JP2007211773A - 排気ガス処理装置の診断方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い診断信頼性を保証する排気ガス処理装置の診断方法および装置を提供する。
【解決手段】排気ガス処理装置（１４）の診断方法および方法において、第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）の間および／または第２の弁（ＤＤＶ）と注入弁（ＨＣＩＶ）との間の反応剤圧力が測定され、圧力測定信号（ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣ）が診断の基礎とされる。第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）が１つの切換サイクル内において交互に開放され、第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）の開放時間（ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ）および／または周期（ｔｉ＿Ｐ）は、発生する診断容積流量（ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄ）が配量容積流量（ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎ）より小さいように決定される。これにより、反応剤通路（３０）内の反応剤流れの動的過程の影響を低減し、診断結果の信頼性を向上させるほかに、小さい漏れの診断をも可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガス処理装置の診断方法およびその方法を実行する診断装置に関するものである。

ドイツ特許公開第１０２００４０１８２２１号に、加圧された反応剤がＳＣＲ触媒手前の内燃機関の排気ガス内に噴霧される、この種の方法およびこの種の装置が開示されている。反応剤圧力は、特性変数の関数として、所定の反応剤目標圧力に決定される。特性変数として、内燃機関の運転変数および／または内燃機関の排気ガスの特性変数が使用されてもよい。所定の反応剤目標圧力は制御の範囲内において制御され、この制御において反応剤の実際圧力は反応剤圧力センサにより測定される。少なくとも１つの圧力センサの故障はＳＣＲ触媒の性能を低下させ、この結果、浄化されない排気ガスが周囲に排出されることがある。

ドイツ特許公開第１０２００４０４４５０６号に、同様に、加圧された反応剤がＳＣＲ触媒手前の内燃機関の排気ガス内に噴霧される、この種の方法およびこの種の装置が開示されている。圧縮空気は逆止弁を介して供給され、逆止弁はある開放圧力を有している。圧縮空気圧力の診断が行われ、この診断は、スタート時点において圧縮空気制御弁を閉鎖することから開始される。少なくとも第２の時点において、圧縮空気圧力が少なくとも近似的に周囲空気圧力に加算された逆止弁の開放圧力に対応する下限しきい値に少なくとも対応しているかどうかが検査される。条件が満たされていないとき、エラー信号が提供される。

ドイツ特許公開第１０１５９８４９号に、加圧された反応剤がＳＣＲ触媒手前の内燃機関の排気ガス内に噴霧される、他のこの種の方法およびこの種の装置が開示されている。反応剤として燃料が使用され、燃料は還元剤として特に排気ガス内のＮＯ_２成分に対して作用する。

ドイツ特許公開第１０２００４０６１２４７号に、同様に、排気ガス処理装置手前の内燃機関の排気ガス内に加圧された反応剤が噴霧される、この種の方法およびこの種の装置が開示されている。反応剤として燃料が使用され、燃料は、接触作用面において、排気ガス内に存在する残留酸素と発熱反応し、これにより排気処理装置を加熱する。反応剤は所定の供給源圧力に加圧される。反応剤の流れ方向において、はじめに、切換可能な締切弁が配置され、次に、連続操作配量弁およびその後方に逆止弁が配置されている。締切弁と配量弁との間に存在する反応剤通路内の反応剤圧力が測定される。測定された反応剤圧力は、締切弁および／または配量弁の少なくとも１つの所定の状態において、少なくとも１つのしきい値と比較される。しきい値を超えた場合、エラー信号が提供される。締切弁および／または配量弁は、反応剤通路内の反応剤の流れに関して、長時間の間隔で切り換えられるので静的圧力比が観察可能であり、この静的圧力比は、逆止弁の開放圧力を超えた場合および場合により発生するエラーの場合においてのみ、動的変化を有することになる。

