KR101087021B1 - 내연 기관의 배기 영역 내에 배치되는 촉매 변환기를진단하는 방법 및 상기 방법을 실시하는 장치 - Google Patents

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Abstract

측정된 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)에 따라 설정되는 농후 람다 값 및 희박 람다 값을 가지는 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)이 검출되고, 상기 촉매 변환기(115)의 상기 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 기초로 하여 실시되는 내연 기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 방법, 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치가 제안된다. 농후/희박 및 희박/농후 람다 값들 간의 변화시 램프형 변화(203)를 가지는 적어도 하나의 부분이 주어진다. 램프형 변화(203)에 의해 사전 제어의 점형태의 편차들 또는 허용 오차들이 제거되고 평균값을 적어도 근사하게 형성한다. 본 발명에 따른 조치는 촉매 변환기(115)의 질에 대한 척도인 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(OS_Sim)을 정확하게 검출할 수 있게 한다.
산소 저장력, 램프형 변화, 람다 점프, 제어장치 프로그램,

Description

내연 기관의 배기 영역 내에 배치되는 촉매 변환기를 진단하는 방법 및 상기 방법을 실시하는 장치{METHOD FOR THE DIAGNOSIS OF A CATALYTIC CONVERTER WHICH IS ARRANGED IN AN EXHAUST AREA OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}
본 발명은 독립 청구항들의 전제부에 따른, 내연 기관의 배기 영역 내에 배치되는 촉매 변환기를 진단(온-보드 진단)하는 방법 및 상기 방법을 실시하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 제어 장치 프로그램 및 제어 장치 프로그램 제품에 관한 것이다.
촉매 변환기의 산소 저장 용량은 내연 기관에 공급되는 공기-연료-혼합물의 희박 단계에서 산소를 흡수하고, 농후 단계에서는 다시 산소를 방출하기 위해 사용된다. 이로써, 바람직하지 않은 배기 가스 성분들이 효과적으로 변환될 수 있다. 그러나, 촉매 변환기의 노화에 따라 산소 저장 용량이 감소한다. 이로써 농후 단계에서 산화 반응을 위한 산소가 충분히 제공될 수 없다.
촉매 변환기의 산소 저장력의 평가에 기초하는 촉매 변환기 진단 방법은 특허 출원서 DE 24 44 334에 공지되어 있다. 내연 기관에는 람다 0.95의 농후 공기-연료-혼합물과 람다 1.05의 희박 공기-연료-혼합물이 교대로 공급된다. 촉매 변환기의 하류에 배치되는 점프 람다 센서가 농후 단계에서 산소 결핍을 검출하고 희박 단계에서 산소 초과를 검출한다. 하류-점프 람다 센서의 신호는, 촉매 변환기의 상류에 배치되는 점프 람다 센서가 제공하는 신호에 의해 시작되는 타이머를 정지시킨다. 농후 및 희박 단계에서 공기 비율 람다의 설정은, 람다 값 1 주위의 제한된 람다 범위만의 정확한 검출을 가능하게 하는 점프 람다 센서들이 사용됨에도, 람다 조정의 범주 안에서 주어진다. 화학량론적 연소를 위한 값 1과 공기 비율 람다와의 설정된 편차들은, 상기 2 개의 점프 람다 센서들의 특성 곡선들이 값 1과의 편차를 적어도 거의 양으로 검출하기에 충분하도록 결정되어 있다. 진단을 위해서는 적어도 거의 일정한 가스 유량이 전제된다. 이러한 일정한 가스 유량은, 공기량 센서 및/또는 스로틀 밸브-위치 발생기에 의해 제공되는 특정 신호가 주어지는 경우에만, 진단이 해제됨으로써 보장된다.
특허 출원 DE 41 12 480에 공지된, 역시 촉매 변환기의 산소 저장력의 평가에 기초하는 촉매 변환기 진단 방법은, 농후 및 희박 단계의 범주에서 촉매 변환기에 공급되는 산소량이, 측정되는 공기 흐름 및 촉매 변환기의 상류에서 광대역 람다 센서에 의해 측정되는 공기 비율 람다를 기초로, 적분에 의해 계산됨으로써 더 발전했다.
