СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2006 года по МПК F01N9/00 

Настоящее изобретение относится к способу контроля работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в процессе работы этого двигателя.

Катализатор контролируемого предлагаемым способом каталитического нейтрализатора при этом должен характеризоваться минимальной рабочей температурой начала превращения моноксида углерода и степенью превращения моноксида углерода. Подобный способ известен, например, из патента RU 2094624.

Предлагаемый способ наиболее пригоден для контроля работоспособности каталитического нейтрализатора с катализатором окисления ОГ дизельного двигателя. Такой способ пригоден также для контроля работоспособности каталитических нейтрализаторов для НС-деNO_Х-процессов и процессов селективного каталитического восстановления (СКВ-процессов) с использованием мочевины в качестве восстановителя, а также для катализаторов-адсорберов NO_X.

Для транспортных средств, оснащенных бензиновым двигателем, в процессе их эксплуатации обязателен контроль работоспособности всех важных для нейтрализации ОГ элементов системы выпуска ОГ с помощью встроенной системы диагностирования (ВСД-системы). При сбое в работе одного или нескольких элементов системы выпуска ОГ загорается сигнальная лампочка. У транспортных средств, оснащенных каталитическим преобразователем для обработки ОГ с целью снижения их токсичности, работоспособность этого преобразователя также должна контролировать ВСД-система.

В будущем потребуется оснащать ВСД-системой и дизельные автомобили. Наряду с системой рециркуляции ОГ и системой выпуска ОГ ВСД-система будет контролировать также состояние фильтров для улавливания частиц сажи в дизельных ОГ и прежде всего катализаторов окисления ОГ дизельного двигателя. У транспортных средств, оснащенных бензиновыми двигателями, для контроля трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов ОГ используют косвенный метод диагностирования с помощью ВСД-системы, основанный на измерении и оценке способности катализатора накапливать (аккумулировать) кислород. Этот метод не применим для дизельных двигателей, поскольку последние всегда работают с избытком кислорода, т.е. на обедненной топливовоздушной смеси.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой способ контроля работоспособности каталитического нейтрализатора ОГ, который был бы пригоден и для контроля работоспособности катализаторов окисления ОГ дизельных двигателей и позволял бы определять активность катализатора непосредственно путем измерения степени превращения моноксида углерода (СО).

Согласно настоящему изобретению предлагается контролировать работоспособность каталитического нейтрализатора путем измерения степени превращения моноксида углерода в сочетании с измерением температуры.

Предлагаемый способ отличается от способа, известного из RU 2094624, тем, что ДВС оснащен электронной системой управления, включающей электронику двигателя и электронику встроенной системы диагностирования (ВСД-электронику), и для оценки каталитической активности каталитического нейтрализатора определяют разность ΔТ между фактической температурой Т_A ОГ на выходе каталитического нейтрализатора и минимальной рабочей температурой Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения моноксида углерода на свежем катализаторе в соответствующей рабочей точке двигателя:

и определяют степень r_со превращения моноксида углерода.

Под минимальной рабочей температурой, при которой начинается окислительное превращение моноксида углерода, в контексте настоящего изобретения понимается такая температура Т_СО,50%, при которой происходит 50%-ное превращение моноксида углерода.

Таким образом, изобретение позволяет непосредственно оценивать каталитическую активность каталитического нейтрализатора по истечении определенного периода эксплуатации. Величинами, характеризующими такую активность, служат степень r_СО превращения моноксида углерода, фактическая температура Т_A ОГ на выходе каталитического нейтрализатора и минимальная рабочая температура Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения СО на свежем катализаторе, которая является функцией частоты вращения и нагрузки и которую можно предварительно сохранить в памяти ВСД-электроники.

Степень r_СО превращения моноксида углерода можно определять по следующей формуле:

где с_СО,2 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором, a c_CO,1 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ перед каталитическим нейтрализатором.

В другом варианте степень r_со превращения моноксида углерода можно определять по следующей формуле:

где с_СО,2 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором, а с_СО,_{двигателя} означает сохраненную в памяти ВСД-электроники в виде многопараметровой характеристики концентрацию моноксида углерода для фактической рабочей точки двигателя.

В обоих случаях измерять концентрацию моноксида углерода можно с помощью датчиков СО.

