JPH07158424A - 触媒物質を包有する触媒コンバータの使用可能性を定める方法 - Google Patents
触媒物質を包有する触媒コンバータの使用可能性を定める方法Info
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- JPH07158424A JPH07158424A JP6240293A JP24029394A JPH07158424A JP H07158424 A JPH07158424 A JP H07158424A JP 6240293 A JP6240293 A JP 6240293A JP 24029394 A JP24029394 A JP 24029394A JP H07158424 A JPH07158424 A JP H07158424A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性の高い、正確な車内車両診断法を介し
て車両用内燃機関の触媒コンバータの使用可能性を定め
る方法および機器の組合せを提供すること。 【構成】 車両用内燃機関（１１）、触媒コンバータ
（３２）ならびに前記コンバータの使用可能性を定める
諸装置を主要な構成要素とする有機的な組合せにより、
冷間始動中に前記コンバータの触媒物質が活性するに要
する時間を定め且つ、前記時間を予め定められた限界値
と比較した上で前記コンバータの適否を定める段階を含
む方法が実施される。
て車両用内燃機関の触媒コンバータの使用可能性を定め
る方法および機器の組合せを提供すること。 【構成】 車両用内燃機関（１１）、触媒コンバータ
（３２）ならびに前記コンバータの使用可能性を定める
諸装置を主要な構成要素とする有機的な組合せにより、
冷間始動中に前記コンバータの触媒物質が活性するに要
する時間を定め且つ、前記時間を予め定められた限界値
と比較した上で前記コンバータの適否を定める段階を含
む方法が実施される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒コンバータの使用可
能性を検出する方法および機器に関し、特に、その更に
広範囲の態様においても独占的にではなく、触媒コンバ
ータ使用可能性の車上監視に関する。
能性を検出する方法および機器に関し、特に、その更に
広範囲の態様においても独占的にではなく、触媒コンバ
ータ使用可能性の車上監視に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】当今
の自動車用機関は、機関により生成される排気放出物を
低減すべく、一般に触媒コンバータを利用している。こ
の種のコンバータは、機関により生成される排気組成を
化学的に改変して、排気放出物に対する各種環境規制を
満すようにすべく作動する。当今の触媒コンバータは、
適切に作動する場合、主要な３種の望ましくない排気、
炭化水素、一酸化炭素および各種亜酸化窒素の濃度を約
９０％低減できる。
の自動車用機関は、機関により生成される排気放出物を
低減すべく、一般に触媒コンバータを利用している。こ
の種のコンバータは、機関により生成される排気組成を
化学的に改変して、排気放出物に対する各種環境規制を
満すようにすべく作動する。当今の触媒コンバータは、
適切に作動する場合、主要な３種の望ましくない排気、
炭化水素、一酸化炭素および各種亜酸化窒素の濃度を約
９０％低減できる。
【０００３】触媒コンバータの使用可能性を定めるため
に、技術上、幾つかの方法が存在する。一つの方法に
は、排気放出物センサを用いて、コンバータの効率を直
接に測定する段階が包含されている。別の方法には、大
きくコンバータの酸素蓄積能力の程度に基づいて触媒コ
ンバータ奏効性を定める段階が包含されている。しか
し、低減された酸素蓄積能力を備えたコンバータは、排
気を処理する際、許容できる効率を以て機能する。即ち
処理された排気は、特に排気内に存在する酸素成分の効
果的な利用により、上記の低減された酸素蓄積能力にも
拘わらず、放出物の諸要件を満たし得る。こうした場
合、正確な触媒コンバータ効率試験は、酸素蓄積能力と
左程直接には関連しない。
に、技術上、幾つかの方法が存在する。一つの方法に
は、排気放出物センサを用いて、コンバータの効率を直
接に測定する段階が包含されている。別の方法には、大
きくコンバータの酸素蓄積能力の程度に基づいて触媒コ