촉매 변환기의 상류에 점프 람다 센서(투 포인트 람다 센서)가 사용되면, 유입된 배기 가스의 산소 함량이 양으로 검출되기 어렵다. 이것은 농후 혼합물에는 물론 희박 혼합물에도 적용된다. 배기 가스 내 산소 함량을 검출하기 위한 방법은 내연 기관에 제공되는 공기-연료-작동 혼합물의 정확한 사전 제어로부터 출발한다. 그러나 사전 제어 에러는 진단 결과에 많은 영향을 준다.
본 발명의 목적은, 내연 기관의 배기 가스 영역 내에 배치되는 촉매 변환기를 진단하는 방법, 및 촉매 변환기의 산소 저장력의 검출시 정확성이 높은, 상기 방법을 실시하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항들에 제시되는 특징들에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 조치에 의해, 진단에 기초가 되는 촉매 변환기의 산소 저장력이 높은 신뢰도로 검출 가능하므로, 촉매 변환기 진단의 정확성 및 신뢰도가 향상된다.
농후 및 희박 람다 값들을 가지는 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형이 설정되는 경우, 설정된 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형이 램프(ramp)형 변화를 가지는 적어도 하나의 부분을 포함한다.
점프형 변화만을 갖는 대신, 램프형 변화를 가지는 적어도 하나의 부분의 설정은, 불가피한 사전 제어 에러의 관점에서 이루어진다. 이 경우, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형이 가질 수 있는 상이한 람다 값들에서, 어느 정도 상이한 크기의 사전 제어 에러가 나타난다는 것이 가정된다. 램프형 변화에 의해 사전 제어의 점 형태의 편차 또는 허용 오차가 평활화되고, 적어도 근사하게 평균값이 형성되므로, 진단하려는 촉매 변환기의 질에 대한 척도인 촉매 변환기의 산소-저장력의 계산시 사전 제어 에러의 영향이 감소한다.
램프형 변화는 희박 람다 값의 방향으로 및/또는 농후 람다 값의 방향으로 제공될 수 있다. 램프형 변화는 지속적으로 증가하거나 감소하는 함수로서 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 조치의 바람직한 실시 및 개선은 종속 청구항들에 제시된다.
하나의 실시예에서, 선형 램프형 변화가 설정된다. 이러한 선형 변화는 간단하게 프로그래밍될 수 있다.
다른 실시예에서, 시작-람다 값에 도달하기 위한 제 1 람다 점프는 램프형 변화의 시작시에 설정된다. 바람직하게는 제 1 람다 점프가 시작되는 희박/농후 최대-람다 값이 설정된다. 추가로 또는 대안으로, 종료-람다 값을 벗어나기 위한 람다 점프가 램프형 변화의 종료시에 주어진다. 또한 이 경우 제 2 람다 점프가 종료되는 희박/농후 최대-람다 값이 설정되는 것도 바람직하다. 적어도 하나의 점프형 변화는, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형의 적어도 하나의 진동의 주기가 가능한 짧도록 한다. 특히, 람다 점프가 농후/희박 최대-람다 값으로부터 시작하거나 또는 희박/농후 최대 람다 값에서 종료되면, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형의 적어도 하나의 진동의 가장 짧은 주기가 얻어질 수 있다.
제 2 시간 범위에서 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형의 람다-1-통과가 2포인트 특성 또는 점프 특성을 가지는 측정된 상류-람다 신호를 기초로 검출된다. 2포인트 특성 또는 점프 특성을 가지는 센서 신호를 제공하는 람다 센서는 특히 저렴하게 구입할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 촉매 변환기 진단을 대량으로 이용할 때 큰 비용 절감이 얻어진다.
진단 혼합물-람다-실제-신호 파형과 계산된 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형 간의 편차의 검출이, 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형의 람다-1-통과와 계산된 진단 혼합물-람다-신호 파형의 람다-1-통과 사이에서 나타나는 시간차를 기초로 이루어진다. 검출된 시간차는 설정된 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형의 보정 또는 진단의 중단에 사용된다.
전술한 방법을 실시하는 본 발명에 따른 장치는 상기 방법을 실시하기 위해 특수 제조된 제어 장치이다.
제어 장치는, 컴퓨터 프로그램으로서 방법의 단계들이 저장되는 바람직하게는 적어도 하나의 전기 메모리를 포함한다.
