JPH08510811A - 触媒効率の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は触媒の前後に配設される酸素センサを使用するもとでの触媒効率を検査する方法に関する。ここでは触媒後方の酸素センサと触媒の前方の酸素センサが濃厚な混合気値ないし希薄混合気値を示す期間の比が形成される。これらの比の値が所定の限界値よりも小さい場合には触媒は十分な効率を有すると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】 触媒効率の検査方法 本発明は、触媒の前後に配設される酸素センサを使用して内燃機関の排ガス路 における触媒効率を検査する方法に関する。 内燃機関においては有害物質の放出は触媒を用いた後処理によって低減されて いる。この触媒を用いた後処理は排ガスにおける所定の組成、いわゆる化学量論 的混合気を前提としている。これに対してはいわゆるラムダセンサを用いた混合 気制御方式が用いられる。この方式によれば混合気の組成が狭い境界内で周期的 に目標値に調整される。このラムダセンサはこの調整において、燃料／空気混合 気が濃厚な場合には大きな電圧（濃厚電圧）を送出し、燃料／空気混合気が希薄 な場合には小さな電圧（希薄電圧）を送出する。これらの間では電圧の跳躍的な 変化（これはλ＝１で特徴的に急激に変化する）が生じる。 しかしながら触媒はその動作中に、例えば点火ミスの発生か又は有鉛燃料の誤 った使用等によって欠陥状態に陥る可能性がある。欠陥状態に陥った触媒では排 ガスからの有害物質の排除は全く行われないか又は行われてもごく僅かである。 それ故に触媒の機能を監視する必要がある。これに ついては触媒の前後にそれぞれ配設された酸素センサを利用する様々な手法が公 知である。例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第２３０４６２２号公報、ドイ ツ連邦共和国特許出願公開第３８３０５１５号及びドイツ連邦共和国特許出願公 開第２３２８４５９号公報には前記２つの酸素センサの出力信号の差を評価する 方法が記載されている。またドイツ連邦共和国特許出願公開第２４４４３３４号 公報、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８４１６８５号公報及びドイツ連邦共 和国特許出願公開第４１０１６１６号公報には、濃厚状態から希薄状態への切り 替わり又は濃厚状態から希薄状態への切り替わりに対する２つの酸素センサ間の 時間遅延を触媒効率に対する尺度として利用することが記載されている。ヨーロ ッパ特許第０４６６３１１号明細書及びヨーロッパ特許第０４７８１３３号明細 書には次のような検査方法が記載されている。すなわち混合気組成が人口的に変 化した後で２つのセンサからの信号の経過を相互に比較する検査方法が開示され ている。 本発明の課題は、触媒の機能ないしその効率を確実に検査することのできる信 頼性の高い方法を提供することである。 それに対しては２つのラムダセンサ、すなわち１つは触媒の前方に配設されも う１つは触媒の後方に配設される２つのラムダセンサが使用される。触媒効率に 対する尺度としてはそれらの酸素蓄積能力の大きさが利用される。触媒が良好な 効率で動作している場合には、触媒前方のラムダ変動（これはラムダ制御器によ って生じる）が触媒の酸素蓄積能力によって平滑化される。 触媒が経年劣化や有鉛燃料による有毒化又は点火ミスのためにほんの僅かな効 率しか発揮でいない場合には、すなわち僅かな酸素蓄積能力しかない場合には、 触媒の前後のラムダ変動は顕著となる。触媒後方のラムダ変動は排ガス中の酸素 成分を測定するラムダセンサを用いて測定される。 本発明による方法では所定の検査期間に対して次のような２つの期間が使用さ れる。１つは触媒前方のラムダセンサが濃厚値（触媒前方での濃厚期間）を示す 期間であり、もう１つは触媒前方のラムダセンサが希薄値（触媒前方での希薄期 間）を示す期間である。 これは触媒後方のラムダセンサに対しても同じように行われれる（触媒後方で の濃厚期間ないし触媒後方での希薄期間）。 その後これらの比が形成される。： 触媒後方の濃厚期間／触媒前方の濃厚期間、 触媒後方の希薄期間／触媒前方の希薄期間 これらの比の値の少なくとも１つがほぼ０ならば、信号は十分に平滑化されて いる状態である。すなわち触媒は十分に高い効率を有している。 ２つの比の値のうちの小さい方の値が形成され、引続き統計的な評価に用いら れる。なぜなら測定周期は非常にばらつきがあり、それは例えば次のように現わ れる可能性があるからである。