(57)【要約】【課題】  ２系統の排気装置を有する内燃機関にそれぞれ排気ガス再循環装置が設けられている場合、それぞれの排気ガス再循環装置のエラー機能を別々に検出する。【解決手段】  内燃機関（１）が、排気系（１５、２０）の吸蔵触媒（５、１０）と、排気ガスを排気系から給気配管（４５、５０）へ再循環する、排気ガス再循環弁（２５、３０）を有する排気ガス再循環配管（３５、４０）とを備え、排気ガス再循環弁が一部開かれている内燃機関の第１の運転状態で、吸蔵触媒に吸蔵された有害物質含有量に対する第１の値が得られる、内燃機関の運転方法において、排気ガス再循環弁が閉じられている内燃機関の第２の運転状態で、吸蔵触媒の有害物質含有量に対する第２の値が決定され、第１の値が第２の値と比較され、比較結果の関数として、排気ガス再循環配管と排気ガス再循環弁の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の診断および／または適応が実行される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの排気系（１５、２０）内の少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）と、排気ガス再循環弁（２５、３０）が設けられている少なくとも１つの排気ガス再循環配管（３５、４０）であって、排気ガスを少なくとも１つの排気系（１５、２０）から少なくとも１つの給気配管（４５、５０）へ再循環する前記排気ガス再循環配管（３５、４０）とを有する内燃機関（１）の運転方法であって、この場合、排気ガス再循環弁（２５、３０）が少なくとも一部開かれている内燃機関（１）の第１の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）内に吸蔵された有害物質含有量が決定され、これにより有害物質含有量に対する第１の値が得られる、内燃機関の運転方法において、
排気ガス再循環弁（２５、３０）が閉じられている内燃機関（１）の第２の運転状態において、少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）内の有害物質含有量に対する第２の値が決定されること、
有害物質含有量に対する第１の値が、有害物質含有量に対する第２の値と比較されること、および
比較結果の関数として、その排気ガス再循環弁（２５、３０）を有する少なくとも１つの排気ガス再循環配管（３５、４０）と排気ガス再循環弁（２５、３０）の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の診断および／または適応が実行されること、
を特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
有害物質含有量に対する第１の値が、有害物質含有量に対する第２の値から、絶対値として、第１の所定のしきい値より大きい偏差を有する場合、排気ガス再循環装置のエラーが検出されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
それぞれ１つの排気ガス再循環配管（３５、４０）を有する複数の排気系（１５、２０）を使用する場合、排気ガス再循環配管（３５、４０）の少なくとも２つに対して有害物質含有量に対する第１の値と有害物質含有量に対する第２の値との間の差が相違するとき、異なる排気ガス再循環配管（３５、４０）に関して非対称排気ガス再循環が検出されることを特徴とする請求項１または２に記載の運転方法。
【請求項４】
前記差の相違が、絶対値として第２の所定のしきい値を超えているときにのみ、排気ガス再循環の非対称が検出されることを特徴とする請求項３に記載の運転方法。
【請求項５】
排気ガス再循環配管（３５、４０）の少なくとも２つに対して、有害物質含有量に対する第１の値と有害物質含有量に対する第２の値との間の差が異なる符号を有するときにのみ、排気ガス再循環の非対称が検出されることを特徴とする請求項３に記載の運転方法。
【請求項６】
第１のステップにおいて、排気ガス再循環装置の診断が少なくとも１つの給気配管（４５、５０）内の圧力の関数として実行され、且つこの診断において排気ガス再循環装置のエラーが検出された場合にのみ、第２のステップにおいて、有害物質含有量に対する第１の値および第２の値の決定および全ての排気ガス再循環配管（３５、４０）に対するそれらの比較により、その排気ガス再循環弁（２５、３０）を有するそれぞれの排気ガス再循環配管（３５、４０）と排気ガス再循環弁（２５、３０）の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の１つまたは複数のいずれにエラーがあるかが検査されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の運転方法。
【請求項７】
少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）が第２の運転状態において再生されること、および
再生のために必要な排気ガス量から、少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）内の有害物質含有量に対する第２の値が決定されること、
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。
【請求項８】
少なくとも１つの排気系（１５、２０）内の少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）と、排気ガス再循環弁（２５、３０）が設けられている少なくとも１つの排気ガス再循環配管（３５、４０）であって、排気ガスを少なくとも１つの排気系（１５、２０）から少なくとも１つの給気配管（４５、５０）へ再循環する前記排気ガス再循環配管（３５、４０）とを有する内燃機関（１）の運転装置（５５）であって、この場合、排気ガス再循環弁（２５、３０）が少なくとも一部開かれている内燃機関（１）の第１の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）内に吸蔵された有害物質含有量を決定する第１の決定手段（６０、６５）が設けられ、これにより有害物質含有量に対する第１の値が得られる、内燃機関の運転装置において、
排気ガス再循環弁（２５、３０）が閉じられている内燃機関（１）の第２の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒（５、１０）内の有害物質含有量に対する第２の値を決定する第２の決定手段（７５、８０）と、
有害物質含有量に対する第１の値を有害物質含有量に対する第２の値と比較する比較手段（８５、９０）と、
比較結果の関数として、その排気ガス再循環弁（２５、３０）を有する少なくとも１つの排気ガス再循環配管（３５、４０）と排気ガス再循環弁（２５、３０）の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の診断および／または適応を実行する手段（９５）と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
少なくともある期間リーン運転で、即ち１より大きいλ値で運転される内燃機関は、一般に外部排気ガス再循環を備えている。この場合、内燃機関の吸気管内に流入する排気ガス再循環配管により、燃焼された空気／燃料混合物が、内燃機関の排気系から、内燃機関に供給されるフレッシュ・エアに混合される。再循環排気ガス量は、排気ガス再循環配管内の排気ガス再循環弁により制御される。
【０００３】
外部排気ガス再循環は種々の障害に関係することがある。例えば、排気ガス再循環配管は、すす、オイル残渣またはコンデンセートの堆積により口径が狭くなることがある。再循環排気ガス量の不足または過剰は、内燃機関のＮＯｘエミッションに不利に働くことがあり且つ内燃機関から発生されるトルクが変動するので、電子式エンジン制御により、排気ガス再循環配管の汚れを排気ガス再循環弁の開度の補正により補償することを目的として、しばしば排気ガス再循環適応が実行される。さらに、法規は、エミッションを不利にする障害が発生したときにエラー・メッセージを出力する、排気ガス再循環装置のオンボード診断を要求している。