Кроме того, в обоих случаях превышение разности температур ΔT порогового значения ΔТ_G в одной рабочей точке при одновременной степени r_СО превращения моноксида углерода ниже порогового значения r_СО,G степени превращения моноксида углерода может регистрироваться в ВСД-электронике как сбой в работе каталитического нейтрализатора.

Тогда каталитический нейтрализатор может быть классифицирован как существенно поврежденный в том случае, когда количество рабочих точек, для которых было установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора, превышает заданное допустимое количество n_F рабочих точек, для которых может быть установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора.

Как возможный вариант, каталитический нейтрализатор может быть классифицирован как существенно поврежденный в том случае, когда количество рабочих точек, для которых было установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора, превышает заданное допустимое количество n_F рабочих точек, для которых может быть установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора в пределах также заданного временного интервала Δt_F.

В обоих рассмотренных выше случаях при классификации каталитического нейтрализатора как существенно поврежденного может быть выдан сигнал о необходимости замены каталитического нейтрализатора.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - график зависимости от температуры степени превращения таких содержащихся в ОГ дизельного двигателя вредных веществ, как углеводороды (НС), оксиды азота (NO_X) и моноксид углерода (СО), на свежем катализаторе,

на фиг.2 - график зависимости от температуры степени превращения таких содержащихся в ОГ дизельного двигателя вредных веществ, как углеводороды (НС), оксиды азота (NO_X) и моноксид углерода (СО), на катализаторе после старения,

на фиг.3 - зависимость выбросов СО от минимальной рабочей температуры начала превращения моноксида углерода на катализаторе, полученная при испытаниях в соответствии с ездовым циклом MVEG-A/2,

на фиг.4 - зависимость выбросов НС от минимальной рабочей температуры начала превращения углеводородов на катализаторе, полученная при испытаниях в соответствии с ездовым циклом MVEG-A/2,

на фиг.5 - схема системы нейтрализации ОГ, используемой для осуществления предлагаемого в изобретении способа, и

на фиг.6 - блок-схема, на которой проиллюстрированы операции, выполняемые при осуществлении предлагаемого способа.

Степень превращения вредных веществ на катализаторе каталитического нейтрализатора зависит вплоть до определенного максимального значения от температуры катализатора. При этом для каждого из трех указанных основных газообразных вредных веществ, которыми являются СО, НС (углеводороды) и NO_X (оксиды азота), катализатор имеет различные температурные характеристики превращения этих вредных веществ. На фиг.1 в качестве примера показаны характеристики, отражающие степень превращения СО, НС и NO_X на свежем катализаторе окисления ОГ дизельного двигателя в зависимости от температуры ОГ перед каталитическим нейтрализатором.

Для моноксида углерода и углеводородов степень их превращения резко возрастает в узком температурном диапазоне, близком к соответствующей минимальной рабочей температуре Т_СО,50%, соответственно Т_HC,50%, и в последующем лежит вблизи максимальной степени превращения. У катализаторов окисления ОГ дизельного двигателя степень превращения оксидов азота при низких температурах практически равна нулю. В диапазоне, близком к минимальной рабочей температуре Т_HC,50%, начала превращения углеводородов, степень превращения оксидов азота достигает максимума, а затем при более высоких температурах катализатора снова снижается до значения, близкого к нулю.

По мере эксплуатации каталитического нейтрализатора активность его катализатора снижается в результате термических перегрузок и отравления, например, соединениями серы, фосфора и тяжелых металлов, наличие которых в ОГ обусловлено либо используемыми видами горючесмазочных материалов, либо износом двигателя. Старение катализатора проявляется в постепенном повышении его минимальных рабочих температур и его дополнительном прогрессирующем разрушении в результате уменьшения степени максимального превращения при высоких температурах. На фиг.2 в качестве примера показаны кривые, отражающие степень превращения вредных веществ на катализаторе окисления ОГ дизельного двигателя после старения этого катализатора в результате продолжительной эксплуатации.

