RU2256083C2 - Способ диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, блок управления и двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Способ диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, блок управления и двигатель внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2256083C2
RU2256083C2 RU2002120473/06A RU2002120473A RU2256083C2 RU 2256083 C2 RU2256083 C2 RU 2256083C2 RU 2002120473/06 A RU2002120473/06 A RU 2002120473/06A RU 2002120473 A RU2002120473 A RU 2002120473A RU 2256083 C2 RU2256083 C2 RU 2256083C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
mode
fuel
catalytic converter
Prior art date
Application number
RU2002120473/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002120473A (ru
Inventor
ШНАЙБЕЛЬ Эберхард (DE)
Шнайбель Эберхард
КОРИНГ Андреас (DE)
КОРИНГ Андреас
БЕЛЛЬМАНН Хольгер (DE)
БЕЛЛЬМАНН Хольгер
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU2002120473A publication Critical patent/RU2002120473A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2256083C2 publication Critical patent/RU2256083C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

При осуществлении способа диагностики каталитического нейтрализатора ДВС, предназначенного для установки на транспортном средстве, топливо впрыскивают непосредственно в камеру сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламеняют, а образующиеся при сгорании топлива отработавшие газы (ОГ) подают в каталитический нейтрализатор, во втором режиме работы непосредственно после сгорания дополнительно впрыскивают топливо, измеряют температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе или за ним и измеренную температуру сравнивают с пороговым значением. Представлена конструкция ДВС, в котором реализуется указанный способ диагностики, и блок управления для диагностики каталитического нейтрализатора. Такое выполнение позволяет определить степень старения катализатора. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу управления работой двигателя внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего ДВС транспортного средства, при осуществлении которого топливо непосредственно впрыскивают в камеру сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламеняют, а образующиеся при таком сгорании отработавшие газы (ОГ) подают в каталитический нейтрализатор. Изобретение относится далее к блоку управления для ДВС, прежде всего ДВС транспортного средства, а также к двигателю внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства.
Подобные способ, блок управления и ДВС известны по применению, например, так называемых систем с непосредственным впрыскиванием бензина и описаны, в частности, в US 5967113. В таких системах топливо впрыскивается в камеру сгорания ДВС на такте впуска в режиме с гомогенным смесеобразованием или такте сжатия в режиме с послойным смесеобразованием. Режим с гомогенным смесеобразованием предусмотрен преимущественно для работы ДВС при полной нагрузке, тогда как режим с послойным смесеобразованием используется при работе ДВС на холостом ходу и в диапазоне частичных нагрузок. Переключение с одного из указанных режимов на другой происходит в подобном ДВС с непосредственным впрыскиванием топлива, например, в зависимости от требуемого крутящего момента.
Для работы прежде всего в режиме с послойным смесеобразованием необходимо наличие каталитического нейтрализатора, способного промежуточно накапливать в катализаторе-накопителе образующиеся оксиды азота с целью их восстановления при последующей работе ДВС в режиме с гомогенным смесеобразованием. Подобный катализатор-накопитель аккумулирует оксиды азота при работе ДВС в режиме с послойным смесеобразованием и снова высвобождает их при работе ДВС в режиме с гомогенным смесеобразованием. Такой процесс накопления и высвобождения оксидов азота, а также связанное с таким процессом превращение этих оксидов азота в азот и кислород приводит к старению каталитического нейтрализатора.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой способ управления работой катализатора-накопителя для ДВС, который позволял бы определять степень старения такого катализатора-накопителя, а также создать пригодные для этой цели блок управления для диагностики каталитического нейтрализатора ДВС и собственно ДВС.
Эта задача в отношении указанного в начале описания типа способа решается согласно изобретению благодаря тому, что во втором режиме работы ДВС непосредственно после сгорания дополнительно впрыскивают топливо, измеряют температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе или за ним и измеренную температуру сравнивают с пороговым значением.
Образующиеся при работе ДВС отработавшие газы содержат токсичные компоненты, которые подвергаются каталитическому превращению в каталитическом нейтрализаторе в безвредные вещества. При этом речь идет прежде всего о таких токсичных компонентах, как несгоревшие углеводороды и моноксид углерода. При таком каталитическом превращении этих токсичных компонентов происходит повышение температуры образующихся ОГ. Однако по мере старения каталитического нейтрализатора и, как следствие, снижения его каталитической активности уровень, до которого повышается температура, постепенно снижается. Поэтому существует принципиальная возможность использовать подобное повышение температуры в качестве критерия оценки степени старения каталитического нейтрализатора.
