專利名稱：用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的方法，其中催化器接收氮氧化物作為其負(fù)荷，及其中對(duì)催化器后的氧濃度進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及一種內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)。
這種方法、這種控制裝置及這種內(nèi)燃機(jī)例如已在所謂的進(jìn)氣管噴射中公知。其中在進(jìn)氣階段燃料被噴入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管中。在燃料燃燒時(shí)形成的氮氧化物將在催化器中主要被轉(zhuǎn)化成氮及氧。也已公知催化器經(jīng)歷著老化，這將導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化能力的限制。
上述類型的方法也已由設(shè)有直接噴射的內(nèi)燃機(jī)公知。其中燃料主要在進(jìn)氣階段直接噴入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。所形成的氮氧化物將在后置的催化器中必要時(shí)中間存儲(chǔ)及然后轉(zhuǎn)換成氧。
該任務(wù)將在開頭所述類型的方法上根據(jù)本發(fā)明這樣地解決增加輸入催化器的氮氧化物；及由催化器后面氧濃度的增加得出催化器轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。在開始所述類型的控制裝置及內(nèi)燃機(jī)上該任務(wù)將相應(yīng)地解決。因此本發(fā)明可同等地在進(jìn)氣管噴射及直接噴射的內(nèi)燃機(jī)上使用。
輸入催化器的氮氧化物的增高將導(dǎo)致該氮氧化物至氮及氧的轉(zhuǎn)換量的增加。對(duì)由此產(chǎn)生的催化器后面氧濃度的增加進(jìn)行測(cè)量。由該增加量可得出催化器的轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。
在一個(gè)新的催化器上其轉(zhuǎn)換能力高及氧的濃度的增加也高。但在一個(gè)老化的催化器上，由于轉(zhuǎn)換能力的降低氧濃度的增加也下降。它可用作轉(zhuǎn)換能力的量度及由此作為催化器老化的量度。
因此在根據(jù)本發(fā)明的方法中為了識(shí)別催化器的老化不需要使用NOx傳感器。這使得成本大大降低。在催化器后面為了測(cè)量氧的濃度所需的λ值探頭也可用于其它目的，例如用于控制和/或調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)、尤其是用于所謂跟蹤調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型中，在催化器前面的氧的濃度被保持恒定。由此可實(shí)現(xiàn)，僅是增加的氮氧化物導(dǎo)致催化器后面氧濃度的增加。但廢氣中的其它成分對(duì)根據(jù)本發(fā)明求出的催化器的轉(zhuǎn)換能力無影響。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選的構(gòu)型中，在催化器前面的λ值(Lambda)被保持恒定。這也將導(dǎo)致，僅是增加的氮氧化物引起催化器后面氧濃度的增加。因此根據(jù)本發(fā)明的方法被大大簡化。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的構(gòu)型中，在催化器后面所測(cè)量的氧濃度代表了由催化器從輸入的氮氧化物中釋放出的氧的濃度。這允許特別簡單及有效地求得催化器的轉(zhuǎn)化能力。
特別符合目的地，對(duì)催化器輸入的氮氧化物的增加是通過點(diǎn)火時(shí)間的失調(diào)和/或通過對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制部分和/或調(diào)節(jié)部分的其它干預(yù)來實(shí)現(xiàn)的。這是特別簡單的及盡管如此，仍有改變輸入到催化器的氮氧化物的精確可實(shí)現(xiàn)的可能性。因此根據(jù)本發(fā)明方法的重復(fù)及由此對(duì)催化器的連續(xù)的診斷是無困難的。
特別有意義的是，根據(jù)本發(fā)明的方法以一個(gè)控制單元的形式實(shí)現(xiàn)，它被設(shè)置用于內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。這里在該控制單元中存儲(chǔ)了一個(gè)程序，該程序可在一個(gè)計(jì)算裝置、尤其是一個(gè)微處理器上運(yùn)行及適用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。在此情況下，本發(fā)明也通過一個(gè)存儲(chǔ)在該控制單元上的程序來實(shí)現(xiàn)，由此設(shè)有該程序的控制單元與本發(fā)明的方法相同地體現(xiàn)了本發(fā)明，該程序適用于本發(fā)明的實(shí)施。作為控制單元尤其是使用電存儲(chǔ)介質(zhì)，例如只讀存儲(chǔ)器或閃存式存儲(chǔ)器。