Наиболее важным критерием, по которому можно судить о проявлении эффектов старения катализатора окисления ОГ дизельного двигателя, является, как было установлено, окисление СО (фиг.2). Оценка работоспособности каталитических нейтрализаторов, основанная на оценке способности их катализаторов окислять СО, наиболее эффективна применительно к дизельным двигателям по той причине, что существующие (катализатор окисления ОГ дизельного двигателя) и будущие системы снижения токсичности ОГ дизельного двигателя (НС-деNO_Х-катализаторы, адсорберы NO_X, СКВ-катализаторы с использованием мочевины в качестве восстановителя) основаны в большинстве случаев на использовании платины в качестве каталитически активного материала. Активность платиновых катализаторов в любом случае в основном зависит от размера платиновых частиц. Снижение активности катализаторов в результате старения обусловлено увеличением размера каталитически активных платиновых частиц и связанного с этим уменьшением площади каталитически активной поверхности. Окисление СО является реакцией, которая очень чувствительна к подобным изменениям. Если с целью исключить ошибку в диагностике выбрать достаточно большое значение для разности ΔТ температур в уравнении (1), то ухудшение способности окислять моноксид углерода и, как следствие, повышение минимальной рабочей температуры Т_СО,50% начала превращения моноксида углерода являются универсальным средством определения активности катализаторов в каталитических нейтрализаторах дизельных ОГ.

Кроме того, преимущество, связанное с выбором СО, а не НС в качестве вредного вещества-индикатора для встроенной системы диагностирования, состоит в том, что в данном случае речь идет о конкретном химическом соединении, неизменном во всех рабочих точках двигателя. В случае же углеводородов речь идет о смеси веществ, состав которой зависит от рабочей точки двигателя. Следовательно, для точного определения ее состава требуется гораздо более сложная измерительная техника по сравнению с измерительной техникой, необходимой для определения СО. Еще одно преимущество, связанное с использованием СО, а не НС в качестве вредного вещества-индикатора, обосновано различиями в определении предельно допустимых показателей токсичности ОГ согласно европейскому законодательству, регламентирующему выбросы токсичных веществ. Если на выбросы СО, NO_X и частиц сажи установлены отдельные предельно допустимые значения, то предельно допустимые значения для углеводородов определены лишь для суммарных выбросов НС и NO_X. Поэтому допустимые выбросы углеводородов зависят от фактических выбросов NO_X. Следовательно, выбор НС в качестве единственного вредного вещества-индикатора не оптимален.

Концентрацию с_СО,2 моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором определяют согласно изобретению с помощью датчика СО, встроенного в выпускной трубопровод за каталитическим нейтрализатором ОГ.

Концентрацию c_CO,1 моноксида углерода в ОГ перед каталитическим нейтрализатором можно также измерять непосредственно с помощью датчика СО или использовать значения, предварительно сохраненные в памяти ВСД-электроники в виде многопараметровой характеристики для каждой рабочей точки двигателя. С этой целью для всех рабочих точек двигателя используемого типа предварительно определяют ориентировочные значения токсичности ОГ и сохраняют их в памяти ВСД-электроники в виде значений концентрации как функцию частоты вращения и нагрузки. Выбираемые из памяти ВСД-электроники значения концентрации, соответствующие ориентировочным показателям токсичности ОГ двигателя, обозначены в последующем как с_{СО,двигателя}. Таким образом, степень превращения токсичного вещества вычисляют в данном случае по формуле (3).

В процессе эксплуатации транспортного средства данные о режиме работы двигателя, т.е. о рабочей точке, выбранной для измерения и вычисления, непрерывно передаются от электроники двигателя в ВСД-электронику.

Согласно изобретению для оценки состояния каталитического нейтрализатора, соответственно катализатора с помощью температурного датчика измеряют фактическую температуру Т_A ОГ за каталитическим нейтрализатором и определяют степень r_СО превращения моноксида углерода для соответствующей температуры. В данном случае преимущество, связанное с определением значения r_СО при помощи уравнения (3) на основании значения с_СО,2 и хранящихся в памяти в виде многопараметровой характеристики данных с_{СО,двигателя}, по сравнению с измерением обоих значений концентрации заключается наряду с уменьшением затрат в отсутствии необходимости получать частное от деления двух очень различных по величине сигналов датчиков. Помимо этого при использовании двух датчиков тот датчик, который установлен перед каталитическим нейтрализатором, постоянно подвержен воздействию газовой атмосферы, отличной от газовой атмосферы, действию которой подвержен датчик, установленный за каталитическим нейтрализатором, что могло бы приводить к различному старению этих датчиков, которое необходимо было бы учитывать при вычислении степени превращения.

