DE10038655A1 - Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für BrennkraftmaschinenInfo
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Abstract
Ein Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für Brennkraftmaschinen weist Abgasreinigungskatalysatoren (14, 15) auf, die an der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite eines Abgaskanals (12) einer Brennkraftmaschine (1) montiert sind, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (7) zum Einspritzen einer Sollmenge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine hinein in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand und eine ECU (30). Die ECU ändert ein Luftkraftstoffverhältnis zu mageren und fetten Beträgen durch abwechselndes Erhöhen und Vermindern der Kraftstoffeinspritzmenge. Das Mager-/Fettumschalten des Abgasluftkraftstoffverhältnisses wird durchgeführt bei einem Intervall einschließlich einer Periode, während der magere und fette Bestandteil aus dem Abgas mit dem stromaufwärtigen Katalysator reagieren, und einer Periode danach, während der ein nicht reagierendes Abgas durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für Brennkraftmaschinen,
die einen Katalysator verwenden zum Reinigen von Abgasen auf
der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite der
Abgasleitung der Brennkraftmaschine, um dadurch das
Luftkraftstoffgemischverhältnis durch Regulieren der
Kraftstoffeinspritzmenge in die Zylinder zu regeln gemäß
Motorbetriebszuständen.
Als eine herkömmliche Technologie zum Aufwärmen eines
Abgasreinigungskatalysators in einer kurzen Zeitperiode wird
das Einspritzschwanken vorgeschlagen, um die
Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen und zu vermindern, um
abwechselnd Kraftstoff abzumagern und anzufetten in Relation
zu dem stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis (λ = 1).
Das Einspritzschwanken wird durchgeführt für die Zufuhr von
Sauerstoff (O2) und unverbranntem Kraftstoff (HC und CO) zu
dem Katalysator durch Erhöhen oder Vermindern der
einzuspritzenden Kraftstoffmenge für eine Reaktion und
Erwärmen in der Anwesenheit des Katalysators, um dadurch die
Katalysatortemperatur anzuheben zum Erzielen einer frühen
Aktivierung des Katalysators. Wenn im Allgemeinen das
Einspritzschwanken ausgeführt wird, wird das
Sollluftkraftstoffverhältnis umgeschaltet durch Abmagern und
Anfetten des Kraftstoffs in Intervallen von 1 bis 5
Einspritzungen durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen.
Das Verfahren zum Bewirken der Katalysatoraktivierung
durch Einspritzschwanken ist jedoch nur wirksam zum Aufwärmen
eines Katalysators von einem kalten Zustand. Bei einem
System, bei dem Katalysatoren in Reihe in der Abgasleitung
angeordnet sind, wird jedoch der stromaufwärtige Katalysator
früh erwärmt. Wenn das Einspritzschwanken aufrechterhalten
wird nach der Vollendung des Aufwärmens des Katalysators,
wird der Katalysator auf der stromaufwärtigen Seite
überhitzt, wobei die zulässige Temperatur überschritten wird.
Wenn jedoch das Einspritzschwanken angehalten wird bei der
Vollendung des Katalysatorerwärmens bei einem Versuch, diesen
Nachteil zu vermeiden, wird ein derartiges Problem
stattfinden, dass der Katalysator auf der stromabwärtigen
Seite nicht auf eine Solltemperatur sinken wird.
In dem Dokument JP-A-8-158858 ist ein vorderer
Katalysator an der stromaufwärtigen Seite der Abgasleitung
montiert, während ein Hauptkatalysator an der stromabwärtigen
Seite angeordnet ist. Während der Periode der Aktivierung des
vorderen Katalysators nach dem Start des Motors steigt die
Abgastemperatur an, um zwangsweise den vorderen und
Hauptkatalysator zu aktivieren. Nach der Aktivierung des
vorderen Katalysators wird der Abgastemperaturanstieg
angehalten und der Hauptkatalysator wird aktiviert durch die
Verwendung des Einspritzschwankens, das das
Luftkraftstoffverhältnis erhöht und vermindert. Das
Überhitzen des vorderen Katalysators kann verhindert werden.
Bei diesem Gerät wird jedoch das Einspritzschwanken
ausgeführt nach der Aktivierung des vorderen Katalysators.
Das Erwärmen des vorderen Katalysators kann nicht verhindert
werden, wodurch ein Problem des Überhitzens des Katalysators
auftritt. Auch wenn versucht wird, das Erwärmen des vorderen
Katalysators zu hemmen, wird ein derartiges Problem
auftreten, dass sich eine Aktivierungswirkung des
Hauptkatalysators verschlechtert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Schaffung eines Luftkraftstoffverhältnisregelgeräts für
Brennkraftmaschinen, das in der Lage ist, die Temperatur
beider in Reihe in einer Abgasleitung vorgesehener
Katalysatoren geeignet zu steuern, um dadurch eine wirksamere
Reinigung des Abgases zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß weist ein
Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für Brennkraftmaschinen
folgendes auf: Abgasreinigungskatalysatoren, die an
stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten eines Abgaskanals
einer Brennkraftmaschine montiert sind, eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen einer
Sollmenge von Kraftstoff in einen Zylinder der
Brennkraftmaschine hinein in Übereinstimmung mit einem
Motorbetriebszustand, und eine elektronische Regeleinheit.
Die Regeleinheit ändert ein Luftkraftstoffverhältnis zu
mageren und fetten Beträgen durch abwechselndes Erhöhen und
Vermindern der Menge der Kraftstoffeinspritzung. Die Mager-
/Fettumschaltung des Abgasluftkraftstoffverhältnisses wird
durchgeführt bei einem Intervall einschließlich einer
Periode, während der die mageren und fetten Bestandteile in
dem Abgas mit dem stromaufwärtigen Katalysator reagieren, und
einer Periode danach, während der ein nichtreagiertes Abgas
durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten
Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
Bei den Zeichnungen:
zeigt Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines
Motorregelsystems als ein Ausführungsbeispiel eines
Luftkraftstoffverhältnisregelgeräts gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
zeigt Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines bei dem
ersten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Motorabgassystems;
zeigt Fig. 3 ein Zeitgebungsdiagramm eines Betriebs
einer bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten
Einspritzschwankungsregelung;
zeigt Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer bei dem ersten
Ausführungsbeispiel ausgeführten
Kraftstoffeinspritzregelroutine;
zeigt Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Teils einer bei
dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten
Sollluftkraftstoffverhältniseinrichteroutine;
zeigt Fig. 6 ein Ablaufdiagramm des anderen Teils der
bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten
Sollluftkraftstoffverhältniseinrichteroutine;
zeigt Fig. 7 ein Ablaufdiagramm einer bei dem ersten
Ausführungsbeispiel ausgeführten Drehmomentkorrekturroutine;
zeigt Fig. 8 ein Ablaufdiagramm einer bei dem ersten
Ausführungsbeispiel ausgeführten
Schwankungsregelwertkorrekturroutine;
zeigt Fig. 9 ein Zeitgebungsdiagramm eines Betriebs der
Schwankungsregelwertkorrektur bei dem ersten
Ausführungsbeispiel;
zeigen Fig. 10A und 10B Zeitgebungsdiagramme von
Sensorausgangswellengestalten vor und nach der
Katalysatorverschlechterung jeweils;
zeigt Fig. 11 ein Zeitgebungsdiagramm, das insbesondere
den Betrieb einer Luftkraftstoffverhältnisregelung bei dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
zeigt Fig. 12 ein Zeitgebungsdiagramm eines Übergangs
der Katalysatortemperatur während einer Verschlechterung und
Regenerierung eines NOx Katalysators bei dem ersten
Ausführungsbeispiel;
zeigt Fig. 13 ein Zeitgebungsdiagramm eines Übergangs
der Katalysatortemperatur während einem Motorstart bei dem
ersten Ausführungsbeispiel;
zeigt Fig. 14 ein Ablaufdiagramm eines Teils der bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführten
Luftkraftstoffverhältnisregelroutine der vorliegenden
Erfindung;
zeigt Fig. 15 ein schematisches Diagramm eines
Hybridmotorfahrzeugs bei einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 16 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Teils der bei
dem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführten
Luftkraftstoffverhältnisregelroutine.
Ein Luftkraftstoffverhältnisregelgerät gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 gezeigt. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das
Luftkraftstoffverhältnisregelgerät ausgeführt für einen
Benzinmotor (Brennkraftmaschine) 1 für Kraftfahrzeuge. Bei
diesem Gerät wird die in den Motor einzuspritzende
Kraftstoffmenge reguliert, um das
Luftkraftstoffgemischverhältnis mittels einer elektronischen
Regeleinheit (ECU) 30 zu regeln. Darüber hinaus ist eine
Vielzahl von Katalysatoren 14 und 15 in einer Abgasleitung 12
angeordnet zum Reinigen der Abgase, die durch eine
Einspritzschwankungsregelung aktiviert werden, wodurch ein
System zum wirksamen Reinigen der Abgase geschaffen wird.