본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 상기 프로그램이 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행되면, 본 발명에 따른 방법의 모든 단계들이 실시되도록 제공된다.
기계적으로 판독 가능한 캐리어에 저장되는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품은, 프로그램이 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행되면 본 발명에 따른 방법을 실시한다.
본 발명에 따른 조치의 다른 바람직한 실시 및 개선은 다른 종속 청구항에 제시된다. 본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 하기 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 실시되는 기술적 프레임워크(framework)이고,
도 2는 시간에 따른 람다-신호 파형들이다.
도 1에는 흡입 영역(111) 내에 공기 검출기(112)를, 그리고 배기 영역(113) 내에 촉매 변환기(115)의 상류에 배치되는 상류-람다 센서(114)를, 및 촉매 변환기(115)의 하류에 배치되는 하류-배기 센서(116)를 포함하는 내연 기관(110)이 도시된다.
제어 장치(120)에, 공기 검출기(112)는 공기 신호(ms_L)를, 내연 기관(110)은 회전수(n)를, 상류-람다 센서(114)는 측정된 상류-람다 신호(lam_vK_Mes)를, 그리고 하류-람다 센서(116)는 측정된 하류-람다 신호(lam_nK-Mes)를 제공한다. 제어 장치(120)는 연료-조량부(121)에 연료 신호(m_K)를 제공한다.
상기 2 개의 람다 센서들(114, 116)은 바람직하게 경제적인 점프-람다 센서들로서 구현되므로, 측정된 람다 신호들(lam_vK_Mes, lam_nK_Mes)이 점프 특성을 가진다. 람다 센서들(114, 116)은 내연 기관(110)이 람다 = 1의 범위, 예컨대 람다 = 0.995 내지 1.005 범위의 람다 값으로 더 높은 정확도로 조절될 수 있는 공기-연료-혼합물로 작동되게 한다.
제공되는 촉매 변환기(115)의 진단은, 촉매 변환기(115)의 노화에 대한 척도로서 사용될 수 있는 촉매 변환기의 산소 저장력에 대한 적어도 하나의 척도의 검출을 기초로 한다. 여기에서 작은 산소-저장력은 노화한 촉매 변환기(115)를 의미한다.
내연 기관(110)의 적어도 하나의 작동 값이 설정된 조건을 만족시킬 때만, 진단이 실시될 수 있다. 예컨대 내연 기관(110)의 회전수(n) 또는 부하가 작동 값으로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 작동 값(n)이 임계값을 초과 또는 미달하거나, 또는 범위 내에 있는지를 검사하는 것과 더불어, 바람직하게, 미분 몫에 의해 근사해질 수 있는 미분 계수가 설정된 임계값 아래에 있는 지의 여부가 검사된다. 이로써, 내연 기관이 적어도 거의 정상의(stationary) 작동 상태에서 작동되는 것이 보장될 수 있다. 특성 값-결정부(130)에 제공되는 진단 이네이블 신호(Diag_Fg)가 주어지면, 진단이 이네이블(enable)되고 실시된다.
도 2에 도시된 제 1 시점(ti1) 전에, 내연 기관(110)이 공기-연료-작동 혼합물로 작동되고, 상기 혼합물의 람다 값은 예컨대 람다 = 1로 적어도 근사하게 결정되어 있다.
제 1 시점(ti1)에서 진단-이네이블 신호(Diag_Fg)가 나타난다. 특성 값-결정부(130)는 제 1 시점(ti1)에서 내연 기관(110)을 예컨대 람다 = 0.95의 농후 최대-람다 값(200)으로 결정된 진단 혼합물로 작동시킨다. 농후 최대-람다 값(200)으로의 변화는 바람직하게 점프 형태로 이루어진다. 진단 혼합물의 람다의 전체 시간적 변화는 도 2에서 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag-Sol)으로서 도시된다.
제 3 시점(ti3)에서 농후 최대-람다 값(200)으로부터 예컨대 0.99인 시작-람다 값(201)으로의 전환이 실시되고, 변화는 바람직하게 람다 점프(202)로 점프 형태로 이루어진다.
