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JPH0626330A - Method and device for discriminating state of catalyst - Google Patents

Method and device for discriminating state of catalyst

Info

Publication number
JPH0626330A
JPH0626330A JP5065831A JP6583193A JPH0626330A JP H0626330 A JPH0626330 A JP H0626330A JP 5065831 A JP5065831 A JP 5065831A JP 6583193 A JP6583193 A JP 6583193A JP H0626330 A JPH0626330 A JP H0626330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
signal
gas sensor
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5065831A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Frank Blischke
ブリシュケ フランク
Eberhard Schnaibel
シュナイベル エーベルハルト
Erich Schneider
シュナイダー エーリッヒ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPH0626330A publication Critical patent/JPH0626330A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0422Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE: To accurately discriminate the quality of a catalyst by maintaining hyperoxia and oxygen deficiency to the catalyst at an average value until a composition of a gas mixture varies and increasing the same so as to estimate oxygen-storing ability of the catalyst. CONSTITUTION: In an internal combustion engine 3, fuel-metering means 1 is attached to a suction pipe 2, and exhaust sensors 4, 5 are arranged respectively before and behind a catalyst 6 in an exhaust pipe 7. Further, in addition to means 9 for comparing values detected by the exhaust sensors 4, 5 with a target value generated by means 10, a closed loop controller 11, multiplication means 12 and control means 13 are provided. In this case, a composite section 8 is provided. Furthermore, in the composite section 8, means 19 for comparing a threshold value of a detector 17 with a frequency of a detector 18, and means 20 for outputting a defect signal when the threshold is exceeded are disposed. Thus, defects of the catalyst 6 are discriminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転時に有
害物質の排出を減少させるために使用される触媒の状態
を診断(オンボード診断)する方法と装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing the condition of a catalyst used for reducing emission of harmful substances (on-board diagnosis) during operation of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】可能な限り有害物質の排出を少なくする
ために変換能力が減少した触媒を判別して交換すること
が望ましい。すなわち変換能力の減少を搭載中手段で診
断(オンボード診断)することのできるシステムを求め
る立法的な要請が存在する。そのために公知のシステム
においては(DE−P4024210、US46228
09)、それぞれ触媒の前方に配置され制御用センサと
しても使用される第1のラムダセンサと触媒後方に配置
された第2の排ガスセンサからの信号が比較されて診断
に用いられる。
2. Description of the Related Art It is desirable to identify and replace catalysts with reduced conversion capacity in order to reduce the emission of harmful substances as much as possible. That is, there is a legislative demand for a system capable of diagnosing a decrease in conversion capability by means of on-board means (on-board diagnosis). To that end, in known systems (DE-P 40 24 210, US 46228
09), the signals from the first lambda sensor, which is arranged in front of the catalyst and is also used as a control sensor, and the second exhaust gas sensor, which is arranged behind the catalyst, are compared and used for diagnosis.

【0003】そのために、また混合気閉ループ制御法の
2位置動作(オンオフ動作)特性によって少なくとも定
常的な運転状態において必然的に発生するラムダ値の周
期的振動が用いられる。この振動の平均値は理想的な場
合には制御目標値、例えばラムダ=1に対応する。混合
気が希薄になる振動の半周期は排ガスが酸素過剰となっ
ており、一方他の半周期においては混合気組成が濃厚に
なることによって酸素欠乏となっている。この酸素貯蔵
能力に基づいて触媒は所定の限界内で酸素欠乏と酸素過
剰を和らげ、それによって排ガスの酸素含有量に平均化
作用を及ぼす。この作用は公知の方法においては触媒前
方と後方に配置された排ガスセンサの振幅を比較するこ
とによって検出され、変換能力の判定に使用されてい
る。
For this purpose, and also due to the two-position operation (on-off operation) characteristic of the air-fuel mixture closed-loop control method, the periodic oscillation of the lambda value which is inevitably generated at least in a steady operating state is used. The ideal value of this vibration corresponds to a control target value, for example lambda = 1, in the ideal case. Exhaust gas is in excess of oxygen in a half cycle of the vibration in which the air-fuel mixture becomes lean, while in the other half cycle, oxygen becomes deficient due to the rich mixture composition. On the basis of this oxygen storage capacity, the catalyst mitigates oxygen deficiency and oxygen excess within certain limits, thereby exerting an averaging effect on the oxygen content of the exhaust gas. In the known method, this effect is detected by comparing the amplitudes of exhaust gas sensors arranged in front of and behind the catalyst and is used for determining the conversion capacity.

【0004】上述の方法の欠点は、信号振幅が2つのセ
ンサの個々のセンサの温度並びに化学的および熱的な老
化などの他の個々のパラメータに著しく依存することで
ある。従ってこの方法による変換能力の判定はそれに対
応した不確実性を伴う。その結果、法律的な要請を満た
せなくなった触媒を識別できなくなって、有害物質の排
出が増大してしまう。
A disadvantage of the above-mentioned method is that the signal amplitude is significantly dependent on the temperature of the individual sensors of the two sensors and other individual parameters such as chemical and thermal aging. Therefore, the determination of the conversion ability by this method has a corresponding uncertainty. As a result, it becomes impossible to identify catalysts that have failed to meet legal requirements, resulting in increased emission of harmful substances.

