[go: up one dir, main page]

SE505235C2 - Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare - Google Patents

Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare

Info

Publication number
SE505235C2
SE505235C2 SE9502066A SE9502066A SE505235C2 SE 505235 C2 SE505235 C2 SE 505235C2 SE 9502066 A SE9502066 A SE 9502066A SE 9502066 A SE9502066 A SE 9502066A SE 505235 C2 SE505235 C2 SE 505235C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sensor
downstream
oxygen
engine
capacity
Prior art date
Application number
SE9502066A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9502066D0 (sv
SE9502066L (sv
Inventor
Mats Laurell
Soeren Eriksson
Ronald Hedstroem
Ove Hjortsberg
Original Assignee
Volvo Ab
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 Volvo Ab filed Critical Volvo Ab
Priority to SE9502066A priority Critical patent/SE505235C2/sv
Publication of SE9502066D0 publication Critical patent/SE9502066D0/sv
Priority to US08/973,174 priority patent/US6119447A/en
Priority to DE69617232T priority patent/DE69617232T2/de
Priority to EP96918960A priority patent/EP0830498B1/en
Priority to PCT/SE1996/000724 priority patent/WO1996041071A1/en
Publication of SE9502066L publication Critical patent/SE9502066L/sv
Publication of SE505235C2 publication Critical patent/SE505235C2/sv

Links

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
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus 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
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • 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)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

10 505 255 2 Emellertid har det nyligen observerats att syrebuffertens kapacitet hos den katalytiska omvandlaren avtar med tiden.
Till följd kommer omvandlingskapaciteten hos den katalytis- ka omvandlaren att minskas jämnt så att den katalytiska omvandlaren inte kommer att klara av stora variationer i värdet hos Å (vanligt förekommande värde av luftlbränsle- förhållande). exempelvis när kontrollenheten för motorns bränsleinsprut- Sådana stora variationer kan förekomma ning ändrar insprutningstiden för att uppnå stokiametriska förbränningsförhållande i motorn under acceleration eller retardation.
Det är känt att en reducerad buffertkapacitet kan detekte- ras och följaktligen kunna bestämma i god tid när- en försämrad katalytisk omvandlare skall bytas ut, genom att utläsa en av utsignalerna till de främre och bakre syresen- sorerna (vanligtvis s k "lambda" sensorer) och behandla dessa värden.
En sådan metod för att avgöra närvaron av en reducerad buffertkapacitet hos en katalytisk omvandlare beskrivs i t ex DE-A-38 30 515, i vilken skillnaden uppmätes avseende syreinnehåll hos avgaserna både uppströms och nedströms i den katalytiska omvandlaren. Genom att jämföra kvoten i denna skillnad med kvantiteten syre uppströms i den katalytiska omvandlaren, erhålles ett värde som kan jämföras med kända värden. Med utgångspunkt från jämförel- sen, bestäms tillståndet i den katalytiska omvandlaren så att utbyte av den katalytiska omvandlaren kan indikeras vid ett lämpligt tillfälle.
Ytterligare ett dokument som beskriver tidigare känd teknik för att avgöra katalytisk försämring beskrivs i US-A-5 228 335, där signaler med syreinnehållet matas från en syresen- sor uppströms och en syresensor nedströms i den katalytiska omvandlaren in till en mikroprocessor och jämföres med 505 235 3 tröskelvärden. Med utgångspunkt från nämnda jämförelse, bestäms försämringsnivån.
De tidigare nämnda metoderna som beskrivs som känd teknik förlitar sig följaktligen på detekteringen av en särskild uppsättning av förhållanden som uppstår i avseende att kunna avgöra fel i katalytiska omvandlare.
Föreliggande uppfinning avser att tillhandahålla en anordning och en metod för att bestämma storleken på syrebuffertens kapacitet hos en katalytisk omvandlare, i synnerhet vid upprepade intervall då motorn är i bruk för att uppdaterad information då buffertens kapacitet är tillgänglig.
I ytterligare en aspekt med uppfinningen används värdet av syrebuffertens kapacitet för att tillhandahålla en styrin- gång till bränsleinsprutningens styrenhet för att ändra bränsleinsprutningen till nämnda motor i avseende att kompensera för reducerad buffertkapacitet. En godtycklig metod för att mäta syrebuffertens kapacitet kan användas för att tillhandahålla den information som krävs för en sådan komposation.
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Särdragen i föreliggande uppfinning definieras i de oberoende kraven. Föredragna särdrag av uppfinningen definieras i de beroende kraven. Ytterligare fördelaktiga särdrag kommer också att visas i beskrivningen som följer.
I enlighet med uppfinningen utnyttjas signalen som sänds genom den nedströmsanordnade syresensorn i ett katalytiskt omvandlingssystem. 505 235 4 Såsom är känt, i och för sig, är utsignalen hos den upp- strömsanordnade sensorni.ett.katalytiskï.omvandlingssystem en som varierar väldigt snabbt och huvudsakligen periodiskt mellan hög och låg utspänning. Denna utgång används som en primär styringång för ett styrsystem för bränsleinsprutning för att styra huruvida en ökning eller minskning av mängden bränsle bör tillföras till en bränsleinsprutare (d v s huruvida en fetare eller magrare mixning krävs). Beroende på att den uppströmsanordnade syresensorn försöker att tillhandahålla huvudsakligen stokiometriska förbrännings- förhållanden, är utgången till den nedströmsanordnade sensorn tämligen jämn, eller en långsamt varierande spänning, då den tillhandahåller endast en fininställning av luft/bränsleförhållandet som krävs.