【０００４】
ドイツ特許公開第１００４１０７３号および第１０１１５７５０号から、一方で、吸気管圧力が圧力センサにより測定される排気ガス再循環の適応および診断方法が既知である。他方で、吸気管圧力は、排気ガス再循環弁と、例えばエンジン回転速度、絞り弁開度、カム軸位置およびタンク通気の影響のようなその他のパラメータとを考慮してモデル化される。吸気管圧力の測定値とモデル化値との間の差から、排気ガス再循環のエラー機能が推測可能である。
【０００５】
さらに、リーンで運転される内燃機関がしばしば吸蔵触媒、特にＮＯｘ吸蔵触媒を備えていることが既知である。これは、特にガソリン直接噴射を有するオットー・サイクル・エンジンにおいて、成層燃焼で運転される場合である。
【０００６】
吸蔵触媒は、吸蔵された有害物質、特にＮＯｘが周期的な短時間のリッチ運転、即ち１より小さいλ値による内燃機関の運転により、再び放出されなければならないという性質を有している。これは再生と呼ばれる。エンジン制御による再生の開始は、種々の条件、特に吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵体が充満されたことが検出されたときに行われる。吸蔵触媒下流側にＮＯｘセンサが組み込まれている場合、エンジン制御は、例えばＮＯｘセンサが吸蔵触媒を離れる排気ガス内に第１のしきい値を超える高いＮＯｘ濃度または第２のしきい値を超える高いＮＯｘ質量流量を測定したとき、エンジン制御はＮＯｘ吸蔵体が充満されていることを検出する。さらに、エンジン制御が、吸蔵触媒上流側における未処理排気ガス内のモデル化ＮＯｘ含有量に基づき、触媒のＮＯｘ吸蔵体のＮＯｘ充填レベルをモデル化することが既知である。再生作業は吸蔵触媒下流側センサの信号の関数であり、センサは、上記のようにＮＯｘセンサであってもまたは二位置特性を有するλセンサであってもよい。吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵体からもはやＮＯｘが放出されず、吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵体を再生するために吸蔵触媒に供給されたリッチ排気ガスがほとんど変化なしに吸蔵触媒内を通過するとき、再生が終了される。この場合、例えば触媒下流側に配置されている二位置特性を有するλセンサは、リーン排気ガスの検出から、ジャンプ状に、ここでもはや再生のために必要ではないリッチ排気ガスを検出するに至るであろう。今日の技術により、ＮＯｘセンサもまた、ＮＯｘ濃度信号のほかに二位置特性を有する信号を出力し、この信号は再生過程の終了のために使用可能である。
【０００７】
国際特許公開第０２／１４６５９号から、窒素酸化物吸蔵触媒の放出過程のモデル化方法およびモデルが既知である。リーンな燃料／空気混合物（λ＞１）で運転可能な内燃機関においては、リーン運転の間に内燃機関から排出されたＮＯｘエミッションを吸蔵するためにＮＯｘ吸蔵触媒が使用される。このとき、ＮＯｘ吸蔵触媒は、いわゆる吸蔵過程内にある。吸蔵過程の期間の増大と共にＮＯｘ吸蔵触媒の効率が低下し、この結果、ＮＯｘ吸蔵触媒後方におけるＮＯｘエミッションが上昇することになる。効率低下の原因は、ＮＯｘ吸蔵触媒の窒素酸化物（ＮＯｘ）充填レベルの増大にある。ＮＯｘ充填レベルはモニタ可能であり、設定可能なしきい値を超えた後に、ＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程または再生過程が開始可能である。ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ充填レベルを決定するために窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵モデルが使用されてもよい。ＮＯｘ吸蔵モデルは従来技術から一般に既知である。ＮＯｘ吸蔵モデル内において、内燃機関の運転点を表わすパラメータ（例えば、供給される燃料質量または空気質量、トルク等）からＮＯｘ充填レベルがモデル化可能である。
【０００８】
放出過程の間に内燃機関の排気ガスに還元剤が供給され、還元剤は、吸蔵窒素酸化物を窒素（Ｎ２）および二酸化炭素（ＣＯ２）に還元する。還元剤として、例えば炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および／または水素（Ｈ２）が使用されてもよく、これらは燃料／空気混合物のリッチ設定（内燃機関の均質燃焼運転）により排気ガス内に発生可能である。ＨＣ、ＣＯおよびＨ２はリッチ・ガスとも呼ばれる。代替態様として、還元剤として尿素が排気ガスに供給されてもよい。この場合、窒素酸化物を、窒素および二酸化炭素に還元するために尿素からのアンモニアが使用される。アンモニアは、尿素溶液から加水分解により得られる。
【０００９】
放出過程の終わりごろにおいて、吸蔵窒素酸化物の大部分は還元され、且つ窒素および二酸化炭素に還元可能な窒素酸化物と反応する還元剤はますます少なくなる。この結果、放出過程の終わりごろにおいては、ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガス内の還元剤の部分は増大し、ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガス内の酸素の部分は低下する。適切な排気ガス・センサ（例えば、Ｏ２センサまたはＮＯｘセンサ）によるＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガスの分析により、窒素酸化物の大部分がＮＯｘ吸蔵触媒から放出されたときに放出過程を終了させることができる。さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ充填レベルを放出モデルにより決定し、したがって放出過程の終了をモデル支援により決定することが既知である。
【００１０】
再生過程が短かすぎるとＮＯｘ吸蔵触媒を完全に空にすることができず、この結果ＮＯｘエミッションが上昇するので、再生過程の終了はできるだけ正確に決定されなければならない。他方で、再生過程が長すぎると還元剤エミッション（リッチ・ガスないし尿素）が上昇することになる。ＮＯｘエミッションの上昇のみならず還元剤エミッションの上昇もまた環境を汚染させるので、これらは最小に低減されるべきである。
【００１１】
ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガスを分析し且つ再生過程の終了を特定するために適切な排気ガス・センサを使用することは、比較的複雑且つ高価である。再生過程の終了を決定する既知のモデル支援方法においては、燃料／空気混合物の組成（λ）および燃焼のために燃料に供給される空気質量から、還元剤質量流量が決定される。還元剤質量流量は、温度の関数である係数を介して質量流量に換算され、この質量流量の関数として、内燃機関のリーン運転の間にＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘの減少が計算される。
【００１２】
このモデル化は、それが比較的不正確であり且つ再生過程の終了を決定するためには、ある制約条件においてのみ適切であるにすぎないという欠点を有している。この原因は、特に、再生過程の間に還元剤は、吸蔵ＮＯｘのほかに同様に吸蔵Ｏ２をも還元することにある。再生過程の間の特定の時点においてＮＯｘまたはＯ２のいずれの吸蔵ガスがこのとき実際に還元されたかは、ＮＯｘ吸蔵触媒の構造の関数である。即ち、従来技術から既知の放出モデルからは、再生過程の間のどの時点においてどのガスがいかなる量だけ還元されたかは推測可能ではない。
【００１３】