本発明の課題は、高い診断信頼性を保証する排気ガス処理装置の診断方法およびその方法を実行する装置を提供することである。

本発明によれば、排気ガス処理装置の診断方法において、第１および第２の弁の間および／または第２の弁と注入弁との間の反応剤圧力が測定され、圧力測定信号が診断の基礎とされ、第１および第２の弁が、１つの切換サイクル内において交互に開放され、この場合、第１および／または第２の弁の開放時間および／または周期は、発生する診断容積流量が配量容積流量より小さいように決定される。

排気ガス処理装置の本発明による診断装置は、方法を実行するために特別に設計された制御装置を設けている。本発明による方法はプログラムの走行として制御装置のメモリ内に記憶されている。

制御装置は、特に、診断制御、しきい値設定並びに圧力信号を少なくとも１つのしきい値と比較する比較器を含む。
一形態は、排気ガス処理装置の第１の弁が締切弁であり、および第２の弁が配量弁であるように設計されている。

他の形態は、排気ガス処理装置の注入弁が、設定された開放圧力を有する逆止弁であるように設計されている。
本発明によるコンピュータ・プログラムは、それがコンピュータ上で実行されるとき、本発明による方法の全てのステップを実行するように形成されている。

プログラムがコンピュータ上または制御装置内で実行されるとき、マシンが読取り可能な媒体上に記憶されたプログラム・コードを有する本発明によるコンピュータ・プログラム製品が本発明による方法を実行する。

本発明による方法は、特に、例えば第１および第２の弁の間および／または第２の弁と注入弁との間に発生することがある漏れの診断を可能にする。
本発明による方法は部品内に少量ずつ配量された診断容積流量を供給するので、動的過程が回避され、他の場合には、配量容積流量が設定されている間において動的過程が発生することがあり、且つこれが診断結果を誤らせることになるであろう。例として、動的過程は、例えば配管および弁のような部品における流量の関数としての圧力損失および特に配管内の反応剤の振動である。

本発明による方法は、特に、周囲空気圧力と注入弁の開放圧力範囲との間に存在する圧力範囲内において診断を可能にする。診断容積流量を、配量容積流量を下回る値に制限することにより、注入弁の開放圧力範囲内の圧力が存在するかぎり、制限された診断容積流量は注入弁内の流量を保持するためには十分ではないので、注入弁が比較的短時間開放し、それがすぐに再び閉鎖することになるにすぎない。これにより、特にきわめて小さい漏れを検出可能である。

本発明による方法の有利な変更の一形態は、開放時間および／または周期は、１つの切換サイクルの間に発生する最大圧力変化が注入弁の開放圧力より小さいように決定されることを行う。最大圧力変化は、２つのそれぞれの弁の間の容積が空になったときに発生する。したがって、それ以降における反応剤容積流量による圧力変化へのその影響に関しては、既に診断容積流量に制限された反応剤容積流量が決定されることになる。これにより、動的流れ過程による測定結果への影響は十分に回避される。

同様な一形態は、開放時間および周期は、「最大圧力変化／時間」が超えられないように決定されることを行う。既に診断容積流量に制限された反応剤容積流量を場合によりさらに制限することにより、場合により発生する動的過程がさらに回避される。

他の形態は、反応剤が第１および第２の弁の間で利用可能な第１の容積が、反応剤が第２の弁と注入弁との間で利用可能な第２の容積より小さいように設計されている。この手段を用いて、診断容積流量が既に比較的より小さい第１の容積によって制限されていることにより、第１および第２の弁の開放過程に対する開放時間および／または周期がその中で決定可能なより広い範囲が得られる。

一形態は、圧力測定信号が、注入弁の開放圧力より小さいしきい値と比較されることを行う。しきい値のこの決定により、特に漏れが検出可能である。
一形態は、比較器が測定された圧力測定信号をしきい値および／または許容範囲と比較することを行うが、この場合、遅れ時間または所定数の切換サイクル後にはじめて、圧力測定信号としきい値との比較が行われ、これにより、診断の開始時における振動過程が診断結果を誤らせることはない。