I enlighet med uppfinningen används emellertid den ned- strömsanordnade sensorn för att tillhandahålla den primära insignalen till.bränsleinsprutningsstyrenheten.istället för uppströmsanordnade sensorn. På så sätt kommer justeringen av syreinnehållet i avgaserna att passera den katalytiska omvandlaren för att ge upphov till en snabbt varierande utsignal från den nedströmsanordnade sensorn.
Genom att analysera utseendet hos tidsfuktionen i denna utsignal (som också är en insignal för en styrenhet till bränsleinsprutning) kan den verkliga storleken på syrebuf- fertens kapacitet bestämmas. Analysmetoden kommer att för- klaras mer i detalj nedan.
Eftersom syrebuffertens kapacitet avtar med tiden hos en katalytisk omvandlare, kommer tiden som det tar för att förbruka bufferten, och sedan fylla på den med syre från avgaserna under normal motordrift, att minska motsvarande.
När dessuton1 den primära ingången till bränsleinsprut- ningens styrenhet kommer från en nedströmsanordnade sensor, kommer den periodiska tiden det tar för sensorn att sända 505 235 en signal för att förfeta eller avmagra luft/bräns- lemixningen att vara relativt lång jämfört med det under normal drift av den uppströmsanordnade sensorn. Detta är p g a att det tar en begränsad tid för avgaserna att passera genom omvandlaren och även en begränsad tid för att förbruka den lagrade syrebufferten. Följaktligen kommer det visa sig att när syrebuffertens kapacitet minskar, kommer den periodiska tiden med variationer i signalen från den nedströmsanordnade sensorn att reduceras motsvarande. I en utföringsform av uppfinningen mäts denna reducering i den periodiska tiden och jämförs med kända värden av periodiska tider för olika storlekar på syrebuffertars kapacitet. På så sätt kan buffertens kapacitet avgöras ingående.
I en alternativ metod vid användandet av tidsinformation hos signalerna som sänds ut från syresensorn, kan ut- signalerna hos både den uppströmsanordnade sensorn och den nedströmsanordnade sensorn användas för att avgöra syrebuf- fertens kapacitet genom att mäta dess tidsförskjutning (fasskift). Detta utföres på ett liknande sätt som ovan.
Den nedströmsanordnade sensorn används nämligen än en gång för att förse den primära ingången till bränsleinsprut- ningens styrenhet och sedan analyseras utgångarna hos den uppströmsanordnade och den nedströmsanordnade sensorn. Ut- gångarna hos den uppströmsanordnade och de nedströmsanord- nade sensorerna kommer att vara väldigt lika, fastän det kommer visa sig i de medföljande figurerna att signalerna hos den ena är fördröjd tidsmässigt med hänsyn till den andra. Mätning av tidsförskjutnigen.kommer följaktligen att avslöja syrebuffertens kapacitet då den jämförs med kända värden av tidsförskjutningen.
Under den tid då den uppströmmande sensorn används för att förse den primära styringången kan vara så kort som en tidsperiod, men kommer företrädesvis vara fyra eller mer tidsperioder så att ett medelvärde av tidsperioden kan 505 235 6 beräknas och så att eventuella transienteffekter från icke oxiderade gaser kommer att reduceras.
För att låta den nedströmsanordnade sensorn tillhandahålla den primära styringången för bränsleinsprutningens styren- het finns någon slags omkopplingsmedel anordnade. Dessa omkopplingsmedel kommer företrädesvis vara ett elektroniskt omkopplingsmedel som svarar mot en serie av kontrollpara- metrar.
Dessutom i avseende att möjliggöra en jämförelse av uppmätt tidsinformation (exempelvis periodtiden för variationerna) med kända värden, bör mätningarna förekomma inom ett s k fönster' av' parametrar. När' exempelvis parametrarna för motorlast och hastighet betraktas kan en särskild motorlast eller motorhastighet resultera i en annorlunda uppsättning mätvärden från en annan motorlast. På motsvarande sätt, ifall motorn inte verkar vid en jämn temperatur, (vanligt- vis under uppvärmningsfasen) kommer mätningarna att skilja sig från då motorn är i drift vid en jämn temperatur. Följ- aktligen bör åtminstone ett fönster med förutbestämda parametrar definieras, i vilken samplingen av signaler bestäms. Företrädesvis kommer fönstret att vara inom den normala skalan av driftcykelparametrar i motorn. Ett flertal fönster kan också tillhandahållas så att det underlättar att ha sampling vid varje tillfälle fordonet används.
Eftersonr det emellertid inte är möjligt att tillhandahålla ett. obegränsat antal fönster, bör en .korrektionsfaktor tillföras där det är möjligt. I synnerhet har det nu visat sig att massaflödet (av bränsle och luft, eller endast luft) påverkar tidsperioden hos signalvariationerna på ett approximativt, linjärt sätt. Följaktligen kan en justering göras så att signalsamplingen kan utföras i stort sätt på vilka kända massaflödens tillstånd som helst med en bra 505 255 7 motsvarighet. I vissa fall är syrelagringen beroende på temperaturen hos den katalytiska omvandlaren och en justering kan också vara nödvändig av denna orsak.