Указанное повышение температуры в принципе происходит и без дополнительного впрыскивания топлива. Однако в этом случае и прежде всего при значительной степени старения каталитического нейтрализатора подобное повышение температуры столь незначительно, что на его основании уже становится невозможным определять с высокой достоверностью степень старения каталитического нейтрализатора.
Впрыскивание же дополнительного количества топлива приводит к дополнительному каталитическому превращению ОГ и тем самым к дополнительному повышению их температуры. В результате появляется возможность с более высокой достоверностью и надежностью определять степень старения каталитического нейтрализатора.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предлагается измерять повышение температуры и сравнивать его с повышением температуры, измеренным на новом или неисправном каталитическом нейтрализаторе, и затем сравнивать полученную при таком сравнении разность с верхним, соответственно нижним пороговым значением. Подобный подход позволяет простым путем определять тот момент, в который старение каталитического нейтрализатора достигло предельно допустимой степени.
Согласно еще одному предпочтительному варианту предлагается аналогичным образом измерять повышение температуры и сравнивать его со смоделированным повышением температуры, а затем сравнивать полученную при таком сравнении разность с верхним пороговым значением.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается измерять максимальную температуру и сравнивать ее с нижним пороговым значением. При подобном подходе обеспечивается наиболее простое и быстрое осуществление предлагаемого в изобретении способа.
Дополнительно впрыскиваемое топливо наиболее предпочтительно не подвергать воспламенению. В результате несгоревшее топливо попадает в виде несгоревших углеводородов, соответственно моноксида углерода непосредственно в выпускной трубопровод и в каталитический нейтрализатор, что приводит к повышению в нем температуры.
Особое значение имеет реализация предлагаемого в изобретении способа на базе элемента управления, предназначенного для блока управления ДВС, прежде всего ДВС транспортного средства. При этом в памяти такого элемента управления хранится программа, ориентированная на выполнение в вычислительном устройстве, прежде всего в микропроцессоре, и пригодная для осуществления предлагаемого в изобретении способа.
Задача изобретения решается также с помощью предлагаемого в изобретении блока управления для диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего ДВС транспортного средства, при этом в указанном ДВС предусмотрена возможность впрыскивания топлива непосредственно в его камеру сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламенения этого топлива, а также предусмотрена возможность подачи образующихся при сгорании отработавших газов (ОГ) в каталитический нейтрализатор. Согласно изобретению он выполнен с возможностью обеспечивать во втором режиме работы дополнительное впрыскивание топлива непосредственно после сгорания, измерять температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе или за ним и сравнивать эту температуру с пороговым значением.
Поставленная в изобретении задача решается также с помощью предлагаемого двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, в котором предусмотрена возможность впрыскивания топлива непосредственно в камеру сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламенения этого топлива, а также предусмотрена возможность подачи образующихся при сгорании отработавших газов (ОГ) в каталитический нейтрализатор и который оснащен блоком управления для диагностики каталитического нейтрализатора. Согласно изобретению указанный блок управления выполнен с возможностью обеспечивать во втором режиме работы дополнительное впрыскивание топлива непосредственно после сгорания, измерять температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе или за ним и сравнивать эту температуру с пороговым значением.
Другие отличительные особенности, возможности применения и преимущества изобретения рассмотрены ниже на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. При этом все рассмотренные в описании или представленные на чертежах отличительные признаки индивидуально и в любых сочетаниях характеризуют объект изобретения независимо от их компоновки в пунктах формулы изобретения или ссылки на них, а также независимо от их формулировки, соответственно представления в описании и на чертежах.
На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:
на фиг.1 - схематичное изображение одного из вариантов выполнения предлагаемого в изобретении двигателя внутреннего сгорания и
на фиг.2 - график, отражающий повышение температуры при работе ДВС, показанного на фиг.1.
На фиг.1 схематично показан устанавливаемый на транспортном средстве двигатель 1 внутреннего сгорания (ДВС), в цилиндре 3 которого с возможностью возвратно-поступательного движения установлен поршень 2. В цилиндре 3 имеется камера 4 сгорания, которая ограничена, в частности, поршнем 2, впускным клапаном 5 и выпускным клапаном 6. Впускной клапан 5 управляет соединением цилиндра с впускным трубопроводом 7, а выпускной клапан 6 управляет его соединением с выпускным трубопроводом 8.
