(57)【要約】【課題】  典型的な日常運転で発生する走行プロフィル（車両速度の時間線図）において診断が頻繁に操作されまたは中止されるように、触媒の診断方法を改善する変更する。【解決手段】  触媒後方排気ガス・センサ（９）の信号（ＵＳＨＫ）を測定し、触媒（７）の上流側で発生する少なくとも１つの変数（ＭＬ，ｎ）から限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）を形成し、信号（ＵＳＨＫ）の振幅（ＡＨＫ）の限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）からの偏差の増大と共に上昇する触媒判定変数（ＤＫＡＴＩ）を形成し、触媒判定変数（ＤＡＫＴＩ）に基づいて、触媒（７）の機能能力を判定し、酸素の関数である触媒負荷（ＫＡＴＩＮ）がしきい値を下回っているかおよび／または超えているとき前記判定を中止する、内燃機関（１）の排気系（６）内に配置されている触媒（７）の診断方法において、前記しきい値が、触媒後方排気ガス・センサ（９）の信号（ＵＳＨＫ）の関数である。
2005524014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒後方排気ガス・センサ（９）の信号（ＵＳＨＫ）を測定するステップと、
触媒（７）の上流側で発生する少なくとも１つの変数（ＭＬ，ｎ）から限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）を形成するステップと、
信号（ＵＳＨＫ）の振幅（ＡＨＫ）の限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）からの偏差の増大と共に上昇する触媒判定変数（ＤＫＡＴＩ）を形成するステップと、
触媒判定変数（ＤＡＫＴＩ）に基づいて、触媒（７）の機能能力を判定するステップと、
酸素の関数である触媒負荷（ＫＡＴＩＮ）がしきい値を下回っているかおよび／または超えているとき、前記判定を中止するステップと、
を含む、内燃機関（１）の排気系（６）内に配置されている触媒（７）の診断方法において、
前記しきい値が、触媒後方排気ガス・センサ（９）の信号（ＵＳＨＫ）の関数であること、
を特徴とする触媒の診断方法。
【請求項２】
前記しきい値が、触媒後方排気ガス・センサ（９）の信号（ＵＳＨＫ）の変動幅の関数として設定されることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
【請求項３】
所定の変動幅に所定のしきい値が割り当てられていること、および
前記変動幅が前記所定の変動幅を下回っているとき、前記しきい値が減少されること、
を特徴とする請求項２に記載の診断方法。
【請求項４】
所定の変動幅に所定のしきい値が割り当てられていること、および
前記変動幅が前記所定の変動幅を超えているとき、前記しきい値が増大されること、
を特徴とする請求項２または３に記載の診断方法。
【請求項５】
所定の時間区間の後において、触媒判定変数（ＤＫＡＴＩ）が所定の診断しきい値を超えているとき、触媒（７）が機能能力を有していないと判定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の診断方法。
【請求項６】
限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）を形成するとき、触媒（７）の上流側で発生する変数として、空気質量（ＭＬ）または空気量、および／または回転速度（ｎ）、および／または触媒手前排気ガス・センサ（８）の信号（ＵＳＶＫ）が使用されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の診断方法。
【請求項７】
触媒判定変数（ＤＫＡＴＩ）を形成するために、限界値モデル振幅（ＡＨＫＦ）と振幅（ＡＨＫ）との間の差が累計される、即ち積分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診断方法。
【請求項８】
触媒負荷変数（ＫＡＴＩＮ）が最大値を超えているかまたは最小値を下回っているとき、累計が中止されることを特徴とする請求項７に記載の診断方法。
【請求項９】