Wie insbesondere in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Motor 1
ein Vierzylinderviertaktmotor der fremdgezündeten Art. In den
Motor 1 hinein zuzuführende Ansaugluft wird angesaugt bei
einem Luftreiniger und tritt durch eine Ansaugleitung 3, eine
Drosselklappe 4, einen Windkessel 5 und einen Ansaugkrümmer 6
von der stromaufwärtigen Seite aus hindurch. Die Ansaugluft
wird dann in jedem Ansaugkrümmer 6 mit von einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 7 eingespritztem Kraftstoff
vermischt, die an jedem Ansaugkrümmer 6 montiert ist. Das
somit gebildete Luftkraftstoffgemisch mit einem vorgegebenen
Luftkraftstoffverhältnis wird zu jedem Zylinder zugeführt.
Dabei wird der Öffnungs- und Schließvorgang der Drosselklappe
4 elektronisch gesteuert durch ein Drosselklappenstellglied
8.
Jeder Zylinder des Motors ist mit einer Zündkerze 9
versehen, die das Luftkraftstoffgemisch in jedem Zylinder
zündet bei einem vorgegebenen Zeitpunkt. Ein sogenanntes DLI
System (verteilerlose Zündung) wird eingesetzt, das die
Zündenergie von einer Zündspule unmittelbar zu der Zündkerze
9 in jedem Zylinder zuführt und nicht über einen Verteiler.
Das von jedem Zylinder herauskommende Abgas nach der
Verbrennung tritt durch Abgaskrümmer 11 hindurch und durch
die Abgasleitung 12. Nach dem Hindurchtreten durch einen in
der Abgasleitung 12 vorgesehenen Dreiwegekatalysator 14
strömt das Abgas weiter durch einen NOx Katalysator 15
hindurch und wird dann schließlich in die Atmosphäre
abgegeben.
Der Dreiwegekatalysator 14 hat eine relativ kleine
Kapazität und wirkt als ein Startkatalysator, der schnell
aktiviert wird bei der Motorstartperiode. Der NOx Katalysator
15 ist von einer Adsorptionsreduktionsart, die wirkt zum
Adsorbieren von in den Abgasen vorhandenem NOx während einer
Verbrennung hauptsächlich bei einem mageren
Luftkraftstoffverhältnis und dann die NOx wieder abgibt nach
der Reduktion mit fetten Bestandteilen (CO, HC etc.), die
während der Verbrennung mit dem mageren
Luftkraftstoffverhältnis adsorbiert wurden.
In der Ansaugleitung 3 ist ein Ansaugdrucksensor 22
vorgesehen zum Erfassen eines Unterdrucks in der
Ansaugleitung (Ansaugdruck PM) an der stromabwärtigen Seite
der Drosselklappe 4. Die Drosselklappe 4 ist mit einem
Drosselsensor 23 gekoppelt zum Erfassen eines
Öffnungswinkelbetrags der Drosselklappe 4
(Drosselöffnungswinkel TH). Der Drosselsensor 23 wirkt als
ein Ausgang eines analogen Signals in Übereinstimmung mit dem
Drosselöffnungswinkel TH. Der Drosselsensor 23 hat einen
eingebauten Leerlaufschalter, der auch ein Erfassungssignal
abgibt, wenn sich die Drosselklappe 4 bei ihrer vollständig
geschlossenen Position befindet.
In den Zylinderblock des Motors 1 ist ein
Kühlmitteltemperatursensor 24 eingebaut. Der
Kühlmitteltemperatursensor 24 erfasst die
Motorkühlmitteltemperatur Thw. An einer (nicht gezeigten)
Kurbelwelle ist ein Motordrehzahlsensor 25 montiert zum
Erfassen der Drehzahl des Motors 1 (Motordrehzahl Ne). Der
Motordrehzahlsensor 25 gibt 24 Impulssignale in gleichmäßigen
Intervallen ab bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle,
das heißt bei 720°KW (Kurbelwinkel).
In der Abgasleitung 12 ist ein
Luftkraftstoffverhältnissensor 26 der Grenzstromart an der
stromaufwärtigen Seite des Dreiwegekatalysators 14 angeordnet
und eine Lamdasonde (hintere Lamdasonde) ist an der
stromabwärtigen Seite des NOx Katalysators 15 montiert. Der
Luftkraftstoffverhältnissensor 26 gibt ein breites lineares
Luftkraftstoffverhältnissignal (AF) ab proportional zu der
Sauerstoffkonzentration in dem Abgas (oder der Konzentration
von Kohlenmonoxid CO in dem unverbrannten Gas). Die hintere
Lamdasonde 27 gibt ein elektromotorisches Kraftsignal (VOX2)
ab, das anzeigt, dass sich das Luftkraftstoffverhältnis des
Abgases ändert, das heißt ein mageres oder fettes Gemisch.
Bei der stromabwärtigen Seite des NOx Katalysators 15 ist ein
Katalysatortemperatursensor 28 vorgesehen zum Erfassen der
Temperatur des NOx Katalysators 15.
Die ECU 30 ist aufgebaut als ein arithmetischer
Berechnungsschaltkreis einschließlich einer CPU 31, eines ROM
32, eines RAM 33 und eines Sicherungs-RAM 34. Die ECU 30 ist
mit jedem Sensor und Stellglied verbunden über einen Bus 37,
einen Eingangsanschluss 35 und einen Ausgangsanschluss 36.
Der Eingangsanschluss 35 dient dem Eingeben eines
Erfassungssignals von jedem Sensor und der Ausgangsanschluss
36 dient dem Abgeben eines Steuersignals zu jedem Stellglied.
Die ECU 30 gibt Erfassungssignale (Ansaugdruck PM,
Drosselöffnungswinkel TH, Kühlmitteltemperatur Thw,
Motordrehzahl Ne, Luftkraftstoffverhältnis AF etc.) von den
verschiedenen Sensoren über den Eingangsanschluss 35 ein.
Dann werden derartige Steuersignale zum Steuern der
Kraftstoffeinspritzmenge TAU und des Zündzeitpunkts Ig
berechnet auf der Grundlage dieser verschiedenen Werte und
abgegeben zu den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 7 und den
Zündkerzen 9 über den Ausgangsanschluss 36. Die ECU 30 treibt
auch das Drosselklappenstellglied 8 an, um den Öffnungswinkel
der Drosselklappe 4 einzustellen, wodurch die Ansaugluftmenge
gesteuert wird, die zu dem Motor 1 zuzuführen ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beabsichtigt das
Anheben der Temperatur des stromabwärtigen NOx Katalysators
15 auf einen geeigneten Wert ohne dem Überhitzen des
stromaufwärtigen Dreiwegekatalysators 14, der in der
Abgasleitung 12 vorgesehen ist. Um dieses Ziel zu
verwirklichen, wird eine Einspritzschwankungsregelung
verwendet, um abwechselnd das Luftkraftstoffverhältnis zu
ändern zwischen einem mageren Verhältnis und einem fetten
Verhältnis relativ zu dem stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnis (λ = 1). Die Temperatur des
stromaufwärtigen und stromabwärtigen Katalysators 14 und 15
kann gesteuert werden wie erwünscht insbesondere durch
Einstellen der mageren und fetten Umschaltperiode (die Anzahl
der Einspritzungen) bei der Einspritzschwankungsregelung.
Die vorstehende Einspritzschwankungsregelung wird hier
unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben. In
Fig. 2 bezeichnet ein Punkt A einen
Luftkraftstoffverhältnismesspunkt unmittelbar vor dem
Dreiwegekatalysator 14 und der Punkt B bezeichnet einen
Luftkraftstoffverhältnismesspunkt unmittelbar vor dem NOx
Katalysator 15.
Das Abgas mit der mageren oder fetten Atmosphäre wird
unmittelbar zu dem Dreiwegekatalysator 14 zugeführt, der sich
nahe dem Motor 1 befindet, wenn das Luftkraftstoffverhältnis
in dem Abgas von dem Motor 1 abgegeben wird während die
Einspritzschwankungsregelung geändert wird zwischen fett und
mager, wodurch eine Reaktion der mageren Bestandteile (O2)
und der fetten Bestandteile (HC, CO) der Abgase vor und nach
dem Umschalten des Luftkraftstoffverhältnisses ermöglicht
wird. Das heißt, bei dem Punkt A unmittelbar vor dem
Dreiwegekatalysator 14 reagieren die mageren Bestandteile und
die fetten Bestandteile in dem in Fig. 3 gezeigten
schraffierten Abschnitt, wodurch die Temperatur des
Dreiwegekatalysators 14 in einem gewissen Ausmaß angehoben
wird. Der schraffierte Abschnitt in Fig. 3 zeigt die mageren
Bestandteile oder die fetten Bestandteile, die für eine
Reaktion zeitweilig in dem Dreiwegekatalysator 14 verbleiben.
