JPH0771233A - 排気ガス触媒の機能を検査する方法 - Google Patents

排気ガス触媒の機能を検査する方法

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JPH0771233A
JPH0771233A JP6010667A JP1066794A JPH0771233A JP H0771233 A JPH0771233 A JP H0771233A JP 6010667 A JP6010667 A JP 6010667A JP 1066794 A JP1066794 A JP 1066794A JP H0771233 A JPH0771233 A JP H0771233A
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JP
Japan
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exhaust gas
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internal combustion
combustion engine
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JP6010667A
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Stephan Pelters
シユテファン・ペルタース
Dietmar Schwarzenthal
ディートマール・シユヴァルツェンタール
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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    • 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
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒の老化状態および転換率を迅速かつ確実
に検査することができる方法を提供する。 【構成】 内燃機関１の排気管列６に装着された排気ガ
ス触媒７の転換率を検査するために、先ず最初に、或る
時間の間、第１の運転状態は一定の限界条件を維持する
必要がある。これが満たされると、第２の時間におい
て、例えば惰性運転中、この状態に一致しない排気ガス
パルスが発生させられ、触媒の下流に設けた温度センサ
の反応が評価される。排気ガスパルスのために、排気ガ
ス温度の変化が所定の限界値内にないと、許容されない
低い転換率を示す信号が発せられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気管列に
装着された排気ガス触媒の機能を検査するための方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第４０２７２０７
号明細書から、触媒に付設された複数の温度センサによ
る監視方法が知られている。この場合、温度測定量の長
期間の観察によって温度平均値が求められ、所定の限界
値と比較される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、触媒の老化状態、すなわち触媒の転換率を迅速か
つ確実に推断することができる、排気ガス触媒の機能を
検査するための方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は冒頭に述べた
種類の方法において、内燃機関の排気管列に装着された
排気ガス触媒の機能を検査するための方法において、
ａ）第１の時間の間の内燃機関を運転し、実際に検出さ
れ制御装置によって処理された、内燃機関およびまたは
排気管列の一つまたは複数のパラメータを確認するこ
と、この場合パラメータはこの時間の間この運転状態を
確かめるために、一定の限界条件を満たさなければなら
ない、ｂ）検出された少なくとも一つのパラメータが所
定の目標値に一致しているかあるいは検出された内燃機
関の少なくとも一つのパラメータの値の変化によって内
燃機関の第２の運転状態を生じるとき、第１の運転状態
で第２の時間の間内燃機関を運転し、実際のパラメータ
値と所定の目標値の比較によってこの第２の運転状態を
知ること、ｃ）第２の時間の間の運転状態に一致しない
排気ガスパルスによって排気ガス触媒を負荷すること、
ｄ）排気ガスパルスによって変化する、排気管列の第１
の少なくとも一つのパラメータの値を検出し、ｅ）排気
ガスパルスによる負荷の前または負荷中に検出されたパ
ラメータ値とこの負荷の後で検出されたパラメータ値と
の少なくとも一つの第１のパラメータ差を求め、この第
１のパラメータ差を所定の第１の目標差範囲と比較し、
この第１のパラーメタ差がこの目標差範囲内にあるとき
には、方法を継続することと、ｆ）第１のパラメータの
変化を評価し、この方法の段階を一度または何度も実施
した後でこの変化が目標変化から偏差を有するときに、
排気ガス触媒が機能していないことを示す信号を発し、
この機能していないことを制御装置のエラーメモリに記
憶することによって解決される。
【０００５】内燃機関において請求項１の方法が適用さ
れると、この方法は数秒以内に、排気ガス触媒の触媒転
換率に関する実際の情報を生じる。この方法は内燃機関
又は内燃機関を備えた自動車のいろいろな運転状態にお