제 3 시점(ti3)은 하류-람다 센서(116)에 의해 제공되는 측정된 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)에 의해 결정되고, 상기 측정된 하류-람다 신호는 특성 값-결정부(130)에 제공된다. 도시되지 않은 측정된 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)가 촉매 변환기(115)의 하류에서 산소 결핍의 중단을 신호화하는 람다-1-통과를 적어도 근사하게 가지면, 전환이 실시된다.
제 3 시점(ti3) 후에 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 이루어지고, 이 경우 램프형 변화(203)는 시작-람다 값(201)으로부터 시작해서 늦어도 제 7 시점(ti7)에서 희박 최대-람다 값(204)에 도달됨으로써 종료된다. 램프형 변화(203)에는 예컨대 새로운 촉매 변환기(115)의 산소-저장력에 따라 결정되는 특정 기울기가 설정된다.
도시된 실시예에서는, 시작-람다 값(201)이 람다 값=1 상부, 희박 람다 범위에 놓이는 것이 전제된다. 람다 점프(202)는 아직 예컨대 람다 값 0.99의 농후 람다 범위에 있는 시작-람다 값(201)에 놓일 수 있다.
또한 도시된 실시예에서는 람다 점프(202)가 예컨대 0.95인 농후 최대-람다 값(200)으로부터 출발하는 것이 전제된다. 람다 점프(202)가 농후 람다 범위에 있는 0.95 내지 예컨대 0.99의 람다 값으로부터 출발하는 것도 고려될 수 있다.
상응하는 실시예는, 희박 람다 값으로부터 농후 람다 값으로의 변화시에도 가능하다. 람다 점프(202)는 이 경우, 희박 람다 범위, 바람직하게 희박 최대-람다 값(204)으로부터 출발한다. 람다 점프(202)는 예컨대 람다 값=1.00 상부, 희박 람다 범위에 아직 있거나 또는 람다 값=1.00 하부, 농후 람다 범위에 이미 있는 시작-람다 값(201)으로 진행된다.
도시된 실시예에서, 시작 람다 값(201) 후에, 농후 람다 범위로부터의 램프 형 변화(203)는 더 희박한 람다 값으로 진행한다. 또한, 시작-람다 값(201)은 더 높으며, 극단의 경우 희박 최대-람다 값(204)에 상응하고, 램프형 변화(203)는 이어서 더 농후한 람다 값들의 방향으로 강하할 수 있다. 농후 람다 범위로부터 희박 람다 범위로의 변화시 상응하게 진행될 수 있고, 그 후 램프형 변화(203)는 더 농후한 람다 값들로부터 덜 농후한 람다 값들로 진행될 수 있다.
또한, 시작-람다 값(201)이 농후 람다 범위에 놓인 경우, 램프형 변화(203)가 농후 람다 범위에서 상승 및 강하하는 방향으로 종료되는 것도 가능하다. 이에 상응하게, 시작-람다 값(201)이 희박 람다 범위에 있는 경우, 램프형 변화(203)는 희박 람다 범위에서 상승 및 강하하는 방향으로 종료되는 것도 가능하다.
도시된 실시예에서, 람다 점프(202) 앞에 일정한 람다 값이 주어지고, 도시된 실시예에서는 농후 최대 람다 값(200)이 주어졌다. 각각의 람다 점프(202)에는 램프형 변화(203)가 후속할 수 있다.
도 2에 도시되지 않은, 제 7 시점(ti7) 후, 희박 람다 범위로부터 농후 람다 범위로의 변화는 하류-람다 센서(116)에 의해 제공되는 측정된 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)에 따라 다시 결정된다. 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)가 촉매 변환기(115)의 하류에서 산소 초과의 중단을 신호화하는 람다-1-통과를 적어도 근사하게 다시 가지면, 전환이 실시된다.
촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)은 공기 신호(ms_L) 및 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)이 제공되는 특성 값-계산부(140)에서 적분에 의해 검출된다. 적분은, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)이 예컨대 1.05인 희박 최대-람다 값(204)에 따른 지속 시간에 걸쳐 실시된다. 이 경우 적분에 의해 촉매 변환기(115) 내에 저장되는 산소량이 얻어진다.
바람직하게 촉매 변환기 진단은, 다수의 주기에 걸친 산소-저장력(O2_Sim)의 계산의 평균값 형성이 실시될 수 있도록, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 다수의 주기들에 걸쳐 진행된다.
