FR2840954A1 - Systeme de detection d'anomalie pour un capteur d'oxygene et procede de detection d'anomalie - Google Patents

Systeme de detection d'anomalie pour un capteur d'oxygene et procede de detection d'anomalie Download PDF

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Abstract

Un capteur de rapport air-carburant (26) est prévu sur un coté amont d'un catalyseur, et un capteur d'oxygène (28) est prévu d'un côté aval du catalyseur. Une capacité de stockage d'oxygène Cmax du catalyseur est obtenue en déterminant une quantité d'oxygène entrant dans le catalyseur pendant une période où un capteur d'oxygène produit une sortie riche et où le capteur de rapport air-carburant produit une sortie pauvre. Lorsque la quantité de stockage d'oxygène théorique Cmax a dépassé une quantité de stockage d'oxygène maximale a du catalyseur, une anomalie dans le capteur d'oxygène est détectée. En conséquence, il devient possible de détecter une anomalie du capteur d'oxygène prévue du coté aval du catalyseur en un temps court quel que soit l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.

Description

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SYSTEME DE DETECTION D'ANOMALIE POUR UN CAPTEUR D'OXYGENE
ET PROCEDE DE DETECTION D'ANOMALIE
L'invention se rapporte à un système de détection d'anomalie pour un capteur d'oxygène et à un procédé de détection d'anomalie. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système de détection d'anomalie et à un procédé qui détecte une anomalie dans un capteur d'oxygène qui est prévu du côté aval d'un catalyseur destiné à purifier les gaz d'échappement.
Comme cela est décrit dans la publication de brevet japonais en attente d'examen n 06-273371, on connaît un système qui comprend un capteur d'oxygène du côté aval d'un catalyseur destiné à purifier les gaz d'échappement libérés d'un moteur à combustion interne. Ce système commande un rapport air-carburant d'un mélange air-carburant délivré vers le moteur à combustion interne pour qu'il soit riche lorsque le capteur d'oxygène produit une sortie pauvre, et détecte ensuite une anomalie dans le capteur lorsque la sortie depuis le capteur d'oxygène n'est pas inversée à une sortie riche jusqu'à l'écoulement d'un temps prédéterminé.
Lorsque le système commande le rapport air-carburant du mélange air-carburant pour qu'il soit riche, les gaz d'échappement contenant des composants nombreux tels que des HC (hydrocarbure) et CO (oxyde de carbone) c'est-àdire, des gaz d'échappement déficients en oxygène circulent dans le catalyseur. Lorsque l'oxygène a été stocké dans le catalyseur, l'oxygène est libéré, et les HC et CO sont de ce fait oxydés dans le catalyseur. En conséquence, les gaz d'échappement purifiés qui ne contiennent pas de HC et CO sont libérés en aval du catalyseur.
Lorsque le rapport air-carburant du mélange aircarburant est maintenu à une valeur riche, l'oxygène dans
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le catalyseur est complètement consumé avec le temps, et les gaz d'échappement contenant les HC et CO, c'est-à-dire les gaz d'échappement déficients en oxygène, circulent en aval du catalyseur. Un capteur d'oxygène fonctionnant normalement inverse sa sortie vers une sortie riche lorsqu'il entre en contact avec de tels gaz d'échappement.
Le système classique mentionné ci-dessus détecte une anomalie dans le capteur lorsque la sortie du capteur d'oxygène n'est pas inversée même lorsque le temps qui est habituellement suffisant pour terminer de consommer l'oxygène dans le catalyseur s'est écoulé étant donné que le rapport air-carburant du mélange air-carburant est commandé pour être riche. Conformément à un tel procédé, il est possible de détecter avec précision une anomalie dans le capteur d'oxygène.
Le temps qui est nécessaire pour terminer de consumer l'oxygène dans le catalyseur varie selon une quantité de circulations des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur. De même, la quantité de circulations des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur varie selon un état de fonctionnement du moteur à combustion interne. En conséquence, dans le système classique, le temps qui est suffisant pour terminer de consumer l'oxygène dans le catalyseur après que le rapport air-carburant ait été commandé pour être riche varie selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne et analogues
Afin de détecter avec précision une anomalie dans le capteur d'oxygène à tout moment, il est nécessaire d'établir le temps prédéterminé, c'est-à-dire, le temps pendant lequel il faut attendre pour l'inversion de la sortie provenant du capteur après que le rapport aircarburant ait été commandé pour être riche, en se basant sur la supposition que la quantité de circulations des gaz
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d'échappement est au minimum. En conséquence, conformément au système classique, lorsqu'une quantité importante de gaz d'échappement est générée, un temps non nécessairement long peut être nécessaire jusqu'à qu'une anomalie dans le capteur d'oxygène soit détectée après que le rapport aircarburant du mélange air-carburant ait été commandé pour être riche.
L'invention a été réalisée afin de résoudre le problème décrit ci-dessus. En conséquence, c'est un but de l'invention de proposer un système de détection d'anomalie qui peut détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène prévu du côté aval d'un catalyseur en un temps le plus court sans se soucier d'un état de fonctionnement d'un moteur à combustion interne.
Afin d'atteindre le but mentionné ci-dessus, conformément à un aspect de l'invention, un système de détection d'anomalie est prévu qui détecte une anomalie dans un capteur d'oxygène prévu du côté amont d'un catalyseur destiné à purifier les gaz d'échappement. Le système de détection d'anomalie comprend un capteur côté amont qui est prévu du côté amont du catalyseur et qui produit une sortie conformément à un rapport air-carburant d'échappement, à au moins l'un parmi un moyen de calcul de capacité de temps de stockage destiné à obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur en déterminant une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur pendant une période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit une sortie riche et le capteur côté amont produit une sortie pauvre, et un moyen de calcul de capacité de temps de libération destiné à obtenir la capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur en déterminant la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement
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entrant dans le catalyseur pendant la période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit la sortie pauvre et le capteur côté amont produit la sortie riche, et un moyen de détection d'anomalie destiné à détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène lorsque la capacité de stockage d'oxygène théorique a dépassé la quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur.
Conformément à un autre aspect de l'invention, un procédé de détection d'anomalie est proposé. Ce procédé est destiné à détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène qui est prévu du côté aval du catalyseur destiné à purifier les gaz d'échappement libérés depuis le moteur à combustion interne. Ce procédé de détection d'anomalie comprend les étapes consistant à :
Détecter un rapport air-carburant d'échappement en amont du catalyseur ;
Obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur en déterminant une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur pendant une période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit une sortie riche et le rapport air-carburant d'échappement est pauvre ; ou
Obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur en déterminant la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur pendant une période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit une sortie pauvre et le rapport aircarburant d'échappement en amont du catalyseur est détecté comme étant riche ;
Détecter s'il existe une anomalie dans le capteur d'oxygène lorsque la capacité de stockage théorique a dépassé la quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur.
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Conformément au système de détection d'anomalie et au procédé de détection d'anomalie, il est possible d'obtenir la capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur par l'un quelconque des procédés suivants.
(1) Le système de détection d'anomalie cumule la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement pendant la période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit la sortie riche et le capteur côté amont produit la sortie pauvre. C'est-à-dire que le système de détection d'anomalie cumule la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (la quantité d'oxygène stockée dans le catalyseur) pendant la période pendant laquelle des gaz d'échappement contenant l'oxygène entrent dans le catalyseur et des gaz d'échappement purifiés circulent vers l'extérieur du catalyseur.