【0005】この欠点は、排ガスの品質並びに排ガス上
重要なシステム要素の監視に対する要求が増加するとさ
らに拡大されることが予想される。すなわち、限界値が
さらに切り下げられた場合には、通常の閉ループ制御運
転において後方のセンサの信号にまだ顕著な振幅変化が
見られないときにも、テスト条件下で車両から得られる
有害物質の量が、その限界値を越えてしまう場合が考え
られる。
It is expected that this drawback will be magnified with increasing demands on the quality of the exhaust gas as well as on the monitoring of the system components important for the exhaust gas. In other words, if the limit value is further rounded down, the amount of harmful substances obtained from the vehicle under test conditions will be increased even when the signal of the rear sensor does not change significantly in normal closed-loop control operation. However, it is possible that the limit is exceeded.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の不確実性がなく、さらに上述のようにさらに要求が厳
しくなった場合でも触媒の品質について信頼性のある情
報を提供できる触媒の変換能力を判別する方法と装置を
提供することである。
The object of the present invention is to provide a catalyst which does not have the above-mentioned uncertainty and which can provide reliable information on the quality of the catalyst even when the demand becomes more severe as mentioned above. It is to provide a method and apparatus for determining conversion ability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、2位置動作のラムダ閉ループ制御装置
と、触媒の前方に配置され制御用センサとして用いられ
る第1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置された第2
の排ガスセンサとを備えた内燃機関の有害物質の排出を
減少させる触媒の酸素貯蔵能力(変換能力)を判別する
方法において、通常の閉ループ制御運転時周期的に交互
する触媒への酸素過剰(希薄な混合気組成)入力量並び
に酸素不足(濃厚な混合気組成)入力量が、触媒の後方
に配置された排ガスセンサの信号において混合気組成の
変化が認められるようになるまで、連続してしかも対称
的に、即ち平均値を維持して増大され、対称的な増大の
程度から触媒の酸素貯蔵能力が推定され、酸素貯蔵能力
がもはや十分でない場合には触媒欠陥信号が出力される
構成を採用した。
In order to solve this problem, the present invention provides a two-position lambda closed loop control device and a first exhaust gas sensor which is arranged in front of a catalyst and is used as a control sensor. Second located behind the catalyst
In a method for determining the oxygen storage capacity (conversion capacity) of a catalyst that reduces the emission of harmful substances in an internal combustion engine equipped with the exhaust gas sensor of the The mixture quantity) and the oxygen deficiency (rich mixture composition) input quantity continuously and until the change of the mixture composition is recognized in the signal of the exhaust gas sensor arranged behind the catalyst. It is increased symmetrically, that is, maintaining the average value, the oxygen storage capacity of the catalyst is estimated from the degree of symmetrical increase, and a catalyst defect signal is output when the oxygen storage capacity is no longer sufficient. did.

【0008】又、本発明では、連続動作のラムダ閉ルー
プ制御装置と、触媒の前方に配置され制御用センサとし
て用いられる第1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置
された第2の排ガスセンサとを備えた内燃機関の有害物
質の排出を減少させる触媒の酸素貯蔵能力(変換能力)
を判別する方法において、触媒への酸素過剰(希薄な混
合気組成)入力並びに酸素不足(濃厚な混合気組成)入
力が周期的に交互に行なわれ、これらの入力量が、触媒
の後方に配置された排ガスセンサの信号において混合気
組成の変化が認められるようになるまで、連続的にしか
も対称的に、即ち平均値ラムダ=1を維持して増大さ
れ、対称的な増大の程度から触媒の酸素貯蔵能力が推定
され、酸素貯蔵能力がもはや十分でない場合には触媒欠
陥信号が出力される構成も採用した。
Further, according to the present invention, a lambda closed loop control device for continuous operation, a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst. Storage capacity (conversion capacity) of catalysts that reduce the emission of harmful substances in internal combustion engines equipped with
In this method, excess oxygen (lean air-fuel mixture composition) and oxygen deficiency (rich air-fuel mixture) are input alternately to the catalyst periodically, and these input amounts are placed behind the catalyst. Until a change in the mixture composition is observed in the signal of the exhaust gas sensor, which is continuously and symmetrically increased, that is, the average value Lambda = 1 is maintained, and the degree of symmetrical increase of the catalyst A configuration was also adopted in which the oxygen storage capacity was estimated and a catalyst defect signal was output when the oxygen storage capacity was no longer sufficient.

【0009】更に、本発明の装置では、ラムダ閉ループ
制御装置と、触媒の前方に配置され制御用センサとして
用いられる第1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置さ
れた第2の排ガスセンサとを備えた内燃機関の有害物質
の排出を減少させる触媒の酸素貯蔵能力(変換能力)を
判別する装置において、酸素貯蔵能力を判別するために
酸素過剰入力量及び酸素不足入力量が連続的に増大する
ように燃料計量信号を変化させる手段が設けられ、更に
後方の排ガスセンサの信号を所定のしきい値と比較する
手段が設けられ、更にこのしきい値を最小頻度で通過す
るかを検出する手段が設けられ、更に触媒状態を特徴付
ける信号を出力する手段が設けられている。
Further, in the device of the present invention, a lambda closed loop control device, a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst are provided. In an apparatus for determining the oxygen storage capacity (conversion capacity) of a catalyst that reduces the emission of harmful substances of an internal combustion engine equipped, the oxygen excess input amount and the oxygen deficient input amount continuously increase in order to determine the oxygen storage capability. Means for changing the fuel metering signal, further means for comparing the signal of the exhaust gas sensor in the rear with a predetermined threshold value, and means for detecting whether the threshold value is passed at a minimum frequency. And means for outputting a signal characterizing the state of the catalyst.

【0010】更に、本発明では、ラムダ閉ループ制御装
置と、触媒の前方に配置され制御用センサとして用いら
れる第1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置された第
2の排ガスセンサとを備えた内燃機関の触媒の変換能力
に関連して欠陥信号を形成するシステムにおいて、テス
ト相において燃料計量信号が、平均値を中心に振動し、
かつこの平均値を表す直線と、この直線と交差する2点
間の燃料計量信号の時間波形とにより形成されるそれぞ
れ平均値の上下に位置する面積の値が、触媒の後方に配
置された排ガスセンサの信号において混合気組成の変化
が認められるようになるまで、テスト相の増加とともに
対称的に、即ち平均値を維持して増大するように変調さ
れ、そのときまで行なわれた増大量が限界値と比較さ
れ、この限界値に達した場合触媒欠陥信号が出力され
る。
Further, the present invention includes a lambda closed loop control device, a first exhaust gas sensor which is arranged in front of the catalyst and is used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor which is arranged behind the catalyst. In a system that produces a defective signal in relation to the conversion capacity of the catalyst of an internal combustion engine, the fuel metering signal oscillates around the mean value in the test phase,
Moreover, the values of the areas located above and below the average value formed by the straight line representing this average value and the time waveform of the fuel metering signal between the two points intersecting this straight line are the exhaust gas arranged behind the catalyst. It is modulated symmetrically with the increase of the test phase until it shows a change in the mixture composition in the sensor signal, i.e. maintaining the mean value and increasing, and the amount of increase made up to that point is the limit. The value is compared, and if this limit value is reached, a catalyst defect signal is output.

【0011】[0011]

【作用】本発明の好ましい実施例が従属請求項の対象に
なっている。
Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

【0012】[0012]

【実施例】本発明方法とそれに対応する装置の実施例を
図面に示し、以下で詳細に説明する。
An embodiment of the method according to the invention and the corresponding device is shown in the drawing and will be explained in more detail below.