ンバータ奏効性を定める段階が包含されている。しか
し、低減された酸素蓄積能力を備えたコンバータは、排
気を処理する際、許容できる効率を以て機能する。即ち
処理された排気は、特に排気内に存在する酸素成分の効
果的な利用により、上記の低減された酸素蓄積能力にも
拘わらず、放出物の諸要件を満たし得る。こうした場
合、正確な触媒コンバータ効率試験は、酸素蓄積能力と
左程直接には関連しない。
【０００４】ＳＡＥ（米国自動車技術者協会）論文第９
０００６２号、車内診断法を用いた触媒性能の検出、に
提案された別の方法には、排気内の酸素含量を検出すべ
く、触媒コンバータの上流に１つ、下流に１つの、２つ
の排気酸素（ＥＧＯ）センサが使用されている。このシ
ステムは、燃料制御システムの摂動により生ずる予め定
められた速度や周波数で化学量論の両面で振れる空燃比
を示す試験信号を使用する。触媒コンバータ奏効性の決
定は、上流および下流のＥＧＯセンサ間の応答パターン
の差異を比較することによって行われるとされている。
この種のシステムの場合、監視結果は、製造公差または
使用期間の差違による経年変化による種々の特性を備え
得る２つのＥＧＯからの信号に依存する。更にまた、こ
の種システムは、多重ＥＧＯセンサの使用を必要とす
る。
０００６２号、車内診断法を用いた触媒性能の検出、に
提案された別の方法には、排気内の酸素含量を検出すべ
く、触媒コンバータの上流に１つ、下流に１つの、２つ
の排気酸素（ＥＧＯ）センサが使用されている。このシ
ステムは、燃料制御システムの摂動により生ずる予め定
められた速度や周波数で化学量論の両面で振れる空燃比
を示す試験信号を使用する。触媒コンバータ奏効性の決
定は、上流および下流のＥＧＯセンサ間の応答パターン
の差異を比較することによって行われるとされている。
この種のシステムの場合、監視結果は、製造公差または
使用期間の差違による経年変化による種々の特性を備え
得る２つのＥＧＯからの信号に依存する。更にまた、こ
の種システムは、多重ＥＧＯセンサの使用を必要とす
る。
【０００５】従って、信頼性のある正確な様態の車内車
両診断法を介して触媒コンバータの使用可能性を定める
必要性がある。
両診断法を介して触媒コンバータの使用可能性を定める
必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の主目的は、車内
診断法を利用して車両の触媒コンバータの使用可能性を
定めることにある。本発明の主目的に従い、好適な実施
例においては、機関点火と同時に電子機関制御器が、上
流もしくは下流の熱電対、またはその他の抵抗温度装置
ＲＴＤのような温度検出装置を介して、触媒コンバータ
に出入する排気の温度を検出する。次いで電子機関制御
器は、触媒コンバータに出入する排気の検出された温度
から、触媒コンバータ内の触媒物質が活性するに必要な
時間を計算する。次いでこの時間が限界値と比較され、
触媒物質が活性するに必要な時間が限界値よりも大であ
ればコンバータ不作動条件が設定される。さもなけれ
ば、活性時間が限界値未満であった場合、コンバータは
作動自在と見なされる。
診断法を利用して車両の触媒コンバータの使用可能性を
定めることにある。本発明の主目的に従い、好適な実施
例においては、機関点火と同時に電子機関制御器が、上
流もしくは下流の熱電対、またはその他の抵抗温度装置
ＲＴＤのような温度検出装置を介して、触媒コンバータ
に出入する排気の温度を検出する。次いで電子機関制御
器は、触媒コンバータに出入する排気の検出された温度
から、触媒コンバータ内の触媒物質が活性するに必要な
時間を計算する。次いでこの時間が限界値と比較され、
触媒物質が活性するに必要な時間が限界値よりも大であ
ればコンバータ不作動条件が設定される。さもなけれ
ば、活性時間が限界値未満であった場合、コンバータは
作動自在と見なされる。
【０００７】上述のコンバータ試験方法によれば、信頼
性のある正確な様態で車上診断法を用いて触媒コンバー
タの使用可能性を定める極めて有利な方法が得られる。
上述のコンバータ試験方法は、機関が始動され、それ以
下で活性が生ずる温度まで触媒コンバータが冷却すれ
ば、いつでも遂行することができる。従って、ある好適
な実施例では、触媒コンバータの使用可能性を、ほとん
ど機関が始動される度毎に、信頼性のある正確な様態で
有利に決している。コンバータが不作動と見なされる
と、車両操作員が適切な処置をとり、それによって、不