図１は内燃機関１０を示し、内燃機関１０の吸気領域１１内に吸気測定手段１２が配置され、内燃機関１０の排気領域１３内に注入弁ＨＣＩＶが配置され、注入弁ＨＣＩＶ後方の下流側に排気ガス処理装置１４が配置されている。排気ガス処理装置１４は、触媒１５並びに粒子フィルタ１６を含む。

制御装置２０に、吸気測定手段１２は空気信号ｍｓ＿Ｌを、内燃機関１０は回転速度ｎを出力する。制御装置２０は、燃料配量装置２１に燃料信号ｍ＿Ｋを供給する。
反応剤通路３０内に、ポンプ３１および配量／締切装置ＭＳＵが配置されている。配量／締切装置ＭＳＵは、第１の弁ＦＣＶおよび第２の弁ＤＤＶを含む。

第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの間に、第１の圧力センサ３２が配置され、第１の圧力センサ３２は、第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの間に形成される第１の容積Ｖｏｌ１における反応剤圧力を測定し、且つ第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣを比較器３３に供給する。

第２の弁ＤＤＶと注入弁ＨＣＩＶとの間に第２の圧力センサ３４が配置され、第２の圧力センサ３４は、第２の弁ＤＤＶと注入弁ＨＣＩＶとの間に形成される第２の容積Ｖｏｌ２における反応剤圧力を測定し、且つ第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣを比較器３３に供給する。

両方の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内に、配量容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎおよび診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄが発生する。ポンプ３１後方の下流側に、供給源圧力ＰＱ＿ＨＣが発生する。

反応剤配量制御手段３５は、第１の弁ＦＣＶに第１の弁操作信号ｓ＿ＦＣＶを供給し、第２の弁ＤＤＶに第２の弁操作信号ｓ＿ＤＤＶを供給し、ポンプ３１にポンプ操作信号３７を供給する。反応剤配量制御手段３５に配量信号３８が供給される。

診断制御手段３９は、比較器３３に対してのみならず、反応剤配量制御手段３５にも診断信号４０を供給する。
比較器３３は、第１および／または第２の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣを、しきい値設定手段４１が提供するしきい値ＳＷと比較する。比較器３３は、比較結果の関数としてエラー信号Ｆを供給する。

図２ａは、時間ｔの関数として第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣを示す。第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣは、最小圧力ｐ＿ｍｉｎと供給源圧力ＰＱ＿ＨＣとの間に存在する。注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶが目盛られている。第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣは単位ｋＰａで与えられている。値５０ｋＰａおよび６００ｋＰａが目盛られている。第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣの下側の値は、１０秒における最小圧力ｐ＿ｍｉｎから１８秒における開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶまで上昇し、１９秒において再び最小圧力ｐ＿ｍｉｎに低下している。

図２ｂは、時間ｔの関数として第１の弁操作信号ｓ＿ＦＣＶを示す。第１の弁ＦＣＶは、周期ｔｉ＿Ｐ内においてそれぞれ、第１の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶの間開放される。周期ｔｉ＿Ｐは１秒で目盛られている。

図２ｃは、時間ｔの関数として第２の弁操作信号ｓ＿ＤＤＶを示す。第２の弁ＤＤＶは、周期ｔｉ＿Ｐ内においてそれぞれ、第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶの間開放される。
図３ａは、時間ｔの関数として第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣを示す。第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣは、最小圧力ｐ＿ｍｉｎと注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶとの間に存在する。さらに、供給源圧力ＰＱ＿ＨＣが目盛られている。第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣは、同様に単位ｋＰａで与えられている。同様に、値５０ｋＰａおよび６００ｋＰａが目盛られている。第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣの下側の値は、１０秒における最小値ｐ＿ｍｉｎから１８秒における開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶまで上昇し、且つ１８．５秒において最小圧力ｐ＿ｍｉｎに低下している。