いて実施可能であり、例えばアイドリング時、惰性運転
または任意の部分負荷運転時に行うことができる。
【０００６】先ず最初に、内燃機関が第１の時間の間運
転され、実際に検出されたパラメータに基づいて第１の
運転状態が電子制御装置によって確かめられる。そのた
めに、このパラメータは一定の先行時間の間に決められ
た限界条件を満足しなければならない。この第１の運転
状態では、内燃機関と排気管列の調整された条件が生じ
るので、実際の走行運転で充分な再現性が与えられる。
この場合に検出されたパラメータは例えばエンジン負荷
またはエンジン回転数である。このエンジン負荷とエン
ジン回転数は先行時間の間、一定の負荷−およびまたは
回転数集合体あるいは範囲または限界値を満足しなけれ
ばならない。
【０００７】この第１の運転状態が確かめられた後で、
検出されたパラメータの少なくとも一つが所定の目標値
に一致しているかまたは、例えば自動車を操作する人に
よってスロットル弁角度を惰性運転に変えることによ
り、検出された内燃機関パラメータの少なくとも一つの
値が変化することによって第２の運転状態が生じるとき
に、内燃機関は第２の時間の間、更にこの第１の運転状
態で運転される。続いて、この状態は、パラメータ値と
所定の目標値との比較によって確認される。第２の運転
状態は、パラメータが目標値を満足する任意の部分負荷
運転点であってもよい。
【０００８】他の段階では、第２の時間において第１の
運転状態の間あるいは第２の運転状態を確認した後で、
排気ガス触媒がこの状態に一致しない内燃機関の排気ガ
スパルスによって負荷される。このパルスは例えばアイ
ドリング運転において、内燃機関の少なくとも一つのシ
リンダの噴射燃料両がアイドリング運転に一致せず、そ
の結果制御された化学量論以下または以上のエンジン運
転を生じることによって発生する。
【０００９】通常、燃料の供給を中断する惰性運転の間
は、排気ガスパルスは例えば、少なくとも一つのシリン
ダへの燃料の噴射によって発生する。このシリンダの点
火はこの目的のために中断可能である。
【００１０】任意の部分負荷点で、排気ガスパルスを同
様に、燃料量または点火を用いて前記の例によって発生
させることができる。次の段階では、排気ガスパルスに
よって変化する、内燃機関の排気管列の少なくとも一つ
の第１のパラメータが検出される。このパラメータは例
えば排気ガス触媒の手前、触媒の中あるいは触媒の後で
温度センサによって検出された少なくとも一つの温度で
あってもよい。この温度は例えば濃い混合気による短時
間の走行運転によって上昇する。その代わりに、ガスゾ
ンデで検出したガスの濃度を測定してもよい。例えば、
ラムダゾンデで酸素濃度を測定してもよい。
【００１１】この第１のパラメータ値の変化を評価する
前に、次の段階では、中断基準が検査される。これによ
り、方法の実施中に予想されないことに基づいて一定の
パラメータが変化し、転換率がもはや信用できなくなっ
ても、評価が開始されることが回避される。
【００１２】排気ガスパルスによる負荷の前または負荷
中に検出された少なくとも一つのパラメータ値と、負荷
の後のその値とから、第１のパラメータ差が求められ、
所定の第１の目標差範囲と比較される。例えば惰性運転
時に急ブレーキをかけることにより、前記の時間の間
に、回転数が許容されないほど変化すると、方法が中断
される。このパラメータ差が目標差範囲内にあると、最
後に、第１のパラメータの評価は、その変化を所定の目
標変化と比較することによって行われる。
【００１３】前記の方法段階を一回または複数回実施し
た後で、目標変化からの偏差が許容されない場合には、
触媒が機能しないことを示す信号が発せられ、制御装置
に記憶され、例えば自動車の計器ボードでエラー報告と
して表示される。
【００１４】機能を発揮しないということは、転換の作
用全体の欠損によって決定されるのではなく、所定の限
界値によって決められる。負荷の後で検出された第１の
パラメータの値を、記憶された所定の目標値と比較する
ことにより、評価を非常に簡単にかつ時間を節約するよ
うに行うことができる。この場合、この比較によって検
出された変化は目標変化範囲と比較される。
【００１５】これの変形例では、第１のパラメータの値
の変化を直接測定することにより、達成される。この場
合、その値は第２の時間において付加的に検出される。
両値から、第２のパラメータ差が求められ、記憶された
所定の第２の目標差範囲と比較される。
【００１６】排気管列に装着した排気ガス触媒は、比較
的に大容量の主たる触媒として用いてもよいし、比較液
に小容量のスタート触媒として用いてもよい。本発明に
よる方法はたったの２〜３秒で実施することができる。
従って、走行運転中の短時間加えられる排気ガスパルス
の不利な作用を感じることはない。
【００１７】排気ガスパルスが燃料の追加噴射によって
生じる場合には、そのために必要な燃料と、その結果放
出される排気ガス両は無視できるほど少ない。制御装置
の目標変化または限界条件を調節することにより、いろ
いろな内燃機関、いろいろな触媒の固有の老化特性およ
び厳しくなった法律的条件に対して個々に適合させるこ
とが可能である。
【００１８】
【実施例】次に、図に基づいて本発明の実施例を詳しく
説明する。図示していない自動車に使用される内燃機関
１は、吸気装置２と、吸気管３に作用する燃料用噴射装
置４を備えている。供給された空気と燃料の混合気を点
火するために、点火プラグ５が役立つ。排気ガスは排気
ガス触媒７を備えた排気管列６を経て排出される。電子
制御装置８は信号を導く導線９を介して、負荷信号Ｌと