本發(fā)明的其它特征，應(yīng)用可能性及優(yōu)點(diǎn)可從以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說明中得出，實(shí)施例被表示在附圖
中。這里所有說明的及圖示的特征本身或它們?nèi)我獾慕M合構(gòu)成了本發(fā)明的主題，該任意組合與權(quán)利要求書中它們的概括或回引無關(guān)及與說明書或附圖中它們的撰寫及表示無關(guān)。
在進(jìn)氣管7中設(shè)有一個(gè)噴射閥9。在進(jìn)氣閥5及排氣閥6的區(qū)域中，一個(gè)火花塞10伸入到燃燒室4中。通過噴射閥9燃料可被噴射到進(jìn)氣管7中。借助火花塞10可使吸入燃燒室4中的空氣/燃料混合物點(diǎn)燃。
在進(jìn)氣管7中設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)氣閥11。供給燃燒室4的空氣量與節(jié)氣閥11的角度位置有關(guān)。在排氣管8中設(shè)有一個(gè)催化器12，它用于凈化通過燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣。
催化器12的設(shè)置主要是用于使氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氮及氧。在排氣管中在催化器12的后面緊接著設(shè)有一個(gè)持久的λ值(Lambda)探頭13，它適用于測(cè)量在催化器12后面的廢氣中自由氧的濃度O2frei。
控制裝置18被施加了輸入信號(hào)19，這些輸入信號(hào)代表由傳感器測(cè)量的內(nèi)燃機(jī)1的工作參數(shù)。控制裝置18產(chǎn)生輸出信號(hào)20，借助這些信號(hào)通過致動(dòng)器或調(diào)節(jié)器可影響內(nèi)燃機(jī)1的特性。控制裝置18的設(shè)置主要用來對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的工作參數(shù)進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)。為此，控制裝置18設(shè)有微處理器，在它的一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)、尤其是閃存式存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了一個(gè)程序，該程序用于執(zhí)行所述的控制和/或調(diào)節(jié)。
在內(nèi)燃機(jī)1工作中產(chǎn)生出氮氧化物(NOx)，催化器12接收它作為其負(fù)荷。該氮氧化物將被催化器12轉(zhuǎn)化成氮及氧。持續(xù)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致催化器12轉(zhuǎn)化能力的限制，以下這被稱為老化。
催化器12后面的自由氧的濃度O2frei由催化器12后面廢氣中氧的濃度O2Abgas及由催化器12從輸入的氮氧化物中釋放出的氧的濃度O2Kat組合而成。濃度O2Abgas處于千分率(Promille)的范圍及濃度O2Kat處于百萬分率(ppm)的范圍。
催化器12后面廢氣中氧的濃度O2Abgas取決于催化器前面的氧濃度及由此取決于催化器12前面的λ值。為了實(shí)施下述的催化器12的診斷，催化器12前面的氧濃度及由此催化器12前面的λ值被保持恒定。由此，催化器12后面廢氣中氧的濃度O2Abgas是恒定的。
然后提高在催化器12前面的氮氧化物的濃度或數(shù)量。這例如可通過各個(gè)汽缸點(diǎn)火時(shí)刻的失調(diào)或類似措施來實(shí)現(xiàn)。
由于催化器12前面的氮氧化物的濃度的提高，則由催化器進(jìn)行的該氮氧化物至氮及氧的轉(zhuǎn)換量也增加。這將導(dǎo)致由催化器12從輸入的氮氧化物中釋放出的氧的濃度O2Kat的增高。該氧的濃度O2Kat的增高又導(dǎo)致催化器12后面的自由氧的濃度O2frei的增高。
催化器12后面的自由氧的濃度O2frei的增高被催化器12后面的持久的λ值探頭13檢測(cè)。由于催化器12后面廢氣中氧的濃度O2Abgas保持恒定，由λ值探頭13檢測(cè)的自由氧濃度O2frei的提高直接地代表了由催化器12從輸入的氮氧化物中釋放出的氧的濃度O2Kat的增高。
上述的診斷由控制裝置18在給定時(shí)間間隔中和/或根據(jù)預(yù)定的情況來執(zhí)行。由此獲得了一系列相繼的濃度O2frei增高的測(cè)量結(jié)果值，如所述地，這代表的濃度O2Kat的增高。
如所指出的，由于隨時(shí)間引起的老化，催化器12的轉(zhuǎn)化能力下降。該轉(zhuǎn)化能力的下降導(dǎo)致，濃度O2Kat在上述所執(zhí)行的測(cè)量結(jié)果上隨著時(shí)間下降。濃度O2Kat在很大程度上是轉(zhuǎn)換能力的度量及由此是催化器12老化的量度。