図３ｂおよび図３ｃは、図２ｂおよび図２ｃと一致している。
本発明による方法は次のように行われる。
制御装置２０は、燃料信号ｍ＿Ｋを、例えば、空気信号ｍｓ＿Ｌの関数として、および／または回転速度ｎの関数として、および／または内燃機関１０が提供する設定されたトルク目標値の関数として決定する。燃料信号ｍ＿Ｋは、例えば、燃料噴射期間および／または燃料配量装置２１内の燃料噴射圧力を決定する。

内燃機関１０の排気ガスは、例えば窒素酸化物および／または粒子のような好ましくない成分を含む。排気ガス処理装置１４は好ましくない成分をできるだけ低減させる。
排気ガス処理装置１４は例えば触媒１５を含み、触媒１５は、酸化触媒および／または吸蔵触媒例えばＮＯｘ吸蔵触媒および／または三元触媒および／またはＳＣＲ触媒であってもよい。排気ガス処理装置１４は、追加してまたはその代わりに、粒子フィルタ１６を含んでもよい。

排気ガス処理装置１４は、排気ガスの浄化機能を満たすためにまたは再生を実行するために、その温度が超えられていなければならない最小温度を必要とすることがある。例えば、接触作用面における反応は、所定の温度範囲内において最適に進行する。さらに、吸蔵触媒および／または粒子フィルタの再生を実行可能にするために最小温度が必要とされることがある。例えば、粒子フィルタは、粒子燃焼を開始させるために、粒子燃焼条件の関数として、４５０℃と６５０℃の間に存在する開始温度を必要とする。吸蔵触媒は、例えば硫黄被毒から再生するために、８００℃に達するきわめて高い温度を必要とする。

排気温度を上昇させるために反応剤が排気領域１３内に注入され、反応剤は、例えば接触作用面上において発熱反応をする。反応剤は、さらに、触媒１５において必要とされることがある。例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒は、再生を実行するために、酸素がリーンの排気ガスを必要とする。

注入弁ＨＣＩＶは、排気ガス処理装置１４手前の下流側に配置され且つ反応剤を排気領域１３内に注入する。注入弁ＨＣＩＶは逆止弁として形成されていることが好ましい。いずれの場合も、注入弁ＨＣＩＶは開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶを有し、開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶは、特に逆止弁として形成されている場合、所定の値に決定されてもよい。

反応剤は、例えば燃料であり、これにより、自動車内に別の反応剤を保持する必要はない。燃料、特に燃料蒸気は引火しやすいので、高い安全要求が満たされるべきである。
反応剤は、ポンプ３１により、例えば６００ｋＰａの値の所定の供給源圧力ＰＱ＿ＨＣに昇圧される。別個に示されているポンプ３１は、反応剤として燃料が使用されるときには省略可能である。この場合に、燃料は内燃機関１０の低圧燃料回路から供給され、低圧燃料回路は、例えば燃料タンク内に配置されている燃料ポンプを含む。

したがって、反応剤通路は、例えば締切弁として形成されている第１の弁ＦＣＶを含み、締切弁は第１の弁操作信号ｓ＿ＦＣＶにより完全に開放されるかまたは完全に閉鎖されるかのいずれかである。

反応剤の流量は、配量弁として形成されている、下流側に配置された第２の弁ＤＤＶにより設定可能である。第２の弁ＤＤＶは連続的に調節されることが好ましく、この場合、急速な時間系列内において開放および閉鎖されるサイクル操作が行われることが好ましい。

排気領域１３内に発生することがある高い温度のために、第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶを排気領域１３から切り離して配置し、且つ反応剤の注入を注入弁ＨＣＩＶにより実行することが必要なことがあり、注入弁ＨＣＩＶを高耐熱性で製造可能であることがコスト的に有利である。図示の実施例においては、第１の弁ＦＣＶおよび第２の弁ＤＤＶは、配量／締切装置ＭＳＵ内に配置されている。