この場合、国際特許公開第０３／１４６５９号から、Ｏ２吸蔵体が酸素（Ｏ２）用第１の積分器によりおよびＮＯｘ吸蔵体が窒素酸化物（ＮＯｘ）用第２の積分器によりモデル化され、且つ第１の積分器および第２の積分器に、分配係数により容量に応じて還元剤質量流量が供給され、この場合、分配係数がＮＯｘ吸蔵触媒のＯ２吸蔵容量およびＮＯｘ吸蔵容量の関数として決定されることが既知である。この場合、還元剤質量流量は、燃料／空気混合物組成および燃焼のために内燃機関に供給された空気質量流量から決定される。Ｏ２吸蔵体のＯ２吸蔵容量の決定において、ＮＯｘ吸蔵触媒内の温度が考慮可能である。吸蔵触媒の再生過程の間に次の過程が行われる。即ち、還元剤は吸蔵窒素酸化物を窒素および二酸化炭素に還元する。これらの物質は触媒から放出されるので、再生過程の間においては、内燃機関がリッチな燃料／空気混合物で、したがって酸素不足で運転されるにもかかわらず、触媒後方に酸素過剰が得られる。
【００１４】
ドイツ特許公開第１９８４３８７９号に、内燃機関排気領域内にＮＯｘ吸蔵触媒が配置されている内燃機関の運転方法が開示されている。内燃機関が成層シリンダ充填の範囲内においてリーンで運転される第１の運転過程内において、発生ＮＯｘのＮＯｘ吸蔵触媒内への吸蔵が行われる。内燃機関が均質シリンダ充填の範囲内において理論値でまたはリッチで運転される第２の運転過程内において、ＮＯｘ吸蔵触媒の再生が行われる。ＮＯｘ吸蔵触媒後方に配置されているＮＯｘセンサは、吸蔵過程の間における排気ガス内の上昇ＮＯｘ濃度を検出する。ＮＯｘ濃度が所定のしきい値を超えたとき直ちに、再生過程への切換が開始される。他の実施例においては、吸蔵過程内におけるＮＯｘ吸蔵触媒後方のＮＯｘ質量流量またはＮＯｘ質量流量の積分値が所定のしきい値を超えたとき、吸蔵過程から再生過程への切換が行われる。ＮＯｘ吸蔵触媒後方のＮＯｘ質量流量は、ＮＯｘセンサ信号、例えば測定吸気質量流量から決定可能な排気ガス質量流量、およびモル質量を与える定数係数から計算可能である。
【００１５】
ドイツ特許公開第１９７３９８４８号に、同様に、内燃機関排気領域内にＮＯｘ吸蔵触媒が配置されている内燃機関の運転方法が開示されている。吸蔵過程から再生過程への切換は、ＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘ質量の関数として行われる。この質量はＮＯｘ質量流量の積分から決定され、ＮＯｘ質量流量は、測定空気質量流量からまたは内燃機関の既知の負荷から得られる。場合により、内燃機関の回転速度および／または排気ガスλおよび／または触媒温度および／または触媒の飽和特性が同時に考慮されてもよい。
【００１６】
ドイツ特許公開第１００３６４５３号に、同様に、内燃機関排気領域内にＮＯｘ吸蔵触媒が配置されている内燃機関の運転方法が開示されている。吸蔵過程から再生過程への切換はＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘ質量の関数として行われる。ＮＯｘ吸蔵触媒後方に発生するＮＯｘ質量流量は、ＮＯｘ吸蔵触媒のモデルにより計算されるのみならずＮＯｘセンサの信号からも決定される。両方の質量流量の比較によりＮＯｘ吸蔵触媒のモデルが補正される。
【００１７】
ドイツ特許出願第１０３１３２１６．３号から、内燃機関排気領域内に配置されている窒素酸化物吸蔵触媒の作動方法が既知であり、この方法においては、吸蔵過程から再生過程へ切り換えられるべき正しい時点が決定される。この場合、実際にＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘ質量またはＮＯｘ吸蔵触媒後方に発生するＮＯｘ質量が、吸蔵過程内において積分器により比較的高い精度で決定可能である。
【００１８】
吸蔵触媒は排気ガスに関連する構成要素であり、これは診断されなければならない。このために、吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵容量が決定される。このために上記のように基本的に２つの測定方法が既知である。
【００１９】
第１の方法により、例えば吸蔵触媒下流側のＮＯｘセンサによって上記のように充満されたＮＯｘ吸蔵体が検出可能である。この時点において吸蔵触媒内に存在するＮＯｘ充填レベルは、例えば国際特許公開第０２／１４６５９号に記載のようにモデル化される。したがって、第１の方法により、吸蔵過程の間ないし内燃機関のリーン運転の間に吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘ充填レベルが決定される。
【００２０】
同様に、国際特許公開第０２／１４６５９号から、上記のように、吸蔵触媒の再生のために必要な還元剤質量流量により再生過程の終了を決定することが既知であり、この場合、吸蔵触媒の酸素吸蔵容量は分配係数によって考慮される。
【００２１】
さらに、２系統の排気装置を有する内燃機関が既知であり、この内燃機関においては、両方の排気ブロックからそれぞれ固有の排気ガス再循環弁を有する排気ガス再循環配管が吸気管内に戻っている。このような装置において、両方の排気ガス再循環配管または両方の排気ガス再循環弁の汚れを別々に適応ないし診断することは、従来まだ解決されていない問題である。上記の既知の排気ガス再循環の診断および／または適応方法によれば、従来、排気ガス再循環装置全体を適応ないし診断することだけは可能であるが、再循環排気ガスの不足または過剰は、両方の排気ガス再循環弁のいずれかのエラー機能に適切に割り当てることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の課題は、２系統の排気装置を有する内燃機関においてそれぞれに排気ガス再循環装置が設けられている場合、それぞれの排気ガス再循環装置のエラー機能を別々に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明によれば、少なくとも１つの排気系内の少なくとも１つの吸蔵触媒と、排気ガス再循環弁が設けられている少なくとも１つの排気ガス再循環配管であって、排気ガスを少なくとも１つの排気系から少なくとも１つの給気配管へ再循環する前記排気ガス再循環配管とを有する内燃機関の運転方法であって、この場合、排気ガス再循環弁が少なくとも一部開かれている内燃機関の第１の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒内に吸蔵された有害物質含有量が決定され、これにより有害物質含有量に対する第１の値が得られる、内燃機関の運転方法において、
排気ガス再循環弁が閉じられている内燃機関の第２の運転状態において、少なくとも１つの吸蔵触媒内の有害物質含有量に対する第２の値が決定され、
有害物質含有量に対する第１の値が、有害物質含有量に対する第２の値と比較され、および
比較結果の関数として、その排気ガス再循環弁を有する少なくとも１つの排気ガス再循環配管と排気ガス再循環弁の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の診断および／または適応が実行される。
【００２４】
また、本発明によれば、少なくとも１つの排気系内の少なくとも１つの吸蔵触媒と、排気ガス再循環弁が設けられている少なくとも１つの排気ガス再循環配管であって、排気ガスを少なくとも１つの排気系から少なくとも１つの給気配管へ再循環する前記排気ガス再循環配管とを有する内燃機関の運転装置であって、この場合、排気ガス再循環弁が少なくとも一部開かれている内燃機関の第１の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒内に吸蔵された有害物質含有量を決定する第１の決定手段が設けられ、これにより有害物質含有量に対する第１の値が得られる、内燃機関の運転装置は、
排気ガス再循環弁が閉じられている内燃機関の第２の運転状態において少なくとも１つの吸蔵触媒内の有害物質含有量に対する第２の値を決定する第２の決定手段と、
有害物質含有量に対する第１の値を有害物質含有量に対する第２の値と比較する比較手段と、
比較結果の関数として、その排気ガス再循環弁を有する少なくとも１つの排気ガス再循環配管と排気ガス再循環弁の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の診断および／または適応を実行する手段と、