Mätningen på syrebuffertens kapacitet kan användas för att indikera det föreliggande tillståndet i en katalytisk omvandlare och/eller när ett utbyte krävs. Dessutom kan emellertid resultaten användas för att styra bränsleingång- en till motorn så att gasinnehållet i avgaserna stannar inom de accepterade gränserna för buffertens kapacitet som har bestämts. Denna ingång för bränsleinsprutningsstyrning är följaktligen en styringång för kompensation som leder till minskade utströmningar i fordon som har katalytiska omvandlare med en reducerad syrebuffertkapacitet.
Detta är p g a att den katalytiska omvandlaren kan bättre ta hand om transienter, genom inte använda upp hela syrebufferten, d v s genom att ligga inom gränserna för syrebufferten någonstans nära till mitten därav när katalytiska reaktioner äger rum. Följaktligen kan modifie- ringen av luft/bränsleförhållandet från Å == 1 till ett lägre värde (d v s till en fetare mixning) under en be- gränsad tidsperiod vara nödvändig för att reducera syrein- nehållet till den tillgängliga syrebuffertens kapacitet.
Det bör noteras att uttrycket "bränsleinsprutningens styrenhet" kan hänföras till ett enda styrenhetssystem, men att flera styrenheter kan inbegripas inom nämnda styrenhet för att utföra de styrfunktioner som krävs.
FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer nu att beskrivas som en detalj med hänvisning till särskilda föredragna utföringsformer och med hänvisning till medföljande ritningarna, i vilka: 505 235 8 Fig. 1 är ett blockdiagram som visar en typisk anord- ning för användning i. enlighet med uppfin- ningen; Fig. 2 är ett blockdiagram till ett av elementen i fig. l; Fig. 3 är ett typiskt flödediagram för sampling av en utsignal från en syresensor; Fig. 4 visar en typisk uppsättning av utsignaler från en uppströmsanordade och nedströmsanordnade sensor före, under och efter att ha omkopplat den primära kontrollingângen till att vara den utgång som tas från den bakre sensorn; Fig. 5 visar en typisk graf föreställande reduceringen av en tidsperiod med föråldrandet hos en katalytisk omvandlare, och Fig. 6 visar hur den periodiska tiden hos variationer varierar med massflödet (motorhastighet x last).
FÖREDRAGNA uTFöRINGsFoRi/LER: Anordningen som visas i fig. 1 inbegriper en katalytisk omvandlare som är försedd med två omvandlingsmatriser 30, 31. Uppfinningen kan emellertid utföras med ett godtyckligt antal matriser. Omvandlaren l har ett inlopp på den vänstra sidan (enligt figuren) och ett utlopp på den högra sidan.
Fastän anslutningen inte visas, är inloppet till den katalytiska omvandlaren 1 ansluten till ett avgasutlopp hos en motor 9. 505 235 9 En syresensor 2 är placerade vid den uppströmsanordnade änden hos den katalytiska omvandlaren och ytterligare en syresensor 3 är placerade nedströms till den katalytiska omvandlaren i riktning mot flödet av avgaser. Den ned- strömsanordnade sensorn kan emellertid vara placerad på ett godtyckligt sätt nedströms till den första sensorn så länge som det är nedströms till åtminstone en katalytisk omvand- lingsmatris. Följaktligen visas alternativa positioner 32 och 33 för den nedströmsanordnade sensorn med streckade linjer.
För sensorns placering 33, är det förutsatt att det finns en omvandlingsmatris mellan sensorn 2 och matrisen 30 som är känd i sig i vissa system.
Var och en av sensorerna har en utgång 2a, 3b som överförs via en anslutning 6 respektive 7 till en bränsleinsprut- ningstyrenhet 4. Anslutningarna 6 och 7 är företrädesvis elektriska ledare, men även radiosignal eller ljusöverför- ande kablar kan användas. Nämnda utgångar 2 och 3 till- handahåller sedan respektive insignal vid ingångarna 4a och 4b i kontrollenheten 4. En utgång 4c till enheten 4 ansluts sedan via ledningen 8 till en ingång Sa hos ett medel 5 för bränsleinsprutning (exempelvis en bränsleinsprutare och/el- ler en bränslepump) som, i sin tur, förser bränsle till motorn 9 via en ledning 10. Ledningen 10 skulle normalt vara en del av inloppets grenrör om inte direktinsprutning används.
Under normal drift (d v s samtliga drifter bortsett från då ett testsampel av en signal skall utföras), används den uppströmsanordnade sensorn 2 för att tillhandahålla en primär instyrspänning till enheten 4. Med utgångspunkt från denna insignal, matas en spänning genom ledningen 8 för att på så sätt styra då, och för hur länge, bränsle avses tillföras till insprutningen 5 i motorn 9. Styrningen är l5 505 235 normalt inställd så att, baserat på syrekvantiteten i avgaserna som är närvarande vid sensor 2, ett förhållande nära till Ä = 1 kan uppnås. På motsvarande sätt justerar den nedströmsanordnade sensorn 3, under normal drift, slut- ligen luft/bränsleförhållandet baserat på syreinnehållet i avgaserna efter passerat genonxden katalytiska omvandlaren.