추가 또는 대안으로, 촉매 변환기(115) 내에 저장된 산소량(O2_Sim)이 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)이 예컨대 0.95의 농후 최대-람다 값(200)을 가지는 지속 시간에 걸친 적분에 의해서도 얻어질 수 있다.
진단 결과의 검출시, 실제 배기 영역(113)에 나타나는 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Diag_Is)의 람다가 설정된 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)과 -전파 시간에 의한 신호 지연 및 과도 상태를 제외하고- 일치하는 것이 전제된다. 경우에 따라 나타나는 편차들은 진단 결과에 직접 영향을 준다.
도시된 실시예에서는, 제 1 시점(ti1)과 제 3 시점(ti3) 사이에서 편차(210)가 나타난다. 편차(210)는 연료-조량부(121) 내의 부재들의 편차 또는 드리프트에 의해 나타날 수 있다. 편차(210)는 또한 공기 검출기(112)에서의 에러에 의해 또는 편차 또는 드리프트에 의해 나타날 수 있다. 편차(210)는 자세히 도시되지 않은 람다 조절기의 적응의 범위에서 경우에 따라 완전히 보상될 수 없다.
도 2에는 설정하려는 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Diag_Is)이 도시되고, 예컨대, 특히 람다 = 1.00의 상부, 희박 람다 범위에서, 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Diag_Is)과 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol) 간의 큰 편차가 나타나는 것이 전제된다. 이 경우, 비선형성 및 시간 종속성이 전제된다. 본 발명에 따라 제공된 램프형 변화(203)는 경우에 따라 상이한 에러가 나타나는 상이한 설정-람다 값들을 제어하고, 램프형 변화(203)는 사전 제어의 점 형태의 편차들 및 허용 오차들을 평활화시키고, 나타나는 에러에 대한 평균값 형성이 적어도 근사하게 이루어지므로, 사전 제어 에러가 적어도 평균으로는, 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 계산에 아주 적게 영향을 주는 것이 전제된다.
시간차-검출기(150)가 제공되는데, 이것은 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Dig_Is)의 람다-1-통과(211)와, 특성 값-계산부(140)에 의해 계산되는 진단 혼합물-람다-신호 파형(lam_Diag_Sim)의 람다-1-통과(212) 사이에 나타나는 시간차(ti_D)를 검출한다.
진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Diag_Is)의 람다-1-통과(211)는 제 4 시점(ti4)에서 나타나고 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 람다-1-통과(212)는 제 5 시점(ti5)에서 나타난다.
제 4 시점(ti4)과 제 5 시점(ti5) 사이에 있는 시간차(ti_D)는 사전 제어 에러에 대한 척도에 상응한다. 작은 시간차(ti_D)는 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형(lam_Diag_Is)과 계산된 진단 혼합물-람다-신호 파형(lam_Diag_Sim) 간의 양호한 일치에 상응한다. 이 경우 특성 값-계산부(140)에 의해 검출되는 산소-저장력(O2_Sim)이 신뢰성이 있다 간주되고 진단의 기초가 될 수 있다. 포지티브 또는 네가티브 방향으로 더 큰 시간차(ti_D)는 더 큰 편차(210)를 의미하므로, 검출된 산소-저장력(O2_Sim)은 에러가 있으며 이에 따라 진단 결과가 신뢰할 수 없는 것으로 간주된다.
검출된 시간차(ti_D)는 시간차-평가부(160)에서 진단 람다-보정 값 (lam_Diag_Korr)을 검출하는데 사용되고, 상기 보정 값은 특성 값-결정부(130)에 제공된다. 상기 특성 값-결정부(130)는 진단 람다-보정 값(lam_Diag_Korr)에 따라, 상승 또는 강하에 의해 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형 (lam_Diag_Sol)에 영향을 주어서, 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 다음 주기 동안, 제어된 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)과 설정하려는 진단 혼합물-람다-실제-신호 파형 간의 더 양호한 일치가 얻어진다. 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 영향을 주기 위해, 연료 신호(m_K) 또는 내연 기관의 공기 공급에도 작용이 가해질 수 있다.