Die Menge des mageren oder fetten Luftkraftstoffgemisches
hängt von der Katalysatorkapazität ab.
Wenn der Zustand des mageren oder fetten
Luftkraftstoffgemisches sich fortsetzt wird keine weitere
Reaktion stattfinden zwischen den mageren und fetten
Bestandteilen, wobei die Reaktion beendet wird. Deshalb tritt
das Abgas ohne eine Reaktion durch den Dreiwegekatalysator 14
hindurch, wobei Wärme abgegeben wird, um dadurch das Absenken
der Temperatur des Dreiwegekatalysators 14 graduell zu
beginnen. Wegen der Einspritzschwankungsregelung wiederholt
die Temperatur des Dreiwegekatalysators 14 das leichte
Ansteigen und den Abfall. Im Allgemeinen bleibt jedoch die
Katalysatortemperatur unverändert.
In der Zwischenzeit werden jedoch die mageren und fetten
Bestandteile des Abgases, das durch den Dreiwegekatalysator
14 hindurchgetreten ist, vermischt beim Strömen in der
Abgasleitung 12, wodurch ein durchschnittliches
Luftkraftstoffgemischverhältnis bei dem Punkt B unmittelbar
vor dem NOx Katalysator 15 erreicht wird, wie in Fig. 3
gezeigt ist. Da dabei das Abgas einschließlich der mageren
und fetten Bestandteile in einem gewissen Ausmaß gemittelt
ist und zu dem NOx Katalysator 15 zugeführt wird an der
stromabwärtigen Seite, wird eine exotherme Reaktion bei dem
NOx Katalysator 15 beschleunigt, was zu einem nahezu
gleichförmigen Temperaturanstieg des NOx Katalysators 15
führt.
Bei der im Allgemeinen herkömmlich eingesetzten
Einspritzschwankungsregelung wird das Mager-/Fettumschalten
bewirkt in Intervallen von ungefähr 1 bis 5 Einspritzungen.
Bei der Einspritzschwankungsregelung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels wird jedoch das Mager-/Fettumschalten in
Intervallen von ungefähr 20 bis 100 Einspritzungen
durchgeführt. Das Mager-/Fettumschaltintervall (Anzahl der
Einspritzungen) während dem Einspritzschwanken wird
vorzugsweise so eingerichtet, dass der Erwärmungswert und der
Wärmefreigabewert gleich ist, wodurch die Temperatur des
Dreiwegekatalysators 14 gehalten werden kann ohne einen
Anstieg oder einen Abfall.
Als Nächstes wird eine Berechnung durch die CPU 31 zum
Verwirklichen der vorstehend angeführten
Einspritzschwankungsregelung erläutert unter Bezugnahme auf
Ablaufdiagramme in Fig. 4 bis 8. Fig. 4 zeigt ein
Ablaufdiagramm einer Kraftstoffeinspritzregelroutine, die
durch die CPU 31 auszuführen ist. Die Routine wird ausgeführt
bei jeder Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder (alle
180°KW).
Wenn zuerst beim Schritt 101 die Routine in Fig. 4
gestartet wird, werden Ergebnisse der Sensorerfassung
eingelesen, die den Motorbetriebszustand andeuten
(Motordrehzahl Ne, Ansaugdruck PM und Kühlmitteltemperatur
Thw). Bei dem folgenden Schritt 102 wird eine
Grundeinspritzmenge Tp bei jeder Motordrehzahl Ne und
Ansaugdruck PM berechnet unter Verwendung eines
Grundeinspritzkennfelds, das in dem ROM 32 vorher gespeichert
ist. Dann beim Schritt 200 wird ein
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG auf ein
Istluftkraftstoffverhältnis geregelt.
Anschließend beim Schritt 103 wird ein
Luftkraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient FAF eingerichtet
auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem
Istluftkraftstoffverhältnis AF (Sensorerfassungswert) und dem
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird die
Luftkraftstoffverhältnisrückführregelung (F/B) auf der
Grundlage der fortgeschrittenen Regeltheorie ausgeführt. Der
auf der Grundlage des Ausgangs des
Luftkraftstoffverhältnissensors 26 eingerichtete FAF Wert
wird auf eine derartige Weise korrigiert, dass der Mittelwert
FAF sich vermindert, um die eingespritzte Kraftstoffmenge zu
reduzieren, wenn die Ausgangsspannung VOX2 der hinteren
Lamdasonde 27 auf der stromabwärtigen Seite des NOx
Katalysators eine Vergleichsreferenzspannung überschreitet in
Übereinstimmung mit dem stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnis. Es ist verständlich, dass natürlich
die Rückführregelung bewirkt werden kann durch das PID
Regelverfahren (proportional + integral + differenzierend).
Nach dem Einrichten des FAF Werts beim Schritt 104 wird
die folgende Gleichung verwendet zum Berechnen der
endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge TAU aus der
Grundeinspritzmenge Tp, dem
Luftkraftstoffverhältniskorrekturkoeffizienten FAF und
anderen Korrekturkoeffizienten FALL (verschiedene
Korrekturkoeffizienten, wie beispielsweise
Kühlmittelkorrektur, Klimaanlagenlast etc.).
TAU = Tp . FAF . FALL
Nach der Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge TAU
wird ein Regelsignal proportional zu dem TAU Wert zu der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 7 abgegeben, wodurch diese
Routine beendet wird.
Die vorstehend angeführte Rückführregelung wird
ausgeführt, wenn die Rückführbedingungen erfüllt sind. Das
heißt, dass die Kühlmitteltemperatur Thw eine vorgegebene
Temperatur überschreitet, der Motor weder bei einem
Hochdrehzahl- noch bei einem Hochlastzustand betrieben wird
und dass der Luftkraftstoffverhältnissensor 26 sich in einem
aktivierten Zustand befindet. Wenn die Rückführbedingungen
nicht eingerichtet sind, wird das Luftkraftstoffverhältnis im
offenen Regelkreis gesteuert (FAF = 1,0).
Als Nächstes wird die
Sollluftkraftstoffverhältniseinrichteprozedur (Routine beim
Schritt 200) erläutert unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramme
in Fig. 5 und 6. In dieser Routine wird die Fettregelung
zeitweilig durchgeführt in dem Verlauf der Magerregelung. Das
heißt, dass ein fettes Spülen durchgeführt wird. Bei der
Magerregelung und der Fettspülregelung wird das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG wie erforderlich
eingerichtet. Dabei wird das Sollluftkraftstoffverhältnis
AFTG so eingerichtet, dass das Luftkraftstoffverhältnis
variiert relativ zu dem stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnis (λ = 1) abwechselnd zwischen mager
und fett relativ zu dem stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnis.
Das Fettspülen beabsichtigt die Reduktion und Freigabe
hauptsächlich von in dem NOx Katalysator 15 adsorbierten NOx
mit den fetten Bestandteilen, wodurch die NOx
Reinigungskapazität des Katalysators wiederhergestellt wird.
Die Einspritzschwankungsregelung wird durchgeführt, um nur
die Temperatur des NOx Katalysators 15 an der stromabwärtigen
Seite zu erhöhen ohne einen Anstieg der Temperatur des
Dreiwegekatalysators 15 an der stromaufwärtigen Seite.
Zunächst beim Schritt 201 in Fig. 5 wird eine
Überprüfung durchgeführt, ob eine Einspritzschwankungsmarke
FDITH bei "1" eingerichtet ist, die das Durchführen der
Einspritzschwankungsregelung anzeigt. Beim Schritt 202 wird
auch überprüft, ob der NOx Katalysator 15 einen
Temperaturanstieg benötigt durch die
Einspritzschwankungsregelung. Beispielsweise wird beim
Schritt 202 ein "JA" bestimmt:
- 1. Wenn der Motor kalt gestartet wird;
- 2. wenn der NOx Katalysator 15 inaktiv wird wegen eines Temperaturabfalls nach einem langen Leerlaufbetrieb; oder
- 3. wenn durch eine andere (nicht gezeigte) Routine ermittelt wird, dass der NOx Katalysator 15 mit Schwefel verschlechtert ist.
Der vorstehende Punkt (1) kann ermittelt werden durch
eine Information von einem Zündschlüsselvorgang,
Kühlmitteltemperatur Thw etc. Der vorstehende Punkt (2) kann
ermittelt werden durch Überwachen der Temperatur des NOx
Katalysators 15 auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses
durch den Katalysatortemperatursensor 28.