第１の弁ＦＣＶと第２の弁ＤＤＶとの間に、反応剤に対して第１の容積Ｖｏｌ１が提供され、容積Ｖｏｌ１に第１の圧力センサ３２が配置され、第１の圧力センサ３２は第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣを提供する。

第２の弁ＤＤＶと注入弁ＨＣＩＶとの間に、反応剤に対して第２の容積Ｖｏｌ２が提供され、容積Ｖｏｌ２に第２の圧力センサ３４が配置され、第２の圧力センサ３４は第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣを提供する。本発明による方法は、第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣおよび／または第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣの評価に基づくものであってもよい。

診断により、第１の容積Ｖｏｌ１および／または第２の容積Ｖｏｌ２内の漏れを検出することができる。診断は、原理的に、従来技術から既知のように静的に実行可能であり、この場合、両方の弁ＦＣＶ、ＤＤＶまたは両方の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの少なくとも１つは静的に開放されているかまたは閉鎖されているかのいずれかである。用語「静的に」は、反応剤の流れの間に動的過程が観察されず、また動的過程が診断結果に影響を与えないものと仮定することを意味する。実験により、反応剤通路３０内の動的過程が診断結果に影響を与えることがあることがわかった。

したがって、本発明により、第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶを、診断の間に切換サイクル内において交互に開放することが行われる。
配量信号３８が存在する場合、正常な配量作業の間において、第１の弁ＦＣＶは完全に開放され、且つ第２の弁ＤＤＶは配量の所定量の関数として特定の開放断面積ないしは特定の配量サイクル周波数に設定されるように、反応剤配量制御手段３５が第１および第２の弁操作信号ｓ＿ＦＣＶ、ｓ＿ＤＤＶを決定する。

診断制御手段３９は診断信号４０により診断を開始し、診断信号４０は、比較器３３を作動させるのみならず、反応剤配量制御手段３５を介して、図２ｂ、図２ｃおよび図３ｂ、図３ｃに示されている弁操作信号ｓ＿ＦＣＶ、ｓ＿ＤＤＶを出力させる。この方法の目的は、反応剤容積流量を、反応剤の正常な配量の間に発生する配量容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎから診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄに低減させることである。この手段により、動的過程の診断結果への影響を適切に低減可能である。

低減された診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄは、はじめに、反応剤通路３０内の個々の部品における動的圧力降下を低減させるので、第１および第２の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣは、第１および／または第２の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内にかかっている準定常反応剤圧力を測定することができる。特に、診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄの設定により、注入弁ＨＣＩＶが適切に設定された開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶを有する逆止弁として形成されているときに特に観察されることがある、第２の容積Ｖｏｌ２内における反応剤の振動が効果的に抑制される。

配量容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎよりも低減された診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄの設定により、反応剤が注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶに到達するまで、第２の容積Ｖｏｌ２が徐々に昇圧されること、または反応剤圧力が開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内にとどまることが達成可能である。開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶに到達したとき、注入弁ＨＣＩＶは確かに開放されるが、制限された診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄにより、注入弁ＨＣＩＶが再び閉鎖するまで、僅かな反応剤量が貫流されるにすぎない。

したがって、本発明の方法により、反応剤の多量の配量が行われることなく、第２の容積Ｖｏｌ２内の反応剤圧力を、適切に注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内に保持することが可能である。これにより、比較器３３内における第１および／または第２の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣの評価に基づき、第１および／または第２の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内の漏れに関する確実な診断を実行することができる。

図２ａは、第１の反応剤測定信号ｐ１＿ＨＣの可能な時間線図を示す。１０秒において、第２の容積Ｖｏｌ２が空にされているものと仮定する。第１の弁ＦＣＶを第１の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶの間開放し、同時に第２の弁ＤＤＶが閉鎖されていることにより、第１の容積Ｖｏｌ１が充填される。この状態において、第１の圧力センサ３２が供給源圧力ＰＱ＿ＨＣを測定する。それに続いて、第１の弁ＦＣＶが閉鎖され且つ第２の弁ＤＤＶが開放される。第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶの関数として、第１の容積Ｖｏｌ１内に含まれている反応剤の一部が第２の容積Ｖｏｌ２内に流入可能であるか、または第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶがより長い場合には完全な均衡が行われる。それに対応して、第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣは圧力上昇を示す。