또한, 검출된 시간차(ti_D)는 시간차-평가부(160)에서 에러 신호(F)를 검출하는데 사용된다. 이를 위해 시간차(ti_D)는 설정된 시간차-임계값(ti_D_Lim)과 비교된다. 시간차(ti_D)가 시간차-임계값(ti_D_Lim)을 초과하면, 에러 신호(F)가 출력되고, 상기 에러 신호에 의해 예컨대, 진단 결과가 신뢰 불가능한 것으로 간주되어 신호화될 수 있거나 또는 상기 에러 신호에 의해 진행 중인 진단이 중단될 수 있다. 또한, 에러 신호(F)는 이미 검출된 진단 결과가 포기되어야 한다는 것을 결정할 수 있다. 검출된 시간차(ti_D) 대신, 시간차(ti_D)의 미분 몫이 형성되고, 상기 몫은 경우에 따라 에러 신호(F)를 출력하기 위해, 몫-임계값과 비교된다.
도 2에는 하류-람다 센서(116)에 의해 제공되는 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)가 나타나는 제 2 시점(ti_D)이 도시되고, 상기 하류 람다 신호는, 촉매 변환기(115)가 도 2에 따른 실시예의 기초가 되는, 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 점프가 제 3 시점(ti3)에서 나타나는 촉매 변환기(115)의 산소-저장력보다, 더 적은 산소-저장력(O2_Sim)을 가지면 나타난다. 또한 제 2 시점(ti2)은 요구 조건을 충족시키는 제한-촉매 변환기의 산소-저장력(O2_Sim)에 상응해야 한다. 특정 임계값에 미달하는 제 1 시점(ti1)과 제 제 2 시점(ti2) 간의 시간차(ti_D)에서, 진단은 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 추가 계산 없이 중단되고 및 촉매 변환기(115)는 불충분하거나 에러가 있다고 평가된다.
도 2에는 또한, 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)이 매우 양호한 촉매 변환기(115)에 상응하는 값을 이미 가지는 제 6 시점(ti6)이 도시된다. 이 경우, 하류-람다-측정 신호(lam_nK_Mes)에서 점프가 나타나지 않으면, 원칙적으로 진단은 제 6 시점(ti6)에서 이미 중단될 수 있고 촉매 변환기(115)는 매우 양호한 것으로 평가될 수 있다. 그러나, 진단의 계속 실시는 촉매 변환기(115)의 실제 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 가능하게 한다. 이 경우, 배기 영역(113)에 나타나는 산소-농도가 더 이상 증가할 수 없도록, 진단 혼합물-설정-신호 파형 (lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가, 희박 최대-람다 값(204)에까지 진행되지 않고, 제 6 시점(ti6)부터 더 희박한 제한-람다 값(213)으로 제한되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라서, 내연 기관(110)이 산소 초과를 가지는 작동 단계에서 이미 작동되었다면, 농후 람다 범위에 있는 람다를 가지는 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)이 설정된다. 상기 작동 단계는 예컨대, 내연 기관(110)으로의 연료 공급이 완전히 중단되는 오버런(overrun) 차단 단계이다. 농후 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 범위에서 내연 기관(110)의 후속 작동은 촉매 변환기(116)로부터 산소를 제거시킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 검출되는 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 기초로 하여 실시되는 내연기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 방법에 있어서,
    상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)으로서, 먼저 농후한 최대-람다값(200)이 설정되고,
    하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 점프가 발생한 후 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)은 이미 희박 람다 범위에 있는 시작-람다값(201)까지 희박의 방향으로 변하고, 상기 시작-람다값(201)에서 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 시작되고,
    후속해서, 희박 시작-람다값(201)에서 시작해서 희박 종료-람다값(204)에서 끝나는 상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 설정되고,
    상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 파형(lam_Diag_Is)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(211)와 상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 계산된 파형(lam_Diag_Sim)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(212) 사이에 나타나는 시간 차(ti_D)가 검출되고,
    상기 시간 차(ti_D)가 커지는 경우 덜 농후한 최대-람다값(200)이 설정되거나 또는 상기 시간 차(ti_D)가 진단의 중단을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  2. 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 검출되는 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 기초로 하여 실시되는 내연기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 방법에 있어서,
    상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)으로서, 먼저 농후한 최대-람다값(200)이 설정되고,
    하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 점프가 발생한 후 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)은 여전히 농후 람다 범위에 있는 시작-람다값(201)까지 희박의 방향으로 변하고, 상기 시작-람다값(201)에서 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 시작되고,
    후속해서, 농후 시작-람다값(201)에서 시작해서 여전히 농후 람다 범위에 있는 농후 종료-람다값(204)에서 끝나는, 상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 설정되고,