Die Verschlechterung des NOx Katalysators 15, die in dem
vorstehenden Punkt (3) angeführt ist, wird folgendermaßen
ermittelt. Das heißt, dass bei der Fettregelung der Ausgang
VOX2 der hinteren Lamdasonde 27 überwacht wird, wodurch die
NOx Adsorptionskapazität des NOx Katalysators 15 geschätzt
wird auf der Grundlage des Spitzenwerts von VOX2 oder dem
Zeitintegral (Flächenbereich) der Änderung von VOX2. Dann
wird der Grad der Katalysatorverschlechterung erfasst auf der
Grundlage der somit geschätzten NOx Adsorptionskapazität.
Dabei wird ermittelt, dass, je größer der Spitzenwert von NOx
ist oder je größer das Zeitintegral (Flächenbereich) der
Änderung von VOX2 ist, der Grad der
Katalysatorverschlechterung um so größer ist, der durch die
gesenkte NOx Adsorptionskapazität des NOx Katalysators 15
verursacht ist. Wie insbesondere aus Fig. 10A und 10B
ersichtlich ist, wenn der Grad der
Katalysatorverschlechterung sich unterscheidet, unterscheidet
sich der Spitzenwert des Ausgangs der hinteren Lamdasonde
VOX2. Da der Spitzenwert in Fig. 10B größer ist als der in
Fig. 10A, kann ermittelt werden, dass die
Katalysatorverschlechterung fortgeschritten ist.
Wenn bei beiden Schritten 201 und 202 ein "NEIN"
ermittelt wird, wird das Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG
eingerichtet, um zeitweilig die Fettregelung (Fettspülen) im
Verlauf der Magerregelung bei Schritten 203 bis 210
durchzuführen. Wenn ein "JA" ermittelt wird bei einem aus dem
Schritt 201 oder Schritt 203, wird das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG eingerichtet, um die
Einspritzschwankungsregelung bei Schritten 211 bis 221 und
230 in Fig. 6 durchzuführen.
Beim Schritt 203 wird ermittelt, ob der durch einen
Zykluszähler CC gegebene Wert, der jede
Kraftstoffeinspritzung zählt, Null ist oder nicht. Die
Routine schreitet zum Schritt 204 fort bei dem Zustand, dass
der Zykluszähler 0 ergibt. Beim Schritt 204 werden die
Magerzeit TL und die Fettzeit TR eingerichtet auf der
Grundlage der Motordrehzahl Ne und des Ansaugdrucks PM. Wenn
Schritt 203 ein "NEIN" ermittelt (CC ≠ 0), wird die
Verarbeitung beim Schritt 204 übersprungen.
Die Magerzeit TL und die Fettzeit TR entsprechen einer
Kraftstoffeinspritzhäufigkeit bei jedem mageren
Luftkraftstoffverhältnis und einer
Kraftstoffeinspritzhäufigkeit bei jedem fetten
Luftkraftstoffverhältnis. Grundsätzlich werden um so größere
Werte eingerichtet, je höher die Motordrehzahl oder je höher
der Ansaugdruck PM ist. Die Magerzeit TL ist gegeben durch
Multiplizieren der Fettzeit TR mit einem vorgegebenen Faktor
(TL = TR × vorgegebener Faktor). Der vorgegebene Faktor eines
fixen Werts von ungefähr "50" ist befriedigend und kann
eingerichtet werden als ein variabler Wert in Übereinstimmung
mit derartigen Motorbetriebszuständen wie Ne und PM.
Anschließend beim Schritt 205 wird der Zykluszähler CC
um "1" hochgezählt und bei dem folgenden Schritt 206 wird
überprüft, ob das Ablesen des Zykluszählers einen Wert
äquivalent zu der Magerzeit TL erreicht hat. Wenn das Ablesen
des Zykluszählers CC größer als TL ist, wird das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG auf der Grundlage von Ne
und PM eingerichtet auf einen mageren Regelwert beim Schritt
207. Nach dem Einrichten des AFTG Werts wird die Routine
beendet, dann wird zum Schritt 103 in Fig. 4 zurückgegangen
(Einrichten von FAF).
Der AFTG Wert beim Schritt 207 wird ermittelt unter
Bezugnahme auf ein vorgegebenes
Sollluftkraftstoffverhältniskennfeld auf der Grundlage
beispielsweise der Motordrehzahl Ne und des Ansaugdrucks PM,
wobei ein Wert in Übereinstimmung von beispielsweise A/F = 20
bis 23 eingerichtet wird. Wenn die Magerregelbedingungen
nicht eingerichtet sind wegen einem unstetigen Betrieb, wird
der AFTG Wert in der Nähe des stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnisses eingerichtet (A/F = 14,7). Dabei
wird das Luftkraftstoffverhältnis geregelt durch die
Magerregelung, die beim Schritt 207 eingerichtet wird.
Wenn dabei das Ablesen des Zykluszählers CC ≧ TL ergibt,
wird das Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG auf einen
Fettregelwert beim Schritt 208 eingerichtet. Der AFTG Wert
beim Schritt 208 kann eingerichtet werden als ein fixer Wert
in dem Fettbereich und kann auch eingerichtet werden als ein
variabler Wert über einen Kennfeldbezug auf der Grundlage von
Ne und PM. Wenn der Kennfeldbezug ausgeführt wird, wird der
AFTG Wert auf eine derartige Weise eingerichtet, dass der
Grad der Kraftstoffanreicherung um so höher wird, je höher
die Motordrehzahl Ne oder der Ansaugdruck PM ist.
Danach wird beim Schritt 209 eine Überprüfung
durchgeführt, um zu ermitteln, ob der durch den Zykluszähler
CC gelesene Wert einen Wert äquivalent zu der Gesamtzeit TR
"TL + TR" erreicht hat. Wenn das Ablesen des Zykluszählers CC <
TL + TR ergibt, wird die Routine beendet und es wird zum
Schritt 103 in Fig. 4 zurückgegangen. Dabei wird das
Luftkraftstoffkraftstoffverhältnis durch die Fettregelung
geregelt unter Verwendung des beim Schritt 208 eingerichteten
AFTG.
Wenn der Zykluszähler CC ≧ TL + TR ergibt und der
Schritt 209 ein "JA" ermittelt hat, wird der Zykluszähler CC
auf "0" gelöscht beim Schritt 210. Danach wird die Routine
beendet und es wird zum Schritt 103 in Fig. 4
zurückgegangen. Mit dem Löschen des Zykluszählers ermittelt
Schritt 203 ein "JA" durch die folgende Routine, wobei die
Magerzeit TL und die Fettzeit TR neu eingerichtet werden.
Dann wird die Magerregelung und die Fettspülregelung wieder
bewirkt auf der Grundlage der Magerzeit TL und der Fettzeit
TR.
Wenn in der Zwischenzeit ein Temperaturanstieg des NOx
Katalysators 15 erforderlich ist wegen einer Verschlechterung
oder Nichtaktivierung des NOx Katalysators 15, wobei Schritt
202 ein "JA" ermittelt, schreitet die Routine zum Schritt 211
in Fig. 6 fort. Beim Schritt 211 wird eine "1" eingerichtet
bei der Einspritzschwankungsmarke FDITH, dann beim Schritt
212 wird der Zykluszähler auf "0" gelöscht. Anschließend beim
Schritt 213 werden die Schwankungsmagerzeit TLD und die
Schwankungsfettzeit TRD eingerichtet. Beim Schritt 214 werden
die Mager- und Fettgrade (die Schwankungsregelwerte) der
Einspritzschwankung eingerichtet.
Die Schwankungsmagerzeit TLD und die Schwankungsfettzeit
TRD werden eingerichtet gemäß der Motordrehzahl Ne und dem
Ansaugdruck PM als ein Intervall einschließlich einer
Periode, während der die mageren und fetten Bestandteile in
dem Abgas mit dem Dreiwegekatalysator 14 reagieren auf der
stromaufwärtigen Seite und danach einer Periode, während der
ein nichtreagierendes Abgas durch den Dreiwegekatalysator 14
hindurchtritt. Beispielsweise werden TLD und TRD bei kurzen
Werten während einem Hochdrehzahl-, Hochlastmotorbetrieb
eingerichtet, bei dem das Abgas mit einer hohen
Geschwindigkeit strömt. Dabei wird Bezug genommen, dass TLD
und TRD auf die Zeit eingerichtet werden, wenn die
Kraftstoffeinspritzhäufigkeit der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 7 ungefähr 20 bis 100
Einspritzungen entspricht. Der Magergrad und der Fettgrad
werden eingerichtet in Übereinstimmung mit dem Bereich des
Temperaturanstiegs des NOx Katalysators 15, der ermittelt
wird durch die Einspritzschwankungsregelung. Beispielsweise
je größer der Sollbereich des Temperaturanstiegs ist, um so
größer wird der Magergrad und der Fettgrad eingerichtet. Es
ist auch bevorzugt, dass TLD, TRD und der Mager-/Fettgrad bei
fixen Werten voreingerichtet werden.