単位時間当たりの触媒負荷（ＫＡＴＩＮ）が最大値を超えているかまたは最小値を下回っているとき、前記累計が中止されることを特徴とする請求項７に記載の診断方法。
【請求項１０】
触媒負荷変数（ＫＡＴＩＮ）を形成するとき、内燃機関（１）によって単位時間当たり吸い込まれる空気質量（ＭＬ）または空気量と、触媒手前排気ガス・センサ（８）により測定された、排気ガス中の酸素濃度の、理論燃焼において発生する酸素濃度からの偏差との積が考慮されていることを特徴とする請求項６に記載の診断方法。
【請求項１１】
触媒負荷変数（ＫＡＴＩＮ）を形成するとき、内燃機関（１）によって単位時間当たり吸い込まれる空気質量（ＭＬ）または空気量と、混合物制御回路の制御操作変数（ＦＲ）の、ニュートラル値からの偏差との積の積分が考慮されていることを特徴とする請求項６に記載の診断方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１に記載の診断方法の少なくともいずれかを実施するための電子式の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項に記載の触媒の診断方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法および装置がドイツ特許第１９６２３３３５号から既知であり、この方法および装置においては、所定の中止基準が存在するとき、触媒診断の中止が行われる。中止基準は、触媒内への酸素の吸収または触媒からの酸素の放出がしきい値に到達したことである。診断の制限は、触媒の酸素吸蔵特性における非線形性を考慮している。酸素吸収または酸素放出が高いときにおける触媒内の酸素吸蔵は、酸素吸収または酸素放出が低いときにおいてと同じモデル・パラメータによって表わすことができない。
【０００３】
このような条件のもとにおける診断の中止または非操作は、一方で確実に誤った診断結果を回避するが、他方で診断率もまた低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
典型的な日常運転で発生する走行プロフィル（車両速度の時間線図）において、診断が頻繁に操作され、および／またはある結果により頻繁に中止されるように、既知の信頼性のある方法を変更することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は独立請求項に記載の特徴により解決される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、酸素の関数である触媒負荷に対するしきい値を、触媒後方排気ガス・センサの信号の関数とするように設計されている。
本発明は、次の関係、即ち、既知の触媒診断方法において、特に許容された負荷／回転速度範囲を離れたことにより診断操作が制限されるという知見に基づいている。負荷／回転速度範囲を固定することにより、要求された転化をもはや達成しない触媒である限界触媒を考慮して、上限しきい値が決定されなければならないことになる。他の場合、酸素吸収または酸素放出が高いとき、なお健全な触媒を、既に劣化した触媒から区別することができなくなることがある。他方で、ある例外を除き、２００，０００ｋｍ程度の車両走行距離においてはじめて限界触媒状態に到達するように触媒は徐々にその転化能力を失っていくものである。
【０００７】
触媒診断は、触媒後方排気ガス・センサの信号の振幅に基づいて、および限界モデル振幅に基づいて実行される。触媒後方排気ガス・センサの信号の振幅が小さいことは健全触媒であることを示し、健全触媒は限界触媒よりも多くの酸素吸収または酸素放出を行うので、より多くの酸素吸収または酸素放出においてもなお既知の方法で検査することができる。それに続く検査において、僅かに劣化されているにすぎない触媒を確実に健全であると判定することができる。しかしながら、検査が健全触媒を示す明確な結果を与えなかった場合、確実に劣化触媒と判定することはできない。
【０００８】
したがって、酸素吸収または酸素放出が高いときの検査により、診断は確実に実行できるが、必ずしも誤りを証明することはできない。診断が実行できなかった場合、なお健全な触媒と既に劣化した触媒とを確実に区別可能にするために、酸素吸収または酸素放出が低いときに検査を反復することができる。
【０００９】