(2) Le système de détection d'anomalie cumule la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement pendant la période pendant laquelle le capteur d'oxygène produit la sortie pauvre et le capteur côté amont produit la sortie riche. C'est-à-dire que le système de détection d'anomalie cumule la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (la quantité d'oxygène qui est libérée du catalyseur) pendant la période pendant laquelle les gaz d'échappement déficitaires en oxygène entrent dans le catalyseur et les gaz d'échappement purifiés circulent vers l'extérieur du catalyseur.
Il est ensuite possible de détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène lorsque la capacité de stockage d'oxygène théorique ainsi obtenue a dépassé la quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur. En conséquence, il est possible de détecter avec précision une anomalie dans le capteur d'oxygène en un temps court quel que soit l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.
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Conformément à un autre aspect de l'invention, dans le système de détection d'anomalie, il est préférable que le capteur côté amont soit un capteur de rapport air-carburant destiné à détecter le rapport air-carburant d'échappement, et le système de détection d'anomalie devrait comprendre un moyen de calcul de différence de rapport air-carburant destiné à obtenir une différence #A/F entre un rapport aircarburant détecté par le capteur côté amont et un rapport air-carburant stoechiométrique, et un moyen de détection de quantité d'alimentation en carburant destiné à détecter une quantité de carburant délivrée (que l'on appellera par la suite "quantité d'alimentation en carburant") vers le moteur à combustion interne, le moyen de calcul de capacité de temps de stockage devrait comprendre un moyen de calcul de quantité d'oxygène destiné à calculer une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence AA/F et de la quantité d'alimentation en carburant, et le moyen de calcul de capacité de temps de libération devrait comprendre un moyen de calcul de quantité de déficit d'oxygène destiné à calculer une quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence AA/F et de la quantité d'alimentation en carburant.
De même, un procédé de détection d'anomalie pour ce système est préférable.
Conformément au système de détection d'anomalie et au procédé de détection d'anomalie, il est possible de calculer avec précision la quantité d'oxygène ou la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence #A/F entre le rapport aircarburant (le rapport air-carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur) détecté par le capteur côté amont et le rapport air-carburant st#chiométrique, et la
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quantité d'alimentation en carburant vers le moteur à combustion interne.
De même, conformément à un autre aspect de l'invention, dans le système de détection d'anomalie, il est préférable que le système de détection d'anomalie comprenne au moins l'un parmi un moyen de forçage pauvre qui est utilisé en combinaison avec le moyen de calcul de capacité de temps de stockage, et un moyen de forçage riche qui est utilisé en combinaison avec le moyen de calcul de capacité de temps de libération, le moyen de forçage pauvre est destiné à commander un rapport air-carburant cible du mélange air-carburant délivré vers le moteur à combustion interne pour être pauvre alors que le capteur d'oxygène produit la sortie riche, et le moyen de forçage riche est destiné à commander le rapport air-carburant cible du mélange air-carburant pour être riche alors que le capteur d'oxygène produit la sortie pauvre.
De même, le procédé de détection d'anomalie pour ce système est préférable.
Conformément au système de détection d'anomalie et au procédé de détection d'anomalie, il est possible de commander le rapport air-carburant du mélange air-carburant pour qu'il soit pauvre alors que le capteur d'oxygène cible produit la sortie riche, de façon à obtenir la capacité de stockage d'oxygène théorique dans le processus dans lequel le catalyseur stocke l'oxygène. Dans ce cas, il est possible de commander par force les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur pour qu'ils soient des gaz d'échappement contenant de l'oxygène. De même, il est possible de commander le rapport air-carburant cible du mélange air-carburant pour qu'il soit riche alors que le capteur d'oxygène produit la sortie pauvre, de façon à obtenir la capacité de stockage d'oxygène théorique dans le
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processus dans lequel le catalyseur libère l'oxygène. Dans ce cas, il est possible de commander par force les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur pour qu'ils soient des gaz d'échappement déficitaires en oxygène.
Conformément à un autre aspect de l'invention, dans le système de détection d'anomalie, il est préférable que le système de détection d'anomalie comprenne à la fois le moyen de forçage pauvre et le moyen de forçage riche, et comprenne un moyen de commande d'inversion destiné à inverser le moyen air-carburant cible entre riche et pauvre chaque fois que la sortie depuis le capteur d'oxygène est inversée, en commandant le moyen de forçage riche et le moyen de forçage pauvre pour qu'ils fonctionnent alternativement.
De même, le procédé de détection d'anomalie pour ce système est préférable.
Conformément au système de détection d'anomalie et au procédé de détection d'anomalie, il est possible d'inverser le rapport air-carburant cible entre riche et pauvre chaque fois que la sortie provenant du capteur d'oxygène est inversée. En conséquence, il est possible d'établir un état dans lequel l'oxygène est entièrement stocké dans le catalyseur et un état dans lequel l'oxygène du catalyseur est entièrement libéré de celui-ci, alternativement. Il est possible de calculer avec précision la capacité de stockage d'oxygène théorique dans le processus dans lequel ces états sont établis.
Conformément à un autre aspect de l'invention, dans le système de détection d'anomalie, il est préférable que le moyen d'interdiction d'établissement par force destiné à interdire l'établissement du rapport air-carburant cible par le moyen de forçage pauvre et à établir le moyen aircarburant cible par le moyen de forçage riche lorsque
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l'anomalie dans le capteur d'oxygène est détectée.
De même, un procédé de détection d'anomalie pour ce système est préférable.
Conformément au système de détection d'anomalie et au procédé de détection d'anomalie, il est possible d'interdire l'exécution du processus dans lequel le rapport air-carburant du mélange air-carburant est commandé par force pour être riche ou pauvre, lorsqu'une anomalie dans le capteur d'oxygène est détectée. En conséquence, conformément à l'invention, il est possible d'empêcher que les gaz d'échappement non purifiés circulent de manière continue vers le côté aval du catalyseur lorsqu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène.
Les buts mentionnés ci-dessus et autres buts, caractéristiques, avantages, significations techniques et industrielles de cette invention seront mieux compris en lisant la description détaillée suivante des modes de réalisation exemplaires de l'invention, lorsque lus en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels
La figure 1 est un schéma décrivant une configuration d'un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 2 est un schéma décrivant une configuration d'un capteur d'oxygène compris dans un système conformément au premier mode de réalisation ;
La figure 3 est un chronogramme décrivant le fonctionnement du système conformément au premier mode de réalisation lorsqu'une commande active est réalisée dans un état dans lequel le capteur d'oxygène fonctionne correctement ;
La figure 4 est un chronogramme décrivant le fonctionnement du système conformément au premier mode de réalisation lorsque la commande active est réalisée dans un état dans lequel il y a une anomalie dans le capteur
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d'oxygène ;
La figure 5 est un organigramme d'un sous-programme de commande réalisé par le système conformément au premier mode de réalisation ; et
La figure 6 est un schéma décrivant une caractéristique de sortie du capteur d'oxygène compris dans le système conformément au premier mode de réalisation.
Dans la description et les dessins annexés qui suivent, l'invention sera décrite plus en détail en termes de modes de réalisation exemplaires. Des références numériques identiques seront attribuées à des composants communs aux dessins et une description répétitive' sera omise.
La figure 1 est un schéma décrivant une configuration d'un premier mode de réalisation de l'invention. Un système représenté sur la figure 1 comprend un moteur à combustion interne 10. Un passage d'admission 12 et un passage d'échappement 14 sont en communication avec le moteur à combustion interne 10.