【0013】図1には、内燃機関3の吸気管2に設けら
れた符号1で示した燃料計量手段が図示されている。内
燃機関の排ガス管7には触媒6の前ないし後ろにそれぞ
れ排ガスセンサ4と5が配置されている。さらに排ガス
センサ4の出力信号を制御目標値と比較する比較手段
9、目標値発生手段10、閉ループ制御器11、乗算手
段12および予め設定された制御値を発生する制御手段
13が設けられている。すでに従来技術から知られてい
るこの装置に、破線で示す複合部8が追加されている。
FIG. 1 shows a fuel metering means indicated by reference numeral 1 provided in an intake pipe 2 of an internal combustion engine 3. In the exhaust gas pipe 7 of the internal combustion engine, exhaust gas sensors 4 and 5 are arranged in front of and behind the catalyst 6, respectively. Further, there are provided comparison means 9 for comparing the output signal of the exhaust gas sensor 4 with a control target value, target value generation means 10, closed loop controller 11, multiplication means 12 and control means 13 for generating a preset control value. . To this device already known from the prior art, a composite part 8 indicated by a broken line is added.

【0014】この複合部は、閉ループ制御器11の特性
を調節する制御パラメータないし制御値を格納し出力す
る手段15と、シーケンス制御手段14と、排ガスセン
サ5の信号用のフィルタ16と、しきい値検出器17
と、検出器17のしきい値を超える頻度Hを検出する手
段18と、頻度Hをしきい値Hminと比較する手段19
と、しきい値Hminを超えたとき欠陥信号を出力あるい
は格納する手段20と、オプションとして制御係数FR
を平均する手段20とから構成される。
This composite section stores and outputs a control parameter or control value for adjusting the characteristics of the closed loop controller 11, a sequence control means 14, a filter 16 for the signal of the exhaust gas sensor 5, and a threshold. Value detector 17
A means 18 for detecting the frequency H exceeding the threshold value of the detector 17, and a means 19 for comparing the frequency H with the threshold value Hmin.
And means 20 for outputting or storing a defect signal when the threshold value Hmin is exceeded, and optionally a control factor FR
And means 20 for averaging.

【0015】内燃機関の運転時制御手段13から予め設
定された制御値tpが制御係数FRと乗算手段12にお
いて乗算される。このようにして得られた燃料計量信号
tiによって燃料計量手段1、例えば噴射弁が駆動され
る。吸気管2で形成された燃料と空気の混合気は、内燃
機関3で燃焼した後排ガスとして排気管7に流れ、そこ
でそれぞれ排ガスセンサ4、5により排ガスの酸素含有
量が検出される。
A preset control value tp from the operating control means 13 of the internal combustion engine is multiplied in the multiplication means 12 by the control coefficient FR. The fuel metering signal ti thus obtained drives the fuel metering means 1, for example, the injection valve. The mixture of fuel and air formed in the intake pipe 2 burns in the internal combustion engine 3 and then flows as exhaust gas into the exhaust pipe 7, where the oxygen content of the exhaust gas is detected by the exhaust gas sensors 4 and 5, respectively.

【0016】排ガスセンサ4の信号は比較手段10にお
いて目標値発生手段10からの目標値と比較される。比
較結果はPI閉ループ制御器11の入力量として用いら
れ、この制御器は出力信号として上述した制御係数FR
を出力する。多くの場合1のラムダ値に制御される。と
いうのは、この値で種々の有害物質の触媒6における変
換が最適になるからである。触媒反応により変化した排
ガスの酸素含有量が第2の排ガスセンサ5によって検出
される。排ガスセンサ5が閉ループ制御器11と接続さ
れていることにより排ガスセンサ5による公知の閉ルー
プ制御が行なわれることが示されており、それにより前
方のセンサ4の誤差をある程度補償することが可能にな
る。
The signal of the exhaust gas sensor 4 is compared with the target value from the target value generating means 10 in the comparing means 10. The comparison result is used as an input quantity of the PI closed loop controller 11, and this controller outputs the control coefficient FR as an output signal.
Is output. Often controlled to a lambda value of 1. This is because this value optimizes the conversion of various harmful substances in the catalyst 6. The oxygen content of the exhaust gas changed by the catalytic reaction is detected by the second exhaust gas sensor 5. It is shown that the exhaust gas sensor 5 is connected to the closed loop controller 11 to perform the known closed loop control by the exhaust gas sensor 5, which makes it possible to compensate the error of the front sensor 4 to some extent. .

【0017】触媒と、制御用センサとして触媒の前方に
配置された第1の排ガスセンサと、触媒の後方で排ガス
の酸素含有量を検出する第2の排ガスセンサを備えた制
御回路は、上述した範囲では、既に公知になっている。
The control circuit including the catalyst, the first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst as a control sensor, and the second exhaust gas sensor for detecting the oxygen content of the exhaust gas behind the catalyst has been described above. In the range, it is already known.

【0018】本発明の方法を実施するためには、点線で
囲まれた複合体8からなる以下に説明する要素が用いら
れ、これらが本発明を実施するために所定の運転状態で
起動される。内燃機関の通常の運転時2位置動作(オン
オフ動作)の閉ループ制御を用いる場合にはスイッチ2
2を介してシーケンス制御手段14によりテスト相が開
始される。その後制御係数FRを開ループ制御により調
節する手段15により制御振動に対する作用が行なわ
れ、例えば制御振動(FR振動)の振幅が所定の方法で
順次増大される。
To carry out the method according to the invention, the elements described below, which consist of a complex 8 surrounded by a dotted line, are used, which are activated in a given operating state in order to carry out the invention. . When the closed loop control of the two-position operation (on / off operation) during normal operation of the internal combustion engine is used, the switch 2 is used.
The test phase is initiated by the sequence control means 14 via 2. After that, the means 15 for adjusting the control coefficient FR by open loop control acts on the control vibration, and, for example, the amplitude of the control vibration (FR vibration) is sequentially increased in a predetermined manner.