Fig. 2 visar tre grundläggande element som finns inne i styrenheten 4; en fönsterparameterkrets 11, en väljarkrets 12 och en analyseringskrets 13. Kretsen ll avgör när systemet bör drivas normalt och när systemet bör köras för att bestämma syrebuffertens kapacitet. I avseende att bestämma detta ställs kretsen ll in för att testa huruvida ett antal första parametrar är uppfyllda före den fort- sätter med ett test av syrebuffertens kapacitet. Sådana parametrar kan exempelvis innefatta motortemperatur, oljetemperatur, katalytisk omvandlingstemperatur, motor- drifttid som har passerat efter motorns tillslag, motorns driftstid sedan den sista buffertkapacitetstesten och/eller antalet tester utförda i något start-till-stoppläge. Medan ytterligare faktorer såsom nmssaflödet av bränsle till inloppssidan på en motor, massaflödet av luft till in- loppssidan till en motor, motorns rotationshastighet och motorns last kan innefattas som fönsterparametrar, kan en linjär korrigering göras för ett godtyckligt känt värde av dessa och följaktligen sådana som normalt inte innefattas i fönstret. Emellerid kan konstant motorhastighet och konstant motorlast utgöra fönsterkrav för att undvika transienteffekter.
Ett medel för' omkoppling finns anordnat i forna av en väljarkrets 12. När fönsterparametrarna är uppfyllda sänds en signal till kretsen 12 och en omkoppling uppstår så att signalen från den nedströmsanordnade sensorn 3 används som den primära ingången till enheten 4. Detta är följaktligen ekvivalent med att låta ingången 4b ta positionen vid 505 235 ll ingången 4a. På så sätt kommer utsignalen från den ned- strömsanordnade sensorn att variera i avseende att till- handahålla en primär styrning av bränsle/luftmixningen.
Signalen analyseras av kretsen 13 och värden(a) över tidsinformation från signalen jämförs till en eller flera förutbestämda värden för att därigenom komma fram till ett värde för syrebuffertens kapacitet. Kretsen 13 kan vara ett tillägg till, och/eller del av, det normala kretsloppet för att tillhandahålla en styrutgång till bränsleinsprutningen via ledning 8 (utång 4c). Analysen som utförs av kretsen 13 är normalt en mätning av den periodiska tiden (tidsperiod), eller medelvärdet av den periodiska tiden, av variationer i utsignalen från den nedströmsanordnade sensorn. När den nedströmsanordnade sensorn används som primär styringång, förändras emellertid även tidsperioden hos den uppströms- anordnade sensorn och följaktligen kan vilken som helst mätas. Alternativt kan den tidsinformation som skall användas utgöras av tidsförskjutningen mellan insignalerna från den uppströmsanordnade och den nedströmsanordnade SQIISOIH .
En beräkning av syrebuffertens kapacitet kan sedan göras genom en jämförelseberäkning med kända värden av periodti- den för olika buffertkapaciteter. Följaktligen kan den verkliga buffertkapaciteten bestämmas som en särskild tidslängd, eller den procentuella buffertkapaciteten som återstår kan bestämmas genom jämförelsen med motsvarande värden.
Fig. 3 visar ett typiskt flödesdiagram för att bestämma buffertkapaciteten. En serie inparametrar såsonx motor- hastighet, last, temperatur och/eller tid, sänds till fönsterparameterblock ll. I block 16 bestäms huruvida fönsterparametrarna i något fönster uppfylls eller inte.
Ifall det inte uppfylls, följer block 17 så att luft/- 505 235 12 bränsleförhâllandet fortsätter att justeras med utgångs- punkt från en primär signal från den uppströmsanordnade sensorn. Detta kommer vara den normala situationen.
När parametrarna till ett fönster är uppfyllda, indikerar block 18 att en signal för att initiera en test kommer att sändas till väljarblock 12 i styrenheten 4. Detta kommer att initiera block 19 som gör att styrenheten 4 mottar den primära styrinsignalen från ingång 4b så att styrningen till bränsleinsprutningen påverkas genom den nedströms- anordnade sensorn 3. Variationerna i insignalen vid 4b eller 4a kommer sedan att analyseras (jämför block 20) i avseende att mäta tidsperioden över variationerna. Alterna- tivt kommer insignalerna vid ingångarna 4a och 4b att analyseras för att mäta tidsförskjutningen mellan de två signalerna. Block 21 indikerar att bestämningen av syrebuf- fertens kapacitet kommer att göras, detta utgör en funktion av den analyserande tidsinformationen, och följaktligen symboliken K(t). I block 22 görs ett beslut för att avgöra huruvida analysen är fullständig. Vid ett jakande svar (JA), avslutas analysen och styrenheten 4 kommer att anta normal drift. Vid ett nekande svar (NEJ), kommer stegen som utförs i blocken 20-22 att initieras igen.
Flödesschemat är emellertid endast förklarande och det är givetvis uppenbart att många andra möjliga alternativa flödesscheman kommer vara uppenbara för fackmannen.
Den övre delen i fig. 4 visar typiska utspänningssignaler 23 och 25, och 24 och 26, från de främre respektive bakre syresensorerna, med avseende på tiden (t). Den undre delen i fig. 4 visar ett utgångsvärde 27 som motsvarar de typiska fakta som tillämpas för bränsleinsprutningstiden och följaktligen hur längden av insprutningstimingen kan variera. 505 235 13 Graferna är indelade i tre zoner 20, 21 och 22. Zon 20 är en zon i vilken motorn körs som normalt med den primära ingången från den uppströmsanordnade sensorn. Zon 21 är analysens tidszon med primär kontrollingång från den nedströmsanordnade sensorn 3 och zon 22 är när den primära styringången kopplas tillbaka till den uppströmsanordnade sensorn 2.