Un débitmètre d'air 18 est prévu d'un côté aval d'un filtre à air 16, dans le passage d'admission 12. Le débitmètre d'air 18 est un capteur destiné à détecter une quantité Ga de l'air d'admission (que l'on appellera par la suite "quantité d'air d'admission Ga") circulant au travers du passage d'admission 12. Un papillon des gaz 20 est prévu d'un côté aval du débitmètre d'air 18. De plus, une soupape d'injection de carburant 22 destinée à injecter le carburant dans un orifice d'admission du moteur à combustion interne 10 est prévue dans le passage d'admission 12.
Un catalyseur 24 est en communication avec le passage d'échappement 14. Le catalyseur 24 peut stocker une certaine quantité d'oxygène. Lorsque des NOx (oxydes
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d'azote) sont contenus dans les gaz d'échappement, le catalyseur 24 purifie les gaz d'échappement en réduisant les NOx, et peut stocker l'oxygène libéré dans le processus de réduction. Lorsqu'un composant non brûlé tel que des HC et/ou CO est contenu dans les gaz d'échappement, le catalyseur 24 peut purifier les gaz d'échappement en oxydant les composants non brûlés tout en libérant l'oxygène stocké. On comprendra que "stockage" utilisé ici signifie rétention d'une substance (molécules solides, liquides ou gazeuses) sous la forme de l'un parmi l'adsorption, l'adhérence, l'absorption, le piégeage, l'occlusion et autres.
Un capteur de rapport air-carburant 26 est prévu d'un côté amont du catalyseur 24, et un capteur d'oxygène 28 est prévu d'un côté aval du catalyseur 24, dans le passage d'échappement 14. Le capteur de rapport air-carburant 26 est un capteur destiné à produire une sortie correspondant à un rapport air-carburant d'échappement. Conformément au capteur de rapport air-carburant 26, il est possible de détecter le rapport air-carburant des gaz d'échappement qui viennent juste d'être libérés du moteur à combustion interne 10, c'est-à-dire un rapport air-carburant des gaz d'échappement avant qu'ils soient purifiés par le catalyseur 24.
Le capteur d'oxygène 28 est un capteur qui change grandement la sortie de celui-ci en fonction de la présence ou de l'absence d'oxygène dans les gaz d'échappement. En conséquence, conformément au capteur d'oxygène 28, il est possible de détecter avec précision la présence ou l'absence d'oxygène dans les gaz d'échappement circulant en aval du catalyseur 24.
La figure 2 est un schéma décrivant la configuration du capteur d'oxygène 28. Comme cela est représenté sur la
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figure 2, le capteur d'oxygène 28 comprend un dispositif de chauffage 30 et une couche 32. La couche 32 est configurée de façon à entourer le dispositif de chauffage 30. Une électrode 34, qui est formée de façon à entourer une partie de pointe du dispositif de chauffage 30, est noyée dans la couche 32. De même, un espace d'air 36, qui est approvisionné en air, est formé à l'intérieur de la couche 32. De plus, une chambre de gaz de mesure 40 entourée par un couvercle 38 est formée à l'extérieur de la couche 32.
L'électrode 34 génère des forces électromotrices en fonction de la présence ou de l'absence d'oxygène sur une surface de celle-ci en regard de la chambre d'air 36 et sur une surface de celle-ci en regard de la chambre de gaz de mesure 40. Le capteur d'oxygène 28 délivre en sortie une différence entre ces forces électromotrices en tant que sa sortie. Lorsque les gaz d'échappement contenant l'oxygène sont introduits dans la chambre de gaz de mesure 40, l'électrode 34 génère une force électromotrice correspondant à la présence d'oxygène sur les deux surfaces de celle-ci en regard de la chambre d'air 36 et la surface de celle-ci en regard de la chambre de gaz de mesure 40.
Dans ce cas, le capteur d'oxygène produit une sortie sensiblement égale à 0 Volt.
Dans l'intervalle, lorsque les gaz d'échappement qui ne contiennent pas d'oxygène sont introduits dans la chambre de gaz de mesure 40, l'électrode 34 génère une force électromotrice correspondant à la présence d'oxygène sur la surface de celle-ci en regard de la chambre d'air 36, et génère une force électromotrice correspondant à l'absence d'oxygène sur la surface de celle-ci en regard de la chambre de gaz de mesure 40. Dans ce cas, le capteur d'oxygène produit une sortie approximativement 1 Volt..
Comme on décrira plus loin, le capteur d'oxygène 28
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change grandement sa sortie en fonction de la présence ou de l'absence d'oxygène dans les gaz d'échappement circulant en aval du catalyseur 24. En conséquence, conformément à la sortie du capteur d'oxygène 28, il est possible de détecter avec précision si les gaz d'échappement circulant en aval du catalyseur 24 contiennent de l'oxygène.
Comme cela est représenté sur la figure 1, le système conformément au mode de réalisation comprend une unité de commande électronique (que l'on appellera par la suite ECU) 50. L'ECU 50 est une unité destinée à commander le fonctionnement du système conformément au mode de réalisation. Les sorties des divers capteurs sont délivrées à l'ECU 50, et la soupape d'injection de carburant 22 est connectée à l'ECU 50. L'ECU 50 peut commander la quantité d'injection de carburant sur la base des sorties des capteurs.
On décrira ensuite le fonctionnement du système conformément au mode de réalisation. Dans le mode de réalisation, l'ECU 50 réalise une commande st#chiométrique pendant le fonctionnement normal. Dans la commande st#chiométrique, la quantité d'injection de carburant est commandée d'une manière telle que le rapport air-carburant du mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne 10 est maintenu au voisinage du rapport aircarburant st#chiométrique. Plus particulièrement, la quantité d'injection de carburant est commandée d'une manière telle que le rapport air-carburant d'échappement détecté par le capteur de rapport air-carburant 26 devienne alternativement riche et pauvre à l'intérieur d'une petite plage par rapport au rapport air-carburant st#chiométrique.
Lorsque le rapport air-carburant est pauvre, les gaz d'échappement contenant des NOx entrent dans le catalyseur 24. Dans ce cas, le catalyseur 24 purifie les gaz
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d'échappement en réduisant les NOx, et stocke l'oxygène ainsi généré. En conséquence, lorsque le rapport aircarburant est pauvre, la quantité de stockage d'oxygène du catalyseur 24 tend à augmenter. Lorsque le rapport aircarburant pauvre est inversé au rapport air-carburant riche, les gaz d'échappement contenant les HC et CO entrent dans le catalyseur 24. Dans ce cas, le catalyseur 24 oxyde les HC et CO tout en libérant l'oxygène stocké. En conséquence, des gaz d'échappement purifiés circulent en aval du catalyseur.
Ainsi, pendant que l'ECU 50 réalise la commande st#chiométrique, le catalyseur 24 stocke et libère alternativement l'oxygène. Par conséquent, des gaz d'échappement purifiés circulent de manière continue en aval du catalyseur 24. En conséquence, conformément au système d'un mode de réalisation, il est possible de réaliser une bonne caractéristique d'émission d'échappement pendant le fonctionnement normal.
L'ECU réalise la commande active lorsqu'une condition prédéterminée est satisfaite. Dans la commande active, le rapport air-carburant cible du mélange air-carburant est inversé entre une valeur cible riche prédéterminée (par exemple, 14,1) et une valeur cible pauvre prédéterminée (par exemple, 15,1) chaque fois que la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée.
La figure 3 est un chronogramme décrivant le fonctionnement du système lorsque la commande active est réalisée dans le cas où le capteur d'oxygène 28 fonctionne correctement. Plus particulièrement, (A) de la figure 3 montre un changement (une forme d'onde (1)) dans le rapport air-carburant cible et un changement (une forme d'onde (2)) dans le rapport air-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport air-carburant 26 pendant la commande
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active. (B) de la figure 3 montre un changement (une forme d'onde (3) ) dans la sortie du capteur d'oxygène 28.