【0019】テスト機能として混合気組成を開ループ制
御により変調するときには、制御係数FRをテスト開始
前に平均しこの平均された値でテストを開始するのが好
ましい。このために手段21が設けられている。比較的
急速な排ガスセンサ5の信号変化のみを通過させ緩慢な
変化を遮断する信号フィルタ16が排ガスセンサ5とし
きい値検出器17間に配置される。排ガスセンサ5の信
号に急速な変化が発生し、変化の振幅が大きくなって両
しきい値TVI、TVIIを通過する毎に、手段18に
よりこの事象が記録され、それによりこの事象の頻度信
号Hが形成される。後方のセンサ5の信号における急速
な変化は、特に混合気組成の入れ換わり(変化)が触媒
の後方でもまだ認められる時に発生する。しきい値検出
器19は値Hと所定のしきい値Hminを比較する。Hが
しきい値Hminを超えると、即ち後方のセンサ5の信号
が所定の最小頻度でしきい値TVI、TVIIを通過す
ると、手段20により欠陥信号が出力され、あるいは後
の利用のために欠陥信号が格納される。同時にしきい値
検出器19の接続線を介してシーケンス制御手段14に
よりテスト相が終了する。
When the mixture composition is modulated by open loop control as a test function, it is preferable to average the control coefficient FR before starting the test and start the test with this averaged value. Means 21 are provided for this purpose. A signal filter 16 is arranged between the exhaust gas sensor 5 and the threshold value detector 17 to allow only a relatively rapid signal change of the exhaust gas sensor 5 and to block a slow change. This event is recorded by means 18 each time a rapid change occurs in the signal of the exhaust gas sensor 5 and the amplitude of the change increases and passes both thresholds TVI and TVII, whereby the frequency signal H of this event is recorded. Is formed. Rapid changes in the signal of the rear sensor 5 occur especially when a change (change) in the mixture composition is still visible behind the catalyst. The threshold detector 19 compares the value H with a predetermined threshold Hmin. When H exceeds the threshold value Hmin, that is, when the signal of the rear sensor 5 passes the threshold values TVI and TVII at a predetermined minimum frequency, the defective signal is output by the means 20 or the defective signal is used for later use. The signal is stored. At the same time, the test phase is terminated by the sequence control means 14 via the connection line of the threshold detector 19.

【0020】本発明の方法を時間に関して種々の信号波
形を図示した図2に基づいて説明する。ガス通過時間に
より不可避的に発生し例えば2位置動作の閉ループ制御
運転においてラムダ振動を発生させる各信号(FR、U
SV、USH)間の時間的なずれは、図示されていな
い。
The method of the present invention will be described with reference to FIG. 2 which illustrates various signal waveforms with respect to time. Signals (FR, U) that inevitably occur due to the gas passage time and generate lambda vibrations in closed loop control operation of two-position operation, for example.
The time lag between SV, USH) is not shown.

【0021】図2(a)は、例えば制御係数FRの波形
を、図2(b)は、前方の排ガスセンサ4の対応する信
号USVを、また図2(c)、(d)は、本発明方法の
実施時に触媒6の種々の老化段階で発生する後方の排ガ
スセンサ6の対応する信号波形USHを示す。
FIG. 2 (a) shows the waveform of the control coefficient FR, FIG. 2 (b) shows the corresponding signal USV of the front exhaust gas sensor 4, and FIGS. 3 shows the corresponding signal waveform USH of the rear exhaust gas sensor 6 which occurs during various aging stages of the catalyst 6 during the implementation of the inventive method.

【0022】通常運転時2位置動作の閉ループ制御が実
施されると、制御係数FRは1の値を中心にして振動す
る。これに関しては、図2(a)の時間間隔(t=0、
t=t0)を参照する。FRが1より大きい期間では、
混合気は濃くなり、従って酸素不足となる。この期間で
は前もって触媒6に貯蔵された酸素が取り崩される。従
ってFR=1の線上で斜線を引いた面積は、触媒6への
酸素不足入力量の値、即ち一般的には化学量論的な組成
にするために混合気に欠けている酸素量の値と考えるこ
とができる。同様に、FR=1の線以下(希薄相)にあ
る面積は酸素過剰入力量を表している。以下では、これ
らの入力量は酸素不足量並びに酸素過剰量とも呼ばれ
る。
When the two-position closed loop control during normal operation is performed, the control coefficient FR oscillates around a value of 1. In this regard, the time interval (t = 0, t = 0,
t = t0). In the period when FR is greater than 1,
The mixture becomes rich and is therefore oxygen deficient. During this period, oxygen stored in the catalyst 6 in advance is destroyed. Therefore, the area shaded on the line of FR = 1 is the value of the oxygen deficient input amount to the catalyst 6, that is, the value of the oxygen amount which is generally lacking in the mixture for stoichiometric composition. Can be considered. Similarly, the area below the line of FR = 1 (dilute phase) represents the excess oxygen input amount. In the following, these input quantities are also called oxygen deficiency as well as oxygen excess.

【0023】時点t0のテスト相開始前では、図示した
実施例ではまず2位置動作の原理に従って通常大きな振
幅で閉ループ制御が行なわれる。上述した酸素過剰相で
は触媒は酸素を排ガスから吸収し、酸素不足相では酸素
を再び排ガスに放出する。従って触媒は排ガスの酸素含
有量に対して補償(緩衝)作用を及ぼし通常運転時制御
振動を平均化する。この場合には、図2の(c)、
(d)に図示したように、触媒の後方にあるセンサ5の
信号波形は、まだ前方センサの信号波形の形をしていな
い。
Before the start of the test phase at time t0, in the illustrated embodiment, the closed-loop control is usually performed with a large amplitude according to the principle of two-position operation. In the oxygen-rich phase described above, the catalyst absorbs oxygen from the exhaust gas, and in the oxygen-deficient phase, oxygen is released again to the exhaust gas. Therefore, the catalyst has a compensating (buffering) effect on the oxygen content of the exhaust gas and averages the control oscillation during normal operation. In this case, (c) of FIG.
As shown in (d), the signal waveform of the sensor 5 behind the catalyst is not yet in the shape of the signal waveform of the front sensor.

【0024】続いて時点t0で積分勾配(傾斜)を順次
上昇させるテスト相が開始される。その結果この実施例
では、図2(a)から明らかなように、制御振動の振幅
が順次増大する。その場合、増大はほぼFR=1線に対
して対称に、即ちFRの平均値が維持されて行なわれ
る。
Subsequently, at time t0, a test phase in which the integral slope (slope) is sequentially increased is started. As a result, in this embodiment, as is clear from FIG. 2A, the amplitude of the control vibration gradually increases. In that case, the increase takes place approximately symmetrically with respect to the FR = 1 line, ie the average value of FR is maintained.