を備えている。
【発明の効果】
【００２５】
このようにして、本発明によれば、排気ガス再循環装置の診断および／または適応が、少なくとも１つの吸蔵触媒内に吸蔵された有害物質含有量により決定可能である。これは、特に、複数の排気ガス再循環配管および排気ガス再循環弁を有する多系統の排気装置が存在するときに有利である。即ち、この場合、一般的に排気ガス再循環内のエラーが検出されるのみならず、それに追加して、排気ガス再循環内のエラーが複数の排気ガス再循環弁によるものかまたは排気ガス再循環弁の１つのみによるものか、後者の場合、どの排気ガス再循環弁によるものかが特定可能である。
【００２６】
本発明はさらに、有利な改良および改善が可能である。
有害物質含有量に対する第１の値が、有害物質含有量に対する第２の値から、絶対値として、第１の所定のしきい値より大きい偏差を有するとき、特に簡単に排気ガス再循環装置のエラーが検出可能である。これは、特に、第１の所定のしきい値が適切に選択されているかぎりにおいて、有害物質含有量に対する第１および第２の値を決定するために使用される異なる決定方法のみに基づいて得られる、例えば構成要素の条件による、排気ガス再循環装置の公差ないし偏差または不正確性が考慮されるという利点を有している。したがって、エラーを有する排気ガス再循環装置は、測定または決定の不正確性に基づくのみならず、ないし有害物質含有量に対する第１の値および第２の値を決定するために使用される方法の相違に基づくのみならず、排気ガス再循環装置の構成要素の条件による公差によってもまた検出される。
【００２７】
それぞれ１つの排気ガス再循環配管を有する複数の排気系を使用する場合、排気ガス再循環配管の少なくとも２つに対して有害物質含有量に対する第１の値と有害物質含有量に対する第２の値との間の差が相違するとき、特に簡単に異なる排気ガス再循環配管に関して非対称排気ガス再循環が検出可能である。
【００２８】
前記差の相違が絶対値として第２の所定のしきい値を超えているときにのみ、排気ガス再循環の非対称が検出されるとき、この場合もまた、同様に、有害物質含有量に対する第１の値および第２の値を決定するために使用される測定方法ないし決定方法の公差、ないし異なる排気ガス再循環配管および排気ガス再循環弁の間の構成要素の条件による相違が考慮可能である。
【００２９】
第１のステップにおいて、排気ガス再循環装置の診断が少なくとも１つの給気配管内の圧力の関数として実行され、およびこの診断において排気ガス再循環装置のエラーが検出された場合にのみ、第２のステップにおいて、有害物質含有量に対する第１の値および第２の値の決定および全ての排気ガス再循環配管に対するそれらの比較により、その排気ガス再循環弁を有するそれぞれの排気ガス再循環配管と排気ガス再循環弁の操作とにより形成される排気ガス再循環装置の１つまたは複数のいずれにエラーがあるかが検査されるとき、他の利点が得られる。このようにして、エラーを有する排気ガス再循環装置の２段階検出方法が実行可能である。この場合、第１段階においては、きわめて一般的に、本来排気ガス再循環装置のエラーが存在するかどうかが検査される。この検査は、少なくとも１つの給気配管内の圧力の関数として比較的簡単に実行可能である。次に、第１段階において既に排気ガス再循環装置のエラーが検出された場合に対してのみ、やや複雑な第２段階の方法が実行される。第２段階により、このとき、特に複数の排気ガス再循環配管および排気ガス再循環弁を有する多系統の排気装置を使用したときにエラー位置がより正確に検出可能である。
【００３０】
少なくとも１つの吸蔵触媒が第２の運転状態において再生されるとき、および再生のために必要な排気ガス量から、少なくとも１つの吸蔵触媒内の有害物質含有量に対する第２の値が決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、少なくとも１つの吸蔵触媒の再生過程を使用することにより、特に簡単に有害物質含有量に対する第２の値が決定可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１において、符号１は内燃機関を示し、内燃機関１は、例えばオットー・サイクル・エンジンとして形成されていてもまたはディーゼル・エンジンとして形成されていてもよい。内燃機関１は、第１のシリンダ・ブロック１１０および第２のシリンダ・ブロック１１５を含む。第１のシリンダ・ブロック１１０には、第１の給気配管４５を介して空気が供給されている。第２のシリンダ・ブロック１１５には、第２の給気配管５０を介して空気が供給されている。両方の給気配管４５、５０には、共通空気配管１００からフレッシュ・エアが供給される。シリンダ・ブロック１１０、１１５への給気量を変化させるために、共通空気配管１００内に、例えば図１に示されているような絞り弁１０５が配置されていてもよい。この場合、絞り弁１０５の開度は、例えば内燃機関１が車両を駆動する場合において加速ペダルの操作を介して設定されるドライバの希望を変換するために、エンジン制御手段５５により操作される。例えば絞り弁１０５の開度を測定するポテンショメータを使用して、逆にエンジン制御手段５５に絞り弁１０５の開度位置のフィードバックが行われてもよい。絞り弁１０５の操作およびフィードバックは、図１において絞り弁１０５とエンジン制御手段５５との間の両方向矢印により表わされている。さらに、図１に示されているような共通空気配管１００内または両方の給気配管４５、５０のいずれか内に、いわゆる吸気管圧力を測定し且つエンジン制御手段５５に伝送するために、絞り弁１０５下流側に圧力センサ１４０が組み込まれていてもよい。シリンダ・ブロック１１０、１１５に対する燃料の噴射並びにオットー・サイクル・エンジンの場合におけるシリンダ・ブロック１１０、１１５のシリンダ内における空気／燃料混合物の点火は、図を見やすくするために図１に示されていない。第１のシリンダ・ブロック１１０のシリンダ内における空気／燃料混合物の燃焼において形成された排気ガスは、第１の排気系１５内に排出される。第１の排気系１５内に第１の吸蔵触媒５、例えばＮＯｘ吸蔵触媒が配置されている。第１の吸蔵触媒５は、特に窒素酸化物ＮＯｘの吸蔵に使用される。第１の排気系１５内の第１の吸蔵触媒５上流側に、第１の排気ガス・センサ１２０、特に定常λセンサが配置され、定常λセンサは、第１の吸蔵触媒５上流側の排気ガス内の酸素含有量を測定し且つ測定結果をエンジン制御手段５５に伝送する。第１の吸蔵触媒５上流側において、さらに、排気系１５から第１の排気ガス再循環弁２５を有する第１の排気ガス再循環配管３５が分岐され、第１の排気ガス再循環配管３５は、一方で絞り弁１０５下流側の共通空気配管１００内に流入する。当業者に既知のように、内燃機関１の実際の運転状態の関数として設定排気ガス再循環率を操作するために、第１の排気ガス再循環弁２５の開度がエンジン制御手段５５により操作される。第１の吸蔵触媒５下流側に第３の排気ガス・センサ１３０が配置され、第３の排気ガス・センサ１３０は、例えば二位置特性を有するλセンサとして形成されていてもまたはＮＯｘセンサとして形成されていてもよく、また第１の吸蔵触媒５下流側の排気ガス内の酸素含有量および／またはＮＯｘ含有量の関数として測定信号を発生し且つエンジン制御手段５５に伝送する。それに対応して、空気／燃料混合物の燃焼において、第２のシリンダ・ブロック１１５のシリンダから発生された排気ガスは第２の排気系２０内に排出される。第２の排気系２０内に第２の吸蔵触媒１０が配置され、第２の吸蔵触媒１０は、この例においても同様に排気ガスの窒素酸化物を吸蔵する。第２の排気系２０内の第２の吸蔵触媒１０上流側に、第２の排気ガス・センサ１２５が配置され、第２の排気ガス・センサ１２５は、例えば定常λセンサとして形成され且つ排気ガス内酸素含有量を測定し且つ測定結果をエンジン制御手段５５に伝送する。同様に、第２の吸蔵触媒１０上流側の第２の排気系２０から、第２の排気ガス再循環弁３０を有する第２の排気ガス再循環配管４０が分岐し、且つ絞り弁１０５下流側の共通空気配管１００内に流入する。希望の排気ガス再循環率を達成するために、当業者に既知のように、第２の排気ガス再循環弁３０の開度が同様にエンジン制御手段５５により操作される。第２の吸蔵触媒１０下流側に第４の排気ガス・センサ１３５が配置され、第４の排気ガス・センサ１３５は、同様に二位置特性を有するλセンサとして形成されていてもまたはＮＯｘセンサとして形成されていてもよく、また第２の吸蔵触媒１０下流側の排気ガス内の酸素含有量ないしＮＯｘ含有量を測定し且つ測定結果の関数として測定信号をエンジン制御手段５５に出力する。エンジン制御手段５５の他の入力変数は、図１において符号１５０により示されている。