作動触媒コンバータを以て車両を運転することからもた
らされる増大される放出が回避される。
性のある正確な様態で車上診断法を用いて触媒コンバー
タの使用可能性を定める極めて有利な方法が得られる。
上述のコンバータ試験方法は、機関が始動され、それ以
下で活性が生ずる温度まで触媒コンバータが冷却すれ
ば、いつでも遂行することができる。従って、ある好適
な実施例では、触媒コンバータの使用可能性を、ほとん
ど機関が始動される度毎に、信頼性のある正確な様態で
有利に決している。コンバータが不作動と見なされる
と、車両操作員が適切な処置をとり、それによって、不
作動触媒コンバータを以て車両を運転することからもた
らされる増大される放出が回避される。
【０００８】これらおよびその他の、本発明の諸特徴お
よび諸利点は、次の、本発明の好適な実施例の詳細な説
明を考察することにより更に良く理解されよう。
よび諸利点は、次の、本発明の好適な実施例の詳細な説
明を考察することにより更に良く理解されよう。
【０００９】
【実施例】図面の図１には、本発明の原理を具体化する
システムが示されている。燃料ポンプ１２は燃料を、燃
料タンク１０から燃料管路１３を経由し、内燃機関１１
内へ燃料を噴射する一連の燃料噴射器１４へポンプ輸送
する。燃料噴射器１４は在来の設計であり、それらの関
連するシリンダ内へ正確な量の燃料を噴射すべく位置付
けされている。燃料タンク１０には、ガソリン、メタノ
ール、または諸種の燃料の組合せが都合良く包有されて
いる。
システムが示されている。燃料ポンプ１２は燃料を、燃
料タンク１０から燃料管路１３を経由し、内燃機関１１
内へ燃料を噴射する一連の燃料噴射器１４へポンプ輸送
する。燃料噴射器１４は在来の設計であり、それらの関
連するシリンダ内へ正確な量の燃料を噴射すべく位置付
けされている。燃料タンク１０には、ガソリン、メタノ
ール、または諸種の燃料の組合せが都合良く包有されて
いる。
【００１０】機関１１の排気系統３１に位置付けされた
加熱排気酸素（ＨＥＧＯ）センサ３０により、機関１１
で生成された排気の酸素含量が検出され、電子機関制御
器（ＥＥＣ）１００へ表示信号８が伝送される。全体と
して１０１で表示される更に別のセンサにより、クラン
ク軸位置、角速度、絞り弁位置、等のような、機関性能
についての付加的な情報がＥＥＣ１００へもたらされ
る。これらのセンサからの情報はＥＥＣ１００により、
機関作動を制御するために用いられる。
加熱排気酸素（ＨＥＧＯ）センサ３０により、機関１１
で生成された排気の酸素含量が検出され、電子機関制御
器（ＥＥＣ）１００へ表示信号８が伝送される。全体と
して１０１で表示される更に別のセンサにより、クラン
ク軸位置、角速度、絞り弁位置、等のような、機関性能
についての付加的な情報がＥＥＣ１００へもたらされ
る。これらのセンサからの情報はＥＥＣ１００により、
機関作動を制御するために用いられる。
【００１１】機関１１の空気取入口に位置する質量空気
流量検出器１５により、燃焼のためシリンダへ供給され
る空気の量が検出され、空気流量信号１６がＥＥＣ１０
０へ供給される。ＥＥＣ１００は、図１の破線内にブロ
ック図の形態で示した機能を実行する。ＥＥＣ１００の
機能は、望ましくは、プロセッサを備える１組以上の集
積回路、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶
する読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、および構成デー
タ、周辺データ・ハンドリング回路、ならびに動的に変
化するデータを記憶するランダム・アクセス読み書き記
憶装置で各々が構成されている１つ以上のマイクロコン
トローラにより実施される。これらのマイクロコントロ
ーラには一般に、センサなどからのアナログ信号をディ
ジタルに表現された値に変換するために有用な組込みＡ
Ｄ変換能力、ならびに時限割込みを生成する計時器／計
数器が包含されている。
流量検出器１５により、燃焼のためシリンダへ供給され
る空気の量が検出され、空気流量信号１６がＥＥＣ１０
０へ供給される。ＥＥＣ１００は、図１の破線内にブロ
ック図の形態で示した機能を実行する。ＥＥＣ１００の
機能は、望ましくは、プロセッサを備える１組以上の集
積回路、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶
する読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、および構成デー
タ、周辺データ・ハンドリング回路、ならびに動的に変
化するデータを記憶するランダム・アクセス読み書き記
憶装置で各々が構成されている１つ以上のマイクロコン
トローラにより実施される。これらのマイクロコントロ
ーラには一般に、センサなどからのアナログ信号をディ
ジタルに表現された値に変換するために有用な組込みＡ
Ｄ変換能力、ならびに時限割込みを生成する計時器／計
数器が包含されている。
【００１２】ＥＥＣ１００内に包有される燃料・点火制
御モジュール４０は、排気内の酸素の量を表示するＨＥ
ＧＯ信号８、空気流量信号１６、および他の様々な信号
５１を受信し、噴射器１４へ送出されるべき燃料の量を
計算する。モジュール４０はまた、機関のシリンダの各
々において燃焼する空気／燃料混合物の点火時期を制御
する。
御モジュール４０は、排気内の酸素の量を表示するＨＥ
ＧＯ信号８、空気流量信号１６、および他の様々な信号
５１を受信し、噴射器１４へ送出されるべき燃料の量を
計算する。モジュール４０はまた、機関のシリンダの各
々において燃焼する空気／燃料混合物の点火時期を制御
する。
【００１３】触媒コンバータ監視モジュール５０は一般
に、触媒コンバータ３２の作動を定期的に監視し且つ、
コンバータ３２の使用可能性につき燃料・点火制御モジ
ュール４０に通報すべく作動する。監視モジュール５０
は、複数の信号５２を介し、空気・燃料制御モジュール
４０の制御の下に作動する。上流熱電対６０および下流
熱電対７０はそれぞれ信号６１，７１を監視モジュール
５０へ伝送する。熱電対６０，７０は周知された形式で
あり、それを流過する空気の温度を検出するように位置
している。上流熱電対６０は、コンバータ３２へ流入す
る空気の温度を検出するように位置し、下流熱電対７０
は、コンバータ３２から流出する空気の温度を検出する
ように位置している。熱電対は検出した排気の温度を表
示する信号を伝送される。
に、触媒コンバータ３２の作動を定期的に監視し且つ、
コンバータ３２の使用可能性につき燃料・点火制御モジ
ュール４０に通報すべく作動する。監視モジュール５０
は、複数の信号５２を介し、空気・燃料制御モジュール
４０の制御の下に作動する。上流熱電対６０および下流
熱電対７０はそれぞれ信号６１，７１を監視モジュール
５０へ伝送する。熱電対６０，７０は周知された形式で
あり、それを流過する空気の温度を検出するように位置
している。上流熱電対６０は、コンバータ３２へ流入す
る空気の温度を検出するように位置し、下流熱電対７０
は、コンバータ３２から流出する空気の温度を検出する
ように位置している。熱電対は検出した排気の温度を表
示する信号を伝送される。
【００１４】図面の図２には、コンバータ３２が作動温
度に達する前に、熱電対６０，７０を過ぎて触媒コンバ
ータ３２を通る排気の流れが概念的に示されている。図
２に示す如く、上流熱電対６０は加熱された空気質量の
温度を、コンバータ３２へ入る際に検出し、信号線路６
１を介して代表信号を伝送する。加熱された空気質量が
機関１１から推進され、上流熱電対６０を通って流れ
る。加熱された空気質量がコンバータを通って推進され
ると、空気質量からの熱が、コンバータ内に包有された
触媒物質へ流れる。下流熱電対７０は、空気質量の温度
を、それがコンバータを出る際に検出し、信号線路７１
を介して代表信号を伝送する。
度に達する前に、熱電対６０，７０を過ぎて触媒コンバ
ータ３２を通る排気の流れが概念的に示されている。図
２に示す如く、上流熱電対６０は加熱された空気質量の
温度を、コンバータ３２へ入る際に検出し、信号線路６
１を介して代表信号を伝送する。加熱された空気質量が
機関１１から推進され、上流熱電対６０を通って流れ
る。加熱された空気質量がコンバータを通って推進され
ると、空気質量からの熱が、コンバータ内に包有された
触媒物質へ流れる。下流熱電対７０は、空気質量の温度
を、それがコンバータを出る際に検出し、信号線路７１
を介して代表信号を伝送する。
【００１５】図２に示す如き空気質量から触媒への熱の
流れは、触媒活性の際突然に変化する図４に示す如き触
媒温度上昇率（ｄＴcat ／ｄｔ）との関係を示してい
る。ここに活性時間と名付けたが、この時間は、触媒物
質内の反応物が加熱空気質量の諸成分と反応して熱を生