【0025】それに従って交互に発生する酸素不足と酸
素過剰入力量も同様に対称的に増大する。図2(b)か
ら明らかなように、触媒前方に配置された排ガスセンサ
4は、振幅の増大に対して顕著な反応を示さない。その
信号USVはそれぞれ濃いから薄いないしその逆の変化
を示している。その場合、低い信号レベルは酸素過剰を
特徴付けている。
Accordingly, the oxygen deficiency and the oxygen excess input amount, which are alternately generated, also increase symmetrically. As is apparent from FIG. 2 (b), the exhaust gas sensor 4 arranged in front of the catalyst does not show a significant reaction to the increase in amplitude. The signals USV respectively indicate changes from dark to light or vice versa. In that case, a low signal level characterizes the oxygen excess.

【0026】触媒が異る2つの老化段階に対して後方の
排ガスセンサ5の対応する信号USHを示した図2
(c)、(d)では異る特性となる。
FIG. 2 shows the corresponding signal USH of the rear exhaust gas sensor 5 for two aging stages with different catalysts.
The characteristics are different in (c) and (d).

【0027】同図で時点t0とt1cないしt1dにより図
示した期間では、増大する酸素過剰量並びに不足量はま
だ触媒の平均化作用により補償することができる。
In the period shown by the time points t0 and t1c to t1d in the figure, the increasing oxygen excess amount and the oxygen excess amount can be compensated by the averaging action of the catalyst.

【0028】しかし、平均化作用は触媒の最終的な酸素
貯蔵能力により制限される。
However, the averaging effect is limited by the final oxygen storage capacity of the catalyst.

【0029】増大する酸素過剰量並びに不足量がこの平
均化作用の限界を上回ると、制御係数FRの振動は後方
のセンサの信号USHにおいても認められるようにな
る。図2(c)、(d)では時点t1cないしt1dでしき
い値TVI、TVIIを通過する。
When the increasing oxygen excess and oxygen excess exceed the limit of this averaging action, the oscillation of the control factor FR is also visible in the signal USH of the rear sensor. In FIGS. 2C and 2D, the thresholds TVI and TVII are passed at the times t1c to t1d.

【0030】変換能力が法律の要求にもはや対応しない
触媒では、振幅が少しでも増大すると触媒の平均化作用
によっては補償することができなくなる。テスト期間の
増加に同期して増大量も大きくなるので、期間Δt=t
1−t0を用いて酸素貯蔵能力ないし変換能力を判定する
ことができる。触媒の酸素貯蔵能力が僅かになればなる
ほど、図2でt1cないしt1dで図示された時点はより早
く発生する。図示した期間tgがそれぞれ触媒の品質に
対して適用される立法上の要求に合わせられる。従っ
て、図2(c)の例では、触媒はもはや要求に十分では
なくなるが、図2(d)の例ではまだ良好と判定され
る。
In catalysts whose conversion capacity no longer corresponds to the requirements of the law, any increase in amplitude cannot be compensated by the averaging effect of the catalyst. Since the increase amount increases in synchronization with the increase in the test period, the period Δt = t
1-t0 can be used to determine oxygen storage capacity or conversion capacity. The lower the oxygen storage capacity of the catalyst, the earlier the time point indicated by t1c to t1d in FIG. Each of the periods tg shown is adapted to the applicable legislative requirements for the quality of the catalyst. Therefore, in the example of FIG. 2 (c), the catalyst is no longer sufficient for the demand, but in the example of FIG. 2 (d) it is still determined to be good.

【0031】更に期間Δtの測定により触媒の残存する
変換能力を示す継続的な値を得ることができる。
Furthermore, by measuring the period Δt, a continuous value indicating the remaining conversion capacity of the catalyst can be obtained.

【0032】注意すべきことは、酸素不足入力量ないし
酸素過剰入力量の増大は、後方の排ガスセンサの信号が
飛躍(交替)するまで行なわれることである。このよう
にして本発明では、ある程度後方の排ガスセンサの飛躍
特性を触媒診断に用いることができる。排ガスセンサの
出力信号の飛躍特性が温度変化及び老化現象に対して比
較的良好に安定性を示すので、本発明方法の利点が理解
できる。
It should be noted that the increase in the oxygen deficiency input amount or the oxygen excess input amount is performed until the signal of the rear exhaust gas sensor jumps (alternates). In this way, according to the present invention, the jump characteristic of the exhaust gas sensor located at a certain degree rearward can be used for catalyst diagnosis. The advantages of the method according to the invention can be seen because the jumping characteristics of the output signal of the exhaust gas sensor show a relatively good stability against temperature changes and aging phenomena.

【0033】実際には、まだ良好な触媒でも統計的な変
動現象によりセンサ信号には個別的に変化が発生する。
従って、触媒状態に関して確実な情報を可能にするため
に、所定期間内に所定の最小頻度H>Hminで比較しき
い値TVI、TVIIを通過したかが観察される。更
に、図面作成上の理由により振幅の増大は比較的急速に
行なわれていることに注意すべきである。実際には、本
方法の分解能の理由により増大は僅かに選択されるの
で、前方の排ガスセンサ4の信号は図示されたよりも頻
繁にテスト開始と終了間で信号レベルを通過する。
In reality, even with a good catalyst, the sensor signal individually changes due to a statistical fluctuation phenomenon.
Therefore, it is observed whether the comparison thresholds TVI, TVII have been passed with a predetermined minimum frequency H> Hmin within a predetermined time period, in order to enable reliable information on the catalyst state. Furthermore, it should be noted that the amplitude increase is relatively rapid due to drawing reasons. In practice, because of the resolution of the method, the increase is selected slightly so that the signal of the front exhaust gas sensor 4 passes the signal level more frequently than shown between the start and end of the test.

【0034】図2(a)では、酸素不足量並びに過剰量
の増大は、例えば積分勾配の増大により行なわれる。
In FIG. 2A, the oxygen deficiency and excess amount are increased by, for example, increasing the integral slope.

【0035】しかし、本発明はこの特殊な信号波形に限
定されるものではなく、酸素不足並びに過剰量を増大さ
せる他の全ての信号波形を含むものである。混合気形成
に作用する制御の他の例が図3(a)に図示されてお
り、この例では比例変化量(比例成分)P1、P2、…
…が順次増大される。
However, the present invention is not limited to this particular signal waveform and includes all other signal waveforms that increase oxygen deficiency and excess. Another example of the control that acts on the mixture formation is shown in FIG. 3A, and in this example, the proportional change amounts (proportional components) P1, P2, ...
... are increased sequentially.