Utgången i zon 21 svarar mot en typisk utgång mätt under approximativt 10 sek, även om det är möljigt att använda kortare eller längre tidszoner för zon 21.
I zon 20 varierar den uppströmsanordnade sensorns utgång 23 snabbt som modifierar luft/bränsleförhållandet till mager och fet och sedan tillbaka igen. Den nedströmsanordnade sensorns utgång 3 varierar inte snabbt utan förser istället en mager varierande utsignal till styrenheten 4 för bränsle för att förfeta eller avmagra mixningen med små påslag.
I zon 21 varierar tidsperioden och storleken på signalen hos den nedströmsanordnade sensorn 26 relativt snabbt då den skiftar inloppsmixningen från mager till fet och tillbaka igen. Utsignalen på den uppströmsanordnade sensorn följer också detta .med en väldigt likartad *varierande vågform, fastän med en distinkt och relativt konstant tidsförskjutning jämfört.med signalen 25. Då syrebuffertens kapacitet minskar hos en föråldrande katalytisk omvandlare, blir varje signal kortare och tidsförskjutningen blir mindre. Följaktligen kan dessa tidsinformationskällor användas för signalanalyser. I zon 22 återvänder utsigna- lerna hos de två sensorerna till dess normala värden som i zon 20. En zon liknande zon 21 kommer sedan upprepas när fönsterpatametrarna än en gång är uppfyllda.
Den varierande signalen 27 visar ett värde som motsvarar den typiska applicerade faktorn för insprutningstiden. 505 235 14 Denna signal varierar också i zon 21 eftersonl den är beroende på den resulterande insignalen från den bakre sensorn. På så sätt kan den periodiska tiden hos signalen 27 i zon 21 också användas för att bestäma buffertens kapacitet. Signalen 27 kan ha andra variationsformer (exempelvis fyrkant vågform, etc).
Fig. 5 visar hur den periodiska tiden TP varierar med antalet mil som körts med en typisk katalytisk omvandlare.
Med en ny katalytisk omvandlare är TP följaktligen nästan sek medan med en föråldrad katalytisk omvandlare som körts 322.000 km har tidsperioden reducerats till ungefär hälften. Såsom framgår reduceras TP med antalet körda km på en nästintill linjär skala i detta särskilda avgassystem.
Eftersom denna reducering beror på reduceringen i syrebuf- fertens kapacitet, kan en direkt jämförelse göras med känd en buffertkapacitets data i avseende att bestämma den före- liggande buffertens kapacitet. Olika kurvor kommer att göras för olika fordon.
Fig. 6 visar hur den periodiska tiden TP varierar linjärt med massflödet av luft eller bränsle/luft in till motorn.
I fallet som visats är den vertikala axeln markerad med N*TL, där N = motorhastighet och TL = last, produkten av dessa två faktorer uttrycker massflöde. Genom att använda denna graf kan tidsperiodanalyser utföras i enlighet med tidigare nämnda metod och anordning vid en godtyckligt känd motorhastighet och last med ett motsvarande värde på periodtid som erhålles vid en jämförelse med kända värden för särskilda buffertkapaciteter. Såsom förklaras ovan tillåter detta i allmänhet att faktorerna i motorhastighet och last kan utelämnas i fönsterparametrarna. Motorns tom- gångshastighet kan emellertid orsaka några problem och följaktligen kan en första parameter inkluderas för att utesluta eventuella oönskade analyser under exempelvis 1200 varv/min. lÛ 505 235 När syrebuffertens kapacitet en gång har avgjorts kan detta värde sparas i ett minne för efterföljande användning.
Genom att använda denna sparade information kan bräns- leinsprutningen till motorn sedan.modifieras så att mängden av syrebuffertens kapacitet aldrig blir uttömd eller helt full. Detta uppnås genom att exempelvis använda en kort period av avmagring och/eller förfetning av luft/bräns- lemixningen under lämpliga intervaller.
Förfetning kan åstadkommas genom en liten extra mängd bränsle som insprutas för att stärka mixningen tillfälligt som kommer att resultera i mera kolväten som passeras in till avgaserna för att förhindra syret i avgaserna från att fylla hela syrebuffertens kapacitet. Bränslet kan insprutas under exempelvis en marginellt längre insprutningsperiod jämfört med den som krävs.
På motsvarande sätt kan en mixningsavmagring utföras i avseende att underlätta fyllningen av syrebuffertens kapacitet ifall denna reduceras.
Storleken av sådana buffertkorrektioner kommer att utföras baserat på den bestämda buffertens kapacitet. I synnerhet kommer dessa korrektioner att förekomma under accelera- tions- eller retardationsfaser och/eller kort därefter.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 505 235 16 PATENTKRAV:
1. Anordning för att bestämma syrebuffertens kapacitet i en katalytisk omvandlare (1) till ett avgassystem, där nämnda anordning inbegriper åtminstone en.nedströmsanordna- de syresensor (3, 32, 33) belägen nedströms till åtminstone en omvandlingsmatris (30, 31) till nämnda katalytiska omvandlare, varvid nämnda nedströmsanordnade sensor (3, 32, 33) tillhandahåller en insignal (24) till en styrenhet (4) för bränsleinsprutning, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nämnda anordning inbegriper medel (12) som låter nämnda sensor (3, 32, 33) att förse en primär instyrsignal till nämnda styrenhet (4), en analyserings- krets (13) för att bestämma tidsinformation om variationer- na hos den resulterande insignalen (26), eller en varieran- de signal (27) som är beroende därefter, och beräknings- medel för att beräkna syrebuffertens kapacitet baserat på nämnda tidsinformation.
