベル測定手段による限界液面レベル値に基づく触媒損傷の検出および記録方法において、
   液面レベル測定手段により測定された限界液面レベル値が回路装置（４）により検出され、それがエラー表示ランプ（１）により指示され、かつそれがエラー表示ランプ（１）の作動状態と共にメモリ（８）内に記憶情報として記憶されること、
   内燃機関の燃焼ミスファイヤが検出され、かつそれがメモリ（８）内に他の記憶情報として記憶されること、および
   燃焼ミスファイヤと、エラー表示ランプ（１）により指示された限界液面レベル値とが同時に存在したときに、これらの記憶情報がメモリ（８）内で結合され、これにより、あとでこれらの結合された記憶情報を読み取るときに、燃焼ミスファイヤが限界液面レベル値に基づくものであるか否かが判定可能であること、
   を特徴とする触媒損傷の検出および記録方法。
2. エラー表示ランプ（１）の故障を検出するために、エラー表示ランプの電源内の出力段故障診断装置の信号が、自動車の始動前のみでなく、自動車の運転中においても連続的に、回路装置（４）により測定されかつメモリ（８）内に記億されることを特徴とする請求項１の方法。
3. 燃焼ミスファイヤが、以下の変数すなわち、回転速度センサにより測定される内燃機関の回転不規則性、燃焼光度、燃焼室圧力、排気の脈動圧力、内燃機関の排気ガス内の酸素量を示す信号のうちの少なくとも１つにより検出されることを特徴とする請求項１または２の方法。
4. メモリ（８）内に記憶されているデータが故障診断の目的で呼び出され、それに続いてメモリ（８）が消去されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。
5. 内燃機関を備えた自動車の燃料タンク内における液面レベル値を測定する液面レベル測定手段による限界液面レベル値に基づく触媒損傷の検出および記録装置において、
   前記装置が、限界液面レベル値を指示するためのエラー表示ランプ（１）と、少なくとも限界液面レベル値、エラー表示ランプ（１）の故障および燃焼ミスファイヤを同時に検出しかつ測定されたデータを処理する回路装置（４）と、この回路装置から出力されたデータを結合して記憶するためのメモリ（８）とを含む触媒損傷の検出および記録装置。
6. 回路装置（４）が、自動車の始動前のみでなく、自動車の運転中においても連続的に、エラー表示ランプ（１）にかかっている電圧値（Ｕｒ）を測定しかつメモリ（８）内に記憶することを特徴とする請求項５の装置。
7. 回路装置（４）が、限界液面レベル値を直接測定し、エラー表示ランプ（１）を作動し、エラー表示ランプ（１）の機能を検査し、かつこのとき得られたデータをメモリ（８）内に記憶することを特徴とする請求項５の装置。
8. 回路装置（４）が内燃機関の制御装置の一部であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかの装置。
9. メモリ（８）が回路装置（４）の一部であることを特徴とする請求項５ないし８のいずれかの装置。
10. メモリ（８）がＥＥＰＲＯＭであり、故障診断の目的でその内容を外部から読取り可能であることを特徴とする請求項５ないし９のいずれかの装置。

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