Температуру измеряют за каталитическим нейтрализатором с той целью, чтобы при динамическом изменении нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля обеспечить соответствие измеряемой температуры ОГ фактической температуре катализатора. При измерении температуры ОГ перед каталитическим нейтрализатором из-за его замедленной реакции на изменение температуры при пуске холодного двигателя и при быстрых изменениях нагрузки подобное соответствие невозможно было бы обеспечить с высокой точностью.

Для оценки работоспособности каталитического нейтрализатора решающим фактором является не абсолютная величина его температуры, а разность ΔТ между фактической температурой на выходе каталитического нейтрализатора и минимальной рабочей температурой начала превращения СО на свежем катализаторе ΔТ=Т_A-Т_{СО,50%,свеж.}. Минимальная рабочая температура Т_{СО,50%,свеж.} является функцией концентрации всех токсичных веществ, т.е. всех ориентировочных значений токсичности ОГ двигателя, и объемного расхода потока ОГ, проходящего через каталитический нейтрализатор. Ориентировочные значения токсичности ОГ двигателя и объемный расход ОГ, проходящих через каталитический нейтрализатор, являются функциями нагрузки и частоты вращения. Поэтому значения минимальной рабочей температуры Т_{СО,50%,свеж.} для всех рабочих точек двигателя сохраняются в памяти ВСД-электроники в виде многопараметровой характеристики как функция нагрузки и частоты вращения вала двигателя.

О сбоях в работе каталитического нейтрализатора свидетельствует одновременное наличие двух следующих условий:

1. ΔT имеет положительное значение и превышает задаваемое для соответствующего типа двигателя и каталитического нейтрализатора пороговое значение разности температур ΔТ_G, т.е. фактическая температура Т_A ОГ превышает минимальную рабочую температуру Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения СО на свежем катализаторе более чем на это пороговое значение:

2. степень r_СО превращения моноксида углерода ниже задаваемой для данного типа двигателя и каталитического нейтрализатора пороговой степени превращения r_СО,G:

Пороговая степень r_СО,G превращения может составлять, например, 50%.

Однако регистрации одного единственного сбоя в работе каталитического нейтрализатора еще недостаточно для констатации серьезного нарушения работоспособности каталитического нейтрализатора. Поскольку замена каталитического нейтрализатора связана для владельца транспортного средства с высокими затратами, необходимо по возможности исключить преждевременное отнесение каталитического нейтрализатора к категории существенно поврежденных или неисправных.

Поэтому как существенно поврежденный каталитический нейтрализатор классифицируется лишь при обнаружении сбоев в нескольких рабочих точках двигателя. В памяти системы управления двигателем, как правило, постоянно хранятся многопараметровые характеристики с рабочими параметрами двигателя для дискретных рабочих точек, взятых с определенным шагом. Не все эти рабочие точки одинаково пригодны для оценки работоспособности каталитического нейтрализатора. Так, например, для этой цели непригодны рабочие точки, учитывающие зависимость от высоких температур ОГ, поскольку даже поврежденный каталитический нейтрализатор, т.е. каталитический нейтрализатор со сниженной активностью, все еще способен обеспечить при высоких температурах ОГ высокую степень превращения моноксида углерода. Поэтому для оценки работоспособности каталитического нейтрализатора предпочтительно задействовать только определенный набор возможных рабочих точек, имеющих наиболее важное значение. Количество рабочих точек, выбираемых для оценки работоспособности каталитического нейтрализатора, обозначается ниже через n_A. Для выбранных рабочих точек в памяти ВСД-электроники сохраняются многопараметровые характеристики с соответствующими значениями минимальной рабочей температуры Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения моноксида углерода на свежем катализаторе.

Каталитический нейтрализатор классифицируется как существенно поврежденный в том случае, когда наличие сбоя в работе будет установлено для определенного количества n_F выбранных рабочих точек. Данные о рабочих точках, для которых определяется наличие сбоев, и об их количестве можно сохранять в памяти и суммировать на протяжении нескольких ездовых циклов. Сигнал на замену каталитического нейтрализатора выдается лишь после превышения количества рабочих точек, для которых будет установлено наличие сбоев.

Еще одной мерой, исключающей преждевременное классифицирование каталитического нейтрализатора как неисправного, может служить задание определенного временного интервала Δt_F, в пределах которого не должно быть превышено количество n_F рабочих точек, для которых будет установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора.