В зоне впускного клапана 5 и выпускного клапана 6 в камеру 4 сгорания выступают клапанная форсунка 9 и свеча 10 зажигания. Клапанная форсунка 9 служит для впрыскивания топлива в камеру 4 сгорания. Свеча 10 зажигания предназначена для воспламенения топлива в камере 4 сгорания.
Во впускном трубопроводе 7 расположена поворотная дроссельная заслонка 11, регулирующая поступление воздуха в этот впускной трубопровод 7. Количество поступающего воздуха зависит от углового положения дроссельной заслонки 11. В выпускном трубопроводе 8 расположен каталитический нейтрализатор 12, служащий для нейтрализации отработавших газов (ОГ), образующихся при сгорании топлива.
В рассматриваемом варианте каталитический нейтрализатор 12 представляет собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор 12’, объединенный с катализатором-накопителем 12’’. Очевидно, однако, что возможно также применение каталитических нейтрализаторов иных типов и/или различных их сочетаний. Так, например, в системе выпуска ОГ могут быть предусмотрены дополнительный каталитический нейтрализатор, используемый в режиме пуска и прогрева двигателя, и основной каталитический нейтрализатор и иные их комбинации. Существенное значение при этом имеет лишь тот факт, что каталитический нейтрализатор 12 должен обеспечивать обработку и прежде всего каталитическое превращение токсичных компонентов ОГ, образующихся при работе ДВС 1, в безвредные вещества.
В каталитическом нейтрализаторе 12 предусмотрен датчик 13 температуры. Альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрен датчик 14 температуры, располагаемый в выпускном трубопроводе непосредственно за каталитическим нейтрализатором 12.
На вход блока 18 управления поступают сигналы 19, характеризующие измеренные различными датчиками рабочие параметры ДВС 1. Блок 18 управления формирует выходные сигналы 20, которые в виде управляющих воздействий, подаваемых на приводные и/или исполнительные механизмы, позволяют влиять на режим работы ДВС 1. Блок 18 управления предназначен, в частности, для управления рабочими параметрами ДВС 1 и/или для их регулирования. Для этой цели в блоке 18 управления предусмотрен микропроцессор, в памяти которого, выполненной, в частности, в виде флэш-памяти, хранится программа, на основании которой осуществляются указанные процессы управления и/или регулирования.
В первом режиме работы ДВС 1, так называемом режиме с гомогенным смесеобразованием, происходит частичное открытие, соответственно закрытие дроссельной заслонки 11 в зависимости от требуемой величины крутящего момента. Топливо впрыскивается клапанной форсункой 9 в камеру 4 сгорания при совершении поршнем 2 хода впуска. Воздух, одновременно впускаемый дроссельной заслонкой 11, завихряет впрыскиваемое топливо, которое в результате практически равномерно распределяется по камере 4 сгорания. После этого на такте сжатия происходит сжатие топливовоздушной смеси, которая в последующем воспламеняется свечой 10 зажигания. Расширяющиеся газы, которые образуются в результате воспламенения топлива, создают давление, под действием которого поршень 2 приводится в движение. Создаваемый при этом крутящий момент зависит в режиме с гомогенным смесеобразованием, в частности, от углового положения дроссельной заслонки 11. С целью снижения количества образующихся при сгорании топлива вредных веществ коэффициент избытка воздуха (λ) горючей смеси по возможности устанавливают равным единице.
Во втором режиме работы ДВС 1, так называемом режиме работы с послойным смесеобразованием, дроссельная заслонка 11 открыта на достаточно большую величину. При этом топливо впрыскивается клапанной форсункой 9 в камеру 4 сгорания при совершении поршнем 2 хода сжатия в определенное место непосредственно вблизи от свечи 10 зажигания, а также в некоторый заданный момент времени, предшествующий моменту зажигания. Затем топливо воспламеняется свечой 10 зажигания с образованием газов, которые, расширяясь, на следующем такте приводят поршень 2 в движение. В режиме с послойным смесеобразованием создаваемый крутящий момент в значительной степени зависит от количества впрыснутого топлива. Режим с послойным смесеобразованием предназначен в основном для работы ДВС 1 на холостом ходу и в диапазоне частичных нагрузок.
При работе двигателя в режиме с послойным смесеобразованием катализатор-накопитель 12’’ каталитического нейтрализатора 12 накапливает оксиды азота. В последующем режиме с гомогенным смесеобразованием оксиды азота вновь высвобождаются из катализатора-накопителя 12’’ и восстанавливаются в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе 12’.