【0036】図3(b)には他の実施例として遅延時間
tISが順次長くなる例が示されている。この遅延時間
の間では閉ループ制御器11の出力信号は前方センサ4
の出力信号の変化後一定に保持される(積分停止)。
FIG. 3 (b) shows another example in which the delay time tIS gradually increases. During this delay time, the output signal of the closed loop controller 11 is the front sensor 4
Is held constant after the change of the output signal of (integration stop).

【0037】図3(c)には、同様に前方センサ4の出
力信号の変化後に有効になる遅延時間tvの実施例が図
示されている。この例では、期間tv1、tv2、……
の間積分はそれぞれ同じ積分方向及び積分勾配で継続さ
れる。期間tviの開始はそれぞれデッドタイムttの
終了により示されている。
FIG. 3C shows an embodiment of the delay time tv which becomes effective after the change of the output signal of the front sensor 4 as well. In this example, the periods tv1, tv2, ...
During this period, the integration is continued with the same integration direction and integration slope, respectively. The start of the period tvi is indicated by the end of each dead time tt.

【0038】混合気形成をこのように閉ループ制御して
行なう他に燃料計量信号を開ループ制御により変調する
ことによっても本発明方法を実施することができる。そ
の例として図3(d)には、振幅が上昇するサイン形状
の係数FRの特性が図示されている。
Besides the closed-loop control of the mixture formation, the method of the invention can also be implemented by modulating the fuel metering signal by open-loop control. As an example, FIG. 3D shows the characteristic of the sine-shaped coefficient FR in which the amplitude increases.

【0039】テスト機能として混合気(組成)を開ルー
プ制御により変調させる例を使用すると、増大の開始点
として実際のラムダ平均値を選ばないときには、テスト
結果が誤ったものになる可能性がある。従って、この誤
診断を排除するために、増大開始前に制御係数FRの値
あるいは前方の排ガスセンサの信号を2、3の振動周期
に渡って平均し、その得られた値を増大の開始値に用い
るのが好ましい。そのために手段21が設けられてい
る。
Using the example of modulating the mixture (composition) with open loop control as the test function, the test results can be erroneous if the actual lambda mean value is not chosen as the starting point for the increase. . Therefore, in order to eliminate this erroneous diagnosis, the value of the control coefficient FR or the signal of the front exhaust gas sensor is averaged over a few vibration cycles before the start of the increase, and the obtained value is the start value of the increase. It is preferable to use To that end, means 21 are provided.

【0040】通常運転時連続動作の閉ループ制御が実施
される場合には、図示した方法の一つ(2位置動作閉ル
ープ制御、混合気変調の開ループ制御)がテスト機能と
して実施される。
When the closed loop control of continuous operation during normal operation is executed, one of the illustrated methods (two-position operation closed loop control, open loop control of air-fuel mixture) is executed as a test function.

【0041】図4には、本発明方法をコンピュータ制御
により実施するためのフローチャートの例が図示されて
いる。そのために、まずステップS1においてシーケン
ス制御14により、テスト実施に必要な前提が満たされ
ているかが調べられる。その前提には、テストを不必要
に頻繁に実施しないようにするために前回のテスト実施
より最小運転時間が経過していること、両センサが動作
状態になっていること、内燃機関と触媒が十分な温度に
なっていること、負荷がほぼ一定で小さな運転状態、例
えばアイドリングの運転状態が存在すること等が挙げら
れる。これらの前提の一つが満たされない場合には、通
常の運転が維持される(ステップS10)。他の場合に
は、ステップS2において必要に応じて手段21により
制御係数FRを前もって平均化した後、酸素不足量並び
に酸素過剰量をほぼ対称的に増大させることが行なわれ
る。
FIG. 4 shows an example of a flow chart for implementing the method of the invention under computer control. For this purpose, first, in step S1, the sequence control 14 checks whether or not the preconditions necessary for conducting the test are satisfied. The premise is that the minimum operating time has elapsed since the last test, in order to prevent the test from being performed unnecessarily frequently, that both sensors are in operation, that the internal combustion engine and the catalyst are It is possible that the temperature is sufficient and that the load is almost constant and a small operating state, for example, an idling operating state exists. If one of these assumptions is not met, normal operation is maintained (step S10). In other cases, in step S2, if necessary, the control coefficient FR is averaged beforehand by the means 21, and then the oxygen deficiency and the oxygen excess are increased almost symmetrically.

【0042】開始時間t0=t(開始)が不図示のタイ
マとメモリ素子によりステップS3でセットされた後、
ステップS4で、手段18において求めた頻度Hが手段
19のしきい値Hminを超えたかが調べられる。期間t
gが経過する前にそうなった場合には、触媒は欠陥があ
ると推定されステップS9で対応した欠陥信号が出力さ
れる。それに対して頻度Hminをまだ超えていない場合
には、ステップS5に至り、そこで期間Δt=t1−t
0、即ちテストを開始後の経過時間が求められる。この
時間が所定の限界値tgより短い場合には、判断ステッ
プS6を通過してステップS4に戻る。それに対して、
Hが限界値Hminに達することなく、Δtがtgの値を
超えた場合には、このループを離脱する。この場合に
は、ステップS7で上記増大が停止され、ステップS8
で通常の閉ループ制御運転に戻る。
After the start time t0 = t (start) is set in step S3 by a timer and a memory element (not shown),
In step S4, it is checked whether the frequency H determined by the means 18 exceeds the threshold value Hmin of the means 19. Period t
If so before g, the catalyst is estimated to be defective and a corresponding defect signal is output in step S9. On the other hand, if the frequency Hmin has not yet been exceeded, the process goes to step S5, where the period Δt = t1−t.
0, that is, the elapsed time after starting the test is obtained. If this time is shorter than the predetermined limit value tg, the process goes through the judgment step S6 and returns to step S4. On the other hand,
If Δt exceeds the value of tg without H reaching the limit value Hmin, the loop is exited. In this case, the increase is stopped in step S7, and step S8 is performed.
Press to return to normal closed loop control operation.

【0043】上述した処理の流れにより、触媒の変換能
力がまだ法律の規定に対応しているかの問に対して「イ
エス/ノー」の回答が得られる。しかし、以下に説明す
る図5の処理の流れによれば、触媒の品質に対する継続
的な値を得ることが可能になる。
According to the above-described process flow, a "yes / no" answer can be obtained as to whether or not the conversion capacity of the catalyst still complies with the regulations of the law. However, according to the processing flow of FIG. 5 described below, it becomes possible to obtain a continuous value for the quality of the catalyst.