Допустимое количество n_f рабочих точек, для которых устанавливается наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора, количество n_A выбранных рабочих точек и их расположение, временной интервал Δt_F, а также величина параметров ΔТ_G и r_СО,G зависят не только от типа двигателя и каталитического нейтрализатора, но и от законодательных положений, касающихся ВСД. Согласно изобретению существует возможность не записывать параметры ΔТ_G и r_СО,G в память ВСД-электроники в виде постоянных значений, а сохранять их в виде многопараметровой характеристики как функцию нагрузки и частоты вращения.

На фиг.3 в качестве примера показан график, отражающий зависимость типичных, измеренных выбросов моноксида углерода транспортным средством во время определенного ездового цикла (согласно MVEG-A/2) от величины измеренной минимальной рабочей температуры Т_СО,50% начала превращения моноксида углерода на катализаторе окисления ОГ дизельного двигателя с различной степенью старения при длительной эксплуатации. Законодательно установленные стандарты, регламентирующие токсичность ОГ, определяют максимально допустимые выбросы вредных веществ в течение одного ездового цикла. В Европе, начиная с 2005 года, максимально допустимые выбросы СО при испытании в ездовом цикле MVEG-A/2 будут составлять 0,5 г/км (стандарт IV ЕС). Старение катализатора приводит к повышению минимальной рабочей температуры Т_со,50% каталитического катализатора, с чем коррелирует возрастание выбросов в испытательном ездовом цикле. В показанном на фиг.3 примере показатели токсичности перестают соответствовать предельно допустимым значениям, предписываемым стандартом IV ЕС, после пробега 40000 км. Пороговое значение ΔТ_G разности температур ΔТ можно в этом случае подбирать таким образом, чтобы в соответствии с указанными выше условиями переводить каталитический нейтрализатор в разряд существенно поврежденных в тот момент, когда происходит превышение законодательно установленных предельно допустимых показателей токсичности ОГ. В другом варианте вместо предельно допустимых показателей токсичности ОГ можно использовать также законодательно определяемые предельные значения для ВСД.

Показанная на фиг.3 в качестве примера кривая может варьироваться в зависимости от конструкции каталитического нейтрализатора, динамических свойств, типа транспортного средства и типа двигателя. Варьируя пороговое значение ΔТ_G разности температур ΔТ, предлагаемый в изобретении способ контроля с помощью ВСД можно адаптировать к любым типам транспортных средств, любым типам двигателей и любым законодательным нормам.

На фиг.4 показана аналогичная фиг.3 характеристика выброса углеводородов, полученная на том же транспортном средстве при тех же условиях измерения при той же процедуре старения катализатора. Поскольку для выбросов углеводородов европейским законодательством не установлены строго заданные предельные значения, а вместо этого существуют два предельно допустимых уровня суммарных выбросов NO_X и НС и выбросов NO_X соответственно, на фиг.4 граничной линией для выбросов НС обозначена разность величин обоих этих предельно допустимых значений. На фиг.4 показано, что минимальная рабочая температура Т_HO,50% начала превращения НС на катализаторе при его старении в результате длительной эксплуатации повышается не в такой же мере, что и минимальная рабочая температура Т_СО,50% начала превращения СО. Кроме того, повышение минимальной рабочей температуры Т_HC,50% начала превращения НС в меньшей степени связано с увеличением токсичных выбросов, как это имеет место в случае моноксида углерода. Так, например, не наблюдается даже превышения разности обоих указанных предельно допустимых значений для HC+NO_X и NO_X в том числе и после длительной эксплуатации транспортного средства с пробегом более 40000 км. Поэтому согласно изобретению для контроля работоспособности каталитического нейтрализатора в качестве вредного вещества-индикатора выбран СО.

При выполнении вышеуказанных условий 1 и 2 в определенных рабочих точках в пределах временного интервала Δt_F, что свидетельствует о существенном повреждении каталитического нейтрализатора, водителю может быть подан соответствующий сигнал, извещающий о неисправности каталитического нейтрализатора. В памяти ВСД-электроники могут дополнительно сохраняться данные о диагностике неисправности, т.е. информация о моменте возникновения неисправности и соответствующих рабочих точках двигателя. Данные об отдельном случае одновременного выполнения условий 1 и 2 в течение времени, превышающего временной интервал Δt_F, или информация о наступлении этого случая в рабочих точках, количество которых меньше n_F, т.е. при отсутствии существенного повреждения, также могут быть сохранены в памяти ВСД-электроники для последующей проверки на диагностическом оборудовании стационарного поста диагностики без выдачи при этом водителю сигнала о неисправности.