してのスロットル弁角度ＤＷを検出するための角度セン
サ１０、内燃機関回転数Ｎを検出するための回転数セン
サ１１、噴射装置４、点火プラグ５および排気ガス温度
Ｔを検出するための温度センサ１２に接続されている。
【００１９】内燃機関１の運転中、センサ１０，１１に
よって検出された、スロットル弁角度ＤＷと内燃機関回
転数Ｎのパラメータの値は、制御装置８によって連続的
に記録される。例えば６０秒の第１の時間ｔ１２の間こ
の値が制御装置８に記憶された一定の負荷−、回転数−
および温度集合体を満たすと、この制御装置８は時間ｔ
１２の終わりに時点ｔ２において第１の運転状態Ｂ１を
保持する。いまや、内燃機関１と排気管列６はプロセス
を続行する状態にある。
【００２０】時間ｔ１２によって決められた時間が絶え
ず更新される運転の他の過程において、スロットル弁角
度ＤＷを惰性運転に相当する値に戻すことによって、内
燃機関の運転状態が変化する。この値については制御装
置８に目標値が記憶されている。実際に検出されたスロ
ットル弁角度ＤＷとこの目標値を絶えず比較することに
より、この目標値が達成されると、惰性運転が第２の運
転状態Ｂ２として制御装置８によって確認される。その
間、噴射装置４は停止している。続いて、クランク軸の
２回転の間、内燃機関の一つのシリンダの点火が停止さ
れる。この場合、２番目の回転の間、このシリンダに付
設された噴射装置４の噴射ノズルは制御装置８によって
作動する。これにより、排気ガスパルス（排気ガス衝
撃）が短時間発生する。この排気ガスパルスは普通の惰
性運転に一致しない。噴射された燃料は、通常運転の残
りのシリンダの排気と共に、排気ガス触媒７に供給さ
れ、その触媒反応表面に発熱反応を生じる。その結果、
温度センサ１２は排気ガス温度Ｔについて高い値を検出
する。
【００２１】この温度Ｔの時間的な経過が図２にグラフ
の形で示してある。このグラフの横軸には時間ｔが記入
してあり、縦軸には温度センサ１２によって検出された
排気ガス温度Ｔが記入してある。第１のカーブＫ１は燃
料を短時間追加噴射したときの、作用する排気ガス触媒
７の下流の温度経過を示し、第２のカーブＫ２は追加噴
射しないときのこの温度経過を示している。明瞭に判る
ように、最初の運転状態Ｂ１が確認されるまでの第１の
時間ｔ１２の間は温度経過がほとんど同一である。これ
に第２の時間ｔ２３が続く。この時間では追加噴射され
る際に、カーブＫ２に対して温度上昇ＤＴが生じる。
【００２２】第３のカーブＫ３は比較のために、追加噴
射を行って転換率（コンバート率）が既に非常に悪くな
っているときの排気ガス触媒の温度経過を示している。
この追加噴射にもかかわらず、このカーブはカーブＫ２
に似ている。しかし、このカーブは転換率が悪いので、
低い温度の方へはっきりと移動し、追加噴射をしない場
合の経過とほぼ一致している。利用可能な信号差は得ら
れない。
【００２３】次の段階では、この方法を実施する間のパ
ラメータの予想外の変化を考慮するために、排気ガス触
媒７が排気ガスパルスで負荷される間の内燃機関回転数
Ｎの値と排気ガスパルスの値から、この負荷の後で第１
のパラメータ差ＤＰ１が求められる。記憶された所定の
第１の目標差範囲ＤＰＳ１との比較によって、制御装置
８は、ＤＰ１がＤＰＳ１内にあるかどうかを確かめる。
そうである場合には、方法は評価を継続し、そうでない
場合には中止する。評価のために、第１のパラメータと
して検出された排気ガス温度Ｔの変化が、制御装置８に
記憶された目標変化と比較される。すべての進行過程に
おいてこの方法を何度も実施して、目標変化からの許容
されない偏差が生じると、この状態は制御装置８のエラ
ーメモリーに記憶され、信号ランプ１３を操作する。そ
の際、方法のすべての進行過程で、許容される結果を得
るために、クランク軸回転 − その間点火が次第に弱
まるかまたは付加的に噴射される − の数が変更され
る。それによって、噴射量が変えられる。
【００２４】迅速な評価は、排気ガスパルスの後のＴの
値を所定の目標値と比較し、続いてこのようにして検出
された変化を目標変化範囲と比較することによって達成
される。その変形例では、排気ガス温度Ｔの値は、第２
の運転状態Ｂ２を確認した後付加的に検出および記憶可
能である。この値と、排気ガスパルスのために生じる値
とから、第２のパラメータ差ＤＰ２が求められ、所定の
第２の目標差範囲ＤＰＳ２と比較される。
【００２５】
【発明の効果】本発明による触媒の機能を検査する方法
は、触媒の老化状態、すなわち触媒の転換率を迅速かつ
確実に推断することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気管列を備えた内燃機関を概略的に示す図で
ある。
【図２】パラメータ値の時間的な経過を概略的に示す図
である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 吸気装置 ３ 吸気管 ４ 噴射装置 ５ 点火プラグ ６ 排気管列 ７ 排気ガス触媒 ８ 制御装置 ９ 導線 １０ 角度センサ １１ 回転数センサ １２ 温度センサ
フロントページの続き (72)発明者 ディートマール・シユヴァルツェンタール ドイツ連邦共和国、51467 ベルギッシ ュ・グラートバッハ、ファーナー・ヴエー ク、34

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気管列に装着された排気ガ
    ス触媒の機能を検査するための方法において、 ａ）第１の時間の間の内燃機関を運転し、実際に検出さ