В процессе подобного непрерывного накопления и высвобождения оксидов азота в катализаторе-накопителе 12’’ с течением времени накапливается и поглощаемая им сера. В результате способность катализатора-накопителя 12’’ аккумулировать оксиды азота снижается, что в последующем называется "старением" этого катализатора-накопителя. Продолжительное превращение определенных компонентов ОГ в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе 12’, в частности, в азот и кислород приводит к снижению его каталитической активности, т.е. способности катализировать указанное превращение, и тем самым к его старению.
Реакция каталитического превращения ОГ в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе 12’ носит экзотермический характер, и поэтому при ее протекании выделяется тепло. В результате повышается и температура ОГ, протекающих через каталитический нейтрализатор 12. Подобное повышение температуры регистрируется датчиком 13 температуры и/или датчиком 14 температуры. Одновременно из-за экзотермического характера указанной реакции повышается и температура самого каталитического нейтрализатора 12, что альтернативно или дополнительно регистрируется датчиком 13 температуры, а также - при его наличии - датчиком 14 температуры.
Однако обусловленное экзотермической реакцией повышение температуры не настолько велико, чтобы его можно было обнаружить с достаточно высокой степенью достоверности.
По этой причине при работе ДВС 1 в режиме с послойным смесеобразованием блок 18 управления непосредственно после сгорания горючей смеси инициирует дополнительное впрыскивание топлива в камеру 4 сгорания. Однако это топливо не воспламеняется. В результате это топливо поступает несгоревшим в выпускной трубопровод 8 и в каталитический нейтрализатор 12. Такое топливо из-за наличия в системе выпуска ОГ определенного количества кислорода и из-за преобладания в ней повышенной температуры реагирует в выпускном трубопроводе 8 и каталитическом нейтрализаторе 12 с этим кислородом. В результате температура ОГ в выпускном трубопроводе и в каталитическом нейтрализаторе 12 повышается.
Находящиеся в выпускном трубопроводе 8 ОГ, имеющие повышенную температуру, поступают также в каталитический нейтрализатор 12. В этом нейтрализаторе происходит дальнейшее повышение температуры, обусловленное каталитическим превращением ОГ, образовавшихся в результате дополнительного впрыскивания топлива. Тем самым при каталитическом превращении ОГ в каталитическом нейтрализаторе 12 его температура, а также температура ОГ повышаются до более высокого уровня.
Помимо этого более высокая температура поступающих в каталитический нейтрализатор 12 ОГ приводит также к происходящему в результате каталитического превращения повышению температуры ОГ в этом каталитическом нейтрализаторе 12 до более высокого уровня.
Тем самым дополнительное впрыскивание топлива непосредственно после сгорания горючей смеси при работе ДВС в режиме с послойным смесеобразованием в целом позволяет повышать до более высокого уровня температуру ОГ, которая возрастает в результате их превращения в каталитическом нейтрализаторе 12.
По мере старения каталитического нейтрализатора 12’ его способность катализировать превращение проходящих через него ОГ снижается. В результате снижается и интенсивность взаимодействия топлива с кислородом в каталитическом нейтрализаторе 12, и, как следствие, снижается уровень, до которого при таком взаимодействии повышается температура. Подобное снижение способности каталитического нейтрализатора катализировать превращение ОГ приводит также к снижению интенсивности обусловленной таким превращением экзотермической реакции, а тем самым и к снижению уровня, до которого в результате этой реакции повышается температура.
Блок 18 управления непрерывно контролирует фактически регистрируемое в процессе работы ДВС 1 повышение температуры. Подобный контроль может состоять в сравнении фактического повышения температуры с повышением температуры, зарегистрированным для нового трехкомпонентного каталитического нейтрализатора 12’, соответственно для нового каталитического нейтрализатора 12. Альтернативно или дополнительно к этому можно сравнивать фактическое повышение температуры с повышением температуры, зарегистрированным для неисправного трехкомпонентного каталитического нейтрализатора 12’, соответственно каталитического нейтрализатора 12. Аналогичным образом альтернативно или дополнительно можно сравнивать фактическое повышение температуры со смоделированным повышением температуры.