Le chronogramme de la figure 3 montre un exemple dans un cas dans lequel la commande st#chiométrique est réalisée jusqu'au temps tl, puis la commande active est lancée. Dans cet exemple, au temps tl, la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée de la sortie riche à la sortie pauvre, et le rapport air-carburant cible est changé du rapport aircarburant st#chiométrique à la valeur cible riche au moment du lancement de la commande active.
Après que le rapport air-carburant ait changé vers la valeur cible riche, l'ECU 50 augmente progressivement la quantité d'injection de carburant jusqu'à que le rapport air-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport air-carburant 26 atteigne la valeur cible riche. En conséquence, le rapport air-carburant d'échappement A/F devient une valeur au voisinage de la valeur cible riche après un certain temps écoulé depuis le temps tl.
Pendant que le rapport air-carburant d'échappement A/F est maintenu à une valeur riche, les gaz d'échappement riches, c'est-à-dire, les gaz d'échappement déficitaires en oxygène contenant des HC et CO entrent dans le catalyseur 24. Lorsque de tels gaz d'échappement déficitaires en oxygène entrent dans le catalyseur 24 en retenant l'oxygène stocké, l'oxygène dans le catalyseur 24 est libéré, et les HC et CO sont oxydés (purifiés). Dans ce cas, des gaz d'échappement purifiés contenant de l'oxygène circulent en aval du catalyseur 24. En conséquence, bien que le catalyseur 24 retienne l'oxygène stocké, la sortie du capteur d'oxygène 28 prévue du côté aval du catalyseur 24 est maintenue à une valeur pauvre.
Sur la figure 3, le temps t2 montre le moment auquel l'oxygène stocké dans le catalyseur 24 a été complètement
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libéré. Lorsque l'oxygène stocké dans le catalyseur 24 a été complètement libéré, le catalyseur 24 devient incapable de libérer l'oxygène dans les gaz d'échappement. En conséquence, dans un tel cas, des gaz d'échappement déficitaires en oxygène contenant des HC et CO commencent alors à circuler en aval du catalyseur 24. En conséquence, au temps t2, la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée de la sortie pauvre à la sortie riche.
L'ECU 50 peut déterminer que le catalyseur 24 a complètement libéré l'oxygène stocké lorsque la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée. Dans la commande active, lorsque la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée d'une telle manière, le rapport air-carburant cible est inversé à la valeur cible pauvre à ce moment (t2).
Après que le rapport air-carburant cible ait changé vers le rapport air-carburant pauvre au moment t2, l'ECU 50 diminue progressivement la quantité d'injection de carburant jusqu'à ce que le rapport air-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport aircarburant 26 atteigne la valeur cible pauvre. En conséquence, le rapport air-carburant d'échappement A/F devient une valeur au voisinage de la valeur cible pauvre après un retard de temps depuis le temps t2.
Pendant que le rapport air-carburant d'échappement A/F est maintenu à une valeur pauvre, des gaz d'échappement pauvres, c'est-à-dire, les gaz d'échappement en excès d'oxygène contenant des NOx entrent dans le catalyseur 24.
Lorsque les gaz d'échappement contenant des NOx entrent dans le catalyseur 24 qui présente une capacité de réserve pour le stockage d'oxygène, le catalyseur 24 réduit les NOx tout en stockant l'oxygène ainsi généré. Dans ce cas, les gaz d'échappement purifiés qui ne contiennent pas d'oxygène circulent en aval du catalyseur 24. En conséquence, bien
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que le catalyseur 24 présente la capacité de réserve destinée à stocker l'oxygène, la sortie du capteur d'oxygène 28 prévu d'un côté aval de celui-ci est maintenue à une valeur riche.
Sur la figure 3, le temps t3 montre le moment auquel le catalyseur 24 a stocké l'oxygène à sa plus grande mesure. Après que le catalyseur 24 ait stocké l'oxygène à sa plus grande mesure, l'oxygène dans les gaz d'échappement commence à circuler en aval du catalyseur 24. Par conséquent, la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée de la sortie riche à la sortie pauvre au temps t3.
L'ECU 50 peut déterminer que le catalyseur 24 a stocké l'oxygène à sa plus grande mesure lorsque la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée. Dans la commande active, lorsque la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée d'une telle manière, le rapport air-carburant cible est inversé à la valeur cible riche à ce temps (t3). Pendant la commande active, le processus est alternativement réalisé dans lequel le rapport air-carburant cible est inversé entre la valeur cible riche et la valeur cible pauvre chaque fois que la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée (par exemple, temps t4, t5).
Comme on l'a décrit jusqu'ici, pendant la commande active, un état dans lequel le catalyseur 24 a stocké l'oxygène dans sa plus grande mesure et un état dans lequel le catalyseur 24 a complètement libéré l'oxygène stocké sont alternativement réalisés conformément à l'inversion du rapport air-carburant cible. Les zones hachurées en (A) de la figure 3 montrent une période allant du moment où le catalyseur 24 est vide jusqu'au moment où le catalyseur 24 a stocké l'oxygène dans sa plus grande mesure, ou une période allant du moment où l'oxygène a stocké l'oxygène dans sa plus grande mesure jusqu'au moment où le catalyseur
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24 est devenu vide, dans le processus dans lequel les deux états mentionnés ci-dessus sont inversés. En conséquence, il est possible de calculer une capacité de stockage d'oxygène Cmax du catalyseur 24, en cumulant la quantité d'oxygène entrant dans le catalyseur 24 (au moment du stockage), ou en cumulant la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (au moment de la libération), pendant les périodes. Un procédé spécifique destiné à calculer Cmax sera décrit par la suite.
Comme on l'a décrit jusqu'ici, conformément au système du mode de réalisation, il est possible d'obtenir la capacité de stockage d'oxygène Cmax du catalyseur 24 en réalisant la commande active lorsque le capteur d'oxygène 27 fonctionne correctement. La capacité de stockage d'oxygène Cmax tend à diminuer avec la détérioration du catalyseur 24. Dans le mode de réalisation, l'ECU 50 peut détecter un degré de détérioration sur la base de Cmax calculé par le procédé mentionné ci-dessus.
La figure 4 est un chronogramme décrivant le fonctionnement du système lorsque la commande active est réalisée dans le cas dans lequel il existe une anomalie dans le capteur d'oxygène 28. Les formes d'onde (1) à (3) représentées sur la figure 4 montrent le changement (la forme d'onde (1)) dans le rapport air-carburant cible, le changement (la forme d'onde (2)) dans le rapport aircarburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport air-carburant 26 et le changement (la forme d'onde (3)) dans la sortie du capteur d'oxygène 28, respectivement, comme cela est représenté sur la figure 3.
Le chronogramme de la figure 4 montre un exemple d'un cas dans lequel la commande stoechiométrique est réalisée jusqu'au temps tl, puis la commande active est lancée. Dans
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cet exemple, au temps tl, le rapport air-carburant cible n'est pas changé du rapport air-carburant st#chiométrique à la valeur cible riche au moment du lancement de la commande active.
Après que le rapport air-carburant cible ait changé à la valeur cible riche, l'ECU 50 augmente progressivement la quantité d'injection de carburant jusqu'à ce que le rapport air-carburant d'échappement A/F atteigne la valeur cible riche. En conséquence, le rapport air-carburant d'échappement A/F devient une valeur au voisinage de la valeur cible riche après un retard de temps partant du temps tl. Pendant que le rapport air-carburant d'échappement A/F est maintenu à une valeur riche, des gaz d'échappement déficitaires en oxygène contenant les HC et CO entrent dans le catalyseur 24. Pendant que l'oxygène stocké reste dans le catalyseur 24, les HC et CO sont oxydés (purifiés) et des gaz d'échappement purifiés contenant de l'oxygène circulent en aval du catalyseur 24.