一方で容積比の関数として、他方で第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶのサイクル時間例えば開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶの関数として、最初の切換サイクル内において既に、圧力が注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内に上昇していることが行われることがある。診断容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄを配量容積流量ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎよりも低い値に制限することは重要である。

診断が最小圧力ｐ＿ｍｉｎから開始される図示の実施例の代わりに、診断はいかなる圧力から開始されてもよい。圧力が開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶを超えている場合、注入弁ＨＣＩＶの開放により、反応剤圧力は開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内まで低減される。

図２ａに示されている実施例においては、第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣは、１７または１８秒において開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶまで上昇するものと仮定する。反応剤圧力が開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内に存在するとき、注入弁ＨＣＩＶは短時間の間開放され、これにより、第１および／または第２の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内に漏れが存在しないかぎり、反応剤圧力は開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲内において安定可能である。しかしながら、漏れが存在するときには、圧力低下が行われる。

図示の実施例においては、１８および１９秒の間の範囲内において第２の容積Ｖｏｌ２内に漏れが発生したものと仮定し、この場合、さらに、漏れは最小圧力ｐ＿ｍｉｎまで完全に圧力が低下されるものと仮定し、このとき、最小圧力ｐ＿ｍｉｎは、一般に周囲空気圧力に対応する。圧力低下は、第２の弁ＤＤＶが開放されたときにはじめて第１の圧力センサ３２により検出可能である。第１の容積Ｖｏｌ１内に漏れが発生した場合、第１の圧力センサ３２は直ちに圧力低下を検出する。切換サイクル内のみに限定されて容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内に反応剤が供給されるので、本発明による方法は、比較的小さい漏れの検出を可能にする。特に、第１の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣは、反応剤通路３０内の反応剤の振動に基づく外乱信号によって妨害されることはない。

一形態により、第１の容積Ｖｏｌ１が第２の容積Ｖｏｌ２より小さいように設計されている。これにより、第１および／または第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの第１の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶおよび／または第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶに対してより大きな自由度が与えられている。特に第２の弁ＤＤＶの第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶは、両方の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２内の反応剤の完全な均衡が行われるように長く選択されてもよい。この手段により、両方の容積Ｖｏｌ１、Ｖｏｌ２を予め適切に設定することによってのみ動的比率を調節することができる。

他の形態により、第１および／または第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの第１および／または第２の開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶは、「圧力上昇／時間」が最大値に制限されているところの値に決定されているように設計されている。最大圧力上昇は、第２の容積Ｖｏｌ２が診断の開始時に完全に空にされているときに発生することがある。圧力勾配を最大値に制限することは、同時に、動的比率の診断結果への影響を低減させるように働く。

図２ｂ、図２ｃに示されている弁操作信号ｓ＿ＦＣＶ、ｓ＿ＤＤＶから、両方の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶは重なり合っていないことがわかる。図示の実施例においては、切換サイクルが、図示の実施例において１秒の値を有している周期ｔｉ＿Ｐ内において行われるものと仮定されている。好ましい実施例においては、周期ｔｉ＿Ｐは多くても１秒の値に決定されているが、２０ミリ秒に低減されてもよい。それに対応して、開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶは適合されなければならない。図示の実施例においては、開放時間ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶは、０．５秒より小さいかまたは多くても０．５秒に等しいものと仮定し、この場合、１０ミリ秒まで低減が行われてもよい。