Ниже изобретение поясняется со ссылкой на фиг.5, на которой показана схема системы, используемой для осуществления предлагаемого способа. На этой схеме позицией (1) обозначен дизельный двигатель, подача топлива в который осуществляется системой (2) впрыскивания. Количество впрыскиваемого топлива измеряется соответствующими датчиками (3), сигналы с выхода которых поступают в электронику (4) двигателя, который имеет порт данных (порт ввода-вывода (Вв/Выв)), процессор (центральный процессор (ЦП)) и память (запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ)). Кроме того, в электронику двигателя от соответствующей системы (5) датчиков постоянно поступает информация о фактической частоте вращения вала двигателя, что позволяет на основании информации о количестве впрыскиваемого топлива и частоты вращения путем сравнения с хранящейся в памяти этой электроники многопараметровой характеристикой рассчитывать нагрузку. Эта включающая данные о нагрузке и частоте вращения информация о рабочей точке поступает далее в ВСД-электронику (6), которая также имеет порт данных (Вв/Выв), процессор (ЦП) и память (ЗУПВ). ОГ двигателя по выпускному трубопроводу (7) поступают в каталитический нейтрализатор (8) ОГ, в котором имеется соответствующий катализатор. Позициями (9) и (10) обозначены датчики моноксида углерода, которые измеряют его концентрацию перед и за каталитическим нейтрализатором для определения степени его превращения, при этом датчик (9) является необязательным, и его наличие зависит от конкретного варианта осуществления способа. Позицией (11) обозначен температурный датчик, который пространственно расположен в выпускном трубопроводе непосредственно вблизи от датчика (10). Сигналы от датчиков (9) и (10) СО и температурного датчика (11) поступают далее в ВСД-электронику (6). В ВСД-электронику от других датчиков по сигнальным шинам (12) поступает информация обо всех других важных для нейтрализации ОГ элементах двигателя, системы питания и системы выпуска ОГ. На основании измеренных значений (результатов измерения) и описанных выше критериев ВСД-электроника принимает решение, обладает ли катализатор каталитического нейтрализатора все еще достаточной активностью или же он существенно поврежден и его необходимо заменить. Данные о сбоях, полученные в результате диагностики, сохраняются в памяти ВСД-электроники, а о наличии существенного повреждения каталитического нейтрализатора извещает сигнальная лампочка (13).

На фиг.6 на примере блок-схемы проиллюстрирована возможность обнаружения существенного повреждения каталитического нейтрализатора предлагаемым в изобретении способом. В объеме формулы изобретения возможны и другие варианты осуществления указанного способа.