したがって、本発明による方法の利点は、触媒後方排気ガス・センサの信号の振幅が小さいときに診断が頻繁に操作されること、および／または診断が中止されることは稀であることにある。この場合に、健全触媒が確実に健全であると確認されることにより、診断結果が達成される頻度を増大させることができる。
【００１０】
有利な変更態様および形態が従属請求項から明らかである。
ある形態は、しきい値が触媒後方排気ガス・センサの信号の変動幅の関数として設定されるように設計されている。
【００１１】
他の形態は、所定の変動幅に所定のしきい値が割り当てられていること、および変動幅が所定の変動幅を下回っているとき、しきい値が減少されることを特徴とする。
他の形態は、所定の変動幅に所定のしきい値が割り当てられ、且つ変動幅が所定の変動幅を超えているとき、しきい値が増大されるように設計されている。
【００１２】
この形態は、所定の時間区間後において、偏差に対する尺度が所定の診断しきい値を超えているとき、触媒が機能能力を有していないと判定されることにより補足させることができる。
【００１３】
他の形態により、時間的に相前後して発生する、触媒後方排気ガス・センサの信号の振幅と限界値モデル振幅との差の値が累計される（積分される）。
他の形態は、酸素の関数である触媒負荷が所定の最大値を超えているかまたは最小値を下回っているとき、累計が中止されるように設計されている。
【００１４】
他の形態により、酸素の関数である触媒負荷が、単位時間当たり触媒内に流入する酸素の過剰または不足に対応して、所定の最大値を超えているかまたは最小値を下回っているとき、累計が中止される。
【００１５】
他の形態は、触媒負荷を決定するとき、内燃機関によって単位時間当たり吸い込まれる空気質量または空気量と、触媒手前排気ガス・センサにより測定された、排気ガス中の酸素濃度の、理論燃焼において発生する酸素濃度からの偏差との積が考慮されることを特徴とする。
【００１６】
他の形態により、触媒負荷を決定するとき、内燃機関によって単位時間当たり吸い込まれる空気質量または空気量と、混合物制御回路の操作変数の、ニュートラル値からの偏差との積の積分が考慮される。
【００１７】
本発明は、上記の方法の少なくとも１つおよび／または上記の形態および変更態様の少なくとも１つを実施するための電子式の制御装置にも関するものである。
本発明による方法および本発明による装置の他の有利な形態および変更態様が他の従属請求項および以下の説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、吸気管２、少なくとも吸込空気質量ＭＬまたは空気量を測定するための負荷測定手段３、燃料供給手段４、回転速度ｎを出力する回転速度センサ５、排気系６、触媒７、信号ＵＳＶＫを出力する触媒手前排気ガス・センサ８、信号ＵＳＨＫを出力する触媒後方排気ガス・センサ９、燃料供給信号ｔｉを燃料供給手段４に出力する制御装置１０、およびエラー指示手段１１を備えた内燃機関１を示す。
【００１９】
制御装置１０は、負荷測定手段３の信号ＭＬ、回転速度センサ５の信号ｎ、並びに両方の排気ガス・センサ８、９からそれぞれ供給される信号ＵＳＶＫおよびＵＳＨＫを受け取り、且つこれらの信号から、燃料供給信号ｔｉ、例えば燃料供給手段４の形態としての噴射弁を操作するための噴射パルス幅を決定する。このために、吸込空気質量ＭＬまたは空気量と回転速度ｎとの関数として、燃料供給手段４に対する操作信号ｔｉの基本値を決定することができる。この基本値はさらに、制御装置内において制御操作変数ＦＲにより補正され、制御操作変数ＦＲは、既知のように、ＰＩ制御方式を使用して、触媒手前排気ガス・センサ８の信号ＵＳＶＫの、目標値からの偏差に基づいて発生することができる。燃料供給信号ｔｉの形成において、さらに、例えば目標値を形成するために、触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫが使用されてもよい。
【００２０】