図３ａに、図２ａの基礎となっているものと同じ前提条件における第２の圧力測定信号ｐ２＿ＨＣの時間線図が示されている。この実施例においてもまた、最小圧力ｐ＿ｍｉｎがそのときに発生する、空にされた第２の容積Ｖｏｌ２において診断が開始されるものと仮定する。第１の容積Ｖｏｌ１の充填の間において、第１の容積Ｖｏｌ１が第２の容積Ｖｏｌ２から分離されていることにより、第２の圧力センサ３４はもはや供給源圧力ＰＱ＿ＨＣを測定しない。その代わりに、第２の弁ＤＤＶの開放ごとに、反応剤圧力は段階的に開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶの範囲まで上昇し、開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶは、例えば１８秒で達成されることになる。既に記載のように、診断はいずれの圧力から開始されてもよい。

図示の実施例においては、１８．５秒において漏れが発生したものと仮定し、この場合、さらに、漏れは最小圧力ｐ＿ｍｉｎまで圧力を低下させる大きさを有しているものと仮定する。このような圧力低下は、漏れが第２の容積Ｖｏｌ２内に発生しているかぎり、各時点において第２の圧力センサ３４により検出可能である。漏れが第１の容積Ｖｏｌ１内に発生している場合、第２の圧力センサ３４は、第２の弁ＤＤＶの開放と共にはじめて圧力低下を検出することができる。

比較器３３は、第１および／または第２の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣを、しきい値設定手段４１から提供されるしきい値ＳＷと比較する。ただ１つの値の代わりに、しきい値として、許容範囲が設定されてもよい。しきい値ＳＷは、注入弁ＨＣＩＶの開放圧力ＰＦ＿ＨＣＩＶを下回る１つの値または範囲に決定される。

実施例に示されているような空の状態から場合により行われる、ないしは第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの同時の短時間開放によって場合により行われる第２の容積Ｖｏｌ２の充填が考慮されるべきである。この前提条件においては、誤診を排除するために、第２の比較器３３は、遅れ時間後または所定数の切換サイクル後においてはじめて比較を実行してもよい。図示の実施例においては、比較器は、約１７秒以降において、第１および／または第２の圧力測定信号ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣをしきい値ＳＷと比較してもよい。容積比の関数として、第１および第２の弁ＦＣＶ、ＤＤＶの上記の短時間開放は、しきい値ＳＷとの最初の比較まで明らかに時間を短縮することができる。その後に、しきい値ＳＷまたは許容範囲を下回ったことが特定された場合、比較器３３はエラー信号Ｆを提供し、エラー信号は、例えばエラー・メモリ内に記憶されても、または指示されてもよい。

本発明による方法が実行される技術的周辺図である。 図２ａは第１の圧力測定信号の時間線図、図２ｂおよび図２ｃはそれぞれ弁操作信号の時間線図である。 図３ａは第２の圧力測定信号の時間線図、図３ｂおよび図３ｃはそれぞれ、既に図２ｂおよび図２ｃに示したものと同じ弁操作信号の時間線図である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１１ 吸気領域
１２ 吸気測定
１３ 排気領域
１４ 排気ガス処理装置
１５ 触媒
１６ 粒子フィルタ
２０ 制御装置
２１ 燃料配量装置
３０ 反応剤通路
３１ ポンプ
３２ 第１の圧力センサ
３３ 比較器
３４ 第２の圧力センサ
３５ 反応剤配量制御手段
３７ ポンプ操作信号
３８ 配量信号
３９ 診断制御手段
４０ 診断信号
４１ しきい値設定手段
ＤＤＶ 第２の弁
Ｆ エラー信号
ＦＣＶ 第１の弁
ＨＣＩＶ 注入弁
ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄ 診断容積流量
ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎ 配量容積流量
ｍ＿Ｋ 燃料信号
ｍｓ＿Ｌ 空気信号
ＭＳＵ 配量／締切装置
ｎ 回転速度
ＰＦ＿ＨＣＩＶ 注入弁の開放圧力
ｐ＿ｍｉｎ 最小圧力
ＰＱ＿ＨＣ 供給源圧力
ｐ１＿ＨＣ 第１の圧力測定信号
ｐ２＿ＨＣ 第２の圧力測定信号
ｓ＿ＤＤＶ 第２の弁操作信号
ｓ＿ＦＣＶ 第１の弁操作信号
ＳＷ しきい値
ｔ 時間
ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ 第２の弁開放時間
ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ 第１の弁開放時間
ｔｉ＿Ｐ 周期
Ｖｏｌ１ 第１の容積
Ｖｏｌ２ 第２の容積