成する温度まで触媒物質が達成するに必要な時間であ
る。好適な実施例の場合、活性時間は、触媒コンバータ
が化学的に活性となるに必要な時間である、と定められ
ている。適切に作動する触媒コンバータは、周知された
範囲内の活性時間を有する。従って、活性時間が周知さ
れた範囲外であれば、そのコンバータは非動作と見なさ
れる可能性がある。
流れは、触媒活性の際突然に変化する図４に示す如き触
媒温度上昇率（ｄＴcat ／ｄｔ）との関係を示してい
る。ここに活性時間と名付けたが、この時間は、触媒物
質内の反応物が加熱空気質量の諸成分と反応して熱を生
成する温度まで触媒物質が達成するに必要な時間であ
る。好適な実施例の場合、活性時間は、触媒コンバータ
が化学的に活性となるに必要な時間である、と定められ
ている。適切に作動する触媒コンバータは、周知された
範囲内の活性時間を有する。従って、活性時間が周知さ
れた範囲外であれば、そのコンバータは非動作と見なさ
れる可能性がある。
【００１６】図面の図４には、好適な実施例に利用され
た形式の触媒コンバータについての触媒温度の上昇率に
関連する空気（排気）からの熱伝達の変動が示されてい
る。水平軸は、機関始動から経過した時間を示す。図４
からわかるように、伝熱率Ｑ air および触媒温度の変化
率を含む比率Ｄｔair ／ＤＴは、約６秒間の運転開始過
渡現象を示し、その後それが約０．７の値の附近で揺動
する。４０１に示される如く、約２０秒でコンバータ内
の触媒物質が化学的に活性となり、その後この比率が劇
的に低下して触媒活性を表示する。
た形式の触媒コンバータについての触媒温度の上昇率に
関連する空気（排気）からの熱伝達の変動が示されてい
る。水平軸は、機関始動から経過した時間を示す。図４
からわかるように、伝熱率Ｑ air および触媒温度の変化
率を含む比率Ｄｔair ／ＤＴは、約６秒間の運転開始過
渡現象を示し、その後それが約０．７の値の附近で揺動
する。４０１に示される如く、約２０秒でコンバータ内
の触媒物質が化学的に活性となり、その後この比率が劇
的に低下して触媒活性を表示する。
【００１７】本発明の好適な実施例により、コンバータ
の活性時間が都合良く検出され、その時間が予め定めら
れた範囲内にあるか否かがチェックされる。コンバータ
に対する活性時間が予め定められた範囲内にあれば、コ
ンバータは作動自在と見なされる。しかし、コンバータ
に対する活性時間が範囲外にあれば、コンバータは無効
と見なされ、コンバータ不作動条件が設定される。この
条件の設定は、ＥＥＣ１００が、コンバータの不作動を
車両の操作員に表示するためのものである。
の活性時間が都合良く検出され、その時間が予め定めら
れた範囲内にあるか否かがチェックされる。コンバータ
に対する活性時間が予め定められた範囲内にあれば、コ
ンバータは作動自在と見なされる。しかし、コンバータ
に対する活性時間が範囲外にあれば、コンバータは無効
と見なされ、コンバータ不作動条件が設定される。この
条件の設定は、ＥＥＣ１００が、コンバータの不作動を
車両の操作員に表示するためのものである。
【００１８】図面の図３には、触媒コンバータの使用可
能性を決するべく、好適な実施例によって行われる諸段
階が一般的に示されている。図３に示す諸段階は、機関
が始動され且つ、コンバータが、活性の生ずる温度まで
冷却された後間もなく遂行され、触媒活性が達成される
まで継続される。
能性を決するべく、好適な実施例によって行われる諸段
階が一般的に示されている。図３に示す諸段階は、機関
が始動され且つ、コンバータが、活性の生ずる温度まで
冷却された後間もなく遂行され、触媒活性が達成される
まで継続される。
【００１９】先ず３０１に見られる如く、加熱空気質量
から触媒物質への伝熱率Ｑair は、次の関係式を用いて
計算される。
から触媒物質への伝熱率Ｑair は、次の関係式を用いて
計算される。
【数１】 ここにＱair は加熱空気質量から触媒への伝熱率、ＢＴ
Ｕ／ｈ、
Ｕ／ｈ、
【外１】 はコンバータを通る空気の質量流量、０．４５３６ｋｇ
（１ポンド）／ｈ、ｃair は空気の比熱を表現する定
数、Ｔｉは上流熱電対６０により検出された、触媒コン
バータへ流入する加熱空気流量の温度、Ｔo は下流熱電
対７０により検出された、触媒コンバータから流出する
加熱空気質量の温度である。
（１ポンド）／ｈ、ｃair は空気の比熱を表現する定
数、Ｔｉは上流熱電対６０により検出された、触媒コン