従来技術から、既知の方法により、触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫが測定される。さらに、触媒７の上流側で測定可能な、触媒７内への酸素吸収に影響を与える変数が測定される。このような変数の例は、吸込空気質量ＭＬまたは空気量、および制御操作変数ＦＲまたは触媒手前排気ガス・センサ８の信号ＵＳＶＫである。触媒７の上流側で測定されるこれらの変数の少なくとも１つから、酸素の関数である触媒負荷ＫＡＴＩＮが決定され、触媒負荷ＫＡＴＩＮから、その後に限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳが計算され、これから同様に触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫないしその振幅ＡＨＫに対する限界値モデル振幅ＡＫＨＦが計算される。限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳは、触媒７の上流側で測定可能な上記変数に基づく触媒７のモデル化酸素充満レベルの関数である信号線図に対応する。この場合、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳの形成には、なお健全であると判定されるべき触媒７の（仮定の）影響が基礎となる。
【００２１】
それに続いて、限界値モデル振幅ＡＫＨＦと触媒後方排気ガス・センサ９の信号の振幅ＡＨＫとの差の関数として、触媒判定変数ＤＫＡＴＩの形成が行われる。真の触媒７が、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳの形成の基礎となり且つなお健全な触媒を示しているモデル触媒よりもさらに健全である場合、振幅ＡＨＫは、限界値モデル振幅ＡＨＫＦより小さくなるであろう。
【００２２】
したがって、ＤＫＡＴＩの形成がＡＨＫＦからＡＨＫを差し引いた差の符号を得るという前提のもとで、ＤＫＡＴＩが正として表わされたとき、触媒７は健全であると判定される。これに対して、ＤＫＡＴＩが負として表わされたとき、触媒７は劣化していると判定され、且つ場合により指示手段１１が作動される。
【００２３】
したがって、触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫの振幅ＡＨＫが測定され、触媒７の上流側で測定された少なくとも１つの変数から形成された、酸素の関数である触媒負荷ＫＡＴＩＮから、限界値モデル振幅ＡＨＫＦが形成され、信号ＵＳＨＫの振幅ＡＨＫの、限界値モデル振幅ＡＨＫＦからの偏差が決定され、且つ偏差から決定された触媒判定変数ＤＫＡＴＩに基づいて触媒７の機能能力が判定される方法により触媒７は判定される。
【００２４】
触媒判定変数が所定の時間区間の後にはじめて所定の診断しきい値を超えているとき、触媒７は機能能力を有していないと判定されることが有利である。
信号ＵＳＨＫの振幅ＡＨＫの、限界値モデル振幅ＡＨＫＦからの偏差に対する尺度として、時間的に相前後して発生する、両方の値の差の値が累計され（積分され）てもよい。除算により時間との比が形成されることが適切である。得られた時間平均信号は触媒判定変数ＤＫＡＴＩとなり得るものである。
【００２５】
これに関して評価される信号線図の詳細が、既に冒頭に記載のドイツ特許第１９６２３３３５号（米国特許第５９８７８８３号）から得られる。したがって、上記のドイツ特許ないし米国特許は、本発明の開示において参照されるべきものである。
【００２６】
図２は、本発明の一実施態様を機能ブロック線図で示している。第１のブロック２．１において、触媒手前排気ガス・センサ８の信号ＵＳＶＫから制御操作変数ＦＲが形成される。第２のブロック２．２は、制御操作変数ＦＲの交番部分Ｗ（ＦＲ）をフィルタリングで取り出すように働く。代替態様として、信号ＵＳＶＫの交番部分Ｗ（ＦＲ）が、信号ＵＳＶＫから直接フィルタリングで取り出される。これは、例えば制御操作変数ＦＲまたは信号ＵＳＶＫの瞬間値と平均値との差を形成することにより行われてもよい。交番部分Ｗ（ＦＲ）は、排気ガスの酸素含有量に対する尺度に基づくその絶対値および符号を示す。
【００２７】
第１の乗算要素Ｍ１における吸込空気質量ＭＬまたは空気量の乗算により、触媒７内への酸素の正または負の吸収量に対する尺度である変数ＫＡＴＩＮが得られる。したがって、ＫＡＴＩＮは触媒負荷に対する尺度である。この変数の第３のブロック２．３における積分は、触媒７の酸素充満レベルに対する尺度を提供する。この場合、積分は、なお使用可能な触媒７に対して典型的なように、限界内で行われる。このような触媒７は、例えば量Ｘ０の酸素を吸蔵することができ、且つこの値が積分により達成された場合、積分結果は積分方向が逆転するまで一定に保持される。
【００２８】