При контроле, основанном на сравнении с новым каталитическим нейтрализатором 12, разность между фактически зарегистрированным повышением температуры и повышением температуры, зарегистрированным для нового каталитического нейтрализатора 12, постоянно увеличивается. Когда эта разность между фактическим повышением температуры и повышением температуры, зарегистрированным для нового каталитического нейтрализатора 12, превысит верхнее пороговое значение, блок 18 управления делает вывод о том, что старение каталитического нейтрализатора 12 достигло степени, при которой он уже не в состоянии обеспечить достаточную нейтрализацию ОГ. На основании этого блок 18 управления выдает, например, сигнал, указывающий водителю или мастеру по техническому обслуживанию автомобиля на необходимость замены каталитического нейтрализатора 12 на новый.
При контроле, основанном на сравнении с неисправным каталитическим нейтрализатором 12, разность между фактически зарегистрированным повышением температуры и повышением температуры, зарегистрированным для неисправного каталитического нейтрализатора 12, постоянно уменьшается, и поэтому такая разность сравнивается с нижним пороговым значением, по достижении которого каталитический нейтрализатор 12 необходимо заменить на новый.
При контроле, основанном на моделировании повышения температуры, разность между этим смоделированным повышением температуры и фактически зарегистрированным повышением температуры также постоянно увеличивается, и поэтому такая разность сравнивается с верхним пороговым значением, по достижении которого каталитический нейтрализатор 12 необходимо заменить на новый.
Альтернативно или дополнительно к этому контроль можно осуществлять сравнением абсолютных температур. Подобный подход проиллюстрирован на фиг.2.
На фиг.2 представлена зависимость температуры ОГ на выходе каталитического нейтрализатора 12 от времени. До момента t1 ДВС 1 работает в режиме с послойным смесеобразованием. Примерно в момент t1 в камеру сгорания непосредственно по завершении процесса сгорания в ней горючей смеси дополнительно впрыскивается топливо. Такое дополнительное впрыскивание топлива и происходящее в результате него дополнительное превращение каталитическим нейтрализатором 12 образующихся ОГ приводят к дополнительному повышению температуры ОГ.
Указанное дополнительное повышение температуры, обусловленное дополнительным впрыскиванием топлива, равнозначно повышению температуры до максимального значения, регистрируемого датчиком 13 температуры и/или датчиком 14 температуры. С течением времени эта максимальная температура из-за старения каталитического нейтрализатора 12 непрерывно снижается.
До тех пор пока каталитический нейтрализатор 12 еще не достиг предельно допустимой степени старения и поэтому еще обладает достаточной каталитической активностью, максимальная температура всегда превышает нижнее пороговое значение 15. Этому состоянию соответствует кривая, обозначенная на фиг.2 позицией 16.
Когда же каталитическая активность каталитического нейтрализатора 12 снижается до уровня, при котором он уже не в состоянии обеспечить необходимое превращение ОГ, т.е. когда каталитический нейтрализатор 12 достигает предельно допустимой степени старения и тем самым не пригоден для дальнейшего использования, максимальная температура уже не превышает вышеуказанного порогового значения 15. Этому состоянию соответствует кривая, обозначенная на фиг.2 позицией 17.
Начиная с момента t2, ДВС 1 вновь переводится блоком 18 управления на работу в режиме с послойным смесеобразованием.
Рассмотренный выше способ можно использовать для непрерывного контроля ДВС 1 в процессе его работы. Альтернативно или дополнительно к этому такой способ можно использовать в диагностических целях для определения степени старения каталитического нейтрализатора 12.

Claims (7)

1. Способ диагностики каталитического нейтрализатора (12) двигателя (1) внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего ДВС транспортного средства, при осуществлении которого топливо впрыскивают непосредственно в камеру (4) сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламеняют, а образующиеся при сгорании топлива отработавшие газы (ОГ) подают в каталитический нейтрализатор (12), отличающийся тем, что во втором режиме работы непосредственно после сгорания дополнительно впрыскивают топливо, измеряют температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе (12) или за ним и измеренную температуру сравнивают с пороговым значением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют повышение температуры, которое сравнивают с повышением температуры, измеренным на новом или неисправном каталитическом нейтрализаторе, (12), и полученную при таком сравнении разность сравнивают с верхним, соответственно нижним пороговым значением.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что измеряют повышение температуры, которое сравнивают со смоделированным повышением температуры, и полученную при таком сравнении разность сравнивают с верхним пороговым значением.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что измеряют максимальную температуру, которую сравнивают с нижним пороговым значением (15).
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно впрыскиваемое топливо не воспламеняют.