バータへ流入する加熱空気流量の温度、Ｔo は下流熱電
対７０により検出された、触媒コンバータから流出する
加熱空気質量の温度である。
【００２０】いったん伝熱率がわかると、３０２に見ら
れる如く、触媒の温度Ｔcat が定められる。この値は、
次の形態をとる標準熱対流関係式を用いて定められる。
即ち、
れる如く、触媒の温度Ｔcat が定められる。この値は、
次の形態をとる標準熱対流関係式を用いて定められる。
即ち、
【数２】 ここにＱは上述の通り、Ａは上流熱電対と下流熱電対と
の間の排気管および触媒物質の全表面積、Ｃ1 は加熱空
気質量から触媒物質への熱の伝達を表現する定数、αは
層流に対して０．５の近似値、乱流に対して０．９の近
似値を有する定数、
の間の排気管および触媒物質の全表面積、Ｃ1 は加熱空
気質量から触媒物質への熱の伝達を表現する定数、αは
層流に対して０．５の近似値、乱流に対して０．９の近
似値を有する定数、
【外２】 は上述の通り、Ｔavg はＴi とＴO との平均値、Ｔcat
は触媒の温度である。変数Ｔcat1およびＴcat2は、３０
４で計算される時間に関連してＴcat の変化率用とし
て、適時に異なる点で定められるＴcat の二つの値の記
憶を可能にする。
は触媒の温度である。変数Ｔcat1およびＴcat2は、３０
４で計算される時間に関連してＴcat の変化率用とし
て、適時に異なる点で定められるＴcat の二つの値の記
憶を可能にする。
【００２１】３０３では、Ｔcat の第１および第二値、
Ｔcat1およびＴcat2、を定めるために段階３０１および
３０２が２度遂行されたか否かについて決定がなされ
る。段階３０１および３０２が一度しか実行されなけれ
ば、それらは、Ｔcat の第二値を定めるために再び実行
される。しかし、Ｔcat1およびＴcat2に対する値が定め
られていれば、時間に対する触媒物質の温度の変化率Ｄ
Ｔcat ／Ｄｔは、３０４に見られるように定められる。
Ｔcat1およびＴcat2、を定めるために段階３０１および
３０２が２度遂行されたか否かについて決定がなされ
る。段階３０１および３０２が一度しか実行されなけれ
ば、それらは、Ｔcat の第二値を定めるために再び実行
される。しかし、Ｔcat1およびＴcat2に対する値が定め
られていれば、時間に対する触媒物質の温度の変化率Ｄ
Ｔcat ／Ｄｔは、３０４に見られるように定められる。
【００２２】好適な実施例においては、式（２）に見ら
れる如く、機関の排気系統の特定の排気形態および質量
空気流量を生起させるため、コンバータを通る質量流量
れる如く、機関の排気系統の特定の排気形態および質量
空気流量を生起させるため、コンバータを通る質量流量
【外３】 が０．９乗される。この値は、触媒活性前に
【外４】 が変化する際のＱair の変化を観察することにより実験
的に導かれ、種々の排気系統形態や暖機中の空気流量を
有する機関により変動する。
的に導かれ、種々の排気系統形態や暖機中の空気流量を
有する機関により変動する。
【００２３】加熱空気流量から触媒物質への熱流を表現
する式（２）に示される関係は、触媒物質の温度の上昇
率の関数としても、次の様態で表現される。
する式（２）に示される関係は、触媒物質の温度の上昇
率の関数としても、次の様態で表現される。
【数３】 ここに、Ｑair は上述の通り、ｍcat は触媒物質の質
量、ｃPcatは触媒物質の比熱を表現する定数、ｄＴcat
／ｄｔは時間に対する触媒物質の温度の変化率である。
式（３）を再配列すると次のようになる。
量、ｃPcatは触媒物質の比熱を表現する定数、ｄＴcat
／ｄｔは時間に対する触媒物質の温度の変化率である。
式（３）を再配列すると次のようになる。
【数４】 式（３）、（４）に表現された関係には加熱空気質量が
単独の熱源であり、従って触媒活性までの時間の間にの
み有効であると仮定されている。式（４）に見られる如
く、この時間中は、触媒の質量ｍcat も触媒の比熱ｃ
Pcatも変化しないので、加熱空気質量から触媒物質への
伝熱率Ｑair と、触媒物質の温度の変化率ｄＴcat ／ｄ
ｔとの間の関係は、触媒活性前には依然本質的に一定で
ある。活性と同時に式（４）の左辺が減少し始め、従っ
て活性を表示する。
単独の熱源であり、従って触媒活性までの時間の間にの
み有効であると仮定されている。式（４）に見られる如
く、この時間中は、触媒の質量ｍcat も触媒の比熱ｃ