2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att en nedströmsanordnade syresensor (2) är belägen uppströms till nämnda omvandlingsmatris (30, 31), för att tillhandahålla primära insignaler till nämnda styrenhet (4) för bränsleinsprutning, och i att utmedel för att kontrollera bränslet är försedda inom nämnda styrenhet för att skifta luft/bränsleförhållandet beroende på in- signalerna hos de nedströmsanordnade (3, 32, 33) och upp- strömsanordnade (2) sensorerna, och i att ett omkopp- lingsmedel (12) är anordnat för att koppla om insignalen från nämnda nedströmsanordnade sensor (3, 32, 33) så att den istället verkar som den primära ingången från nämnda uppåtgående sensor.
3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att analyseringskretsen (13) mäter tidsförskjut- ningen av variationerna hos insignalen (26) från nämnda nedströmsanordnade sensor (3, 32, 33) med, avseende på 10 15 20 25 30 35 505 235 17 variationerna i insignalen (25) från nämnda uppströmsanord- nade sensor (2).
4. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä~n n e t e c k n a d d ä r a v, att den analyserande kretsen (13) mäter periodtiden TP av variationerna i nämnda insignal(er) (25, 26, 27).
5. Anordning enligt ett av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att en krets (ll) är anordnad med ett fönster av förutbestämda inparametrar som krävs för att åstadkomma en utsignal, där nämnda utsignal används för att aktivera nämnda omkopplingsmedel (12).
6. Anordning enligt ett av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att minnesmedel är anordnat för lagra det sparade värdet av syrebuffertens kapacitet och används i styrningen av luftlbränsle- mixningens förhållande.
7. Metod för att bestämma syrebuffertens kapacitet i en katalytisk omvandlare (1) till ett avgassystem, där nämnda system inbegriper en nedströmsanordnade syresensor (3, 32, 33) belägen nedströms till en omvandlingsmatris (30, 31) till nämnda katalytiska omvandlare, varvid nämnda ned- strömsanordnade sensor (3, 32, 33) tillhandahåller in- signaler (26) till en styrenhet (4) för bränsleinsprutning, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att de resulterande variationerna i signalen från.nämnda nedströmsanordnade sy- resensor (3, 32, 33), eller en varierande signal (27) som är beroende därefter, analyseras för att bestämma tids- perioden TP av nämnda variationer, och att syrebuffertens kapacitet i nämnda katalytiska omvandlare beräknas med utgångspunkt från periodtiden TP. 10 15 20 25 30 35 505 235 18
8. Metod för att bestämma syrebuffertens kapacitet i en katalytisk omvandlare (1) till ett avgassystem, där nämnda system inbegriper en nedströmsanordnade syresensor (3, 32, 33) belägen nedströms till en omvandlingsmatris (30, 31) till nämnda katalytiska omvandlare, och en uppströmsanord- nade syresensor (2) belägen uppströms till nämnda matris, varvid nämnda sensorer (3, 32, 33) tillhandahåller in- signaler (26, 25) till en styrenhet (4) för bränsleinsprut- ning, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att de resulte- rande variationerna i signalen från nämnda nedströmsanord- nade syresensor och nämnda uppströmsanordnade syresensor analyseras för att bestämma tidsförskjutningen mellan variationerna i var och en av nämnda signaler, och att syrebuffertens kapacitet beräknas med utgångspunkt från nämnda tidsförskjutning.
9. Metod enligt patentkrav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att insignalerna (23, 24, 25, 26) från nämnda nedströmsanordnade sensor (3, 32, 33) och nämnda uppströmsanordnade sensor (2) till nämnda styrenhet (4) för bränsleinsprutning används för att skifta luft/bränsle- förhållandet på inloppssidan (10) i en motor, och att när nämnda signaler (23, 24, 25, 26, 27) skall analyseras för att bestämma tidsförskjutningen eller periodtiden (TP) till nämnda variationer, omkopplas insignalen från nämnda ned- strömmande sensor så att den istället verkar som ingång från nämnda uppströmsanordnade sensor (2) under en be- gränsad tidsperiod.
10. Metod enligt ett av patentkraven 7-9, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att ett eller flera fönster med förutbestämda parametrar tillhandahålles inom strömkretsan- ordning till nämnda styrenhet (4) för bränsleinsprutning, och att analysen av signalvariationerna utförs endast när nämnda inparametrar överensstämmer med parametrarna inom ett fönster. 10 15 20 25 30 35 505 235 19
11. Metod enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att parametrarna inom ett fönster inbegriper en eller flera parametrar valda från gruppen av parametrar av massflödet med bränsle till inloppssidan i en motor, mass- flödet med luft till inloppssidan i en motor, motorro- tationshastighet, motorlast, motortemperatur, oljetempera- tur, katalytisk omvandlingstemperatur, motordriftstid som passerat efter initierande motortändning och motordriftstid efter den sista buffertkapacitetstesten.