【0044】マークA前にある図4からの処理の流れに
続いて、テスト期間Δt=t1−t0がステップS11で
検出される。ステップS12において値Hがしきい値H
minを超えたかが調べられる。Hminを上回ると、この両
ステップから形成されるループを離脱する。続くステッ
プS13において触媒の品質に関する「イエス/ノー」
の判断が行なわれる。期間Δtが限界値tgより小さい
場合には、ステップS15において触媒の欠陥信号が出
力される。それに対して期間Δtがtgより長くなる
と、信号A=A(Δt)が形成される。この信号は図6
に図示したように、触媒の品質に対する継続的な値を示
している。Δtが大きくなればなるほど、Aは大きくな
る。このようにしてA=100%は新しい触媒の特徴で
あり、一方値A=0%は老化の限界にある触媒を意味す
る。このように触媒の品質に対する継続的な値を求める
ことによりまだ予想される触媒の寿命を推定することが
可能になる。例えば、保守サービスあるいはチェック検
査において検査間隔が決まっている場合には、触媒が次
の検査までの時間まだ多分障害なく機能するかあるいは
前もって交換しなければならないかを推定することがで
きる。
Following the flow of processing from FIG. 4 before the mark A, the test period Δt = t1−t0 is detected in step S11. The value H is the threshold value H in step S12.
It is checked whether it exceeds min. When Hmin is exceeded, the loop formed by both steps is released. "Yes / No" regarding the quality of the catalyst in the following step S13.
Is judged. If the period Δt is smaller than the limit value tg, the catalyst defect signal is output in step S15. On the other hand, when the period Δt becomes longer than tg, the signal A = A (Δt) is formed. This signal is shown in Figure 6.
As shown in the figure, continuous values for the quality of the catalyst are shown. The larger Δt is, the larger A is. Thus, A = 100% is characteristic of the fresh catalyst, while the value A = 0% means the catalyst is at the limit of aging. By thus obtaining a continuous value for the quality of the catalyst, it is possible to estimate the expected life of the catalyst. For example, if the inspection interval is fixed during maintenance service or check inspection, it can be deduced whether the catalyst is still functioning before the next inspection, possibly still without failure, or has to be replaced in advance.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、さら
に法律上の要求が厳しくなった場合でも触媒の品質につ
いて信頼性のある情報を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide reliable information on the quality of the catalyst even when the legal requirements become more severe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】内燃機関の燃料/空気混合気を制御する公知の
制御対象と組み合わされた本発明装置の実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the device of the present invention combined with a known control target for controlling a fuel / air mixture of an internal combustion engine.

【図2】(a)から(d)は図1に示す装置の種々の箇
所に発生する信号特性を示す波形図である。
2 (a) to 2 (d) are waveform diagrams showing signal characteristics generated at various points in the device shown in FIG.

【図3】(a)から(d)は本発明方法を実施する場合
に発生する信号特性を示す波形図である。
3 (a) to 3 (d) are waveform charts showing signal characteristics generated when the method of the present invention is carried out.

【図4】本発明方法をコンピュータ制御で実施するため
のフローチャート図である。
FIG. 4 is a flow chart diagram for implementing the method of the present invention under computer control.

【図5】本発明方法をコンピュータ制御で実施するため
の他の実施例を示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a flow chart diagram showing another embodiment for carrying out the method of the present invention under computer control.

【図6】触媒の品質の値を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing quality values of a catalyst.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料計量手段 3 内燃機関 4 前方の排ガスセンサ 5 後方の排ガスセンサ 6 触媒 10 目標値発生手段 11 閉ループ制御器 14 シーケンス制御手段 16 フィルタ 18 頻度検出手段 21 平均値形成手段 1 Fuel Measuring Means 3 Internal Combustion Engine 4 Front Exhaust Gas Sensor 5 Rear Exhaust Gas Sensor 6 Catalyst 10 Target Value Generating Means 11 Closed Loop Controller 14 Sequence Control Means 16 Filters 18 Frequency Detecting Means 21 Average Value Forming Means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エーベルハルト シュナイベル ドイツ連邦共和国 7241 ヘミンゲン ホ ッホシュテッターシュトラーセ 1/5 (72)発明者 エーリッヒ シュナイダー ドイツ連邦共和国 7125 キルヒハイム シュトルヒェンヴェーク 4 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Eberhard Schneibel 7241 Hemingen Hochstaetterstraße 1/5 (72) Inventor Erich Schneider 7125 Kirchheim Storchenweg 4