Pcatも変化しないので、加熱空気質量から触媒物質への
伝熱率Ｑair と、触媒物質の温度の変化率ｄＴcat ／ｄ
ｔとの間の関係は、触媒活性前には依然本質的に一定で
ある。活性と同時に式（４）の左辺が減少し始め、従っ
て活性を表示する。
【００２４】加熱空気質量から触媒物質への伝熱率およ
び触媒物質の温度の変化率を含む比率（式（４）の左辺
の量）が、予め定められた規準に対し、それが図４の４
０１に示した下降を示すか否かを定めるべく、３０５に
表示された如くにチェックされる。この段階は、図４の
４０１に示した下降が生じたか否かにつき強固な決定を
行うために、望ましくは多数回遂行される。その通りで
あれば段階３０１ないし３０５が再び遂行される。この
比率が範囲外にあれば触媒活性が生じたと仮定され、活
性時間が３０６で定められる。３０７では計算された活
性時間が限界値Ｔmax に対してチェックされ、それがＴ
max 未満であればコンバータが作動自在、３０９、と見
なされ、計算された活性時間がＴmax より大であればコ
ンバータ不作動条件が３０８で設定される。
び触媒物質の温度の変化率を含む比率（式（４）の左辺
の量）が、予め定められた規準に対し、それが図４の４
０１に示した下降を示すか否かを定めるべく、３０５に
表示された如くにチェックされる。この段階は、図４の
４０１に示した下降が生じたか否かにつき強固な決定を
行うために、望ましくは多数回遂行される。その通りで
あれば段階３０１ないし３０５が再び遂行される。この
比率が範囲外にあれば触媒活性が生じたと仮定され、活
性時間が３０６で定められる。３０７では計算された活
性時間が限界値Ｔmax に対してチェックされ、それがＴ
max 未満であればコンバータが作動自在、３０９、と見
なされ、計算された活性時間がＴmax より大であればコ
ンバータ不作動条件が３０８で設定される。
【００２５】説明された特定の機構や技法が単に、本発
明の原理の一応用の例示となるに過ぎないことは理解さ
れるべきである。本発明の真の精神および範囲を逸脱す
ることなく、説明された諸方法および諸機器に対し、数
多くの修正を行うことができる。
明の原理の一応用の例示となるに過ぎないことは理解さ
れるべきである。本発明の真の精神および範囲を逸脱す
ることなく、説明された諸方法および諸機器に対し、数
多くの修正を行うことができる。
【図１】本発明の原理を具体化した内燃機関および電子
機関制御器の概略線図。
機関制御器の概略線図。
【図２】好適な実施例に用いられる形式の触媒コンバー
タの作動を概念的に示す線図。
タの作動を概念的に示す線図。
【図３】本発明の好適な実施例の作動を示す流れ図。
【図４】好適な実施例に用いられる形式の触媒コンバー
タの、時間に対する触媒コンバータの関数として、触媒
温度の上昇率で除した空気からの熱流を示すグラフ。
タの、時間に対する触媒コンバータの関数として、触媒
温度の上昇率で除した空気からの熱流を示すグラフ。
１０ 燃料ポンプ １１ 内燃機関 １２ 燃料ポンプ １５ 質量空気流量検出器 ３２ 触媒コンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェルディナンド イー．ティブ アメリカ合衆国イリノイ州シャンペイン, ピーボディ ドライブ 206 イー．，ス コット ユーアールエッチ 272
Claims (5)
- 【請求項１】 触媒物質を包有する触媒コンバータの使
用可能性を定める方法にして、 冷間始動中に前記触媒物質が活性するに要する時間を定
める段階と、 前記時間を限界値と比較する段階、および前記時間が前
記限界値を超えた場合に前記コンバータを不完全と定め
る段階を含む方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、冷間始
動中に前記触媒物質が活性するに要する時間を定める段
階が、（ａ） 前記コンバータを通して加熱空気質量を
推進する段階、（ｂ） 前記加熱空気質量から前記触媒
物質への初期熱伝達率を定める段階、（ｃ） 前記触媒
物質の温度の初期変化率を定める段階、（ｄ） 前記初
期熱伝達率と前記の温度の初期変化率とから第一比率を
形成する段階、（ｅ） 前記加熱空気質量から前記触媒
物質への次期熱伝達率を定める段階、（ｆ） 前記触媒
コンバータの温度の次期変化率を定める段階、（ｇ）
前記次期熱伝達率と前期の温度の次期変化率とから第二