Позицией (100) обозначена операция пуска, по которой инициируется выполнение способа, контролируемого и управляемого управляющей программой, которая хранится в памяти ВСД-электроники. Вначале на шаге (102) обнуляются отсчет времени t и количество n тех хранящихся в памяти рабочих точек, для которых может быть установлено наличие сбоев в работе каталитического нейтрализатора. На шаге (103) начинается отсчет времени, после чего на шаге (104) на основании нагрузки и частоты вращения регистрируется текущая рабочая точка (РТ) двигателя. На шаге (105) проверяется, является ли текущая рабочая точка элементом множества РТ_A (РТ∈РТ_A?) рабочих точек, выбранных для оценки работоспособности каталитического нейтрализатора и сохраненных в памяти ВСД-электроники. При отрицательном ответе осуществляется возврат к предыдущему шагу (104) для регистрации новой рабочей точки. В противном случае осуществляется переход к шагу (106), на котором проверяется, относится ли текущая рабочая точка РТ к тому количеству сохраненных до этого в памяти рабочих точек РТ_F, в которых были обнаружены сбои в работе каталитического нейтрализатора, или же она отличается от них. Если в этой рабочей точке однажды уже были сбои в работе, то осуществляется возврат к шагу (104). В противном случае осуществляется переход к шагу (107), на котором измеряется фактическая температура Т_A ОГ за каталитическим нейтрализатором. Затем на шаге (108) проверяется, не превышает ли фактическая температура Т_A ОГ суммарную температуру, складывающуюся из минимальной рабочей температуры Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения моноксида углерода на свежем катализаторе и порогового значения ΔТ_G для разности температур. При отрицательном ответе осуществляется возврат к шагу (104) для регистрации новой рабочей точки. В противном случае осуществляется переход к шагу (109), на котором измеряется концентрация моноксида углерода. После этого на шаге (110) определяется степень r_СО превращения СО, для чего на этом шаге проверяется, не выходит ли этот показатель за пороговое значение степени превращения r_СО,G. При отрицательном ответе также осуществляется возврат к шагу (104) для регистрации новой рабочей точки. В противном случае текущая рабочая точка РТ сохраняется на шаге (111) в памяти ВСД-электроники, т.е. эта точка добавляется ко множеству рабочих точек РТ_F (РТ_F=РТ_F+РТ), в которых ранее уже были обнаружены сбои в работе каталитического нейтрализатора. Кроме того, количество n сохраненных в памяти рабочих точек, в которых были обнаружены сбои, увеличивается на единицу. После этого на шаге (112) проверяется, не превышает ли период времени, истекший с момента выполнения операции на шаге (103), временного интервала Δt_F. При превышении этого временного интервала осуществляется возврат к шагу (102), т.е. отсчет времени и количество сохраненных в памяти рабочих точек, в которых были установлены сбои в работе каталитического нейтрализатора, обнуляются. Если же указанный временной интервал пока еще не превышен, то осуществляется переход к шагу (113), на котором проверяется, не достигнуто ли уже допустимое количество n_f рабочих точек, в которых могут быть установлены сбои в работе каталитического нейтрализатора. При отрицательном ответе осуществляется возврат к шагу (104) для регистрации следующих рабочих точек. Если же допустимое количество рабочих точек превышено, то осуществляется переход к шагу (114), на котором в памяти ВСД-электроники сохраняются соответствующие данные как информация о существенном повреждении каталитического нейтрализатора, а затем на шаге (115) выдается сигнал о неисправности.

Изобретение может быть использовано при контроле работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов (ОГ) ДВС транспортных средств. В способе контроля работоспособности каталитического нейтрализатора ОГ дизельного двигателя в процессе его работы катализатор каталитического нейтрализатора характеризуется определенной минимальной рабочей температурой начала превращения моноксида углерода (СО) и определенной степенью r_СО превращения СО путем непосредственного измерения концентрации моноксида углерода в сочетании с измерением температуры. Для оценки остаточной каталитической активности каталитического нейтрализатора определяют разность ΔT между фактической температурой Т_A ОГ на выходе каталитического нейтрализатора и сохраненной в памяти как функция частоты вращения и нагрузки минимальной рабочей температурой Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения моноксида углерода на свежем катализаторе: ΔТ=Т_A-Т_{СО,50%,свеж.} и определяют степень r_CO превращения моноксида углерода. Причем r_СО определяют по следующей формуле где с_CO,2 - измеренная концентрация моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором, c_CO,1 - измеренная концентрация моноксида углерода в ОГ перед каталитическим нейтрализатором. Изобретение позволяет непосредственно оценивать каталитическую активность нейтрализатора по истечении определенного периода эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ контроля работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в процессе работы этого двигателя, при этом катализатор каталитического нейтрализатора характеризуется минимальной рабочей температурой начала превращения моноксида углерода и степенью r_СО превращения моноксида углерода, отличающийся тем, что ДВС оснащен электронной системой управления, включающей электронику двигателя и электронику встроенной системы диагностирования (ВСД-электронику) и для оценки каталитической активности каталитического нейтрализатора определяют разность ΔT между фактической температурой Т_A ОГ на выходе каталитического нейтрализатора и минимальной рабочей температурой Т_{СО,50%,свеж.} начала превращения моноксида углерода на свежем катализаторе в соответствующей рабочей точке двигателя:

ΔT=Т_A-Т_{СО,50%,свеж.},

и определяют степень r_СО превращения моноксида углерода.

где c_CO,2 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором, a c_CO,1 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ перед каталитическим нейтрализатором.

где c_CO,2 означает измеренную концентрацию моноксида углерода в ОГ за каталитическим нейтрализатором, а c_{CO,двигателя} означает сохраненную в памяти ВСД-электроники в виде многопараметровой характеристики концентрацию моноксида углерода для фактической рабочей точки двигателя.