Es ist jedoch wünschenswert, dass TLD, TRD und der
Mager-/Fettgrad so eingerichtet werden, dass der Mittelwert
des Luftkraftstoffverhältnisses das stöchiometrische
Luftkraftstoffverhältnis (λ = 1) wird und dass das
Zeitintegral des Luftkraftstoffverhältnisses bei der mageren
Seite und das Zeitintegral des Luftkraftstoffverhältnisses
bei der fetten Seite miteinander übereinstimmen, wodurch
Motordrehmomentvariationen während dem Einspritzschwanken
gesteuert werden können.
Dann beim Schritt 215 wird eine Mager-
/Fettumschaltzeitgebung bei dem Einspritzschwanken ermittelt
gemäß dem Ablesen des Zykluszählers CC. Während der
Anfangsperiode des Einspritzschwankens wird ein "NEIN" beim
Schritt 215 ermittelt, wobei zum Schritt 230 fortgeschritten
wird, wobei der Schwankungsregelwert des
Luftkraftstoffverhältnisses korrigiert wird in
Übereinstimmung mit dem Ausgang VOX2 der hinteren Lamdasonde
27.
Bei der Korrektur des Schwankungsregelwerts, wie in
Fig. 8 gezeigt ist, wird beim Schritt 231 ermittelt, ob der
Ausgang VOX2 bei der hinteren Lamdasonde 27 0,45 V
überschreitet oder nicht, das heißt, ob das fette
Luftkraftstoffgemisch auf der stromabwärtigen Seite des NOx
Katalysators 15 vorhanden ist oder nicht. Wenn das
Luftkraftstoffgemisch fett ist (VOX2 < 0,45 V), wird das
Luftkraftstoffgemisch abgemagert durch Erhöhen des
Schwankungsregelwerts (A/F Wert) um einen vorgegebenen Wert β
beim Schritt 232. Wenn dabei der angezeigte
Schwankungsregelwert mager ist, wird der Magergrad erhöht um
den vorgegebenen Wert β und umgekehrt, wenn der
Schwankungsregelwert fett ist, wird der Fettgrad vermindert
um den vorgegebenen Wert β. Wenn darüber hinaus das
Luftkraftstoffgemisch mager ist (VOX2 ≦ 0,45 V), wird das
Luftkraftstoffgemisch angereichert durch Vermindern des
Schwankungsregelwerts (A/F Wert) um den vorgegebenen Wert β
beim Schritt 233. Das heißt, wenn dabei der
Schwankungsregelwert mager ist, wird der Magergrad um β
vermindert und umgekehrt, wenn der Schwankungsregelwert fett
ist, wird der Fettgrad um β erhöht.
Die Korrektur des Schwankungsregelwerts wird unter
Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert. Da VOX2 < 0,45 vor der Zeit
ta gilt, wird das Luftkraftstoffgemisch graduell abgemagert
ungeachtet des Schwankungsregelwerts. Da VOX ≦ 0,45 von der
Zeit ta bis zur Zeit tb gilt, wird das Luftkraftstoffgemisch
graduell angefettet entweder mager oder fett.
Diese Korrektur des Schwankungsregelwerts kann nur
durchgeführt werden bei der Umschaltzeitgebung, wenn der
Ausgang VOX2 der hinteren Lamdasonde 27 bei 0,45 V geändert
wird, oder nur wenn die Mager-/Fettumschaltung des
Schwankungsregelwerts durchgeführt wird.
Beim Schritt 230 schreitet die Routine zum Schritt 218
fort, bei dem der Schwankungsregelwert als das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG eingerichtet wird. Beim
Schritt 218 wird entweder das Sollluftkraftstoffverhältnis
AFTG auf der fetten Seite oder das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG auf der mageren Seite
eingerichtet auf der Grundlage des stöchiometrischen
Luftkraftstoffverhältnisses (λ = 1).
Als Nächstes wird beim Schritt 219 das Ablesen des
Zykluszählers CC um "1" hochgezählt. Bei dem folgenden
Schritt 220 wird ermittelt, ob die Einspritzschwankung
beendet ist oder nicht. Wenn die Einspritzschwankung nicht
beendet ist, wird die Routine so wie sie ist beendet und dann
wird zum Schritt 103 in Fig. 4 zurückgekehrt.
Wenn die Routine anschließend ausgeführt wird, ermittelt
Schritt 201 von Fig. 5 ein "JA", dann wird zum Schritt 215
von Fig. 6 fortgeschritten. Bei der Mager-
/Fettumschaltzeitgebung (CC = TLD oder TRD), ermittelt
Schritt 215 ein "JA". Darüber hinaus beim Schritt 216 wird
der Schwankungsregelwert zwischen fett und mager umgekehrt.
Als Nächstes beim Schritt 217 wird der Zykluszähler CC auf
"0" gelöscht. Danach beim Schritt 218 wird der
Schwankungsregelwert dabei als das
Sollluftkraftstoffverhältnis AFTG eingerichtet. Beim Schritt
219 wird der Zykluszähler CC um "1" hochgezählt.
Beim Schritt 220 beim Ermitteln des Endes des
Einspritzschwankens wird ein "JA" ermittelt nach dem
Verstreichen einer voreingestellten Zeit zum Wiederherstellen
des verschlechterten Katalysators (verschlechtert durch
Schwefel) beispielsweise wenn das Einspritzschwanken
durchgeführt wurde zum Wiederherstellen des verschlechterten
Katalysators. Wenn das Einspritzschwanken durchgeführt wurde
zum Aktivieren des NOx Katalysators 15, ermittelt Schritt 220
auch ein "JA", wenn die Temperatur des NOx Katalysators 15,
die durch den Katalysatortemperatursensor 28 erfasst wird,
eine vorgegebene Aktivierungstemperatur erreicht hat. Wenn
das Einspritzschwanken beendet ist, wird die Routine beendet
nach dem Löschen der Einspritzschwankungsmarke FDITH auf "0"
beim Schritt 221, dann wird zu dem Schritt 103 in Fig. 4
zurückgekehrt.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm einer
Motordrehmomentkorrekturroutine zum Erhöhen oder Vermindern
des Motordrehmoments während dem Einspritzschwanken. Die
Routine wird ausgeführt mittels der CPU 31 bei einer
vorgegebenen Zeitperiode. Der Korrekturbetrag des
Zündzeitpunkts oder der Korrekturbetrag des
Drosselöffnungswinkels, der eingerichtet wird durch die
Routine, wird reflektiert in einer Zündzeitpunktregelroutine
oder einer (nicht gezeigten) Drosselregelroutine auf eine
herkömmliche Weise.
Insbesondere wird zunächst beim Schritt 301 ermittelt,
ob die Einspritzschwankungsmarke FDITH gleich "1" ist oder
nicht. Wenn FDITH gleich "0" gilt und das Einspritzschwanken
nicht ausgeführt wird, schreitet die Routine zum Schritt 302
fort. Beim Schritt 302 wird keine Motordrehmomentkorrektur
durchgeführt zum Halten des Drehmoments, wodurch die
Verarbeitung abgeschlossen ist.
Da FDITH = 1 gilt und wenn das Einspritzschwanken
bewirkt wird, schreitet die Verarbeitung zum Schritt 303
fort, bei dem eine Entscheidung durchgeführt wird, ob der
Zykluszähler CC sich innerhalb von dem Bereich "α bis TRD + α
" befindet oder nicht. "α" bezeichnet eine vorgegebene
Verzögerungszeit. Wenn beim Schritt 303 "JA" gilt, wird die
Korrektur des beim Schritt 304 verminderten Drehmomentbetrags
durchgeführt. Insbesondere wird der Zündzeitpunkt soweit wie
vorgegeben verzögert und die Drosselöffnung wird geregelt zu
der geschlossenen Seite durch den vorgegebenen
Verminderungsbetrag für die Korrektur der Ansaugluftmenge.
Wenn darüber hinaus "NEIN" ermittelt wird beim Schritt
303, wird eine Korrektur durchgeführt durch Erhöhen des
Drehmoments beim Schritt 305. Insbesondere wird der
Zündzeitpunkt vorverlegt um einen vorgegebenen Betrag und die
Drosselöffnung wird geregelt zu der offenen Seite hin um
einen vorgegebenen Betrag, wodurch die Ansaugluftmenge auf
erhöhende Weise korrigiert wird.