Après que l'oxygène dans le catalyseur 24 a été complètement consommé, les gaz déficitaires en oxygène contenant des HC et CO commencent à circuler en aval du catalyseur 24 (temps t2).
Comme on l'a décrit ci-dessus en se référant à la figure 3, lorsque le capteur d'oxygène 28 fonctionne correctement, la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée au temps t2 . Dans l'intervalle, lorsqu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène 28, même après que les gaz d'échappement déficitaires en oxygène aient commencé à circuler en aval du catalyseur 24, la sortie du capteur d'oxygène 28 n'est pas inversée, et la sortie pauvre est maintenue, comme cela est représenté en (B) sur la figure 4.
Pendant la commande active, lorsque la sortie du
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capteur d'oxygène 28 est inversée, une commande destinée à inverser le rapport air-carburant cible est délivrée. En conséquence, lorsque la sortie du capteur d'oxygène 28 n'est pas inversée, le rapport air-carburant cible est maintenu à une valeur cible riche, comme cela est représenté en (A) sur la figure 4. Une zone hachurée en (A) de la figure 4 montre une période pendant laquelle l'ECU 50 tente de calculer la capacité de stockage d'oxygène Cmax du catalyseur 24 en cumulant la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24.
Dans ce cas, étant donné que le cumul est réalisé pendant un temps plus long que nécessaire, la capacité de stockage d'oxygène théorique Cmax devient une valeur plus importante que nécessaire. En conséquence, dans le mode de réalisation, lorsque la valeur de la capacité de stockage d'oxygène Cmax devient plus importante que nécessaire en raison de la commande active, l'ECU 50 détecte une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 et arrête la commande active à ce moment.
La figure 5 montre un organigramme d'un sous-programme de commande réalisé par l'ECU 50 dans le mode de réalisation de façon à réaliser la fonction mentionnée cidessus. Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, il est déterminé si la détection d'une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 a été terminée (étape S100).
Lorsqu'il est déterminé que la détection d'une anomalie a été terminée, le cycle de traitement en cours se termine immédiatement. Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé que la détection d'une anomalie n'est pas terminée, il est déterminé si une condition destinée à réaliser la commande active a été satisfaite (étape S102).
Ceci a pour résultat que lorsqu'il est déterminé que la condition destinée à réaliser la commande active n'a pas
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été satisfaite, le cycle de traitement en cours se termine immédiatement. Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé que la condition a été satisfaite, il est déterminé si la sortie du capteur d'oxygène a été inversée entre le cycle de traitement précédent et le cycle de traitement en cours (étape S104).
Lorsqu'il est déterminé que la sortie du capteur d'oxygène 28 a été inversée, il peut être déterminé que le capteur d'oxygène 28 fonctionne correctement. En conséquence, dans le cas où une telle détermination est réalisée, le cycle de traitement en cours se termine après qu'il ait été déterminé que le capteur d'oxygène fonctionne correctement (étape S106). Lorsqu'il est déterminé à l'étape S106 que le capteur d'oxygène 28 fonctionne correctement, il est déterminé que la détection d'une anomalie est terminée à ce moment. En conséquence, lorsque le sous-programme est relancé après que l'étape S106 ait été réalisée, il est déterminé à l'étape S100 si la détection d'une anomalie a été terminée.
Lorsqu'il est déterminé à l'étape S104 que la sortie du capteur d'oxygène 28 n'a pas été inversée, il est déterminé si la sortie du capteur d'oxygène 28 est une sortie riche (étape S108). C'est-à-dire qu'en prenant en exemple le chronogramme de la figure 3, il est déterminé si un état représenté entre le temps t2 et le temps t3, ou un état représenté entre le temps t4 et le temps t5 a été établi.
Lorsqu'il est déterminé que la sortie du capteur d'oxygène 28 est une sortie riche, il est de plus déterminé si la sortie du capteur de rapport air-carburant 26 est pauvre (étape S110). C'est-à-dire qu'en prenant la période entre le temps t2 et le temps t3, ou la période entre le temps t4 et le temps t5 en exemple, il est déterminé si un
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état représenté par une période hachurée sur la figure 3 a été de plus établi pendant la période.
Ceci a pour résultat que lorsqu'il est déterminé que la condition à l'étape S110 n'a pas été satisfaite, il peut être déterminé que bien que le rapport air-carburant cible soit inversé à la valeur cible pauvre, le rapport aircarburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 n'est pas encore devenu pauvre. Dans ce cas, la valeur du temps de stockage Cmax est remise à zéro pour être une valeur initiale (étape S112).
Il conviendra de noter que le "temps de stockage Cmax" est la capacité de stockage'd'oxygène du catalyseur 24, qui est calculée en cumulant la quantité d'oxygène entrant dans le catalyseur 24 pendant le processus pendant lequel le catalyseur 24 stocke l'oxygène.
Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé à l'étape S110 que le rapport air-carburant d'échappement A/F est pauvre, il peut être déterminé que le rapport air-carburant cible a été inversé à la valeur cible pauvre et de plus le rapport air-carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 est devenu pauvre. Dans ce cas, le temps de stockage Cmax est calculé conformément à l'équation suivante (étape S114).
Cmax = CmaxO + 0,23 x #A/F x quantité de carburant
Il conviendra de noter que CmaxO est une valeur initiale (0 de Cmax) où la dernière valeur calculée de Cmax et 0,23 est un rapport d'oxygène dans l'air. De même, AA/F est la valeur obtenue en soustrayant la proportion aircarburant st#chiométrique du rapport air-carburant d'échappement A/F détectée par le capteur de rapport aircarburant 26. De plus, la quantité de carburant est la quantité de carburant délivrée au- moteur à combustion interne 10 pendant la période de répétition (horloge) (par
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exemple, 65 msec.) du sous-programme. Dans ce cas, l'ECU 50 détecte la quantité de carburant sur la base de la quantité d'injection de carburant calculée dans un autre sousprogramme.
Dans l'équation, "AA/F x quantité de carburant" correspond à la quantité d'air non brûlé qui circule dans le catalyseur 24 pendant la période de répétition du sousprogramme. La valeur obtenue en multipliant la valeur mentionnée ci-dessus par 0,23 correspond à la quantité d'oxygène non brûlé. En conséquence, conformément à l'équation, il est possible d'obtenir la valeur cumulée de la quantité d'oxygène qui entre (qui est stocké) dans le catalyseur 24 pendant la période de répétition du sousprogramme chaque fois que l'étape S114 est réalisée.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, il est déterminé si le temps de stockage Cmax calculé dans le processus de l'étape S114 est supérieur à la valeur de référence a (étape S116) . La valeur de référence a est la valeur initiale de la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 24, c'est-à-dire, la valeur correspondant à la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 24 au moment de son départ de l'usine. Bien que la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 24 puisse diminuer avec le temps, elle n'augmente pas. En conséquence, lorsque Cmax qui dépasse a est calculée, il peut être déterminé que la sortie du capteur d'oxygène 28 n'a pas été inversée pendant un temps plus long que nécessaire, c'est-à-dire qu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène 28.
Lorsqu'il est déterminé à l'étape S116 que Cmax > a n'a pas été établi, il ne peut pas être déterminé s'il y a une anomalie dans le capteur d' oxygène 28. Dans ce cas, le cycle de traitement en cours se termine, alors que la détermination de la présence ou de l'absence d'une anomalie
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est suspendue.
Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé à l'étape S116 que Cmax > a a été établi, il est déterminé qu'il y a une anomalie riche dans le capteur d'oxygène 28 (étape S118). Lorsqu'il est déterminé lors du processus de l'étape S118 qu'il y a l'anomalie riche dans le capteur d'oxygène 28, il est déterminé que la détection d'une anomalie a été terminée à ce moment. En conséquence, lorsque le sousprogramme est relancé après que l'étape S118 ait été exécutée, il est déterminé à l'étape S100 que la détection d'une anomalie a été terminée. "L'anomalie riche" dans le capteur d'oxygène 28 est une anomalie dans laquelle la sortie du capteur d'oxygène 28 reste du côté riche, et la sortie pauvre ne peut pas être produite.
Après qu'il ait été déterminé qu'il y a une anomalie riche dans capteur d'oxygène 28, la commande destinée à annuler la commande active est délivrée (étape S120), après quoi le cycle de traitement en cours se termine.
Lorsqu'il est déterminé à l'étape S108 dans le sousprogramme de la figure 5 que la sortie du capteur d'oxygène 28 n'est pas la sortie riche, il peut être déterminé que la sortie est la sortie pauvre. En prenant en exemple le chronogramme de la figure 3, il peut être déterminé que l'état représenté entre le temps tl et le temps t2, ou que l'état représenté entre le temps t3 et le temps t4 a été établi.
Lorsque la détermination mentionnée ci-dessus est effectuée, il est déterminé si la sortie du capteur de rapport air-carburant 26 est riche (étape S122). C'est-àdire qu'en prenant en exemple la période entre le temps t3 et le temps t4 de la figure 3, il est déterminé si un état de la période hachurée sur la figure 3 a été en outre établi pendant la période. Ceci a pour résultat que
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lorsqu'il est déterminé qu'une condition à l'étape S122 n'a pas été satisfaite, il peut être déterminé que bien que le rapport air-carburant cible ait été inversé à la valeur cible riche, le rapport air-carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 n'est pas encore devenu riche. Dans ce cas, la valeur du temps de libération Cmax est remise à zéro pour être la valeur initiale (étape S124). Le "temps de libération Cmax" est la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 24 qui est calculée en cumulant la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 dans le processus dans lequel le catalyseur 24 libère l'oxygène.
Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé à l'étape S122 que le rapport air-carburant d'échappement A/F est riche, il peut être déterminé que le rapport air-carburant cible a été inversé à la valeur cible riche et de plus que le rapport air-carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 est devenu riche. Le temps de libération Cmax est calculé selon la même équation (Cmax = CmaxO + 0,23 x #A/F x quantité de carburant) que dans le cas de l'étape S114 (étape S126). Toutefois, la "différence #A/F x quantité de carburant" calculée à l'étape S126 est la quantité d'oxygène qui est nécessaire pour brûler les composants non brûlés (HC, CO) contenus dans les gaz d'échappement, c'est-à-dire, la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement. Conformément au traitement de l'étape S126, il est possible d'obtenir la valeur cumulée de l'oxygène libéré du catalyseur 24 pendant la période de répétition du sous-programme.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, il est déterminé si le temps de libération Cmax calculé pendant le traitement de l'étape S126 est supérieur à la valeur de référence a (étape S128) . Comme on l'a mentionné
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ci-dessus, la valeur de référence a est la valeur initiale de la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 24.
Lorsqu'il est déterminé à l'étape S128 que Cmax > a n'a pas été satisfaite, il ne peut pas être déterminé si une anomalie existe dans le capteur d'oxygène 28. Dans ce cas, le cycle de traitement en cours se termine alors que la détection de l'anomalie est suspendue.
Dans l'intervalle, lorsqu'il est déterminé à l'étape S128 que Cmax > a a été satisfaite, il est déterminé qu'il existe une anomalie pauvre dans le capteur d'oxygène 28 (étape S130). Lorsqu'il est déterminé qu'il existe l'anomalie pauvre dans le capteur d'oxygène 28 lors du processus de l'étape S130, il est déterminé que la détection d'une anomalie a été terminée à ce moment. En conséquence, lorsque le sous-programme est relancé après que l'étape S130 ait été réalisée, il est déterminé à l'étape S100 que la détection d'une anomalie a été terminée. "L'anomalie pauvre" dans le capteur d'oxygène 28 est une anomalie dans laquelle la sortie du capteur d'oxygène 28 reste du côté pauvre et la sortie riche ne peut pas être produite.
Lorsqu'il est déterminé qu'il existe l'anomalie pauvre dans le capteur d'oxygène 28, le cycle de traitement en cours se termine après que le traitement de l'étape S120 ait été réalisé de façon à annuler la commande active.
Comme on l'a décrit jusqu'ici, conformément au sousprogramme représenté sur la figure 5, le temps de stockage Cmax peut être calculé dans l'état dans lequel le catalyseur 24 doit stocker l'oxygène pendant la commande active (l'état pendant lequel la sortie du capteur d'oxygène 28 est riche, et la sortie du capteur de rapport air-carburant 26 est pauvre). Ensuite, lorsque la valeur Cmax théorique a dépassé la valeur initiale de la capacité
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de stockage d'oxygène, il est possible de détecter immédiatement une anomalie dans le capteur d'oxygène 28, et de plus d'annuler la commande active.
Conformément au sous-programme représenté sur la figure 5, le temps de libération Cmax peut être calculé dans un état dans lequel le catalyseur 24 doit libérer l'oxygène pendant la commande active (un état dans lequel la sortie du capteur d'oxygène 28 est pauvre et la sortie du capteur de rapport air-carburant 26 est riche). Lorsque le Cmax théorique a dépassé la valeur initiale de la capacité de stockage d'oxygène, il est possible de détecter immédiatement une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 et de plus d'annuler la commande active.
Conformément au procédé mentionné ci-dessus, il est possible de détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 conformément à l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 10, c'est-à-dire, conformément à la quantité de circulation des gaz d'échappement, dans le temps le plus court dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur à combustion interne. Ensuite, il est possible de minimiser la quantité de gaz d'échappement non purifié libérée dans l'air en annulant promptement la commande active après qu'une anomalie du capteur d'oxygène 28 ait été détectée. En conséquence, conformément au système du mode de réalisation, lorsqu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène 28, il est possible de détecter avec précision l'anomalie en un temps court, et de supprimer de manière adéquate la détérioration de la caractéristique d'émission.
Une anomalie due à une fissure dans un élément en plus d'une anomalie due à un court-circuit ou à une déconnexion peut être provoquée dans le capteur, d'oxygène 28 qui est utilisé dans le mode de réalisation. Dans le cas de
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l'anomalie due à un court-circuit ou à une déconnexion, étant donné que la sortie du capteur reste sur l'un des côtés sortie, il est possible de détecter la présence ou l'absence d'une anomalie en contrôlant si un changement est provoqué dans la sortie du capteur. Dans l'intervalle, il n'est pas possible de détecter la présence ou l'absence d'une anomalie due à une fissure dans l'élément par un tel procédé.
L'anomalie du capteur d'oxygène 28 due à une fissure de l'élément est une anomalie dans laquelle une fissure est provoquée dans la couche 32 représentée sur la figure 2. Lorsque cette anomalie se produit, il devient possible que l'air introduit dans l'espace d'air 36 s'introduise dans la chambre de gaz de mesure 40 par l'intermédiaire d'une fissure. La figure 6 est un schéma montrant une caractéristique de sortie normale (ligne en traits pleins) et une caractéristique de sortie (ligne pointillée) lorsqu'une fissure est provoquée dans l'élément du capteur d'oxygène 28. Comme cela est représenté sur ce schéma, le capteur d'oxygène 28, dans lequel une fissure existe dans l'élément, produit une faible sortie lorsque le rapport air-carburant des gaz d'échappement est riche ou pauvre, et produit une sortie élevée lorsque le rapport air-carburant des gaz d'échappement est au voisinage du rapport aircarburant st#chiométrique.