すなわち触媒が欠陥状態に陥ったにもかかわらず 個々の測定周期によって誤った形で触媒が正常であるように推量される可能性が あるからである。統計的な評価によれば、どの程度の残存触媒効率でまだ動作す るかをさらに識別することが可能である。 実施例 次に本発明による方法を図面に基づき以下に詳細に説明する。 図面は本発明による方法の概略的なフローチャートである。 検査は内燃機関がほぼ定常的な動作状態にある場合にのみ行われる。冷却水温 度は最小閾値を上回っていなければならない。また触媒は動作温度でなければな らず、ラムダ制御もアクティブに作動している必要がある。検査期間Ａの開始時 点では全てのカウンタが０にセットされる（ステップＳ１）。触媒前方と後方の ラムダセンサのセンサ信号の読出しは、例えば処理を行なう計算機によって派生 されるクロックで周期的に行われる。 ステップＳ２では、触媒前方のセンサからの信号が希薄な混合気を示している のか又は濃厚な混合気を示 しているのかが検査される。混合気が濃厚な場合にはステップＳ３に分岐され、 触媒前方のセンサの“濃厚期間”（ＶＦＺ）に対する持続時間カウンタが値１だ けカウントアップされる。混合気が希薄な場合にはステップＳ４に分岐され、触 媒前方のセンサの“希薄期間”（ＶＭＺ）に対する持続時間カウンタが値１だけ カウントアップされる。 前記２つの場合ではさらにステップＳ５に進む。そこでは触媒後方のセンサの 信号が検査される。その信号が濃厚な混合気を示しているならばステップＳ６に 分岐され、触媒後方のセンサに対する“濃厚期間カウンタ”（ＮＦＺ）が値１だ けカウントアップされる。しかしながらセンサが希薄な混合気を示している場合 には、ステップＳ７に分岐され、触媒後方のセンサに対する“希薄期間カウンタ ”（ＮＭＺ）が値１だけカウントアップされる。 前記２つの場合ではさらにステップＳ８に進む。そこでは検査期間の期間カウ ンタＺＺが値１だけカウントアップされる。方法ステップＳ９ではこの検査期間 が既に終わっているか否かが検査される。まだ終わっていない場合にはステップ Ｂに戻された後でセンサ信号が新たに評価される。 それに対して検査期間が終わっている場合には、測定された期間が評価される 。ステップＳ１０では触媒前方のラムダセンサにて測定された濃厚期間の持続時 間と、触媒後方のセンサが測定した濃厚期間の持続時間との比ＶＦが示される。 ステップＳ１１では触媒の前方と後方で測定された希薄期間の持続時間に対する 比ＶＭが形成される。 前記２つの比からはステップＳ１２において最小値（Ｖｍｉｎ）が算出される 。ステップＳ１３ではこの最小値が平均化（ＧＶｍｉｎ、例えば移動平均）に用 いられる。 そのようにして求められた値ＧＶｍｉｎの絶対値が所定の限界値よりも小さい か又は同じ場合にはステップＳ１４からステップＳ１５への分岐が行われ、例え ばここでは図示していない統計的評価回路に対して、触媒が十分に高い効率で動 作していることを信号として出力する（正常な触媒）。 しかしながら限界値を上回った場合にはステップＳ１４からステップＳ１５へ の分岐が行われ、同じように統計的評価回路を介して、触媒がもはや十分な効率 で動作していないことを信号として出力する（触媒の欠陥）。 引続きこの方法の再スタートのためにステップＡに戻った場合や周辺条件の要 求があった場合には新たな検査が開始される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．触媒の前後にそれぞれ１つの酸素センサを有している触媒の効率を検査する 方法において、 検査期間中に、一方で触媒後方の酸素センサが濃厚な混合気を示す期間と触媒 前方の酸素センサが濃厚な混合気を示す期間との比（ＶＦ）を形成し、さらに他 方で触媒後方の酸素センサが希薄混合気を示す期間と触媒前方の酸素センサが希 薄混合気を示す期間との比（ＶＭ）を形成し、 前記２つの比（ＶＦ，ＶＭ）から絶対値の小さな値（Ｖｍｉｎ）を取り出し、 そのようにして求められた値（Ｖｍｉｎ）が所定の限界値（ＧＷ）よりも小さい 場合には触媒効率が十分なものであること判定することを特徴とする、触媒効率 の検査方法。 ２．前記触媒効率の検査方法は、内燃機関がほぼ定常的な動作状態にある場合に のみ行われる、請求の範囲第１項記載の触媒効率の検査方法。 ３．希薄期間と濃厚期間との比の小さな値（Ｖｍｉｎ）は、限界値（ＧＷ）との 比較の前に平均化される、請求の範囲第１項記載の触媒効率の検査方法。 ４．前記触媒効率の検査の結果は、統計的評価部に供給される、請求の範囲第１ 項記載の触媒効率の検査方法。 ５．前記期間の比の限界値（ＧＷ）は内燃機関の負荷 と回転数に依存する、請求の範囲第１項記載の触媒効率の検査方法。