この間、第４のブロック２．４内において形成された、触媒後方排気ガス・センサ９の信号に対する限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳは、酸素がリッチな排気ガスを表わすレベルに維持される。これは、既に充満された触媒７はそれ以上酸素の吸収を行わないことを前提としなければならないからである。
【００２９】
ＦＲ（またはＵＳＶＫ）の符号が逆転したとき、ＫＡＰＩＮもまた符号を変化し、第３のブロック２．３における積分方向は逆転する。触媒７が予め酸素で充満されている場合、このとき酸素は放出される。触媒７が空になったことを積分が示したとき直ちに、第４のブロック２．４において、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳは、酸素がリーンな排気ガスを表わす値に変化される。したがって、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳは、触媒状態に対する仮定に基づいて、且つさらに触媒７の上流側で測定可能な、触媒７への酸素吸収を示す変数に基づいて、モデル化触媒充満レベルの関数として形成される。
【００３０】
振幅決定ＡＥにおいて、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳの振幅ＡＨＫＦが決定され、且つ第５のブロック２．５において、触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫの振幅ＡＨＫが決定される。加算器ＡＤＤにおいて、振幅ＡＨＫとＡＨＫＦとの差の形成が行われる。存在するスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、最初閉じられているものと仮定される。それに続いて、第６のブロック２．６において差が積分される。積分結果の平均値を得るために、時間による除算が行われている。したがって、クロック発生器Ｔが存在し、クロック発生器Ｔのクロック信号は、事象カウンタＺにおいて積分される。事象カウンタの出力信号は時間に対する尺度であり、且つ除算器ＤＩＶにおいて第６のブロック２．６内の積分器の出力信号を除算するために使用される。決定された信号は触媒判定変数ＤＫＡＴＩであり、触媒判定変数ＤＫＡＴＩは、第７のブロック２．７において、しきい値と比較される。
【００３１】
第７のブロック２．７における比較結果の関数として、診断が機能能力を有する触媒７を示したとき、第８のブロック２．８において、診断終了ビットがセットされる。場合により、診断結果が明らかにもはや機能能力を有していない劣化触媒７を示したとき、指示手段１１が作動されてもよい。
【００３２】
健全触媒７と劣化触媒７との区別を可能にする基準を図３により説明するが、図３は、劣化度が異なる４つの触媒７に対する、限界値モデル振幅ＡＨＫＦと振幅ＡＨＫとの差の平均された積分ＤＫＡＴＩの時間線図を示す。
【００３３】
線１は、限界値モデル信号ＵＳＨＫ−ＧＭＳの形成の基礎となっているモデル触媒とほぼ同じ劣化状態にある触媒に対応している。それに応じて、限界値モデル振幅と振幅ＡＨＫとの間の差、したがって差の時間平均積分もまた小さくなる。即ち、０の付近を経過する線１は、モデル触媒に等しい触媒７、したがって有害物質転化に対する要求を正確に満たしている触媒７を示している。
【００３４】
線２は、モデル触媒よりも健全な新触媒７に対応している。新触媒７は排気ガスの酸素含有量の変動振幅をモデル触媒よりも強く緩衝する。したがって、得られた振幅ＡＨＫは限界値モデル振幅ＡＨＫＦより小さいので、差は０より小さくなる。即ち、明らかに０ラインの下側を経過する線２はさらに健全な触媒７を示している。
【００３５】
劣化触媒７を示す線３および４においては逆の関係が存在する。いずれの場合も、得られた振幅ＡＨＫは、限界値モデル振幅ＡＨＫＦより大きくなっている。
このことから、劣化触媒７と健全触媒７との間を経過するしきい値により、なお健全な触媒７を既に劣化した触媒７から区別可能となる。この場合、しきい値の位置、例えば値０は加算器ＡＤＤ内の符号決定の関数であり、且つ限界値モデル振幅形成の基礎となっているモデル仮定の関数である。例えば、新触媒７が限界値モデル振幅形成の基礎となっている場合、０付近を通る線図もまた真の新触媒のときにのみ与えられる。この場合、触媒の劣化度は測定線図の０ラインとの間隔で測定されるが、この場合には、全てのラインは０ラインの上側を経過することになるであろう。