【００３２】
ここで、内燃機関１は次のように運転される。即ち、第１の運転状態においては、所定の排気ガス再循環率を設定するために、両方の排気ガス再循環弁２５、３０が少なくとも一部開かれている。この場合、第１の運転状態は、内燃機関１がリーンで運転されること、即ち第１のλセンサ１２０により決定されたλ値および第２のλセンサ１２５により決定されたλ値がそれぞれ１より大きいことを特徴とする。両方の排気系１５、２０の排気ガス内に存在する窒素酸化物は、吸蔵触媒５、１０により吸蔵される。この考察においては、例として、第１の排気ガス・センサ１２０が第１の定常λセンサ１２０により、および第２の排気ガス・センサ１２５が第２の定常λセンサ１２５により形成されていると仮定された。これは、以下においてもまた例として仮定されるものとする。さらに、以下においては、例として、第３の排気ガス・センサ１３０が第１のＮＯｘセンサとして、および第４の排気ガス・センサ１３５が第２のＮＯｘセンサとして形成されていると仮定されるものとする。第１のＮＯｘセンサ１３０および第２のＮＯｘセンサ１３５に対して排気ガス内のＮＯｘ含有量に対する第１のしきい値が設定され、この第１のしきい値に到達したときに、第１のＮＯｘセンサ１３０ないし第２のＮＯｘセンサ１３５は対応の切換信号をエンジン制御手段５５に出力する。この場合、排気ガス内のＮＯｘ含有量に対する第１の所定のしきい値は、例えば法規から与えられてもよい。両方の排気系１５、２０のいずれか内において排気ガス内のＮＯｘ含有量に対するしきい値が到達されたかないしは超えられた場合、この排気系に対して、付属の吸蔵触媒５、１０が充満されているので、再生されなければならないことが検出される。この場合、この実施例においては、エンジン制御手段５５が両方のシリンダ・ブロック１１０、１１５のいずれかのみに関して対応のＮＯｘセンサ１３０、１３５の切換信号により充満された吸蔵触媒を検出したときもまた、両方の吸蔵触媒５、１０に対して常に再生が実行される。このとき、両方の排気ガス再循環弁２５、３０が完全に閉じられ且つ内燃機関１がリッチで運転される内燃機関１の第２の運転状態において、両方の吸蔵触媒５、１０の再生が行われる。これは、両方のλセンサ１２０、１２５がエンジン制御手段５５に１より小さいλ値を提供することを意味する。内燃機関１のリッチ運転により吸蔵触媒５、１０が再生され、即ち、国際特許公開第０２／１４６５９号からも既知のように、吸蔵触媒５、１０内に吸蔵された窒素酸化物は窒素および二酸化炭素に還元される。再生の終了を検出するために、ＮＯｘ信号ではなく、両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の二位置特性を有する信号が使用される。
【００３３】
両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の二位置特性を有する信号により測定された排気ガス内のリッチ・ガス濃度が第２の所定のしきい値を超えたとき、再生の終了が検出される。この場合、エンジン制御手段５５が両方の吸蔵触媒５、１０に対する再生の終了を表わす両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の対応の切換信号を受け取ったとき直ちに、エンジン制御手段５５は、再び第１の運転状態、即ち内燃機関１のリーン運転への切換を開始し、この場合、排気ガス再循環弁２５、３０は少なくとも一部開かれる。
【００３４】
図１に示すように、第１の排気ガス再循環装置は、第１の排気ガス再循環配管３５および第１の排気ガス再循環弁２５、並びにエンジン制御手段５５による第１の排気ガス再循環弁２５の操作により形成される。第２の排気ガス再循環装置は、第２の排気ガス再循環配管４０および第２の排気ガス再循環弁３０、並びにエンジン制御手段５５による第２の排気ガス再循環弁３０の操作により形成される。ここで、本発明により、内燃機関１の両方の前記運転状態内において決定された、両方の吸蔵触媒５、１０の窒素酸化物充填レベルにより、両方の排気ガス再循環装置を診断および／または適応するように設計されている。例えば、国際特許公開第０２／１４６５９号から既知のように、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ充填レベルを決定するために、いわゆる窒素酸化物吸蔵モデルが使用されてもよい。この場合、窒素酸化物吸蔵モデルは従来技術から一般に既知である。窒素酸化物吸蔵モデル内において、内燃機関１の運転点を表わす、例えば供給された燃料質量または空気質量、トルク等のようなパラメータから、ＮＯｘ充填レベルがモデル化可能である。この場合、窒素酸化物吸蔵モデルは、図１に示されている２系統の排気系の場合、吸蔵触媒５、１０の各々に対して、例えば試験台上において決定されてもよく、この場合、一方のモデル化と、例えば窒素酸化物センサにより試験台上において測定されたそれぞれの吸蔵触媒５、１０内への窒素酸化物流入量との間の整合が実行可能である。この場合、モデル化は、はじめに、両方の空気および排気装置、並びに両方のシリンダ・ブロック１１０、１１５および特に両方の吸蔵触媒５、１０が対称に構成され且つ同じ特性を有するという仮定を基礎としてもよい。このようにして、全装置、即ち両方の吸蔵触媒５、１０により吸蔵された窒素酸化物質量は、従来技術から既知の窒素酸化物吸蔵モデルにより決定され、このとき両方の吸蔵触媒５、１０に半分ずつ分配可能である。試験台上において実際に測定された流入窒素酸化物量を適応することにより、このとき、両方の吸蔵触媒５、１０に対して適応された異なる窒素酸化物吸蔵モデルが形成可能である。モデル化のために必要な、例えば国際特許公開第０２／１４６５９号から既知のようなパラメータが、エンジン制御手段５５により決定されるか、または他の入力信号１５０から形成される。これらのパラメータには、上記のように、例えば供給された燃料質量および空気質量、内燃機関１から出力されたトルク等が属している。
【００３５】
ここで本発明により、第１の運転状態、即ち内燃機関１のリーン運転の間に吸蔵触媒５、１０内にそれぞれ吸蔵された窒素酸化物量が上記のようにモデル化されるように設計されている。次に、第１の運転状態の終了時、即ち内燃機関１のリーン運転過程の終了時に、両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５のいずれかの切換信号により指示されて吸蔵触媒５、１０の再生が要求された場合、各吸蔵触媒５、１０に対して、この時点に吸蔵されている窒素酸化物量が上記モデル化によりエンジン制御手段５５によって決定され且つ決定された値が記憶される。この場合、以下においては、第１の吸蔵触媒５内に吸蔵された窒素酸化物量はＮＯｘ＿Ｂ１で表わされ、第２の吸蔵触媒１０内に吸蔵された窒素酸化物量はＮＯｘ＿Ｂ２で表わされている。
【００３６】
