KATALYSATORSCHUTZVERFAHREN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Katalysators vor Überhitzung. Zu Überhitzung kann es kommen, wenn Zündaussetzer in einem Zylinder auftreten. Dann gelangt unverbranntes Gemisch in den Katalysator und verbrennt dort. Die dadurch ausgelöste Temperaturerhöhung kann den Katalysator zerstören und sogar das betroffene Fahrzeug in Brand setzen.

Stand der Technik

[0002] Es sind zahlreiche unterschiedliche Verfahren bekannt, mit denen Aussetzer erkannt werden können. Alle haben zum Ziel, die Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder zu unterbrechen. Es steht dann aber nach wie vor die von diesem Zylinder angesaugte Luft zur Verbrennung im Katalysator zur Verfügung. Dies wird dann problematisch, wenn die anderen Zylinder mit fettem Gemisch betrieben werden, welcher Zustand sich insbesondere bei Lambdaregelung einstellt, wenn zunächst aufgrund der Überschußluft vom betroffenen Zylinder mageres Gemisch angezeigt wird. Um den schädlichen Einfluß überschüssiger Luft zu vermeiden, ist es aus DE-A-23 40 541 bekannt, in den Ansaugrohren zu den einzelnen Zylindern eines Motors jeweils eine ansteuerbare Klappe anzuordnen. Wird die Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder unterbrochen, wird zugleich die zugehörige Klappe so verstellt, daß der Zylinder von der Luftzufuhr abgeschnitten wird. Diese Schutzmaßnahme fordert jedoch erheblichen konstruktiven Aufwand.

[0003] Ein weiteres Verfahren, das jedoch ebenfalls einen erheblichen konstruktiven Aufwand erfordert, ist aus dem abstract der JP-A-59 226 245 bekannt. Dort wird für den Fall, daß Aussetzer in einem oder mehreren Zylindern auftreten, vorgeschlagen, die Kraftstoffzufuhr zu den betroffenen Zylindern zu unterbinden und die Ein- und Auslaßventile dieser Zylinder zu schließen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die betroffenen Zylinder die geregelte Kraftstoffzumessung zu den übrigen Zylindern nicht stören.

[0004] Eine andere Maßnahme zum Schützen eines Katalysators bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr für einen Zylinder besteht darin, daß die Leistung des Motors erheblich verringert wird. Dann führt auch eine Nachverbrennung von Luft aus dem betroffenen Zylinder und Kraftstoff von fettem Gemisch von den anderen Zylindern nicht zu einer Überhitzung des Katalysators. Dieses Verfahren erfordert zwar keine besonderen konstruktiven Maßnahmen, jedoch ist die erhebliche Leistungsreduzierung nachteilig.

[0005] Es besteht demgemäß seit längerem das Problem, ein Verfahren zum Schützen eines Katalysators vor Überhitzung im Fall von Verbrennungsaussetzern in einem Motor zu schaffen, das keine besonderen konstruktiven Maßnahmen erfordert und das nicht zu erheblicher Leistungsreduzierung führt.

Darstellung der Erfindung

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schützen eines Katalysators vor Überhitzung zeichnet sich dadurch aus, daß

• durch ein übliches Verfahren zur zylinderselektiven Aussetzererkennung ermittelt wird, ob Verbrennungsaussetzer in einem Zylinder auftreten,
• und daß dann, wenn dies der Fall ist, die Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder unterbrochen wird und die restlichen Zylinder mit magerem Gemisch versorgt werden.

[0007] Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß kein überschüssiger Kraftstoff zum Katalysator gelangen kann, sondern ausschließlich überschüssige Luft.

[0008] Das Abmagern des Gemischs kann im Vollastbereich jedoch zu einem unzulässigen Anstieg der Krümmertemperatur führen, da dann keine Kühlung durch überschüssigen Kraftstoff mehr erfolgt. Bei verschiedenen Motortypen ist es daher von Vorteil, im Vollastbereich die Motorleistung zu begrenzen. Es handelt sich jedoch in diesem Fall nicht um die erhebliche Leistungsreduzierung, wie sie bei bekannten Verfahren erforderlich ist, die nicht für mageres Gemisch sorgen. Dort muß eine Leistungsbegrenzung bis weit unter Vollast vorgenommen werden.