【００３６】
上記の説明においては、加算器ＡＤＤと指示手段１１および／または診断終了ビットを記憶するための第８のブロック２．８との間の直通信号経路が仮定された。
診断結果の信頼性および再現性を向上させるために、スイッチＳ１、Ｓ２が第９のブロック２．９および他のスイッチＳ３と組み合わせて設けられている。この配置の機能は、ある中止基準が存在したときに、診断機能を中止することにある。中止基準は、内燃機関の特定の運転範囲において、例えば空気質量ＭＬまたは空気量が高いとき（一般に、負荷が高いとき）および回転速度ｎが高いときに、診断を中止することにある。この方法は、例えば、エンジンが λ＝１ 制御以外の運転範囲において運転されるときに有意義である。
【００３７】
この運転状態は、第１０のブロック２．１０において特定され、第１０のブロック２．１０は、それに応じてスイッチＳ１およびＳ２を開く。スイッチＳ１を開くことはＤＫＡＴＩの形成を中止させ、スイッチＳ２を開くことは時間測定を中止させることになる。この場合、時間測定は、所定の診断時間区間の経過後にはじめてスイッチＳ３を閉じることにより、第７のブロック２．７におけるしきい値との比較を可能にするためにも行われ、この場合、診断時間区間は、スイッチＳ１、Ｓ２が開かれたときの中止フェーズにより短縮されることはない。第９のブロック２．９は、事象カウンタＺのカウント値と所定の時間しきい値との比較を表わす。
【００３８】
他の中止条件として、触媒負荷ＫＡＴＩＮが使用されてもよい。触媒負荷ＫＡＴＩＮが例えば所定の最大値を超えたとき、まだ充満されていない触媒７でも、高いＫＡＴＩＮを表わす単位時間当たりの酸素吸収量を完全に吸蔵することができず、これにより触媒７の後方においてもなお、酸素が測定可能となるであろう。診断経過を場合により誤らせることがある触媒過負荷のケースを除外するために、このときもまたスイッチＳ１およびＳ２が開かれる。
【００３９】
したがって、触媒７が排気ガス内の酸素含有量を除去するように作用できなくなったとき、積分が中止される。
例えば、触媒７内に単位時間当たり流入する酸素過剰または不足が所定の最大値を超えたとき、この積分の中止を行うことができる。
【００４０】
場合により単位時間当たりの触媒負荷ＫＡＴＩＮを決定するとき、内燃機関１によって場合により単位時間当たり吸い込まれる空気質量ＭＬまたは空気量と、制御操作変数ＦＲの、理論混合物組成に対応するニュートラル値からの偏差との積が考慮されてもよい。制御操作変数ＦＲの代わりに、触媒手前排気ガス・センサ８の信号ＵＳＶＫの偏差が直接使用されてもよい。
【００４１】
さらに、酸素の関数である触媒負荷ＫＡＴＩＮが所定の最大値を超えているか、または所定の最小値を下回っているとき、積分は中止される。
この場合、所定の最大値は、なお機能能力を有する触媒７の最大酸素吸蔵能力に対応すべきである。
【００４２】
酸素の関数である触媒負荷ＫＡＴＩＮを決定するとき、内燃機関１によって、場合により単位時間当たりに吸い込まれる空気質量ＭＬまたは空気量と、制御操作変数ＦＲの、理論混合物組成に対応するニュートラル値からの偏差との積の積分が考慮されてもよい。制御操作変数の代わりに、このときもまた、触媒手前排気ガス・センサ８の信号ＵＳＶＫの偏差が使用されてもよい。
【００４３】
上記の範囲に関するかぎり、内容は冒頭記載のドイツ特許第１９６２３３３５号（米国特許第５９８７８８３号）により既知である。本発明の本質的な要素は、触媒７の判定の中止、例えば第６のブロック２．６の積分器における積分の中止を操作する条件の形成が変化されることにある。
【００４４】
第１０のブロック２．１０の形態としての本発明の一実施態様を、図４において詳細に説明する。
第１の比較器Ｖ１において、吸込空気質量ＭＬまたは空気量の値がしきい値と比較される。第２の比較器Ｖ２において、実際回転速度ｎとしきい値との比較が行われる。各々のしきい値を超えているとき、第１のＯＲ結合ＯＲ１を介して、および第２のＯＲ結合ＯＲ２を介して、別々に中止信号が出力され、中止信号によりスイッチＳ１およびＳ２が開かれる。この中止信号は、触媒負荷ＫＡＴＩＮがしきい値を超えているときにも同様に第２のＯＲ結合ＯＲ２を介して出力される。これを特定するために、第３の比較器Ｖ３が設けられている。
