JP4005916B2 - 内燃機関における排気ガス中の触媒の診断方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、内燃機関の排気ガス中の有害物質の変換のために用いられる触媒の診断方法および装置に関する。
【０００２】
〔従来の技術〕
法律による規制は、触媒の様な、有害物質排出に係わる自動車構成要素の車載診断を規定している。
【０００３】
その様な車載診断は、例えば ＤＥ １９６ ２３ ３３５ から知られている。ＥＰ ６２６ ５０７ からは、診断結果に対する温度の影響を考慮するための、車載手段によって求められた変換能力の修正が知られている。その際、診断は最低温度閾値以上の範囲だけで行われる。
【０００４】
更に、診断の質を、又それによって信頼性を引き上げることに対しても関心が持たれている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、触媒温度が最高温度閾値以下にあった診断結果だけが評価されるということによって、診断メッセージの信頼性を引き上げることである。
【０００５】
〔課題を解決するための手段〕
この技術的アイディアは、老化した触媒は例えば８００℃という非常に高い温度の時に、新しい触媒が４００℃の時と同じ有害物質変換を行い得るという観察に基づいている。診断を最高温度閾値以下の触媒温度に制限することによって、老化した触媒が単に診断温度が高いというだけの理由でなお機能を保持していると判定されてしまうことが排除される。
【０００６】
一つの有利な拡張例は、触媒温度が最高温度閾値以下に低下する際には、触媒診断が行われる前に或いは診断のために用いられる結果が求められる前に、待ち時間が経過しなければならないということによって、もたらされる。この待ち時間は、触媒温度が低下する速度に依存することができる。その際、この待ち時間は、触媒温度の高い変化速度に対しては低い変化速度に対してよりも長く選定される。
【０００７】
これによって、診断が、触媒温度の急勾配の降下の場合には平坦な温度変化の場合よりも非常に高いレベルでより長く遅延されるという、特に大きな利点がもたらされる。急勾配の変化の場合でのより長い遅延によって、触媒に対して、最低温度と最高温度との間の診断温度領域内で熱的に安定した状態に到達するためにより長い時間が与えられる。平坦な温度変化の場合にはそれ程長い待ち時間は必要ではないので、診断はより早く開始できる。
【０００８】
〔実施例〕
以下に本発明の実施例が図面を参照しながら説明される。
詳しく説明すると、図１は、内燃機関１を示しており、該内燃機関は、吸気管２、負荷検知手段３、燃料分配手段４、回転数センサ５、排気ガス系６、触媒７、排気ガスセンサ８及び９、制御装置１０、及びエラー表示手段１１を備えている。
【０００９】
制御装置１０は、負荷検知手段の信号ＭＬ、回転数センサの信号ｎ、及び二つの排気ガスセンサの信号ＵＳＶＫ及びＵＳＨＫを受け取り、それ等の信号から、特に燃料分配信号ｔｉ、例えば燃料分配手段としての噴射弁４を制御するための噴射パルス幅を形成する。そのために、例えば燃料分配手段のための制御信号ｔｉのベース値ｔ１を、吸入された空気質量ＭＬと回転数ｎの関数として決定することができる。このベース値は、未だ閉じられている制御回路の中で、制御調整値ＦＲによって乗算的に修正されるが、該制御調整値は、既知の方法で、ＰＩ制御方法の適用によって目標値からのセンサ信号ＵＳＶＫの偏差に基づいて生成される。燃料分配信号を形成する際に、例えば目標値の形成のために、追加として、信号ＵＳＨＫを算入することができる。温度センサ１２は、制御装置に触媒温度ＴＫＡＴに関する信号を供給する。代わりの方法として、触媒温度ＴＫＡＴはまた、制御装置１０で、他の測定値、特に空気量ＭＬ及び回転数ｎから計算モデルによって決定することもできる。その様な温度モデル化は、例えば、米国特許ＵＳ ５ ５９０ ５２１ から知られている。
【００１０】
この技術的環境において、図２に示されている本発明に基づく方法の実施例が実行される。
図２ａのステップ２．１は、上位に置かれているエンジン制御プログラムからアクセスされ、触媒温度ＴＫＡＴを求めるために用いられる。ステップ２．２では、触媒温度ＴＫＡＴと前もって定められている最大値ＴＭＡＸとの比較が行われる。ＴＭＡＸ値を上回ると、診断は行われずメインプログラムが続行される。これに対して、触媒温度ＴＫＡＴが閾値ＴＭＡＸの下側に留まっていると、診断がステップ２．３で許され、メインプログラムが診断の後に続行される。
【００１１】
これによって、触媒温度が閾値ＴＭＡＸ以下にあった結果だけが診断のために使用される。
診断が、例えば触媒の前後の排気ガスセンサの信号の商に基づいている場合には、このことは、その商が許された診断の際だけ形成されるということを意味することができる。代わりの方法として、かかる商を連続的に形成することができるが、許された診断の際にだけ評価される。
【００１２】
このような識別は他の診断方法にも同じ様に適用される。
図２ｂは、別の実施例として図２ａの補足例を示している。この実施例によれば、ステップ２．２の後に、ステップ２．２．１での待ち時間ｔｖの決定と、ステップ２．２．２でのカウント変数ｔ（ｔ＝０）の初期化が続いている。待ち時間ｔｖは、固定値であり得る。代わりの方法として、待ち時間ｔｖは、エンジン或いは排気ガス系の運転パラメータに依存することができる。特に有利なのは、ＴＭＡＸを下回るときに、待ち時間ｔｖが触媒温度の変化の速度に依存していることである。その際、その依存性 ｔｖ＝Ｆ（ｄ／ｄｔ（ＴＫＡＴ）） は、閾値ＴＭＡＸを通過する際のＴＫＡＴの変化が急激であればある程、待ち時間ｔｖが長くなるというように解釈されるべきである。ステップ２．１３及び２．１４は、待ち時間が経過するまで、しばしば走り抜けられる待ちループを形成している。この場合に、プログラムは、ステップ２．３によって続行され、且つこれによって診断が解除される。
【００１３】
図３は、閾値ＴＭＡＸを下回るときにおける、温度ＴＫＡＴの時間微分に依存して異なる待ち時間の長さを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の技術的環境を示す。
【図２】 本発明に基づく方法の実施例としての流れ図を示す。
【図３】 可能な触媒温度の変化と時間との関係を示す。