比率を形成する段階、（ｈ） 前記諸比率の傾向を追跡
すべく、前記第二比率を前記第一比率と比較する段階、
（ｉ） 前記諸比率の傾向が、予め定められた下降を示
すまで、段階（ａ）ないし（ｈ）を反復する段階、およ
び冷間始動中に前記触媒が活性するに必要な時間を、前
記の推進する段階から前記下降に必要な時間までとする
ように定める段階を含むようにする方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記加
熱空気質量から前記触媒物質への前記初期熱伝達率を定
める段階が、 前記コンバータに入る前の前記加熱空気質量の温度と、
前記コンバータを出た後の前記加熱空気質量の温度との
間の温度差を検出する段階、 前記コンバータを通る前記加熱空気質量の流量を定める
段階、および前記温度差および前記加熱空気質量の前記
流量の関数として、前記加熱空気質量から前記触媒物質
への熱伝達率を定める段階を含むようにする方法。 - 【請求項４】 空気／燃料組成物を燃焼させる内燃機
関、 前記空気／燃料組成物を燃焼により生成された排気の配
合物を改変する触媒装置を含む触媒コンバータ、ならび
に、 前記触媒コンバータの使用可能性を定める装置にて、 前記排気に応答し前記触媒装置の温度変化率を定める装
置、 前記温度変化率に応答し前記触媒装置が化学的に活性な
状態の達成に必要な時間を定める装置、 前記触媒装置が前記の化学的に活性な状態となるに、必
要な前記時間に応答し前記時間を限界時間と比較するた
めの装置、および前記比較に応答し前記の化学的に活性
な状態を達成すべく前記触媒装置に必要な前記時間が前
記限界時間より長い場合、触媒コンバータ不作動条件を
設定する装置を含む装置の組合せ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の発明において、前記触
媒装置の温度変化率を定める装置が、 前記コンバータに入る前の前記排気の温度と、前記コン
バータを出た後の前記排気の温度との間の温度差を検出
する第一装置、 前記コンバータを通る前記排気の質量流量を定める第二
装置、 前記温度差および前記質量流量に応答し前記排気から前
記触媒装置への熱伝達率を定める第三装置、 前記熱伝達率に応答し前記触媒装置の第一温度を定める
第四装置、 前記の第一、第二、および第三装置に応答し前記熱伝達
率から前記触媒装置の次期温度を定める第五装置、およ
び前記の第四および第五装置に応答し前記第一温度およ
び前記次期温度の関数として、前記触媒物質の初期変化
率を定める第六装置を含むようにしたシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/130,804 US5419122A (en) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | Detection of catalytic converter operability by light-off time determination |
| US130804 | 1993-10-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158424A true JPH07158424A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=22446411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6240293A Pending JPH07158424A (ja) | 1993-10-04 | 1994-10-04 | 触媒物質を包有する触媒コンバータの使用可能性を定める方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5419122A (ja) |
| JP (1) | JPH07158424A (ja) |
| DE (1) | DE4433988C2 (ja) |
| GB (1) | GB2282467B (ja) |
Families Citing this family (86)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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