[0009] In Ausnahmefällen kommt es zu Verbrennungsaussetzern dadurch, daß sich ein Einspritzventil nicht mehr schließen wird und dadurch vor allem im unteren Lastbereich das Gemisch so stark überfettet wird, daß es nicht mehr zündbar ist. Wird in diesem Fall das Einspritzventil des betroffenen Zylinders mit dem Signal zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr angesteuert, bleibt diese Maßnahme wirkungslos. In diesem Fall wird das Gemisch für alle Zylinder angefettet, damit für den erheblichen Kraftstoffüberschuß aus dem betroffenen Zylinder nur der Sauerstoff zur Verbrennung zur Verfügung steht, der vom betroffenen Zylinder selbst angesaugt wird.

Zeichnung

[0010] Die einzige Figur stellt ein Flußdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Schützen eines Katalysators vor Überhitzung dar.

Wege zum Ausführen der Erfindung

[0011] Bei dem in der Figur dargestellten Verfahren wird nach dem Start des Verfahrens in einem Schritt s1 das Signal von einem beliebigen herkömmlichen zylinderselektiven Aussetzererkennungsverfahren abgerufen. In einem Schritt s2 wird untersucht, ob in einem Zylinder Aussetzer auftreten. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren beendet. Es wird dann wiederholt aufgerufen, was auch der Fall ist, wenn das Ende über einen anderen Ablauf erreicht wird.

[0012] Ergibt sich in Schritt s2, daß ein Zylinder Aussetzer aufweist, wird in einem Schritt s3 versucht, die Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder dadurch zu unterbinden, daß dessen Einspritzventil dauernd mit dem Signal "Schließen" versorgt wird. In einem Schritt s4 wird mit einem üblichen Diagnoseverfahren für die Endstufen der Einspritzventile untersucht, ob das angesteuerte Einspritzventil tatsächlich schließt. Ist dies der Fall, wird durch einen Schritt s5 das Gemisch in den anderen Zylindern abgemagert. Hierzu muß die Lambdaregelung ausgeschaltet werden, falls nicht bereits ein Zustand vorliegt, in dem mit Motorsteuerung statt mit Lambdaregelung gefahren wird. Falls erforderlich, was vom jeweiligen Motortyp abhängt, wird auch die Leistung begrenzt. Dann wird der aktuelle Verfahrensdurchlauf beendet.

[0013] Das Abmagern erfolgt vorzugsweise auf Grundlage der Vorsteuerwerte, wie sie zum Bemessen der Einspritzdauern bei Lambdaregelung oder bei Sonderbetriebsarten, z. B. Vollast, vorliegen. Diese Vorsteuerwerte sind für den Betriebsbereich, in dem normalerweise Lambdaregelung erfolgt, so adaptiert, daß sie möglichst genau zu einem Lambdawert von Eins führen. Die Vorsteuerwerte werden mit einem Faktor < 1 multipliziert, z. B. mit dem Faktor 0,9, um zu verkürzten Einspritzdauern und damit magerem Gemisch zu kommen. Der Faktor muß für Werte, die für den Volllastbereich gelten, etwas kleiner sein als für Werte, die für den Lambdaregelungsbereich gelten. Dies, weil im Vollastbereich die Vorsteuerwerte nicht zum Lambdawert Eins führen sollen, sondern zu einem Lambdawert für fettes Gemisch.

[0014] Eine Leistungsbegrenzung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Bei Turbomotoren ist es von Vorteil, den Ladedruck abzusenken. Bei Motoren mit elektronischer Leistungssteuerung, wo also die Bewegung eines Fahrpedals nicht mechanisch, sondern über elektronische Steller auf eine Drosselklappe übertragen wird, wird die Leistungsbegrenzung vorteilhafterweise durch betriebspunktabhängiges Begrenzen des maximalen Drosselklappenöffnungswinkels vorgenommen. Bei allen übrigen Motoren läßt sich die Leistung dadurch begrenzen, daß die Kraftstoffzufuhr durch Abschalten des Einspritzventiles eines Zylinders oder der Einspritzventile mehrerer Zylinder in vorgegebenem Takt begrenzt wird.