さらに、国際特許公開第０２／１４６５９号から、窒素酸化物吸蔵触媒の窒素酸化物充填レベルを放出モデルにより決定することが既知である。この場合、燃料／空気混合物組成と燃焼のために内燃機関１に供給された空気質量とから、還元剤質量流量が決定される。還元剤質量流量は、温度の関数としての係数を介して質量流量に換算され、この関数として、内燃機関１のリーン運転の間にＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘの減少が計算される。このモデル化は、それが比較的不正確であるという欠点を有している。この不正確であることは、還元剤が再生過程の間に吸蔵ＮＯｘのほかに同様に吸蔵触媒内に吸蔵された酸素も還元することに原因がある。再生過程の間の特定の時点にＮＯｘまたは酸素のいずれの吸蔵ガスが実際に還元されたかは、ＮＯｘ吸蔵触媒の構造の関数である。この場合、国際特許公開第０２／１４６５９号には、吸蔵触媒の酸素吸蔵体が酸素用第１の積分器により、および吸蔵触媒の窒素酸化物吸蔵体が窒素酸化物用第２の積分器によりモデル化され、第１の積分器および第２の積分器に、分配係数により容量に応じて還元剤質量流量が供給され、この場合、分配係数が吸蔵触媒の酸素吸蔵容量および窒素酸化物吸蔵容量の関数として決定されることが開示されている。国際特許公開第０２／１４６５９号の対象においては、再生の終了を検出するために、リーン過程の終了時における吸蔵触媒の充填レベルから出発して、還元剤質量流量により還元された窒素酸化物部分が負の積分により充填レベル０まで逆方向に積分される。しかしながら、この積分は、さらに容易に、最終的に両方の吸蔵触媒５、１０の各々に対して再生過程の間に、即ち再生過程の終了時までに還元された全ての窒素酸化物含有量を決定するために、吸蔵触媒内に吸蔵された窒素酸化物の還元のために必要な還元剤質量流量が、国際特許公開第０２／１４６５９号による分配係数、したがって酸素の還元を考慮して積分されるように逆にすることも可能である。両方の排気系１５、２０に対する還元剤質量流量は、この場合簡単に、両方の定常λセンサ１２０、１２５により決定可能である。還元剤質量流量は、国際特許公開第０２／１４６５９号に示すように、排気ガス質量流量およびλ値の関数である。したがって、両方の吸蔵触媒５、１０に対する還元剤質量流量を決定するために、両方の排気系１５、２０内の排気ガス質量流量が測定によりまたは当業者に既知のようにモデル化により決定されるだけでよく、他方で、それぞれのλ値は、両方のλセンサ１２０、１２５により決定される。この場合、それぞれの排気系１５、２０内の排気ガス質量流量は、同様に国際特許公開第０２／１４６５９号に示すように、それぞれのシリンダ・ブロック１１０、１１５に供給される空気質量流量から決定されてもよい。このために、このとき同様に、これらの空気質量流量は測定されるかまたは当業者に既知のようにモデル化される。国際特許公開第０２／１４６５９号から、さらに、効率を考慮して全還元剤流量を有効還元剤流量に変換することが既知であり、有効還元剤流量は、吸蔵成分、即ち窒素酸化物および酸素の転化において実際に使用された量である。吸蔵触媒の再生過程の間に全還元剤質量流量が還元されるべ���窒素酸化物または還元されるべき酸素と反応するのではなく、還元剤質量流量の一部は窒素酸化物または酸素と反応することなく吸蔵触媒から再び離れるという事実が、この効率を介して考慮可能である。この場合、効率は、排気ガス質量流量から適用特性曲線により決定されてもよい。この特性曲線は、モデル化の前に実験により決定されてもよい。この場合、この効率は、図１に示す２系統の排気装置の場合、それに対応して両方の吸蔵触媒５、１０に対して上記のように実験により決定可能である。吸蔵触媒５、１０の再生過程の間に還元された窒素酸化物量は、このとき、それぞれの全還元剤質量流量により形成される代わりに、それに対応してそれぞれの有効還元剤質量流量の積分により形成される。再生過程の間に還元された、第１の吸蔵触媒５内および第２の吸蔵触媒１０内の窒素酸化物量の決定は、国際特許公開第０２／１４６５９号から既知のように、それぞれの吸蔵触媒５、１０の酸素吸蔵容量は温度の関数であることが考慮されるとき、さらにより正確になる。
【００３７】
即ち上記のように、内燃機関１のリーン運転過程後に実行される、内燃機関１の第２の運転状態の間における両方の吸蔵触媒５、１０の再生において、両方の吸蔵触媒５、１０の各々に対して、それぞれに必要なリッチ排気ガス量、即ち還元剤質量流量から、両方の吸蔵触媒５、１０の酸素吸蔵容量を考慮して、再生の終了時まで、即ち第２の運転状態の終了時までに還元された、第１の吸蔵触媒５に対する窒素酸化物量ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１および第２の吸蔵触媒１０に対する窒素酸化物量ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２が決定される。再生の終了は、上記のように、両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の両方の切換信号をエンジン制御手段５５が受け取ることにより検出される。それに続いて、再び、排気ガス再循環弁２５、３０が少なくとも一部開かれている第１の運転状態、即ち内燃機関１のリーン運転過程が、エンジン制御手段５５により操作される。
【００３８】
したがって、内燃機関１の両方の異なる運転状態において、それぞれの吸蔵触媒５、１０内の窒素酸化物含有量に対して比較可能な値が発生する。これは、内燃機関１の第１の運転状態、即ちリーン運転過程内における両方の吸蔵触媒５、１０窒素酸化物含有量が、リーン運転過程の終了時にほぼ第１の所定のしきい値に対応する、両方の吸蔵触媒５、１０下流側の排気ガス流量内の窒素酸化物部分から決定されることにある。その直後に続く再生過程、即ち内燃機関１の第２の運転状態において、このとき、再び両方の吸蔵触媒５、１０下流側の排気ガス流量内のリッチ・ガス濃度に対する第２の所定のしきい値に到達するまで還元される両方の吸蔵触媒５、１０内の窒素酸化物含有量が決定される。したがって、内燃機関１の両方の運転状態は、両方の吸蔵触媒５、１０下流側の排気ガス流量内の窒素酸化物濃度に関して、ほぼ同じ限界値を有し、その理由は、再生過程の終了時においては、吸蔵触媒５、１０内に、リーン過程の開始時における吸蔵触媒５、１０内の窒素酸化物含有量に対応する窒素酸化物含有量が得られ、これにより、リーン運転過程の間に形成された両方の吸蔵触媒５、１０内の窒素酸化物含有量は、対応の再生過程内において還元された、両方の吸蔵触媒５、１０窒素酸化物含有量と比較可能であることにある。
【００３９】
ここで、両方の吸蔵触媒５、１０の各々に対して、内燃機関１の第１の運転状態の間にそれぞれの吸蔵触媒５、１０内に吸蔵された窒素酸化物含有量が、内燃機関１の第２の運転状態の間にそれぞれの吸蔵触媒５、１０内において還元された窒素酸化物含有量と比較された場合、両方の排気ガス再循環装置の各々に対してエラーの存在に関して判定を行うことが可能である。これは、特に、第１の運転状態の間に排気ガス再循環弁２５、３０が少なくとも一部開かれ、一方、第２の運転状態においては、排気ガス再循環弁２５、３０は完全に閉じられていることにもある。したがって、内燃機関１の第１の運転状態の終了時に、両方の吸蔵触媒５、１０のいずれか内に吸蔵された窒素酸化物量に対するモデル化値が、それに続く内燃機関１の第２の運転状態の終了時までに決定された対応の吸蔵触媒５、１０の窒素酸化物量と異なる場合、特に差が絶対値として第１の所定のしきい値を超えているとき、対応の排気系内に存在する排気ガス再循環装置の排気ガス再循環装置エラーが推測可能である。
【００４０】