12. Metod för att styra luft/bränsleförhållandet till en fordonsmotor, baserat på bestämmandet av syrebuffertens kapacitet enligt ett av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att luft/bränsleförhållandet av mixningens ingång till nämnda motor varieras för att kompensera den tillgängliga syrebuffertens kapacitet.
13. Metod enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d d ä 1: a v, att luft/bränsleförhâllandet förfetas till- fälligt genom att tillhandahålla bränsle under en längre bränsleinsprutningstid än den som normalt krävs för att uppnå stokiometriska förhållanden eller genom att till- handahålla en distinkt extra bränslekvantitet.
14. Metod enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d d ä 1: a v, att luft/bränsleförhållandet avmagras till- fälligt genom att tillhandahålla bränsle under en kortare bränsleinsprutningstid än den som normalt krävs för att uppnå stokiometriska förhållanden eller genom att till- handahålla en mindre kvantitet av bränsle.
15. Metod för att styra luft/bränsleförhållandet till en fordonsmotor, baserat på bestämmandet av syrebuffertens kapacitet somlnäts vid slumpmässiga intervall som en del av motorstyrningssystemet i ett fordon, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att korrigeringar görs mot luftlbränsle- 505 235 20 förhållandet hos mixningens ingång till nämnda motor för att kompensçra för den tillgängliga syrebuffertens kapaci- tet .
SE9502066A 1995-06-07 1995-06-07 Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare SE505235C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9502066A SE505235C2 (sv) 1995-06-07 1995-06-07 Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare
US08/973,174 US6119447A (en) 1995-06-07 1996-05-31 Arrangement and method for determining the oxygen buffer capacity in a catalytic converter
DE69617232T DE69617232T2 (de) 1995-06-07 1996-05-31 Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der sauerstoffpufferkapazität in einem katalysator
EP96918960A EP0830498B1 (en) 1995-06-07 1996-05-31 Arrangement and method for determining the oxygen buffer capacity in a catalytic converter
PCT/SE1996/000724 WO1996041071A1 (en) 1995-06-07 1996-05-31 Arrangement and method for determining the oxygen buffer capacity in a catalytic converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9502066A SE505235C2 (sv) 1995-06-07 1995-06-07 Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9502066D0 SE9502066D0 (sv) 1995-06-07
SE9502066L SE9502066L (sv) 1996-12-08
SE505235C2 true SE505235C2 (sv) 1997-07-21

Family

ID=20398533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9502066A SE505235C2 (sv) 1995-06-07 1995-06-07 Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6119447A (sv)
EP (1) EP0830498B1 (sv)
DE (1) DE69617232T2 (sv)
SE (1) SE505235C2 (sv)
WO (1) WO1996041071A1 (sv)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19936200A1 (de) * 1999-07-31 2001-02-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
FR2798700B1 (fr) * 1999-09-21 2001-11-23 Renault Procede et systeme de surveillance du fonctionnement des pots catalytiques d'un moteur a combustion interne
US6622478B2 (en) 2000-02-16 2003-09-23 Nissan Motor Co., Ltd. Engine exhaust purification device
DE60110355T2 (de) * 2000-02-25 2005-10-06 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Vorrichtung zur brennkraftmaschinen-abgasreinigung
US6591605B2 (en) * 2001-06-11 2003-07-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling the air / fuel ratio in an internal combustion engine
US6550237B1 (en) * 2002-09-25 2003-04-22 Ford Global Technologies, L.L.C. Method and system for monitoring a catalytic converter
US6804951B2 (en) * 2002-11-06 2004-10-19 Ford Global Technologies, Llc On-board diagnostic catalyst monitoring system
DE102004038481B3 (de) * 2004-08-07 2005-07-07 Audi Ag Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoffverhältnisses
DE102005004670B4 (de) * 2005-02-02 2007-05-24 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Diagnose des Alterungsgrades eines im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators
DE102005059894B4 (de) * 2005-12-15 2019-07-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Messung der Sauerstoffspeicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage
DE102006025050B4 (de) * 2006-05-27 2014-04-03 Fev Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungsanlage
US9747329B2 (en) 2006-10-05 2017-08-29 Trimble Inc. Limiting access to asset management information
US9519876B2 (en) 2006-10-05 2016-12-13 Trimble Navigation Limited Method for providing maintenance to an asset
US8666936B2 (en) 2006-10-05 2014-03-04 Trimble Navigation Limited System and method for asset management
US9811949B2 (en) 2006-10-05 2017-11-07 Trimble Inc. Method for providing status information pertaining to an asset
US9536405B2 (en) 2006-10-05 2017-01-03 Trimble Inc. Unreported event status change determination and alerting
US9747571B2 (en) 2006-10-05 2017-08-29 Trimble Inc. Integrated asset management
US9773222B2 (en) 2006-10-05 2017-09-26 Trimble Inc. Externally augmented asset management
MX2009006098A (es) 2006-12-07 2009-06-24 Hoeganaes Ab Polvo magnetico suave.