[0015] Ergibt sich in Schritt s4, daß sich das Einlaßventil des Zylinders mit den Verbrennungsaussetzern nicht mehr schließen läßt, wird in einem Schritt s6 das Gemisch für alle Zylinder angefettet und die Lambdaregelung wird abgeschaltet. Dies sorgt dafür, daß für den überschüssigen Kraftstoff aus dem Zylinder mit den Verbrennungsaussetzern nur die durch diesen Zylinder angesaugte Luft zur Verbrennung zur Verfügung steht. Das Verbrennen von Kraftstoff und Sauerstoff im Katalysator läßt sich in diesem Fall aber nicht völlig vermeiden. Daher wird auf jeden Fall die Leistung begrenzt, um ein Überhitzen des Katalysators durch das unvermeidliche Nachverbrennen zu verhindern.

[0016] Wenn Verbrennungsaussetzer auftreten, wird dies, wie erläutert, durch übliche Aussetzererkennungsverfahren festgestellt. Diese veranlassen auch, daß eine Warnlampe aufleuchtet und ggf. ein Diagnosehinweis abgespeichert wird. Von Zeit zu Zeit kann untersucht werden, ob die Aussetzer noch vorliegen oder ob der Fehler geheilt ist. Dies ist in der bereits genannten DE-A-23 40 541 beschrieben. Liegt der Fehler nicht mehr vor, werden die ergriffenen Motorsteuerungsmaßnahmen rückgängig gemacht, der Diagnosehinweis wird gelöscht, und die Warnlampe wird ausgeschaltet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Schützen eines Katalysators vor Überhitzung, bei dem durch ein Verfahren zur zylinderselektiven Aussetzererkennung ermittelt wird, ob Verbrennungsaussetzer in einem Zylinder auftreten und bei dem ein Signal zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder herausgegeben wird, wenn dies der Fall ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr von einer Lambdaregelung der Gemischzusammensetzung auf eine Steuerung umgeschaltet wird, wobei die Steuerung für diesen Fall auf die Erzielung eines mageren Gemisches für die noch arbeitenden Zylinder ausgelegt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich die Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder aufgrund eines Fehlers im Einspritzventil für diesen Zylinder trotz des entsprechenden Unterbrechungssignales nicht unterbrechen läßt, das Gemisch für alle Zylinder angefettet wird und die Motorleistung begrenzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorleistung begrenzt wird.

Claims

1. Method for protecting a catalyst from over-heating, in which a method for cylinder-selective misfire recognition is used to determine whether misfires are occurring in a cylinder and in which a signal for interrupting the fuel supply to the cylinder concerned is emitted if this is the case, characterized in that, in the event of interruption, the fuel supply is switched over from a lambda control of the mixture composition to an open-loop control, the open-loop control for this case being designed to achieve a lean mixture for the cylinders still operating.

2. Method according to Claim 1, characterized in that, if the fuel supply to the cylinder affected cannot be interrupted despite the corresponding interruption signal because of a fault in the injection valve for this cylinder, the mixture for all the cylinders is enriched and the engine power is limited.

3. Method according to Claim 1, characterized in that the engine power is limited.

Revendications

1. Procédé de protection d'un catalyseur contre la surchauffe, selon lequel on détermine un procédé pour connaître les ratés de manière sélective par cylindre, pour savoir si un raté de combustion s'est produit dans un cylindre et qui émet un signal de coupure de l'alimentation en carburant vers le cylindre concerné lorsque cela est le cas, procédé caractérisé en ce qu'en cas de coupure de l'alimentation en carburant, on passe de la régulation lambda de la composition du mélange à une commande tandis que cette commande est conçue dans ce cas pour obtenir un mélange plus maigre pour les cylindres qui sont encore en fonctionnement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'alimentation en carburant du cylindre concerné ne peut être coupée à la suite d'un défaut de l'injecteur pour ce cylindre, malgré un signal d'interruption correspondant, on enrichit le mélange de tous les cylindres et on limite la puissance du moteur.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on limite la puissance du moteur.

Zeichnung