以下においては、簡単にするために、第１の運転状態の終了時までに１つの吸蔵触媒内に吸蔵された窒素酸化物量のモデル化値が対応の吸蔵触媒内の有害物質含有量に対する第１の値として表わされる。それに続く第２の運転状態の終了時までに達成且つ決定された対応の吸蔵触媒の還元窒素酸化物量は、このとき、対応の吸蔵触媒有害物質含有量に対する第２の値として表わされる。したがって、ＮＯｘ＿Ｂ１は第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第１の値を示し、およびＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１は第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第２の値を示す。値ＮＯｘ＿Ｂ２は第２の吸蔵触媒の１０有害物質含有量に対する第１の値を示し、一方、ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２は第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第２の値を示す。即ち、第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第１の値ＮＯｘ＿Ｂ１が第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第２の値ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１と等しくない場合、第１の排気ガス再循環配管３５内の所定の希望排気ガス再循環質量流量と実際排気ガス再循環質量流量との間の不一致が推測可能である。それに対応して、第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第１の値ＮＯｘ＿Ｂ２と第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第２の値ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２とが等しくない場合、第２の排気ガス再循環配管４０内の所定の希望排気ガス再循環質量流量と実際排気ガス再循環質量流量との間の不一致が推測可能である。このようにして、個々の排気ガス再循環装置がエラーに関して診断可能である。測定およびモデルの不正確性を考慮するために、両方の排気ガス再循環装置のいずれかのエラーは、関連の吸蔵触媒有害物質含有量に対する第１の値が関連の吸蔵触媒有害物質含有量に対する第２の値から絶対値としてこの差に対する第１の所定のしきい値よりも大きい偏差を有するときにのみ、両方の排気ガス再循環装置のいずれかのエラーが検出されるように設計されていてもよい。第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第１の値と第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量の第２の値との間の差が、第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第１の値と第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第２の値との間の差と相違するとき、両方の排気ガス再循環装置間の非対称が検出される。この場合、両方の排気ガス再循環装置の非対称が、この場合もまたモデルおよび測定の不正確性を考慮するために、両方の前記差の相違が絶対値として第２の所定のしきい値を超えているときにのみ検出されるように設計されていてもよい。代替態様として、排気ガス再循環配管の少なくとも２つに対して、有害物質含有量に対する第１の値と有害物質含有量に対する第２の値との間の差が異なる符号を有しているときにのみ、排気ガス再循環の非対称が検出されるように設計されていてもよい。
【００４１】
両方の排気ガス再循環配管３５、４０を介しての非対称排気ガス再循環、即ち両方の排気ガス再循環配管３５、４０内の異なる排気ガス再循環質量流量を有する排気ガス再循環は、特に、ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１がＮＯｘ＿Ｂ１より大きく且つＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２がＮＯｘ＿Ｂ２より小さいとき、またはその逆のときに検出される。同様に、ＮＯｘ＿Ｂ１がＮＯｘ＿Ｂ２にほぼ等しいかまたはそれより大きいが、ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１およびＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２が相互に著しく異なるとき、非対称排気ガス再循環が推測可能である。後者の論理は第１の吸蔵触媒５内および第２の吸蔵触媒１０内の窒素酸化物量の関係のみを判定するので、両方の吸蔵触媒５、１０内の対応の窒素酸化物の絶対量のモデル化における不確実さとは無関係であるという利点を有している。
【００４２】
オプションとして、さらに、排気ガス再循環の診断が２段階で実行されるように設計されていてもよい。この場合、第１のステップにおいて、文献ドイツ特許公開第１００４１０７３号および第１０１１５７５０号からも既知のように、全排気ガス再循環、即ち図１に示す両方の排気ガス再循環装置の診断が、圧力センサ１４０により決定された共通空気配管１００内の吸気管圧力および内燃機関１の他の運転変数から当業者に既知のようにモデル化された共通空気配管１００内の吸気管圧力の関数として実行されるように設計されていてもよい。この診断において、排気ガス再循環のエラーが特定されなかった場合、それ以後の排気ガス再循環診断は実行されない。前記診断において全排気ガス再循環、即ち両方の排気ガス再循環装置のエラーが検出された場合に対してのみ、第２のステップにおいて、両方の吸蔵触媒５、１０の有害物質含有量に対する第１の値および第２の値の決定および両方の排気ガス再循環配管３５、４０に対するそれらの比較により、上記のように、その排気ガス再循環弁２５、３０を有するそれぞれの排気ガス再循環配管３５、４０および排気ガス再循環弁２５、３０の操作により形成される排気ガス再循環装置のいずれの１つまたは両方にエラーがあるかが検査される。
【００４３】
図２に本発明による方法および本発明による装置を説明するための機能図が示されている。図示されている機能図は、本発明による装置を機能させるエンジン制御手段５５内においてソフトウェアおよび／またはハードウェアにより実行可能である。この場合、第１のモデル化手段６０が設けられ、第１のモデル化手段６０は、例えば第１のシリンダ・ブロック１１０に供給される燃料質量または第１のシリンダ・ブロック１１０に第１の給気配管４５を介して供給される空気質量、第１のシリンダ・ブロック１１０から出力される内燃機関１のトルク部分等のような第１の入力変数１５５の関数として、上記のように第１の運転状態の終了時に、第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第１の値ＮＯｘ＿Ｂ１を決定する。この第１の値ＮＯｘ＿Ｂ１は第１の比較手段８５に出力される。さらに、第２のモデル化手段６５が設けられ、第２のモデル化手段６５は、例えば第２のシリンダ・ブロック１１５に供給される燃料質量または第２の給気配管５０を介して第２のシリンダ・ブロック１１５に供給される空気質量、第２のシリンダ・ブロック１１５のトルク部分等のような第２の入力変数１６０の関数として、上記のように第１の運転状態の終了時における第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第１の値を決定し且つそれを第２の比較手段９０に出力する。さらに再生手段７０が設けられ、再生手段７０にＯＲゲート１４５を介して開始信号が供給可能である。ＯＲゲート１４５の入力変数は、両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の測定信号である。内燃機関１の第１の運転状態の間においては、ＮＯｘセンサ１３０、１３５の両方の出力信号はリセットされているので、ＯＲゲート１４５の出力信号もまたリセットされ、且つ再生手段７０は作動されない。第１の運転状態の経過中に両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５のいずれかが対応の吸蔵触媒５、１０下流側の排気ガス流内に第１の所定のしきい値を超えるＮＯｘ濃度を検出したとき直ちに、ＯＲゲート１４５に出力されるその信号はセットされるので、ＯＲゲート１４５の出力もまたセットされる。このようにして、再生手段７０が作動され且つ内燃機関１の第２の運転状態がスタートされ、内燃機関１の第２の運転状態において排気ガス再循環弁２５、３０は第１の運転状態において少なくとも一部開かれているその位置からその閉じられた位置に移行されるので、内燃機関１は第２の運転状態において運転される。