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2位置動作のラムダ閉ループ制御装置
と、触媒の前方に配置され制御用センサとして用いられ
る第1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置された第2
の排ガスセンサとを備えた内燃機関の有害物質の排出を
減少させる触媒の酸素貯蔵能力(変換能力)を判別する
方法において、 通常の閉ループ制御運転時周期的に交互する触媒への酸
素過剰(希薄な混合気組成)入力量並びに酸素不足(濃
厚な混合気組成)入力量が、触媒の後方に配置された排
ガスセンサの信号において混合気組成の変化が認められ
るようになるまで、連続してしかも対称的に、即ち平均
値を維持して増大され、対称的な増大の程度から触媒の
酸素貯蔵能力が推定され、酸素貯蔵能力がもはや十分で
ない場合には触媒欠陥信号が出力されることを特徴とす
る触媒状態判別方法。
1. A two-position lambda closed loop control device, a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst.
In the method for determining the oxygen storage capacity (conversion capacity) of a catalyst that reduces the emission of harmful substances in an internal combustion engine equipped with the exhaust gas sensor of The mixture quantity) and the oxygen deficiency (rich mixture composition) input quantity continuously and until the change of the mixture composition is recognized in the signal of the exhaust gas sensor arranged behind the catalyst. It is increased symmetrically, that is, maintaining the average value, and the oxygen storage capacity of the catalyst is estimated from the degree of symmetrical increase, and a catalyst defect signal is output when the oxygen storage capacity is no longer sufficient. A method for determining a catalyst state.
【請求項2】 連続動作のラムダ閉ループ制御装置と、
触媒の前方に配置され制御用センサとして用いられる第
1の排ガスセンサと、触媒の後方に配置された第2の排
ガスセンサとを備えた内燃機関の有害物質の排出を減少
させる触媒の酸素貯蔵能力(変換能力)を判別する方法
において、 触媒への酸素過剰(希薄な混合気組成)入力並びに酸素
不足(濃厚な混合気組成)入力が周期的に交互に行なわ
れ、これらの入力量が、触媒の後方に配置された排ガス
センサの信号において混合気組成の変化が認められるよ
うになるまで、連続的にしかも対称的に、即ち平均値ラ
ムダ=1を維持して増大され、対称的な増大の程度から
触媒の酸素貯蔵能力が推定され、酸素貯蔵能力がもはや
十分でない場合には触媒欠陥信号が出力されることを特
徴とする触媒状態判別方法。
2. A lambda closed loop controller for continuous operation,
Oxygen storage capacity of a catalyst for reducing emission of harmful substances in an internal combustion engine equipped with a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst In the method for determining (conversion capacity), excess oxygen (lean mixture composition) input and insufficient oxygen (rich mixture composition) input to the catalyst are periodically alternated, and these input amounts are Is increased continuously and symmetrically, ie maintaining the mean value Lambda = 1, until a change in the mixture composition becomes visible in the signal of the exhaust gas sensor arranged behind the A catalyst state determination method, wherein the oxygen storage capacity of the catalyst is estimated from the degree, and a catalyst defect signal is output when the oxygen storage capacity is no longer sufficient.
【請求項3】 混合気組成の変化がテスト機能を実施す
ることによりもたらされ、その場合テスト機能が2位置
動作の閉ループ制御を実施することにあることを特徴と
する請求項2に記載の方法。
3. The change of air-fuel mixture is brought about by performing a test function, the test function then being to implement a closed loop control of two-position operation. Method.
【請求項4】 触媒に欠陥がある場合触媒の後方に配置
された排ガスセンサの信号においても混合気組成の変化
が認められるようになるまで、前記増大が行なわれ、認
められない場合には触媒が正常であると推定されること
を特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載
の方法。
4. When the catalyst is defective, the increase is carried out until a change in the air-fuel mixture composition can be recognized even in the signal of the exhaust gas sensor arranged behind the catalyst, and when it is not recognized, the catalyst is increased. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is estimated to be normal.
【請求項5】 上述した入力量の増大が閉ループ制御運
転時の制御パラメータを変化させることにより行なわれ
ることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項
に記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the increase of the input amount is performed by changing a control parameter during closed loop control operation.
【請求項6】 閉ループ制御の比例成分が増大されるこ
とを特徴とする請求項5に記載の方法。
6. Method according to claim 5, characterized in that the proportional component of the closed-loop control is increased.
【請求項7】 センサ信号変化に続いて有効になる遅延
時間が増大されることを特徴とする請求項5に記載の方
法。
7. A method according to claim 5, characterized in that the delay time which becomes effective following a sensor signal change is increased.
【請求項8】 遅延時間内では制御係数FRの値あるい
は積分勾配の値が一定に保持されることを特徴とする請
求項7に記載の方法。
8. The method according to claim 7, characterized in that the value of the control factor FR or the value of the integral slope is held constant during the delay time.
【請求項9】 上記入力量の増大が燃料計量信号を開ル
ープ制御により変調することにより行なわれることを特
徴とする請求項1または2に記載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the increasing of the input quantity is performed by modulating the fuel metering signal by open loop control.
【請求項10】 所定の運転状態、例えば内燃機関の負
荷が小さいかあるいはアイドリングにあるときにのみ方
法が実施されることを特徴とする請求項1から9までの
いずれか1項に記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the method is carried out only in certain operating conditions, for example when the internal combustion engine has a low load or is idling. .
【請求項11】 ラムダ閉ループ制御装置と、触媒の前
方に配置され制御用センサとして用いられる第1の排ガ
スセンサと、触媒の後方に配置された第2の排ガスセン
サとを備えた内燃機関の有害物質の排出を減少させる触
媒の酸素貯蔵能力(変換能力)を判別する装置におい
て、 酸素貯蔵能力を判別するために酸素過剰入力量及び酸素
不足入力量が連続的に増大するように燃料計量信号を変
化させる手段が設けられ、 更に後方の排ガスセンサの信号を所定のしきい値と比較
する手段が設けられ、 更にこのしきい値を最小頻度で通過するかを検出する手
段が設けられ、 更に触媒状態を特徴付ける信号を出力する手段が設けら
れることを特徴とする触媒状態判別装置。
11. A harmful effect of an internal combustion engine comprising a lambda closed loop control device, a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst. In a device that determines the oxygen storage capacity (conversion capacity) of a catalyst that reduces substance emission, in order to determine the oxygen storage capacity, a fuel metering signal is sent so that the oxygen excess input amount and oxygen deficient input amount continuously increase. Means for changing are provided, means for comparing the signal of the exhaust gas sensor at the rear with a predetermined threshold value, and means for detecting whether or not this threshold value is passed with a minimum frequency are further provided, and the catalyst is further provided. A catalyst state determination device, characterized in that means for outputting a signal characterizing the state is provided.
【請求項12】 ラムダ閉ループ制御装置と、触媒の前
方に配置され制御用センサとして用いられる第1の排ガ
スセンサと、触媒の後方に配置された第2の排ガスセン
サとを備えた内燃機関の触媒の変換能力に関連して欠陥
信号を形成するシステムにおいて、 テスト相において燃料計量信号が、平均値を中心に振動
し、かつこの平均値を表す直線と、この直線と交差する
2点間の燃料計量信号の時間波形とにより形成されるそ
れぞれ平均値の上下に位置する面積の値が、触媒の後方
に配置された排ガスセンサの信号において混合気組成の
変化が認められるようになるまで、テスト相の増加とと
もに対称的に、即ち平均値を維持して増大するように変
調され、そのときまで行なわれた増大量が限界値と比較
され、この限界値に達した場合触媒欠陥信号が出力され
ることを特徴とするシステム。
12. A catalyst for an internal combustion engine, comprising a lambda closed loop control device, a first exhaust gas sensor arranged in front of the catalyst and used as a control sensor, and a second exhaust gas sensor arranged behind the catalyst. In a system that produces a defective signal in relation to the conversion capacity of the fuel, the fuel metering signal oscillates around the mean value in the test phase, and the fuel between the straight line representing this mean value and the two points intersecting this straight line The values of the areas located above and below the average value formed by the time waveform of the metering signal are measured until the change in the mixture composition is recognized in the signal of the exhaust gas sensor located behind the catalyst. Is symmetrically increased with an increase in the mean value, that is, the mean value is maintained and increased, and the amount of increase made up to that time is compared with a limit value. System characterized in that the signal is output.
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