Claims (5)

1. 触媒温度を確定するための手段（１２）を備え、触媒温度に依存して実行され、且つ触媒温度が閾値（Ｔｍａｘ）以下であるときだけ、診断結果が用いられる、内燃機関（１）における排気ガス中の触媒（７）の診断方法において、
   触媒温度が、少なくとも前もって定められている待ち時間の間に、閾値（Ｔｍａｘ）以下であるときだけ、診断結果が用いられることを特徴とする内燃機関における排気ガス中の触媒の診断方法。
2. 診断のために用いられる前記触媒温度が、所定の温度間隔（Ｔｍａｘ、Ｔｍｉｎ）内になければならないことを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
3. 前記前もって定められている待ち時間の長さが、前記触媒温度が前記閾値を通過する際に降下する速度に依存していることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
4. 前記前もって定められている待ち時間が、高い温度変化速度に対しては低い温度変化速度に対するよりも長く選定されることを特徴とする請求項３に記載の診断方法。
5. 触媒温度の確定のための確定手段（１２）と、触媒温度を前もって定められている閾値（Ｔｍａｘ）と比較するための比較手段（１０）と、触媒温度が閾値（Ｔｍａｘ）以下にあるときだけ、診断結果を使用する決定手段とを備えた、内燃機関（１）における排気ガス中の触媒（７）の診断装置において、
   前記比較手段（１０）が更に、触媒温度が、少なくとも前もって定められ待ち時間の間に、閾値（Ｔｍａｘ）以下あるときだけ、診断結果を使用することを特徴とする内燃機関における排気ガス中の触媒の診断装置。

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