Fig. 11 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das die unter
Bezugnahme auf Fig. 4 bis 7 beschriebene Regelung
detaillierter darstellt. In Fig. 11 repräsentiert die Zeit
t4 bis Zeit t7 eine Periode des Einspritzschwankens. Das
Luftkraftstoffverhältnis wird geregelt durch Abmagern des
Luftkraftstoffgemisches während der Zeitperiode t1 bis zu der
Zeit t2 (Zykluszähler CC = Periode von 0 bis TL), um dadurch
NOx aus dem Abgas in dem NOx Katalysator 15 zu adsorbieren.
Während der Periode der Zeit t2 bis t3 (Zykluszähler CC =
Periode von TL nach TL + TR), wird die Fettspülregelung
durchgeführt, um die adsorbierten NOx aus dem NOx Katalysator
15 zu reduzieren und abzugeben durch in dem Abgas vorhandene
unverbrannte Gasbestandteile (HC, CO). Die Magerregelung und
die Fettspülregelung des Luftkraftstoffverhältnisses werden
wiederholt durchgeführt gemäß der Magerzeit TL und der
Fettzeit TR. Vor der Zeit t4 beträgt das Verhältnis der
Magerregelung zu der Fettspülregelung beispielsweise 500
Einspritzungen zu 10 Einspritzungen.
Wenn danach "1" eingerichtet wird bei der
Einspritzschwankungsmarke FDITH bei der Zeit t4, werden TLD,
TRD und die Mager-/Fettgrade durch die
Einspritzschwankungsregelung eingerichtet. Bei der Zeit t4
bis t5 wird die Fettregelung bewirkt bis der Zykluszähler CC
die Zeit äquivalent zu TRD erreicht, und bei der Zeit t5 und
t6 wird die Magerregelung durchgeführt bis der Zykluszähler
CC die Zeit äquivalent zu TRD + TLD erreicht. Nach der Zeit t4
wird die Einspritzschwankungsregelung durchgeführt bei den
Mager-/Fettumschaltzyklen von ungefähr 20 bis 100
Einspritzungen. In Fig. 11 ist jedoch die Korrektur des
Schwankungsregelwerts (Schritt 230 in Fig. 6) gemäß dem
Ausgang VOX2 der hinteren Lamdasonde 27 nicht dargestellt.
Bei der nach der Zeit t4 zu bewirkenden
Einspritzschwankungsregelung wird eine
Motordrehmomentkorrektur durchgeführt durch Erhöhen oder
Vermindern des Drehmoments nach einer Verzögerung der
vorgegebenen Zeit α. Das heißt, dass in der Periode des
Zykluszählers CC = α bis TRD + α die Motordrehmomentkorrektur
durchgeführt durch Vermindern des Zündverzögerungswinkels und
der Ansaugluftmenge zum Zweck der Reduktion des
Motordrehmoments in Relation zu der Fettregelung von der Zeit
t4 zu der Zeit t5. In der Periode des Zykluszählers CC = TRD
+ α bis TRD + TLD, 0 bis α wird die
Drehmomenterhöhungskorrektur durchgeführt durch Erhöhen des
Zündvorverstellwinkels und der Ansaugluftmenge zum Zweck des
Erhöhens des Motordrehmoments in Relation zu der
Magerregelung von der Zeit t5 zu der Zeit t6.
Nach der Einspritzschwankungsregelung bei der Zeit t7
wird die Einspritzschwankungsmarke FDITH gelöscht. Dann nach
der Zeit t7 werden die magere und die fette Spülregelung neu
gestartet. Mit dem Löschen der Einspritzschwankungsmarke
FDITH wird die Drehmomentkorrektur angehalten, kann aber
fortgesetzt werden für die spezifische Zeitperiode α.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 und 13
das Verhalten eines Temperaturanstiegs des NOx Katalysators
15 während der Wiederherstellung der Reinigungskapazität des
NOx Katalysators 15 und beim Kaltstart des Motors erläutert.
Fig. 12 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm des Übergangs
einer Katalysatortemperatur während dem Einspritzschwanken,
das ausgeführt wird zum Zweck der Wiederherstellung des durch
Schwefel verschlechterten NOx Katalysators 15. In Fig. 12
werden vor Zeit t11 die magere und fette Spülregelung
durchgeführt. Dabei wird der stromaufwärtige
Dreiwegekatalysator 14 bei der Temperatur von ungefähr 600°C
gehalten, während der stromabwärtige NOx Katalysator 15 bei
der Temperatur von ungefähr 400°C gehalten wird.
Bei der Zeit t11 wird eine Schwefelverschlechterung des
NOx Katalysators 15 erfasst und ein "1" wird eingerichtet bei
der Einspritzschwankungsmarke FDITH. Nach der Zeit t11 wird
die Einspritzschwankungsregelung bewirkt, wodurch die
Temperatur des Dreiwegekatalysators 14 leicht ansteigt auf
ungefähr 620°C, während die Temperatur des NOx Katalysators
15 um ungefähr 100°C bis 150°C auf ungefähr 500°C bis 550°C
ansteigt. Diesem hochtemperierten NOx Katalysator 15 werden
fette Bestandteile zugeführt, um Bariumsulfat BaSO4 zu
reduzieren, das durch die Schwefelverschlechterung erzeugt
wird, den Schwefel freizugeben, um dadurch den NOx
Katalysator 125 zu regenerieren.
Bei der vorliegenden Zeit t12, bei der vorgegebenen Zeit
für die Regenerierung des verschlechterten Katalysators nach
der Regenerierung des NOx Katalysators 15 wird die
Einspritzschwankungsmarke FDITH auf "0" gelöscht, wodurch die
Einspritzschwankung beendet wird. Danach kehren die
Temperaturen des Dreiwegekatalysators 14 und des NOx
Katalysators 15 zu den ursprünglichen Werten zurück (600°C
und 400°C).
Fig. 13 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm des Übergangs der
Katalysatortemperatur während dem Einspritzschwanken, das
bewirkt wird zum Zweck der Aktivierung des NOx Katalysators
15 bei dem Kaltstart des Motors 1.
Wenn in Fig. 13 der Motor 1 bei der Zeit t21 gestartet
wird, wird der Zündzeitpunkt zu der Verzögerungsseite
(Nacheilend) gesteuert, wodurch eine frühe Aktivierung des
Dreiwegekatalysators 14 auf der stromaufwärtigen Seite
beschleunigt wird. Der Prozess des Zündverzögerungswinkels
bei dem Motorstart ist gut bekannt und wird deshalb bei dem
Betrieb der CPU 31 nicht beschrieben.
Wenn bei der Zeit t22 die Temperatur des
Dreiwegekatalysators 14 die vorgegebene
Aktivierungstemperatur erreicht (beispielsweise 350°C),
wodurch die Aktivierung des Dreiwegekatalysators 14
abgeschlossen wird, wird der Zündzeitpunkt zurückgebracht zu
dem normalen Zeitpunkt, um dadurch stattdessen die
Einspritzschwankungsregelung durchzuführen. In Fig. 13 wird
jedoch zur Vereinfachung die Zündzeitpunktkorrektur für die
Drehmomentkorrektur während dem Einspritzschwanken nicht
durchgeführt.
Danach beim Durchführen der Einspritzschwankungsregelung
startet der NOx Katalysator 15 einen schnellen
Temperaturanstieg. Während dem Einspritzschwanken wird der
Temperaturanstieg des stromaufwärtigen Dreiwegekatalysators
14 gehemmt. Nur die Temperatur des stromabwärtigen NOx
Katalysators 15 steigt an. Dann bei der Zeit t23 erreicht die
Temperatur des NOx Katalysators 15 eine vorgegebene
Aktivierungstemperatur, wodurch das Einspritzschwanken
beendet wird.
Gemäß dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel sind
die folgenden Vorteile vorgesehen.
- a) Da bei der Einspritzschwankungsregelung die mageren Bestandteile und die fetten Bestandteile in dem Abgas ohne Reaktion durch den Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen Seite hindurchtreten, kann der NOx Katalysator 15 auf der stromabwärtigen Seite in seiner Temperatur geeignet angehoben werden ohne unnötigerweise den Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen Seite zu erwärmen und demgemäß können die Abgase befriedigend gereinigt werden. Da darüber hinaus das Überhitzen des Dreiwegekatalysators 14 geregelt wird, kann eine Verschlechterung verhindert werden.
- b) Während dem Motorbetrieb, wobei die Abgase mit hoher Geschwindigkeit strömen, werden die Mager- /Fettumschaltintervalle verkürzt und der Magergrad und der Fettgrad werden eingerichtet gemäß einem gewünschten Bereich des Temperaturanstiegs bei dem NOx Katalysator 15 auf der stromabwärtigen Seite. Deshalb ist es möglich, dem NOx Katalysator 15 eine geeignete Menge an mageren und fetten Bestandteilen zuzuführen, die notwendig sind für den gewünschten Temperaturanstieg des NOx Katalysators 15.