Lorsque la caractéristique de sortie du capteur d'oxygène 28 est telle que représentée par la ligne pointillée de la figure 6, il n'est pas possible de détecter la présence ou l'absence de l'anomalie en fonction du fait qu'il existe un changement dans la sortie du capteur. Etant donné que le capteur d'oxygène 28 est prévu du côté aval du catalyseur 24, il ne peut pas être déterminé sur la base de la sortie du capteur de rapport
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air-carburant 26 si les gaz d'échappement circulant autour du catalyseur 24 sont riches ou pauvres en réalité. En conséquence, il n'est pas possible de détecter la présence ou l'absence de l'anomalie due à une fissure de l'élément simplement en comparant la sortie du capteur de rapport air-carburant 26 à la sortie du capteur d'oxygène 28.
Dans l'intervalle, conformément au procédé utilisé dans le mode de réalisation, dans le cas où les gaz d'échappement riches circulent autour du capteur d'oxygène 28, lorsque le capteur d'oxygène 28 continue à produire une sortie qui est avoisine 0 Volt, une anomalie dans le capteur est immédiatement détectée. En conséquence, le système du mode de réalisation peut détecter la présence ou l'absence d'une anomalie due à une fissure de l'élément du capteur d'oxygène 28 en un temps court.
Dans le premier mode de réalisation, la commande active dans laquelle le rapport air-carburant cible est inversé de manière répétée est réalisé de façon à détecter la présence ou l'absence d'une anomalie dans le capteur d'oxygène 28. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à cela. C'est-à-dire qu'afin de détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène 28, il n'est pas nécessaire d'inverser le rapport air-carburant cible entre la valeur cible riche et la valeur cible pauvre. Le rapport air-carburant cible peut être établi soit à la valeur cible riche soit à la valeur cible pauvre jusqu' à ce que la présence ou l'absence d'une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 soit déterminée.
Dans le premier mode de réalisation, le rapport aircarburant est commandé par force pour être riche ou pauvre en commandant le rapport air-carburant cible à la valeur cible riche ou à la valeur cible pauvre de façon à déterminer la présence ou l'absence d'une anomalie dans le capteur d'oxygène 28. Toutefois, l'invention n'est pas
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limitée à cela. C'est-à-dire que la présence ou l'absence d'une anomalie dans le capteur d'oxygène 28 peut être déterminée en utilisant la période pendant laquelle le rapport air-carburant est nécessairement du côté riche ou du côté pauvre, telle que la période pendant la coupure de carburant.
Dans le premier mode de réalisation, la quantité d'oxygène entrant dans le catalyseur 24 et la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur 24 sont calculées sur la base de la différence #A/F entre le rapport air-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport aircarburant 26 et le rapport air-carburant st#chiométrique et la quantité de carburant délivrée au moteur à combustion interne 10. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à cela. C'est-à-dire que la quantité d'oxygène et la quantité de déficit d'oxygène peuvent être calculées sur la base de la quantité d'air d'admission détectée par le débitmètre d'air 18 et la quantité d'alimentation en carburant (la quantité de carburant), sans utiliser la différence #A/f.
Lorsqu'un tel procédé de calcul est utilisé, il n'est pas nécessaire de mesurer le rapport air-carburant A/F en amont du catalyseur 24, contrairement au premier mode de réalisation. En conséquence, lorsque ce procédé de calcul est utilisé, le capteur prévu du côté amont du catalyseur 24 peut être un capteur d'oxygène au lieu du capteur de rapport air-carburant.
Dans le premier mode de réalisation, il est déterminé que le capteur d'oxygène 28 est dans un état normal lorsqu'une inversion de la sortie du capteur d'oxygène 28 est déterminée une fois pendant un traitement consistant à exécuter le sous-programme de la figure 5 (se référer aux étapes S104, S106). Toutefois, l'invention n'est pas
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limitée à cela. C'est-à-dire que la détermination selon laquelle le capteur d'oxygène 28 est dans un état normal peut ne pas être effectuée jusqu'à ce qu'à la fois une inversion de la sortie riche à la sortie pauvre et une inversion de la sortie pauvre à la sortie riche soient déterminées.
Dans le premier mode de réalisation, le capteur de rapport air-carburant 26 correspond au "capteur côté amont" du premier aspect de l'invention. De plus, le "moyen de calcul de capacité de temps de stockage" dans le premier aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 réalise le traitement de l'étape S114, le "moyen de calcul de capacité de temps de libération" dans le premier aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 réalise le traitement de l'étape S126 et le "moyen de détermination d'anomalie" dans le premier aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 réalise le traitement des étapes S116, 118, 128 et 130.
Dans le premier mode de réalisation, le "moyen de calcul de différence de rapport air-carburant" du deuxième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 calcule la différence #A/F en soustrayant le rapport air-carburant st#chiométrique du rapport air-carburant d'échappement de l'étape S114 ou S126, et le "moyen de détection de quantité d'alimentation en carburant" du deuxième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 détecte la quantité de carburant. De même, le "moyen de calcul de quantité d'oxygène" dans le deuxième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 calcule la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence AA/F et de la quantité de carburant à l'étape S114, et le "moyen de calcul de quantité de déficit d'oxygène" dans le deuxième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50
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calcule la quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence #A/F et de la quantité de carburant à l'étape S126.
Dans le premier mode de réalisation, le "moyen de forçage pauvre" du troisième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 établit le rapport air-carburant cible à la valeur cible pauvre pendant la commande active et le "moyen de forçage riche" du troisième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 établit le rapport air-carburant cible à la valeur cible riche pendant la commande active.
De même, dans le premier mode de réalisation, le "moyen de commande d'inversion" du quatrième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 inverse le rapport air-carburant cible entre la valeur cible riche et la valeur cible pauvre chaque fois que la sortie du capteur d'oxygène 28 est inversée pendant la commande active.
Dans le premier mode de réalisation, le "moyen d'interdiction d'établissement par force" du cinquième aspect de l'invention est réalisé lorsque l'ECU 50 réalise le processus de l'étape S120.
Le contrôleur (par exemple, l'ECU 50) des modes de réalisation exemplaires illustrés est mis en #uvre comme un ordinateur universel programmé. L'homme de l'art appréciera que le contrôleur peut être mis en #uvre en utilisant un circuit intégré spécialisé unique (par exemple, ASIC) comportant une section de processeur principal ou central pour la commande globale, au niveau du système, et des sections séparées spécialisées pour réaliser divers calculs, fonctions et autres traitements spécifiques différents sous la commande de la section de processeur central. Le contrôleur peut être une pluralité de dispositifs ou circuits séparés spécialisés, ou un circuit
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programmable intégré, ou d'autres circuits ou dispositifs électroniques (par exemple, circuit électronique câblé ou circuit logique tels que circuits à éléments discrets ou dispositifs logiques programmables tels que PLD, PLA, PAL ou analogues). Le contrôleur peut être mis en #uvre en utilisant un ordinateur universel programmé de manière appropriée, par exemple, un microprocesseur, un microcontrôleur ou autre dispositif processeur (CPU ou MPU) soit seul soit en liaison avec un ou plusieurs dispositifs de traitement de signaux et de données périphériques (par exemple, circuits intégrés). En général, tout dispositif ou ensemble de dispositifs sur lequel une machine à l'état fini capable de mettre en #uvre les procédures décrites ici peut être utilisée comme contrôleur. Une architecture à traitement réparti peut être utilisée pour une vitesse et capacité de traitement de données/signaux maximale.