6. Блок (18) управления для диагностики каталитического нейтрализатора (12) двигателя (1) внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего ДВС транспортного средства, при этом в указанном ДВС (1) предусмотрена возможность впрыскивания топлива непосредственно в его камеру (4) сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламенения этого топлива, а также предусмотрена возможность подачи образующихся при сгорании отработавших газов (ОГ) в каталитический нейтрализатор (12), отличающийся тем, что он выполнен с возможностью обеспечивать во втором режиме работы дополнительное впрыскивание топлива непосредственно после сгорания, измерять температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе (12) или за ним и сравнивать эту температуру с пороговым значением.
7. Двигатель (1) внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, в котором предусмотрена возможность впрыскивания топлива непосредственно в камеру (4) сгорания в первом режиме работы на такте впуска и во втором режиме работы на такте сжатия и воспламенения этого топлива, а также предусмотрена возможность подачи образующихся при сгорании отработавших газов (ОГ) в каталитический нейтрализатор (12), и который оснащен блоком (18) управления для диагностики каталитического нейтрализатора (12), отличающийся тем, что указанный блок (18) управления выполнен с возможностью обеспечивать во втором режиме работы дополнительное впрыскивание топлива непосредственно после сгорания, измерять температуру ОГ в каталитическом нейтрализаторе (12) или за ним и сравнивать эту температуру с пороговым значением.
RU2002120473/06A 1999-12-31 2000-11-17 Способ диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, блок управления и двигатель внутреннего сгорания RU2256083C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19963932A DE19963932A1 (de) 1999-12-31 1999-12-31 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE19963932.9 1999-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002120473A RU2002120473A (ru) 2004-01-20
RU2256083C2 true RU2256083C2 (ru) 2005-07-10

Family

ID=7935098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002120473/06A RU2256083C2 (ru) 1999-12-31 2000-11-17 Способ диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, блок управления и двигатель внутреннего сгорания

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6761023B1 (ru)
EP (1) EP1247007B1 (ru)
JP (1) JP2003519318A (ru)
KR (1) KR20020072561A (ru)
CN (1) CN1203248C (ru)
DE (2) DE19963932A1 (ru)
RU (1) RU2256083C2 (ru)
WO (1) WO2001049987A1 (ru)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451197C1 (ru) * 2008-03-03 2012-05-20 Янмар Ко., Лтд Двигатель
RU2484269C2 (ru) * 2007-08-31 2013-06-10 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Способ проверки степени старения катализатора на борту транспортного средства
RU2516058C2 (ru) * 2008-11-06 2014-05-20 Валео Систем Де Контроль Мотёр Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора
RU2555162C2 (ru) * 2009-11-16 2015-07-10 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Способ диагностирования каталитического устройства системы дополнительной обработки выхлопных газов двигателя
RU2566872C2 (ru) * 2010-07-20 2015-10-27 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Компенсация кислородосодержащих видов топлива в дизельном двигателе
RU2570956C2 (ru) * 2010-07-20 2015-12-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Компенсация применения кислородосодержащего топлива в дизельном двигателе
RU2622347C2 (ru) * 2012-04-23 2017-06-14 Ман Трак Унд Бас Аг Способ и устройство для проверки работоспособности катализатора окисления no
RU2623321C1 (ru) * 2013-05-30 2017-06-23 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов
RU2624308C1 (ru) * 2013-05-30 2017-07-03 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа
RU2701031C1 (ru) * 2016-11-24 2019-09-24 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система диагностики неисправностей для оборудования очистки выхлопных газов
RU2702062C2 (ru) * 2014-10-13 2019-10-03 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ и система интегрального контроля каталитического нейтрализатора (варианты)
RU2756504C1 (ru) * 2019-11-21 2021-10-01 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Способ оценки концентрации компонентов серы в бензине

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10137134B4 (de) * 2001-07-30 2004-09-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschime insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE10207293B4 (de) * 2002-02-21 2005-02-24 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Abgasreinigungsanlage und entsprechende Abgasreinigungsanlage