由各個(gè)測(cè)量結(jié)果及濃度O2frei相繼測(cè)量結(jié)果的變化曲線最后由控制裝置18得出關(guān)于轉(zhuǎn)化能力的結(jié)論及由此得到關(guān)于催化器12老化的結(jié)論。它例如是這樣來實(shí)現(xiàn)的，即監(jiān)測(cè)濃度O2frei的變化。也可以是，監(jiān)測(cè)濃度O2frei的絕對(duì)值并與一個(gè)新的催化器的值相比較。所有這些比較可以個(gè)別地或組合地由控制裝置18執(zhí)行。因此，總地對(duì)于控制裝置18來說，可以求得催化器12的老化或老化狀態(tài)。如果該老化超過一個(gè)預(yù)給定的閾值。則由控制裝置18將該信息顯示給內(nèi)燃機(jī)1的操作人員。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)(1)的方法，其中催化器(12)接收氮氧化物作為其負(fù)荷，及其中對(duì)催化器(12)后的氧濃度(O2frei)進(jìn)行測(cè)量，其特征在于增加輸入催化器(12)的氮氧化物；及由催化器(12)后面氧的濃度(O2frei)的增加得出催化器(12)轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在催化器(12)前面的氧的濃度(O2Abgas)被保持恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在催化器(12)前面的λ值(Lambda)被保持恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于在催化器(12)后面所測(cè)量的氧的濃度(O2frei)代表了由催化器(12)從輸入的氮氧化物中釋放出的氧的濃度(O2Kat)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的方法，其特征在于濃度(O2Kat)被用作催化器(12)轉(zhuǎn)換能力的度量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的方法，其特征在于對(duì)催化器(12)輸入的氮氧化物的增加是通過點(diǎn)火時(shí)間的失調(diào)和/或通過對(duì)內(nèi)燃機(jī)(1)的控制部分和/或調(diào)節(jié)部分的其它干預(yù)來實(shí)現(xiàn)的。
7.用于內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)(1)的控制裝置(18)的控制單元，尤其是閃存式存儲(chǔ)器，在其中存儲(chǔ)了一個(gè)程序，該程序可在一個(gè)計(jì)算裝置、尤其是一個(gè)微處理器上運(yùn)行及適用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)的方法。
8.用于內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)(1)的控制裝置(18)，其中內(nèi)燃機(jī)(1)具有一個(gè)催化器(12)，它可接收氮氧化物作為其負(fù)荷，及具有一個(gè)λ值探頭(13)，用于測(cè)量催化器(12)后面的氧的濃度(O2frei)，其特征在于通過控制裝置(18)可增加輸入催化器(12)的氮氧化物；及通過控制裝置(18)可由催化器(12)后面氧的濃度(O2frei)的增加得出催化器(12)轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。
9.內(nèi)燃機(jī)、尤其是機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)(1)，它具有一個(gè)催化器(12)，可接收氮氧化物作為其負(fù)荷，及具有一個(gè)λ值探頭(13)，用于測(cè)量催化器(12)后面的氧的濃度(O2frei)，及具有一個(gè)控制裝置(18)，其特征在于通過控制裝置(18)可增加輸入催化器(12)的氮氧化物；及通過控制裝置(18)可由催化器(12)后面氧的濃度(O2frei)的增加得出催化器(12)轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種內(nèi)燃機(jī)、尤其是機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)(1)，它具有一個(gè)催化器(12)，可接收氮氧化物作為其負(fù)荷。及設(shè)有一個(gè)λ值探頭(13)，用于測(cè)量催化器(12)后面的氧的濃度。通過控制裝置(18)可增加輸入催化器(12)的氮氧化物，及由催化器(12)后面氧的濃度的增加可得出催化器(12)轉(zhuǎn)換能力的結(jié)論。
文檔編號(hào)F02D41/02GK1415050SQ0081806
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2000年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月31日
發(fā)明者埃貝哈德·施奈貝爾, 安德烈亞斯·克林, 霍爾格·貝爾曼, 托馬斯·瓦爾, 安德烈亞斯·布盧門施托克, 克勞斯·溫克勒爾, 弗蘭克·斯坦格麥爾, 貝爾恩德·舒曼 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司