Claims (14)

1. 排気ガス処理装置（１４）の診断方法において、
   第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）の間および第２の弁（ＤＤＶ）と注入弁（ＨＣＩＶ）との間の少なくともいずれかの間の反応剤圧力が測定され、圧力測定信号（ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣ）が診断の基礎とされること、
   第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）が、１つの切換サイクル内において交互に開放され、この場合、第１および／または第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）の開放時間（ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ）および周期（ｔｉ＿Ｐ）の少なくともいずれかは、発生する診断容積流量（ｍｓ＿ＨＣ＿Ｄ）が配量容積流量（ｍｓ＿ＨＣ＿Ｎ）より小さいように決定されること、
   を特徴とする排気ガス処理装置の診断方法。
2. 開放時間（ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ）および周期（ｔｉ＿Ｐ）の少なくともいずれかは、１つの切換サイクルの間に発生する最大圧力変化が注入弁（ＨＣＩＶ）の開放圧力（ＰＦ＿ＨＣＩＶ）より小さいように決定されることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
3. 開放時間（ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ）および周期（ｔｉ＿Ｐ）の少なくともいずれかは、「最大圧力変化／時間」を超えないように決定されることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
4. 反応剤が第１および第２の弁（ＦＣＶ、ＤＤＶ）の間で利用可能な第１の容積（Ｖｏｌ１）が、反応剤が第２の弁（ＤＤＶ）と注入弁（ＨＣＩＶ）との間で利用可能な第２の容積（Ｖｏｌ２）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
5. 圧力測定信号（ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣ）が、注入弁（ＨＣＩＶ）の開放圧力（ＰＦ＿ＨＣＩＶ）より小さいしきい値（ＳＷ）と比較されることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
6. 第１および第２の弁の開放時間（ｔｉ＿Ｄ＿ＦＣＶ、ｔｉ＿Ｄ＿ＤＤＶ）の少なくともいずれかが、０．０１秒と０．５秒の間に存在することを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
7. 待ち時間または所定数の切換サイクル後にはじめて、圧力測定信号（ｐ１＿ＨＣ、ｐ２＿ＨＣ）としきい値（ＳＷ）との比較が行われることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の診断方法を実行するために特別に設計された制御装置（２０）が設けられていることを特徴とする排気ガス処理装置の診断装置。
9. 制御装置（２０）が、診断制御手段（３９）、しきい値設定手段（４１）、比較器（３３）を含むことを特徴とする請求項８に記載の診断装置。
10. 排気ガス処理装置（１４）の第１の弁（ＦＣＶ）が締切弁であり、第２の弁（ＤＤＶ）が配量弁であることを特徴とする請求項８に記載の診断装置。
11. 排気ガス処理装置（１４）の第１の弁（ＦＣＶ）が配量弁であり、第２の弁（ＤＤＶ）が締切弁であることを特徴とする請求項８に記載の診断装置。
12. 排気ガス処理装置（１４）の注入弁（ＨＣＩＶ）が、設定された開放圧力（ＰＦ＿ＨＣＩＶ）を有する逆止弁であることを特徴とする請求項８に記載の診断装置。
13. コンピュータ上で実行されるとき、請求項１ないし７のいずれかに記載の診断方法の全てのステップを実行するコンピュータ・プログラム。
14. プログラムがコンピュータまたは制御装置（２０）内で実行されるとき、請求項１ないし７のいずれかに記載の診断方法を実行するために、マシンが読取り可能な媒体上に記憶されたプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム製品。

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