DE10258278A1 (de) * 2002-12-13 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Katalysatortemperatur-Modellierung bei exothermem Betrieb
DE10323247A1 (de) * 2003-05-22 2004-12-09 Umicore Ag & Co.Kg Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems aus einem Dieselmotor mit einem Dieseloxidationskatalysator zur Abgasreinigung
DE10358195A1 (de) * 2003-12-12 2005-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Bauteils
DE102004007591B4 (de) * 2004-02-17 2011-06-01 Audi Ag Verfahren zur Überprüfung der Konvertierungsfähigkeit eines Katalysators
US8443589B2 (en) 2004-06-18 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Diesel oxidation catalyst efficiency diagnostic method
DE102004030199A1 (de) * 2004-06-22 2006-01-19 Adam Opel Ag Abschätzung der Temperatur eines Katalysators und Anwendungen dafür
JP2006169997A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Nissan Motor Co Ltd 触媒の劣化判定装置
DE102005040906A1 (de) * 2005-08-30 2007-03-08 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Überwachung eines Abgasreinigungsbauteils
JP4262260B2 (ja) * 2006-05-12 2009-05-13 株式会社日立製作所 内燃機関の診断装置
US7841173B2 (en) * 2007-06-01 2010-11-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Conservation of energy catalyst monitor
FR2917123A1 (fr) * 2007-06-07 2008-12-12 Renault Sas Procede de surveillance de l'efficacite catalytique d'un convertisseur catalytique
US20100050757A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Detroit Diesel Corporation Method and system to determine the efficiency of a diesel oxidation catalyst
US8621854B2 (en) * 2010-06-29 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining an age of and controlling a selective catalytic reduction catalyst
DE102011005463A1 (de) 2011-03-11 2012-09-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Systems, bei dem eine Stellgröße eines Stellglieds gesteuert werden kann
FR3005104B1 (fr) * 2013-04-30 2015-04-10 Renault Sa Dispositif et procede de controle de l'etat de fonctionnement d'un organe de traitement d'effluents gazeux d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
US9528422B2 (en) * 2013-08-06 2016-12-27 GM Global Technology Operations LLC Particulate filter washcoat diagnosis based on exothermic substrate temperature
CN106194361B (zh) * 2016-09-21 2018-11-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种降低vvt发动机过高排气温度的方法
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US12017506B2 (en) 2020-08-20 2024-06-25 Denso International America, Inc. Passenger cabin air control systems and methods
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4017547A1 (de) * 1990-05-31 1991-12-05 Werner Schrimpf Abgasreinigungsanlage fuer ottomotoren
DE4302779C2 (de) * 1993-02-02 1995-10-05 Porsche Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von im Abgasstrang, von mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugen eingesetzten Abgaskatalysatoren
JP3157061B2 (ja) * 1993-04-26 2001-04-16 株式会社日立製作所 触媒劣化診断システム
DE4330997A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Überwachung des Anspringverhaltens eines Katalysatorsystems in einem Kraftfahrzeug
DE4426020B4 (de) * 1994-07-22 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Katalysators im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine
KR100441814B1 (ko) * 1995-09-22 2004-11-10 로베르트 보쉬 게엠베하 내연기관의제어방법및장치
US5630315A (en) * 1995-10-06 1997-05-20 General Motors Corporation Catalyst diagnostic system and method
US5706652A (en) * 1996-04-22 1998-01-13 General Motors Corporation Catalytic converter monitor method and apparatus
JP3750195B2 (ja) * 1996-05-30 2006-03-01 株式会社デンソー 内燃機関の窒素酸化物浄化装置
DE19644407C2 (de) * 1996-10-25 1999-09-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Reduzierung der Emissionen einer Brennkraftmaschine
JP3257423B2 (ja) 1996-12-12 2002-02-18 三菱自動車工業株式会社 排気昇温装置
DE19712356C1 (de) * 1997-03-25 1998-07-09 Daimler Benz Ag Verfahren zum Vermindern von schädlichen Abgasemissionen eines mit magerem Kraftstoff/Luftgemisch betriebenen Otto-Motores
US5983630A (en) * 1997-07-01 1999-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injecting device for an engine
JP3424557B2 (ja) * 1997-08-06 2003-07-07 マツダ株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE19736233C2 (de) * 1997-08-20 2001-03-29 Siemens Ag Verfahren zum Überprüfen eines Katalysators
DE19746519A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum einer direkt einspritzenden Viertakt-Otto-Brennkraftmaschine
DE19811574A1 (de) 1998-03-17 1999-09-23 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators einer Brennkraftmaschine
DE19824915C1 (de) * 1998-06-04 1999-02-18 Daimler Benz Ag Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