    상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 파형(lam_Diag_Is)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(211)와 상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 계산된 파형(lam_Diag_Sim)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(212) 사이에 나타나는 시간 차(ti_D)가 검출되고,
    상기 시간 차(ti_D)가 커지는 경우 덜 농후한 최대-람다값(200)이 결정되거나 또는 상기 시간 차(ti_D)가 진단의 중단을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  3. 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 검출되는 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 기초로 하여 실시되는 내연기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 방법에 있어서,
    상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)으로서, 먼저 희박 최대-람다값(200)이 결정되고,
    하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 점프가 발생한 후 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)은 이미 농후 람다 범위에 있는 시작-람다값(201)까지 농후의 방향으로 변하고, 상기 시작-람다값(201)에서 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 시작되고,
    후속해서, 농후 시작-람다값(201)에서 시작해서 농후 종료-람다값에서 끝나는, 상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 설정되고,
    상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 파형(lam_Diag_Is)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(211)와 상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 계산된 파형(lam_Diag_Sim)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(212) 사이에 나타나는 시간 차(ti_D)가 검출되고,
    상기 시간 차(ti_D)가 커지는 경우 덜 농후한 최대-람다값(200)이 결정되거나 또는 상기 시간 차(ti_D)가 진단의 중단을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  4. 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 검출되는 촉매 변환기(115)의 산소-저장력(O2_Sim)의 검출을 기초로 하여 실시되는 내연기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 방법에 있어서,
    상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)으로서, 먼저 희박 최대-람다값(200)이 설정되고,
    하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 점프가 발생한 후 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)은 이미 희박 람다 범위에 있는 시작-람다값(201)까지 농후의 방향으로 변하고, 상기 시작-람다값(201)에서 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화(203)가 시작되고,
    후속해서, 희박 시작-람다값(201)에서 시작해서 희박 종료-람다값(204)에서 끝나는 상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)의 램프형 변화가 결정되고,
    상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 파형(lam_Diag_Is)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(211)와 상류-람다 신호(lam_vK_Mes)의 계산된 파형(lam_Diag_Sim)이 람다가 1인 값을 통과하는 지점인 람다-1-통과(212) 사이에 나타나는 시간 차(ti_D)가 검출되고,
    상기 시간 차(ti_D)가 커지는 경우 덜 농후한 최대 -람다값(200)이 결정되거나 또는 상기 시간 차(ti_D)가 진단의 중지를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    선형 램프형 변화(203)가 주어지는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 변환기(115)의 계산된 상기 산소-저장력(O2_Sim)이 임계값을 초과하면, 상기 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)에 의해 설정되는 람다 값이 제한-람다 값(213)으로 제한되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정된 하류-람다 신호(lam_nK_Mes)의 2개의 람다 점프들 간의 시간 차(ti_D)가 임계값에 미달하면, 진단이 중단되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    산소 초과를 가지는 상기 내연 기관(110) 작동 단계 후에, 농후 람다 범위에 있는 람다에 따라 진단 혼합물-람다-설정-신호 파형(lam_Diag_Sol)이 결정되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    산소 초과를 가지는 상기 내연 기관(110)의 상기 작동 단계는 상기 내연기관(110)으로의 연료 공급이 완전히 중단되는 오버런(overrun) 차단 단계에 상응하는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 방법.
  10. 내연기관(110)의 배기 영역(113) 내에 배치되는 촉매 변환기(115)의 진단 장치로서, 상류-람다 신호 및 하류-람다 신호의 측정을 위해, 상류-람다 센서(114) 및 하류-람다 센서(116)가 상기 촉매 변환기(115)의 상류 및 하류에 배치되는, 촉매 변환기의 진단 장치에 있어서,
    제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위해 배치된 제어 장치(120)가 제공되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 상류-람다 센서(114)가 점프-람다 센서인 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 진단 장치.
  12. 제어 장치 프로그램으로서,
    상기 제어 장치 프로그램이 제어 장치(120)에서 실행되면, 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계들을 실시하는 제어 장치 프로그램.
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