[发明专利]废气净化装置的氧存储能力的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定内燃机的一种废气净化装置的氧存储能力的方法。

背景技术

废气净化装置对氧的存储能力可用于下述目的：在贫相中时，吸收氧；在富相中时，再放出氧。这样就可实现以下目的，就是可以将废气中的可氧化的有害气体成份加以转化。随着废气净化装置的不断老化，其对氧的存储能力OSC(Oxygen Storage Capacity)便会下降。这样，在富相中时，不再拥有足够的氧去净化废气中的有害气体成份，从而废气净化装置后面的λ-探测器(氧探测器)则检测出这些可被氧化的成份。此外，该λ-探测器在较长的贫相中确定出不能再被废气净化装置存储的氧。在许多国家，在车辆行驶中通过发动机控制装置对废气净化装置的检查都有法律规定(车上诊断)。一种有效催化器-诊断有如下任务：鉴定出转化能力的不允许的下降，这种转化能力的下降会导致废气值的不允许的升高，例如可经过控制灯来指示。

对转化能力的一种已知的诊断方法在于：确定废气净化装置的氧存储能力，因为根据经验，随着氧存储能力的下降，转化能力亦下降。

在DE 4112478 C2中介绍了对催化器的时效状态的判断方法，依此法确定催化器前后的λ-值。为此进行检验，以确定在催化器之前是否显示从富相向贫相的自动调节系统的振荡，或者相反地在催化器之后λ-值是否显示相应的过渡，然后如果是上述情况的话，则确定出流过催化器的气体混合物流，并计算出催化器之前的气体混合物流和λ-值的乘积的时间积分，同时计算出催化器之后的气体混合物流和λ-值的乘积的时间积分，以之用作为汽车尾气催化器的时效状态的尺度，要么是两个积分之差或者是两个积分之商，或者是两个积分之差和其中一个积分之商。上述方法的缺点在于：废气净化装置之前的λ-值必须用一种很复杂的宽带-λ-探测器加以测量，方可经过实际的λ-值和气体混合物流的乘积的积分来确定所送入的或取出的氧量。

DE 19803828 A1介绍一种方法和一各装置，用于检查内燃机上的一种废气催化器，于此，确定催化器之后的废气的氧含量，并在此对催化器之前的废气的平均氧含量依一个方向加以改变，就是从原先所确定的在催化器之后的氧含量出发，并于此确定从改变平均氧含量所达到的催化器的氧水平的改变，并将之同一个预定的极限值进行比较，于此，在催化器之后的废气的氧含量改变之前若预定的极限值被超过时便不会发生误差信号。

在催化器之前的两点探测器上不能定量确定所引入的废气的氧含量。这一点既适用于富性的混合物，也适用于贫性的混合物。为了实现上述目的应采取的措施是：从准确的先导控制出发并模拟所引入的废气的氧含量。其缺点则是：在先导控制下不能识别出误差。此外，在进一步的过程中还须调定先导控制的附带偏差，这种偏差还会使所得之结果失真。

在本专利申请者的一份平行进行的申请书DE 102005058524中介绍了一种方法和一种装置，用于废气后处理系统的监控，其中为了确定催化器的氧存储能力，利用一种模拟的λ-先导控制，在富性和贫性的燃油-空气混合物之间进行交替，一个λ-值在其时间过程中在一个最小的λ-值之后通过一个不断增大的区域，或者在一个最大的λ-值之后通过一个不断减小的区域。这样，便可去除一种逐点的容差，从而改进催化器-诊断的准确性，特别在使用一种两点探测器或跃迁式探测器的情况下更是如此。

在一个周期中，为了确定氧存储能力，根据现有技术，要么从一个完全充满氧的催化器出发，要么从一个完全排空的催化器出发。若该周期以一个完全排空的催化器开始的话，则该催化器就用已知λ-值的贫性废气加荷，直到一个废气探测器确定在催化器的出口有氧通过为止。所引入的氧量于是相当于氧存储能力。若该周期以一个完全充满的催化器开始的话，则该催化器就用已知λ-值的富性废气加荷，直到废气探测器在催化器的出口确定有富性废气通过为止。所排出的氧量即相当于氧存储能力。在上述两种情况下都是以下述之点为依据的：在催化器的出口处，废气具有的一个λ-值为1，只要催化器存入氧或给出氧都是如此。然后，λ-值跃迁，并指出测量周期的结束。但在实际中会出现快速的和缓慢的存入过程和给出过程，所以废气探测器可能跃迁，虽然存储能力尚未用尽。此外，废气探测器的信号跃迁在很大程度上受到废气中其余成份的浓度的影响，例如氢浓度就明显地影响到探测器跃迁的位置。由于探测器跃迁的这些位移之故，时间点便受到影响，按这个时间点，确定氧存储能力的周期应予以结束。这样，所存入的氧量或取出的氧量、由此决定的催化器的氧存储能力及最后催化器的转换能力都不能正确地加以确定。