- c) Die Einspritzschwankungsregelung wird so ausgeführt, dass das mittlere Luftkraftstoffverhältnis während dem Mager- /Fettumschalten das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis wird. Deshalb können Motordrehmomentsschwankungen geregelt werden, die von dem Betrag des Luftkraftstoffverhältnisses herrühren.
- d) Wenn der Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen Seite ein Katalysator mit einer relativ kleinen Kapazität ist für ein schnelles Aufwärmen des Motors und wenn der NOx Katalysator 15 auf der stromabwärtigen Seite als ein Hauptkatalysator verwendet wird, wird nur der NOx Katalysator 15 auf der stromabwärtigen Seite manchmal inaktiv während dem Motorbetrieb. Es ist jedoch möglich, die Temperatur nur des NOx Katalysators 15 für eine effiziente Aktivierung anzuheben.
- e) Wenn der verschlechterte NOx Katalysator 15 regeneriert wird, ist es möglich, die Abgasreinigungskapazität des NOx Katalysators 15 geeignet wiederherzustellen durch Erhöhen der Temperatur nur des NOx Katalysators 15 für die Katalysatorregenerierung ohne Anheben der Temperatur des Dreiwegekatalysators 14.
- f) Bei der Einspritzschwankungsregelung wird die Korrektur des Motordrehmoments durchgeführt durch Erhöhen und Vermindern des Drehmoments, um die Motordrehmomentänderungen zu regeln, die bei der in Intervallen mit einem großen Betrag bewirkten Einspritzschwankungsregelung auftreten, wodurch die Verwirklichung einer guten Fahrbarkeit ermöglicht wird.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel werden der
stromaufwärtige Katalysator und der stromabwärtige
Katalysator sukzessive aktiviert nach dem Start des Motors.
Bei diesem Aktivierungsprozess werden Details der
Einspritzschwankungsregelung geändert. Das heißt, dass nach
dem Start des Motors die erste Einspritzschwankungsregelung
(die erste Regelung) mit relativ kurzen Mager-
/Fettumschaltintervallen durchgeführt wird bis zur
Aktivierung des Dreiwegekatalysators 14 auf der
stromaufwärtigen Seite und die zweite
Einspritzschwankungsregelung (die zweite Regelung) mit
relativ langen Mager-/Fettumschaltintervallen durchgeführt
wird bis zu der Aktivierung des NOx Katalysators 15 auf der
stromabwärtigen Seite.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist deshalb eine
zusätzliche Verarbeitungsroutine vorgesehen, wie in Fig. 14
gezeigt ist. Beim Schritt 401 nach dem Start des Motors wird
ermittelt, ob der Dreiwegekatalysator 14 auf der
stromaufwärtigen Seite aktiviert ist oder nicht. Bei dem
folgenden Schritt 402 wird ermittelt, ob der NOx Katalysator
15 auf der stromabwärtigen Seite aktiviert ist. Die
Entscheidung der Aktivierung der Katalysatoren 14 und 15 kann
ausgeführt werden zweckmäßig bei dem Verstreichen einer
spezifischen Zeit seit dem Motorstart und kann auch
ausgeführt werden in Übereinstimmung mit einem erfassten Wert
eines Katalysatortemperatursensors.
Wenn der Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen
Seite inaktiv ist ("NEIN" beim Schritt 401), schreitet die
Routine zum Schritt 403 fort, wobei die erste
Einspritzschwankungsregelung ausgeführt wird. Der
Dreiwegekatalysator 14 wird erwärmt bei einer früheren
Periode als der NOx Katalysator 15. Bei einem "NEIN" beim
Schritt 401 wird ermittelt, dass beide Katalysatoren auf der
stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite inaktiv sind.
Wenn nur der NOx Katalysator 15 auf der stromabwärtigen Seite
inaktiv ist ("NEIN" beim Schritt 401), geht die Routine auch
zum Schritt 404, wobei die zweite
Einspritzschwankungsregelung durchgeführt wird. Wenn ein "JA"
ermittelt wird bei jedem der Schritte 401 und 402, wird keine
Einspritzschwankungsregelung ausgeführt und eine normale
Luftkraftstoffverhältnisregelung wird ausgeführt.
Details der ersten und zweiten
Einspritzschwankungsregelroutine sind grundsätzlich dieselben
wie jene, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
sind und werden deshalb hier nicht beschrieben. Nur ein
kleiner Unterschied besteht darin jedoch, dass bei der ersten
Einspritzschwankungsregelung nicht reagierendes Abgas kaum
durch den Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen
Seite hindurchtritt. Die magere und fette Regelung werden
umgeschaltet in Intervallen (Einspritzfrequenz), wobei fast
die gesamten mageren und fetten Bestandteile mit dem
Dreiwegekatalysator 14 reagieren, wodurch die Aktivierung des
Dreiwegekatalysators 14 beschleunigt wird. Bei der zweiten
Einspritzschwankungsregelung werden die magere und fette
Regelung umgeschaltet in Intervallen (Einspritzfrequenz), bei
denen die nicht reagierenden Abgase durch den
Dreiwegekatalysator 14 auf der stromaufwärtigen Seite
hindurchtreten können, wodurch ein Temperaturanstieg des
Dreiwegekatalysators 14 gehemmt wird und demgemäß die
Aktivierung des NOx Katalysators 15 beschleunigt wird.
Insbesondere werden die magere und fette Regelung
umgeschaltet in Intervallen von 1 bis 5 Einspritzungen bei
der ersten Einspritzschwankungsregelung und in Intervallen
von 20 bis 100 Einspritzungen bei der zweiten
Einspritzschwankungsregelung. Es kann frei ermittelt werden,
ob die Zündverzögerungsregelung durchgeführt werden sollte
oder nicht während einer Periode bis zu der Aktivierung des
Dreiwegekatalysators 14 auf der stromaufwärtigen Seite nach
dem Start des Motors.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich,
eine effiziente Aktivierung des Dreiwegekatalysators 14 und
des NOx Katalysators 14 während dem Aufwärmen des Motors
durchzuführen. Dabei kann eine Katalysatorverschlechterung
verhindert werden ohne unnötigerweise den Dreiwegekatalysator
14 auf der stromaufwärtigen Seite zu erwärmen.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird die
vorstehende Luftkraftstoffverhältnisregelung auf
Hybridmotorfahrzeuge angewandt. Als ein Hybridsystem für
Kraftfahrzeuge sind im Allgemeinen zwei Arten von
Hybridsystemen bekannt. Eines ist ein Reihenhybridsystem, das
die Räder mit einem Elektromotor antreibt und die elektrische
Energie zu dem Elektromotor zuführt von dem Motor. Das andere
ist ein Parallelhybridsystem, das die Räder unmittelbar
antreibt sowohl mit dem Motor als auch dem Elektromotor. Die
vorliegende Erfindung ist auf jedes System anwendbar. Fig.
15 zeigt das letztgenannte Hybridsystem. Das in Fig. 15
gezeigte Hybridauto weist hauptsächlich einen Motor 51 auf,
einen Elektromotor 52, einen Wechselrichter 53 zum Antreiben
des Elektromotors 52, eine Batterie 54, die elektrisch
verbunden ist mit dem Wechselrichter 53 und eine Motor ECU 55
für die Luftkraftstoffverhältnisregelung und
Zündzeitpunktregelung des Motors 51. Die Leistung des Motors
51 oder des Elektromotors 52 wird auf das rechte und linke
Antriebsrad über ein Differentialgetriebe 56 übertragen. In
der Abgasleitung des Motors 51 ist ein Paar (nicht gezeigter)
Abgasreinigungskatalysatoren an der stromaufwärtigen und
stromabwärtigen Seite montiert.
Fig. 16 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Teils der
Luftkraftstoffverhältnisregelungsroutine, die durch die Motor
ECU 55 zu bewirken wird.
Beim Schritt 501 von Fig. 16 wird eine Entscheidung
durchgeführt, ob der Motor 51 gestartet ist in
Übereinstimmung mit einem Fahrzeugfahrzustand oder nicht. Bei
dem folgenden Schritt 502 wird eine Entscheidung
durchgeführt, ob der Elektroantrieb des Motors 52 sich
fortgesetzt hat über eine spezifische Zeitperiode bis zum
Start des Motors oder nicht. Wenn ein "JA" ermittelt wird bei
den Schritten 501 und 502, senkt der Katalysator auf der
stromabwärtigen Seite die Temperatur während dem Motorantrieb
und es wird angenommen, dass ein Anstieg der Temperatur
erforderlich ist. Anschließend schreitet das Programm zum
Schritt 503 fort, bei dem die Einspritzschwankungsregelung
durchgeführt wird. Die Einspritzschwankungsregelung führt die
Mager-/Fettumschaltung mit relativ langen Intervallen
(ungefähr 20 bis 100 Einspritzungen) wie vorstehend angeführt
durch.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann nur der
Katalysator auf der stromabwärtigen Seite effizient aktiviert
werden durch Anheben der Temperatur des Katalysators, wenn
der Motor des Hybridmotorfahrzeugs neu gestartet wird. Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel können auch wie bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel die erste
Einspritzschwankungsregelung und die zweite
Einspritzschwankungsregelung umgeschaltet werden in
Übereinstimmung mit dem Aktivierungszustand des
stromaufwärtigen und stromabwärtigen Katalysators bei dem
Start des Motors.