US6240721B1 (en) * 1998-09-17 2001-06-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine and method for controlling an internal combustion engine
JP3285002B2 (ja) * 1999-02-19 2002-05-27 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JP3607980B2 (ja) * 1999-12-16 2005-01-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US6408616B1 (en) * 2000-07-20 2002-06-25 Ford Global Technologies, Inc. Diesel OBD-II system for detection of degradation of catalyst activity

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484269C2 (ru) * 2007-08-31 2013-06-10 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Способ проверки степени старения катализатора на борту транспортного средства
RU2451197C1 (ru) * 2008-03-03 2012-05-20 Янмар Ко., Лтд Двигатель
RU2516058C2 (ru) * 2008-11-06 2014-05-20 Валео Систем Де Контроль Мотёр Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора
RU2555162C2 (ru) * 2009-11-16 2015-07-10 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Способ диагностирования каталитического устройства системы дополнительной обработки выхлопных газов двигателя
RU2566872C2 (ru) * 2010-07-20 2015-10-27 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Компенсация кислородосодержащих видов топлива в дизельном двигателе
RU2570956C2 (ru) * 2010-07-20 2015-12-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Компенсация применения кислородосодержащего топлива в дизельном двигателе
RU2622347C2 (ru) * 2012-04-23 2017-06-14 Ман Трак Унд Бас Аг Способ и устройство для проверки работоспособности катализатора окисления no
RU2623321C1 (ru) * 2013-05-30 2017-06-23 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов
RU2624308C1 (ru) * 2013-05-30 2017-07-03 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа
RU2702062C2 (ru) * 2014-10-13 2019-10-03 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ и система интегрального контроля каталитического нейтрализатора (варианты)
RU2701031C1 (ru) * 2016-11-24 2019-09-24 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система диагностики неисправностей для оборудования очистки выхлопных газов
RU2756504C1 (ru) * 2019-11-21 2021-10-01 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Способ оценки концентрации компонентов серы в бензине

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020072561A (ko) 2002-09-16
US6761023B1 (en) 2004-07-13
CN1203248C (zh) 2005-05-25
EP1247007A1 (de) 2002-10-09
DE19963932A1 (de) 2001-07-12
WO2001049987A1 (de) 2001-07-12
DE50013985D1 (de) 2007-03-08
CN1415046A (zh) 2003-04-30
EP1247007B1 (de) 2007-01-17
JP2003519318A (ja) 2003-06-17
RU2002120473A (ru) 2004-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2256083C2 (ru) Способ диагностики каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства, блок управления и двигатель внутреннего сгорания
CN109989813B (zh) 废气后处理系统和用于内燃机的废气后处理的方法
KR102602970B1 (ko) 내연기관의 배기가스 후처리 시스템 및 배기가스 후처리 방법
US8091404B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus for NOx sensor
US6983589B2 (en) Diesel aftertreatment systems
US7958720B2 (en) Combustion control apparatus for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
US20100132334A1 (en) Method and device for monitoring the regeneration of a pollution-removal system
US6990854B2 (en) Active lean NOx catalyst diagnostics
US6889497B2 (en) Method and controller for operating a nitrogen oxide (NOx) storage catalyst
RU2707236C2 (ru) Способ (варианты) для устранения последствий течи инжектора транспортного средства
US9238987B2 (en) Method and device for testing the function capacity of an NO oxidation catalyst
US11415033B2 (en) Method for operating a petrol engine, in particular of a motor vehicle, and motor vehicle
US8381513B2 (en) Internal combustion engine system
RU2261340C2 (ru) Способ управления работой каталитического нейтрализатора двигателя внутреннего сгорания, элемент управления для блока управления двигателем внутреннего сгорания, блок управления для двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания
US8112988B2 (en) System and method for desulfating a NOx trap
CN100520030C (zh) 用于内燃机的诊断设备和诊断方法
US9677451B2 (en) Electronic control module for an internal combustion engine
US6102015A (en) Diagnostic device and method for exhaust gas recirculation system
KR20010102446A (ko) 엔진의 저장 촉매 컨버터를 작동시키기 위한 방법
US11346293B2 (en) Control device for internal combustion engine
KR20020068062A (ko) 내연 기관의 저장 촉매 변환기 작동 방법
US7325394B2 (en) System and method for desulfating a NOx trap
US20070039311A1 (en) Method for operating a component part disposed in an exhaust gas region of an internal combustion engine and device for implementing the method
Buckland et al. Automotive emissions control
JP4669185B2 (ja) 内燃機関の貯蔵触媒の作動方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061118