JP4309770B2 - 触媒の診断方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明は、次の関係、即ち、既知の触媒診断方法において、特に許容された負荷/回転速度範囲を離れたことにより診断操作が制限されるという知見に基づいている。負荷/回転速度範囲を固定することにより、要求された転化をもはや達成しない触媒である限界触媒を考慮して、上限しきい値が決定されなければならないことになる。他の場合、酸素吸収または酸素放出が高いとき、なお健全な触媒を、既に劣化した触媒から区別することができなくなることがある。他方で、ある例外を除き、200,000km程度の車両走行距離においてはじめて限界触媒状態に到達するように触媒は徐々にその転化能力を失っていくものである。
ある形態は、しきい値が触媒後方排気ガス・センサの信号の振幅の関数として設定されるように設計されている。
他の形態は、所定の振幅に所定のしきい値が割り当てられ、且つ振幅が所定の振幅を超えているとき、しきい値が増大されるように設計されている。
他の形態は、酸素の関数である触媒負荷が所定の最大値を超えているかまたは最小値を下回っているとき、累計が中止されるように設計されている。
本発明による方法および本発明による装置の他の有利な形態および変更態様が他の従属請求項および以下の説明から明らかである。
信号USHKの振幅AHKの、限界値モデル振幅AHKFからの偏差に対する尺度として、時間的に相前後して発生する、両方の値の差の値が累計され(積分され)てもよい。除算により時間との比が形成されることが適切である。得られた時間平均信号は触媒判定変数DKATIとなり得るものである。
このことから、劣化触媒7と健全触媒7との間を経過するしきい値により、なお健全な触媒7を既に劣化した触媒7から区別可能となる。この場合、しきい値の位置、例えば値0は加算器ADD内の符号決定の関数であり、且つ限界値モデル振幅形成の基礎となっているモデル仮定の関数である。例えば、新触媒7が限界値モデル振幅形成の基礎となっている場合、0付近を通る線図もまた真の新触媒のときにのみ与えられる。この場合、触媒の劣化度は測定線図の0ラインとの間隔で測定されるが、この場合には、全てのラインは0ラインの上側を経過することになるであろう。
診断結果の信頼性および再現性を向上させるために、スイッチS1、S2が第9のブロック2.9および他のスイッチS3と組み合わせて設けられている。この配置の機能は、ある中止基準が存在したときに、診断機能を中止することにある。中止基準は、内燃機関の特定の運転範囲において、例えば空気質量MLまたは空気量が高いとき(一般に、負荷が高いとき)および回転速度nが高いときに、診断を中止することにある。この方法は、例えば、エンジンが λ=1 制御以外の運転範囲において運転されるときに有意義である。
例えば、触媒7内に単位時間当たり流入する酸素過剰または不足が所定の最大値を超えたとき、この積分の中止を行うことができる。
この場合、所定の最大値は、なお機能能力を有する触媒7の最大酸素吸蔵能力に対応すべきである。
第1の比較器V1において、吸込空気質量MLまたは空気量の値がしきい値と比較される。第2の比較器V2において、実際回転速度nとしきい値との比較が行われる。各々のしきい値を超えているとき、第1のOR結合OR1を介して、および第2のOR結合OR2を介して、別々に中止信号が出力され、中止信号によりスイッチS1およびS2が開かれる。この中止信号は、触媒負荷KATINがしきい値を超えているときにも同様に第2のOR結合OR2を介して出力される。これを特定するために、第3の比較器V3が設けられている。
Claims (11)
- 内燃機関の排気系における触媒(7)を診断する方法において、
前記触媒の後段に配置された第1の排気ガス・センサ(9)の信号であって、振幅(AHK)を有する信号(USHK)を検出するステップと、
前記内燃機関に供給される空気質量(ML)及び前記触媒の前段に配置された第2の排気ガス・センサ(8)からの信号(USVK)に基づいて、限界値モデル振幅(AHKF)を生成するステップと、
前記限界値モデル振幅(AHKF)から触媒判定変数(DKATI)を生成するステップであって、前記第1の排気ガス・センサ(9)からの信号(USHK)の振幅(AHK)の偏差の増大と共に上昇する触媒判定変数(DKATI)を形成するステップと、
前記触媒判定変数(DKATI)に基づいて、触媒(7)の機能能力を判定する触媒判定ステップと、
酸素の関数である触媒負荷変数(KATIN)が、前記第1の排気ガス・センサ(9)の信号(USHK)に基づいて決定される触媒負荷変数のしきい値を超えているとき、前記触媒の判定を停止するステップと
からなることを特徴とする診断方法。 - 請求項1記載の診断方法において、前記しきい値は、前記第1の排気ガス・センサ(9)の信号(USHK)の振幅に依存して設定されていることを特徴とする診断方法。
- 請求項2記載の診断方法において、前記第1の排気ガス・センサ(9)の信号(USHK)の所定の振幅に前記触媒負荷変数の所定のしきい値が割り当てられおり、該信号(USHK)の振幅(AHK)が前記所定の振幅を下回っているときに、前記しきい値が低下されることを特徴とする診断方法。
- 請求項2記載の診断方法において、前記第1の排気ガス・センサ(9)の信号(USHK)の所定の振幅に前記触媒負荷変数の所定のしきい値が割り当てられおり、該信号(USHK)の振幅(AHK)が前記所定の変動幅を超えているときに、前記しきい値が増大されることを特徴とする診断方法。
- 請求項1−4いずれかに記載の診断方法において、前記触媒(7)は、前記触媒判定変数(DKATI)が所定の診断しきい値を超えているとき、触媒が機能能力を有していないと判定することを特徴とする診断方法。
- 請求項1−5いずれかに記載の診断方法において、前記触媒判定変数(DKATI)は、前記限界値モデル振幅(AHKF)と前記第1の排気ガス・センサの信号(USHK)の振幅(AHK)との差を積分することにより、求められることを特徴とする診断方法。
- 請求項6記載の診断方法において、前記積分は、前記触媒負荷変数(KATIN)がその上限しきい値を超えたか又はその下限しきい値を下回ったときに、中止されることを特徴とする診断方法。
- 請求項6記載の診断方法において、前記積分は、前記触媒負荷変数(KATIN)の単位時間当たりの値がその上限しきい値を超えたか又はその下限しきい値を下回ったときに、中止されることを特徴とする診断方法。
- 請求項1−8いずれかに記載の診断方法において、前記触媒負荷変数(KATIN)は、前記内燃機関に吸い込まれる単位時間当たりの空気質量(ML)又は空気量と、前記第2の排気ガス・センサ(8)により得られた排気ガス中の酸素濃度の理論燃焼での酸素濃度からの偏差との積に基づいて生成されることを特徴とする診断方法。
- 請求項1−8いずれかに記載の診断方法において、前記触媒負荷変数(KATIN)は、前記内燃機関に吸い込まれる単位時間当たりの空気質量(ML)又は空気量と、混合物制御部の制御操作変数(FR)のニュートラル値からの偏差(W(FR))との積に基づいて生成されることを特徴とする診断方法。
- 内燃機関の排気系における触媒(7)を診断する装置において、請求項1−10いずれかに記載の方法を実行するよう構成されていることを特徴とする装置。
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