Claims (16)

REVENDICATIONS
1. Système de détection d'anomalie destiné à détecter une anomalie dans un capteur d'oxygène (28) prévu d'un côté aval d'un catalyseur (24) destiné à purifier les gaz d'échappement libérés d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu'il comprend : un capteur côté amont (26) qui est prévu d'un côté amont du catalyseur (24) et qui produit une sortie correspondant à un rapport air-carburant d'échappement ; un moyen de calcul de capacité de temps de stockage (50) (S114) destiné à obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur (24) en déterminant une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (24) pendant une période pendant laquelle le capteur d'oxygène (28) produit une sortie riche et le capteur côté amont (26) produit une sortie pauvre ; et un moyen de détection d'anomalie (S116, S118) destiné à détecter qu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène (28) lorsque la capacité de stockage d'oxygène théorique a dépassé une quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur (24) .
2. Système de détection d'anomalie selon la revendication 1, dans lequel le capteur côté amont (26) est un capteur de rapport air-carburant destiné à détecter un rapport air-carburant d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen de calcul de différence de rapport aircarburant (50, S114) destiné à obtenir une différence AA/F entre un rapport air-carburant détecté par le capteur côté amont (26) et un rapport air-carburant stoechiométrique ; et
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un moyen de détection de quantité d'alimentation en carburant destiné à détecter une quantité d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le moyen de calcul de capacité de temps de stockage (50, S114) comprend un moyen de calcul de quantité d'oxygène (50, S114) destiné à calculer une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence #A/F et de la quantité d'alimentation en carburant.
3. Système de détection d'anomalie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen de forçage pauvre (50) destiné à commander un rapport air-carburant cible d'un mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne (10) pour être pauvre alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie riche, qui est utilisée en combinaison avec le moyen de calcul de capacité de temps de stockage (50, S114).
4. Système de détection d'anomalie selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen de forçage riche destiné à commander un rapport air-carburant cible d'un mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne pour être riche alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie pauvre ; et un moyen de commande d'inversion (50) destiné à inverser le rapport air-carburant cible entre riche et pauvre en commandant le moyen de forçage riche (50) et le moyen de forçage pauvre (50) pour fonctionner alternativement chaque fois qu'une sortie du capteur d'oxygène est inversée.
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5. Moyen de détection d'anomalie selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen d'interdiction d'établissement par force (S120) destiné à interdire l'établissement du rapport aircarburant cible par le moyen de forçage pauvre (50) et l'établissement du rapport air-carburant cible par le moyen de forçage riche (50) lorsqu'une anomalie du capteur d'oxygène (28) est détectée.
6. Système de détection d'anomalie destiné à détecter une anomalie dans un capteur d'oxygène (28) prévu d'un côté aval d'un catalyseur (24) destiné à purifier les gaz d'échappement libérés d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu'il comprend : un capteur côté amont (26) qui est prévu d'un côté amont du catalyseur (24) et qui produit une sortie correspondant à un rapport air-carburant d'échappement ; un moyen de calcul de capacité de temps de libération (50, S126) destiné à obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur (24) en déterminant une quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (24) pendant une période pendant laquelle le capteur d'oxygène (28) produit une sortie pauvre et le capteur côté amont (26) produit une sortie riche ; et un moyen de détection d'anomalie (S128, S130) destiné à détecter une anomalie dans le capteur d'oxygène (28) lorsque la capacité de stockage d'oxygène théorique a dépassé une quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur.
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7. Système de détection d'anomalie selon la revendication 6, dans lequel le capteur côté amont (26) est un capteur de rapport air-carburant destiné à détecter un rapport air-carburant d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen de calcul de rapport air-carburant (50, S126) destiné à obtenir une différence #A/F entre un rapport aircarburant détecté par le capteur côté amont (26) et un rapport air-carburant st#chiométrique ; et un moyen de détection de quantité de carburant destiné à détecter une quantité d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce que le moyen de calcul de capacité de temps de libération (50, S126) comprend un moyen de calcul de quantité de déficit d'oxygène (50, S126) destiné à calculer une quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence AA/F et de la quantité d'alimentation en carburant.
8. Système de détection d'anomalie selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen de forçage riche (50) destiné à commander un rapport air-carburant cible d'un mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne (10) pour être riche alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie pauvre, qui est utilisée en combinaison avec le moyen de calcul de capacité de temps de libération (50, S126).
9. Procédé destiné à détecter une anomalie dans un capteur d'oxygène (28) prévu d'un côté aval d'un catalyseur (24) destiné à purifier les gaz d'échappement libérés d'un
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moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : détecter un rapport air-carburant d'échappement en amont du catalyseur (24) ; obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur (24) en déterminant une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (24) pendant une période où le capteur d'oxygène (28) produit une sortie riche et où le rapport air-carburant d'échappement en amont du catalyseur est détecté pour être pauvre ; et détecter qu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène (28) lorsque la quantité de stockage d'oxygène théorique a dépassé une quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur.
10. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes consistant à : obtenir une différence #A/F entre un rapport aircarburant détecté en amont du catalyseur 24 et un rapport air-carburant st#chiométrique ; détecter une quantité d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne (10) ; et calculer une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence #A/F et de la quantité d'alimentation en carburant.
11. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape suivante consistant à : commander par force un rapport air-carburant cible d'un mélange air-carburant délivré au moteur à combustion
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interne pour être pauvre alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie riche.
12. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes consistant à : commander par force le rapport air-carburant du mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne (10) pour être riche alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie pauvre ; et inverser le rapport air-carburant cible entre riche et pauvre en commutant alternativement le rapport aircarburant cible entre pauvre et riche chaque fois que la sortie du capteur d'oxygène (28) est inversée.
13. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape suivante consistant à : interdire l'établissement par force du rapport aircarburant cible lorsqu'une anomalie dans le capteur d'oxygène (28) est détectée.
14. Procédé destiné à détecter une anomalie dans un capteur d'oxygène (28) prévu d'un côté aval du catalyseur (24) destiné à purifier les gaz d'échappement libérés d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : détecter un rapport air-carburant d'échappement en amont du catalyseur (24) ; obtenir une capacité de stockage d'oxygène théorique du catalyseur (24) en déterminant une quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur (24) pendant une période où le capteur d'oxygène
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(28) produit une sortie pauvre et où le rapport aircarburant d'échappement en amont du catalyseur (24) est détecté pour être riche ; et détecter qu'il y a une anomalie dans le capteur d'oxygène (28) lorsque la capacité de stockage d'oxygène théorique a dépassé une quantité de stockage d'oxygène maximale du catalyseur (24).
15. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes consistant à : obtenir une différence #A/F entre un rapport aircarburant détecté en amont du catalyseur (24) et un rapport air-carburant st#chiométrique ; détecter une quantité d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne (10) ; et calculer une quantité de déficit d'oxygène dans les gaz d'échappement sur la base de la différence AA/F et de la quantité d'alimentation en carburant.
16. Procédé de détection d'anomalie selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape suivante consistant à : commander par force un rapport air-carburant cible d'un mélange air-carburant délivré au moteur à combustion interne (10) pour être riche alors que le capteur d'oxygène (28) produit une sortie pauvre.
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