両方のＮＯｘセンサ１３０、１３５の二位置特性を有する信号が第２の所定のしきい値を超えたときにはじめて、ＯＲゲート１４５の出力が再びリセットされるので、再生状態は終了され且つ再び排気ガス再循環弁２５、３０が少なくとも一部開かれている内燃機関１の第１の運転状態に切り換えられる。第１のモデル化手段６０および第２のモデル化手段６５は、内燃機関１の第１の運転状態において作動している。内燃機関１の第２の運転状態においては、第１の決定手段７５および第２の決定手段８０が作動している。第１の決定手段７５に第１のλセンサ１２０の出力信号が供給されている。さらに、第１の決定手段７５に、図２には示されていないが、１つまたは複数の他の入力変数が供給され、これらの入力変数から第１の排���系１５内の排気ガス質量流量が決定される。さらに第１の決定手段７５に、例えば図１には示されていない第１の吸蔵触媒５の下流側の温度センサを介して第１の吸蔵触媒５の下流側の温度が供給されてもよい。この温度は、代替態様として、当業者にも既知のように、第１の決定手段７５に供給される内燃機関１の運転変数からモデル化されてもよい。次に、第１の決定手段７５は、上記のように、特に前記効率を考慮して第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第２の値ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ１を決定する。この値は同様に第１の比較手段８５に供給される。第２の排気系２０に対する対応の変数および特に第２のλセンサ１２５の出力信号から、第２の決定手段８０は第２の吸蔵触媒１０の有害物質含有量に対する第２の値ＮＯｘ＿Ｒｅｇ＿Ｂ２を決定し且つそれを第２の比較手段９０に伝送する。両方の吸蔵触媒５、１０内の有害物質含有量に対する第１および第２の値は、それらは同時に決定されないので、第１および第２の比較手段８５、９０内においてそれらが比較される前に中間記憶される。即ち、両方の吸蔵触媒５、１０の有害物質含有量に対する第１の値は、第１および第２のモデル化手段６０、６５により第１の運転状態の間に決定され、また両方の吸蔵触媒５、１０の有害物質含有量に対する第２の値は、その直後に続く内燃機関１の第２の運転状態の間に決定される。第１の比較手段８５は、第１の吸蔵触媒５の有害物質含有量に対する第１および第２の値の間の差を形成し、この差の絶対値がこれに対して設定された第１のしきい値より大きいとき、第１の排気ガス再循環配管３５を有する第１の排気ガス再循環装置のエラーを検出する。この場合、形成された差は、絶対値を形成することなく、さらに第３の比較手段９５に伝送される。第２の比較手段９０は、第２の吸蔵触媒１０の第１および第２の値の間の差を形成し、この差の絶対値が同様に前記第１の所定のしきい値より大きいとき、第２の排気ガス再循環配管４０を有する第２の排気ガス再循環装置のエラーを検出する。差それ自身は絶対値を形成することなく同様に第３の比較手段９５に伝送される。この場合、第３の比較手段９５に伝送された差は、当該吸蔵触媒の各々に対して一様に、対応の吸蔵触媒の有害物質含有量に対する第１の値から第２の値を差し引いた値に同じであるか、またはその逆に対応の吸蔵触媒の有害物質含有量に対する第２の値から第１の値を差し引いた値に同じである。一方で、第３の比較手段９５は供給された２つの差の差を形成する。得られたこの差が、絶対値として、このために設定された第２のしきい値を超えている場合、両方の排気ガス再循環装置の非対称が検出される。それに対応して、エラー信号が出力される。関連の排気ガス再循環装置のエラーが検出されたとき、両方の比較手段８５、９０もまたエラー信号を出力するが、これは、図２においては図を見やすくするために示されていない。エラー信号は警報ランプを作動させてもまたは内燃機関１の非常手段を開始させてもよい。
【００４４】
上記のエラー診断のほかに、１つまたは複数の排気ガス再循環装置のエラーが検出されたとき、１つまたは複数の関連の排気ガス再循環弁２５、３０を、例えば制御によりエラーが低減ないし排除されるように変化して操作することもまた可能である。このようにして、エラーを回避するために、１つまたは複数の関連の排気ガス再循環弁２５、３０の操作が調整ないし適応可能である。それに関連の排気ガス再循環装置が上記のようにエラーを有するものとして検出された１つまたは複数の排気ガス再循環弁のみが調整されるだけでよいことは当然である。
【００４５】
上記のエラー診断方法はわかりやすく次のように説明可能である。両方の排気ガス再循環配管３５、４０のいずれか、例えば第１の排気ガス再循環配管３５が詰まった場合、第１の排気系１５からは第２の排気系２０からよりも少ない排気ガスが再循環される。それに対応して、第１の排気系１５内にはより多量の窒素酸化物含有排気ガスが残ることになる。この結果、第１の吸蔵触媒５には第２の吸蔵触媒１０よりも急速に窒素酸化物が充填される。このとき、第２の運転状態の間に、第１の吸蔵触媒５内には第２の吸蔵触媒１０内よりも多量の窒素酸化物が吸蔵されていることが検出される。これに対して、第１の吸蔵触媒５および第２の吸蔵触媒１０内の吸蔵窒素酸化物量のモデル化からは、第１の排気ガス再循環配管３５の上記の詰まりは検出可能ではないので、第１の運転状態の間に両方の吸蔵触媒５、１０に対してほぼ同じ吸蔵窒素酸化物量が決定される。次の第２の運転状態において決定された両方の吸蔵触媒５、１０内の窒素酸化物量の不一致から、このとき、両方の排気ガス再循環装置の非対称が推測可能である。
【００４６】
ここまで、本発明は２系統の排気装置を有する内燃機関について説明されてきた。本発明は、２系統より多い排気装置を有する内燃機関に対してもまた同様に使用可能である。この場合、個々の排気ガス再循環装置は上記のようにエラー診断が可能であり、これに対して、排気ガス再循環装置の少なくとも２つの、関連する吸蔵触媒の有害物質含有量に対する第１および第２の値の差が、絶対値として、これに対して設定された第２のしきい値より大きく異なるとき、異なる排気ガス再循環装置の非対称が検出される。代替態様として、本発明による方法は、ただ１つの排気系およびただ１つの排気ガス再循環装置を有する内燃機関に対してもまた、吸蔵触媒内の有害物質含有量に対して与えられた第１および第２の値の間の差により、上記のようにこの排気ガス再循環装置のエラーを検出するように置換可能である。これは、同様に、２系統または多系統の排気装置を有しているが、排気系のただ１つに対してのみ排気ガス再循環が存在する内燃機関に対してもまた適用される。
【００４７】
したがって、本発明の方法および本発明の装置により、特に複数の排気ガス再循環装置即ち複数の別々の排気ガス再循環配管および排気ガス再循環弁を有する内燃機関の場合に、全排気ガス再循環装置を診断および／または適応することが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】２系統の排気装置を有する内燃機関の略系統図である。
【図２】本発明による方法および本発明による装置を説明するための機能図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    内燃機関
５、１０    吸蔵触媒
１５、２０    排気系
２５、３０    排気ガス再循環弁
３５、４０    排気ガス再循環配管
４５、５０    給気配管
５５    エンジン制御手段
６０、６５    モデル化手段（決定手段）
７０    再生手段
７５、８０    決定手段
８５、９０、９５    比較手段
１００    共通空気配管
１０５    絞り弁
１１０、１１５    シリンダ・ブロック
１２０、１２５    排気ガス・センサ（λセンサ）
１３０、１３５    排気ガス・センサ（ＮＯｘセンサ）
１４０    圧力センサ
１４５    ＯＲゲート
１５０    他の入力信号
１５５、１６０    入力変数
【図１】
2006052729.tif 000003
【図２】
2006052729.tif 000004