US8600932B2 (en) * 2007-05-07 2013-12-03 Trimble Navigation Limited Telematic asset microfluidic analysis
DE102007059772B4 (de) * 2007-12-12 2014-06-26 Audi Ag Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherkapazität eines Katalysators für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Messeinrichtung
US8165787B2 (en) * 2011-04-08 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Method for adjusting engine air-fuel ratio
US9760685B2 (en) 2011-05-16 2017-09-12 Trimble Inc. Telematic microfluidic analysis using handheld device
US9739763B2 (en) * 2011-05-16 2017-08-22 Trimble Inc. Telematic locomotive microfluidic analysis
JP6971094B2 (ja) * 2017-08-30 2021-11-24 日立Astemo株式会社 内燃機関の電子制御装置
AT521669B1 (de) * 2018-08-23 2022-08-15 Avl List Gmbh Verfahren und Verbrennungskraftmaschine zur Effizienzverbesserung eines SCR-Systems

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3830515A1 (de) * 1988-09-08 1990-03-22 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur ueberpruefung der funktion des abgaskatalysators einer brennkraftmaschine
US5077970A (en) * 1990-06-11 1992-01-07 Ford Motor Company Method of on-board detection of automotive catalyst degradation
US5228335A (en) * 1991-02-25 1993-07-20 The United States Of America As Represented By The United States Environmental Protection Agency Method and apparatus for detection of catalyst failure on-board a motor vehicle using a dual oxygen sensor and an algorithm
DE4112478C2 (de) * 1991-04-17 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen des Alterungszustandes eines Katalysators
JPH086624B2 (ja) * 1991-05-16 1996-01-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US5159810A (en) * 1991-08-26 1992-11-03 Ford Motor Company Catalytic converter monitoring using downstream oxygen sensor
DE4128718C2 (de) * 1991-08-29 2001-02-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator
DE4128823C2 (de) * 1991-08-30 2000-06-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Speichervermögens eines Katalysators
US5622047A (en) * 1992-07-03 1997-04-22 Nippondenso Co., Ltd. Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter
JP3010921B2 (ja) * 1992-08-27 2000-02-21 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置
JPH06129285A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
IT1260234B (it) * 1992-12-18 1996-04-02 Sistema di controllo a loop chiuso integrato, multifunzione, senza mappatura e auto-adattivo per motori endotermici
JPH06229292A (ja) * 1993-01-29 1994-08-16 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
FR2702516B1 (fr) * 1993-03-12 1995-06-02 Siemens Automotive Sa Procédé de surveillance de l'efficacité d'un pot catalytique chauffé, pour le traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
DE4308661A1 (de) * 1993-03-18 1994-09-22 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberwachung eines katalytischen Konverters
GB9315918D0 (en) * 1993-07-31 1993-09-15 Lucas Ind Plc Method of and apparatus for monitoring operation of a catalyst
JP2858288B2 (ja) * 1993-09-02 1999-02-17 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の空燃比制御装置における自己診断装置
JP2962987B2 (ja) * 1993-12-01 1999-10-12 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料制御装置
DE59404052D1 (de) * 1993-12-21 1997-10-16 Siemens Ag Verfahren zur überprüfung der konvertierungsfähigkeit eines katalysators
US5678402A (en) * 1994-03-23 1997-10-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines and exhaust system temperature-estimating device applicable thereto
US5544481A (en) * 1995-03-31 1996-08-13 Ford Motor Company Engine air/fuel control system and catalytic converter monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
SE9502066D0 (sv) 1995-06-07
DE69617232T2 (de) 2002-07-18
EP0830498B1 (en) 2001-11-21
US6119447A (en) 2000-09-19
SE9502066L (sv) 1996-12-08
DE69617232D1 (de) 2002-01-03
WO1996041071A1 (en) 1996-12-19
EP0830498A1 (en) 1998-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE505235C2 (sv) Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare
US5335538A (en) Method and arrangement for determining the storage capacity of a catalytic converter
JP5138051B2 (ja) ガス・センサの作動方法
US4989570A (en) Fail detecting system for sensor monitoring concentration of a fuel in blended multi-fuel for internal combustion engine and fail-safe system in lambda-control
US7886588B2 (en) Method for determining current oxygen loading of a 3-way catalytic converter of a lambda-controlled internal combustion engine
US5396794A (en) Engine catalyst aging system and method for aging catalyst
SE533571C2 (sv) Förfarande för bestämning av sammansättningen av en bränsleblandning
GB2342175A (en) Method for diagnosis of a continuous lambda probe
US6105366A (en) Method for monitoring the emission control system of a spark ignition internal combustion engine
JP2001059448A (ja) 内燃機関の触媒診断装置
EP0398898A1 (en) FUEL CONTROL SYSTEM.
SE514056C2 (sv) Förfarande jämte anordning för bedömning av funktionstillståndet hos en katalysator
KR940001320B1 (ko) 차량용 제어장치
GB2252425A (en) Air-fuel ratio control apparatus for IC engine
JP2005171898A (ja) 空燃比センサの故障診断装置および故障診断法
US5385016A (en) Air/fuel control system responsive to duo upstream EGO sensors with converter monitoring
SE532892C2 (sv) Förfarande för drivning av en förbränningsmotor
EP3438432A1 (en) Catalyst diagnosis device
US4458319A (en) Method and apparatus for controlling the air-fuel ratio in an internal combustion engine
CN102102567B (zh) 用于诊断废气传感器动态性的方法和装置
US4357828A (en) Method of indicating a basic air-fuel ratio condition of an internal combustion engine
EP0157340A2 (en) Method for controlling the supply of fuel for an internal combustion engine
JPH05256175A (ja) エンジンの排気センサの劣化検出装置
US12436065B2 (en) Method and device for measuring nitrogen oxide and ammonia emissions from an exhaust gas aftertreatment system for combustion exhaust gases
JPH0416757A (ja) 酸素センサの劣化診断装置