【００４５】
本発明により、触媒負荷ＫＡＴＩＮに対するしきい値は、触媒後方排気ガス・センサ９のＵＳＨＫの振幅ＡＨＫの関数である。図２の第５のブロック２．５の後方の信号ＡＨＫは、場合により図４の第１の特性曲線要素Ｋ１に供給され、第１の特性曲線要素Ｋ１は信号の影響を可能にする。第１の特性曲線要素Ｋ１の出力信号は、第２の乗算要素Ｍ２において、場合により設けられている第２の特性曲線要素Ｋ２の出力信号と乗算され、第２の特性曲線Ｋ２には、空気質量ＭＬの信号が供給されている。第２の特性曲線要素Ｋ２は同様に信号の影響を可能にする。上記のように、比較それ自体は第３の比較器Ｖ３において行われる。
【００４６】
空気質量ＭＬまたは空気量と振幅ＡＨＫとから形成された比較値は、第３の比較器Ｖ３に対する比較値が、振幅ＡＨＫまたは振幅ＡＨＫの変動範囲の増大と共に低下されるように決定される。言い換えると、健全触媒７においては、振幅ＡＨＫはより小さく、またこの場合に、触媒７がなお機能能力を有しているとき、診断は、触媒負荷ＫＡＴＩＮがより高いときにおいてもなお、少なくとも診断結果を導くことができる。
【００４７】
この処置の背景が図５により示され、図５は劣化度の異なる触媒７に対して、値１で正規化された振幅ＡＨＫを、触媒負荷ＫＡＴＩＮに関して示している。触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫの振幅ＡＨＫが最大であるとき、ＫＡＴＩＮは１に等しい。線５．１は、劣化していると診断されるべき触媒に対する線図を示す。線５．２はなお機能能力を有している触媒７を示し、線５．３は比較的劣化されていない触媒７を示す。ＫＡＴＩＮ軸上のＩで示された区間は、従来技術による診断が作動しているＫＡＴＩＮ範囲に対応する。この範囲は、既に劣化している触媒７およびなお健全な触媒７の後方における振幅ＡＨＫ間の比較的大きな間隔Ａを特徴としている。線５．１と５．２との間のこの間隔は、ＫＡＴＩＮが小さいときおよび大きいときにはより小さく、これは、なお健全な触媒７と既に劣化している触媒７との区別の信頼性が低下することを意味する。しかしながら、線５．３は、ＫＡＴＩＮがより大きいときでも、線５．１から比較的大きな間隔Ａを有している。これは、触媒後方排気ガス・センサ９の信号ＵＳＨＫの小さい振幅ＡＨＫまたは振幅ＡＨＫの小さい変動幅を特徴とするほとんど劣化されていない触媒７が、既に劣化されている触媒７から、より明らかに区別されることを意味する。これは、本発明により、作動区間Ｉが、小さい振幅ＡＨＫにおいて、より大きな区間Ｉ１に拡張されることにより利用される。
【００４８】
代替態様または補足態様として、より小さいＫＡＴＩＮへの作動範囲の拡張もまた行われ、これは、他の区間Ｉ２の記入により示される。この結果、本発明により、診断を成功して、即ちある結果を得て終了させることができる頻度が明らかに増大される。
【００４９】
上記のように、触媒診断の既知の方法においては、主として可能な負荷／回転速度範囲を離れたことにより、診断の操作が制限されてきた。この範囲は、図６に定量的にＢ１として示されている。これに対して、本発明は機能能力を有していると思われる触媒７の判定をより大きな範囲Ｂ２内において可能にし、このことは本発明により、診断結果を得る頻度を増大させることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、技術的周辺図を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施態様を機能ブロック線図の形で示す。
【図３】図３は、機能能力を有している触媒を機能能力を有していない触媒から区別可能にする基準を示す時間線図である。
【図４】図４は、本発明の一実施態様の他の詳細図を示す。
【図５】図５は、値１で正規化された振幅の、劣化度の異なる触媒に対する触媒負荷に関する線図を示す。
【図６】図６は、従来技術により、およびそれとは異なって本発明により触媒診断が実行可能な内燃機関の負荷／回転速度範囲内の範囲図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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