    れ制御装置によって処理された、内燃機関およびまたは
    排気管列の一つまたは複数のパラメータを確認するこ
    と、この場合パラメータはこの時間の間この運転状態を
    確かめるために、一定の限界条件を満たさなければなら
    ない、 ｂ）検出された少なくとも一つのパラメータが所定の目
    標値に一致しているかあるいは検出された内燃機関の少
    なくとも一つのパラメータの値の変化によって内燃機関
    の第２の運転状態を生じるとき、第１の運転状態で第２
    の時間の間内燃機関を運転し、実際のパラメータ値と所
    定の目標値の比較によってこの第２の運転状態を知るこ
    と、 ｃ）第２の時間の間の運転状態に一致しない排気ガスパ
    ルスによって排気ガス触媒を負荷すること、 ｄ）排気ガスパルスによって変化する、排気管列の第１
    の少なくとも一つのパラメータの値を検出し、 ｅ）排気ガスパルスによる負荷の前または負荷中に検出
    されたパラメータ値とこの負荷の後で検出されたパラメ
    ータ値との少なくとも一つの第１のパラメータ差を求
    め、この第１のパラメータ差を所定の第１の目標差範囲
    と比較し、この第１のパラーメタ差がこの目標差範囲内
    にあるときには、方法を継続することと、 ｆ）第１のパラメータの変化を評価し、この方法の段階
    を一度または何度も実施した後でこの変化が目標変化か
    ら偏差を有するときに、排気ガス触媒が機能していない
    ことを示す信号を発し、この機能していないことを制御
    装置のエラーメモリに記憶することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 評価が第１のパラメータの値を所定の目
    標値と比較し、続いてこのようにして検出された変化を
    目標変化範囲と比較することによって行われることを特
    徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 第１のパラメータの値が排気ガスパルス
    の前に付加的に検出され、評価のために、この値と、排
    気ガスパルスによって生じるこのパラメータの値とか
    ら、第２のパラメータ差が求められ、この第２のパラメ
    ータ差が所定の第２の目標差範囲と比較されることを特
    徴とする請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 第１のパラメータが排気管列で測定され
    た少なくとも一つの温度であことを特徴とする請求項１
    の方法。
  5. 【請求項５】 第１のパラメータが排気管列で少なくと
    も一つのガスゾンデで検出されたガスの濃度であること
    を特徴とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 ガスゾンデとしてラムダゾンデが使用さ
    れることを特徴とする請求項５の方法。
  7. 【請求項７】 第２の運転状態が内燃機関を備えた自動
    車の惰性運転であり、この場合、少なくとも一つのシリ
    ンダの点火が一時的に中断されることを特徴とする請求
    項１の方法。
  8. 【請求項８】 排気ガスパルスが惰性運転中、燃料の噴
    射によって生じることを特徴とする請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 方法を何度も実施する際に噴射量が変え
    られることを特徴とする請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 第２の運転状態が内燃機関のアイドリ
    ング運転であることを特徴とする請求項１の方法。
  11. 【請求項１１】 内燃機関の少なくとも一つのシリンダ
    の噴射される燃料量が第２の運転状態に一致していない
    ことを特徴とする請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 アイドリング運転の間、内燃機関の少
    なくとも一つのシリンダの点火が中止されることを特徴
    とする請求項１０または１１の方法。
  13. 【請求項１３】 第１のパラメータ差が内燃機関回転数
    またはエンジン負荷の値から求められることを特徴とす
    る請求項１の方法。
JP6010667A 1993-02-02 1994-02-01 排気ガス触媒の機能を検査する方法 Withdrawn JPH0771233A (ja)

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DE4302779A DE4302779C2 (de) 1993-02-02 1993-02-02 Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von im Abgasstrang, von mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugen eingesetzten Abgaskatalysatoren

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KR (1) KR100270151B1 (ja)
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