Das erfindungsgemäße Luftkraftstoffverhältnisregelgerät
für Brennkraftmaschinen weist Abgasreinigungskatalysatoren
14, 15 auf, die an der stromaufwärtigen und stromabwärtigen
Seite des Abgaskanals 12 der Brennkraftmaschine 1 montiert
sind, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 7 zum Einspritzen
einer Sollmenge an Kraftstoff in den Zylinder der
Brennkraftmaschine hinein in Übereinstimmung mit einem
Motorbetriebszustand und die ECU 30. Die ECU ändert das
Luftkraftstoffverhältnis zu mageren und fetten Beträgen durch
abwechselndes Erhöhen und Vermindern der
Kraftstoffeinspritzmenge. Das Mager-/Fettumschalten des
Abgasluftkraftstoffverhältnisses wird durchgeführt bei einem
Intervall einschließlich einer Periode, während der magere
und fette Bestandteile aus dem Abgas mit dem stromaufwärtigen
Katalysator reagieren, und einer Periode danach, während der
ein nicht reagierendes Abgas durch den stromaufwärtigen
Katalysator hindurchtritt.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die
vorstehend offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein,
sondern kann in vielen anderen Arten abgewandelt werden.
Beispielsweise kann der Inhalt der
Einspritzschwankungsregelung geändert werden in
Übereinstimmung mit der Bauweise des Abgassystems.
Insbesondere ist die zum Erhöhen der Temperatur des
Katalysators erforderliche Reaktionszeit um so länger je
größer die Kapazität des stromabwärtigen Katalysators (NOx
Katalysators 15) ist. Deshalb wird die Mager-
/Fettumschaltperiode für die Einspritzschwankungsregelung
verlängert. Darüber hinaus werden die mageren und fetten
Bestandteile um so mehr in der Abgasleitung vermischt je
größer die Kapazität der Abgasleitung ist, die montiert ist
zwischen dem stromaufwärtigen Katalysator
(Dreiwegekatalysators 14) und dem stromabwärtigen Katalysator
(NOx Katalysators 15). Deshalb wird die Mager-
/Fettumschaltperiode der Einspritzschwankungsregelung auf
ähnliche Weise verlängert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde der
Schwankungsregelwert des Luftkraftstoffverhältnisses gemäß
dem Ausgang VOX2 der hinteren Lamdasonde 27 (Schritt 230 in
Fig. 6) korrigiert. Der
Luftkraftstoffverhältniskorrekturfaktor FAF kann jedoch
erhöht oder vermindert werden anstelle der Korrektur. Dabei
wird empfohlen, den FAF graduell zu vermindern, wenn der
Ausgang VOX2 fett ist, und ihn graduell zu erhöhen, wenn der
Ausgang VOX2 mager ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das
Luftkraftstoffverhältnisregelsystem so gestaltet, um eine
Rückführregelung des Luftkraftstoffverhältnisses innerhalb
dem mageren Bereich zu erzielen. In der Abgasleitung 12 sind
der Dreiwegekatalysator 14 und der NOx Katalysator 15 in der
Abgasleitung 12 vorgesehen. Diese Bauweise wird jedoch
geändert. Beispielsweise bei dem
Luftkraftstoffverhältnisregelsystem für die
Luftkraftstoffverhältnisrückführregelung, die bei dem
stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis durchzuführen ist,
kann ein Paar Dreiwegekatalysatoren sowohl an der
stromaufwärtigen als auch an der stromabwärtigen Seite der
Abgasleitung 12 montiert sein. In jedem Fall ist es beim
Durchführen der Einspritzschwankungsregelung möglich, die
Temperatur des stromabwärtigen Dreiwegekatalysators geeignet
anzuheben ohne unnötigerweise den stromaufwärtigen
Dreiwegekatalysator zu erwärmen.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel werden sowohl die Zündzeitpunktsregelung
und die Ansaugluftmengenregelung eingesetzt zum Zweck der
Drehmomentkorrektur während dem Einspritzschwanken. Es kann
jedoch nur eine dieser Regelungen ausgeführt werden.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können auch
angewandt werden auf ein Luftkraftstoffverhältnisregelgerät,
das mit mehr als drei Stufen von Abgasreinigungskatalysatoren
in dem Abgaskanal versehen ist. Dabei sollte die
Einspritzschwankungsregelung durchgeführt werden mit dem
Mager-/Fettumschaltintervall (Kraftstoffeinspritzfrequenz),
das so eingestellt ist, dass die Abgase ohne Reaktion durch
den stromabwärtigen Katalysator hindurchtreten.
Ein Luftkraftstoffverhältnissensor kann verwendet werden
als ein Luftkraftstoffverhältnissensor der linearen
Ausgangsart anstelle der Lamdasonde 27, die an der
stromabwärtigen Seite des NOx Katalysators montiert ist.
Claims (14)
1. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät für
Brennkraftmaschinen mit:
Einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Katalysator (14, 15), die an stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten eines Abgaskanals (12) einer Brennkraftmaschine (1) für die Abgasreinigung montiert sind;
einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (7) für die Einspritzung einer Kraftstoffmenge in einen Zylinder des Motors hinein in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand;
einer Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung (30, 55, 200, 401 bis 404, 501 bis 503) zum Ändern eines mageren und fetten Betrages eines Luftkraftstoffverhältnisses durch abwechselndes Erhöhen und Vermindern des Betrags für die Korrektur der Menge der Kraftstoffeinspritzung,
wobei die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung ein Mager-/Fettumschalten des Abgasluftkraftstoffverhältnisses bei einem Intervall einschließlich einer Periode durchführt, während der die mageren und fetten Bestandteile in dem Abgas mit dem stromaufwärtigen Katalysator reagieren und einer Periode danach, während der ein nicht reagierendes Abgas durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt.
Einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Katalysator (14, 15), die an stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten eines Abgaskanals (12) einer Brennkraftmaschine (1) für die Abgasreinigung montiert sind;
einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (7) für die Einspritzung einer Kraftstoffmenge in einen Zylinder des Motors hinein in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand;
einer Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung (30, 55, 200, 401 bis 404, 501 bis 503) zum Ändern eines mageren und fetten Betrages eines Luftkraftstoffverhältnisses durch abwechselndes Erhöhen und Vermindern des Betrags für die Korrektur der Menge der Kraftstoffeinspritzung,
wobei die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung ein Mager-/Fettumschalten des Abgasluftkraftstoffverhältnisses bei einem Intervall einschließlich einer Periode durchführt, während der die mageren und fetten Bestandteile in dem Abgas mit dem stromaufwärtigen Katalysator reagieren und einer Periode danach, während der ein nicht reagierendes Abgas durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt.
2. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
wobei der stromaufwärtige Katalysator eine
Reinigungskapazität zum frühen Aufwärmen hat und der
stromabwärtige Katalysator eine größere Reinigungskapazität
als der stromaufwärtige Katalysator hat.
3. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1
oder 2, wobei die
Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung das Mager-
/Fettumschalten bei derartigen Intervallen durchführt, dass
ein Erwärmungswert und eine von dem stromaufwärtigen
Katalysator freigegebene Wärmemenge nahezu gleich sind.
4. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei das Mager-/Fettumschaltintervall
eingerichtet ist in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
des Motors und verkürzt wird, wenn eine Abgasgeschwindigkeit
sich erhöht.
5. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung die Mager-
/Fettgrade einrichtet in Übereinstimmung mit einem
Temperaturanstieg bei dem stromabwärtigen Katalysator, so
dass die Mager-/Fettgrade erhöht werden, wenn der
Temperaturanstieg sich erhöht.
6. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung das
Luftkraftstoffverhältnis so einstellt, das das mittlere
Luftkraftstoffverhältnis das stöchiometrische
Luftkraftstoffverhältnis wird bei einem Mager-
/Fettumschalten.
7. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 6,
das des Weiteren Folgendes aufweist:
einen Luftkraftstoffverhältnissensor (27), der weiter stromabwärts des stromabwärtigen Katalysators montiert ist, um dadurch das Luftkraftstoffverhältnis zu korrigieren, um eingestellt zu werden durch die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung zu der mageren Seite und zu der fetten Seite ansprechend auf Erfassungsergebnisse jeweils des fetten Luftkraftstoffverhältnisses und des mageren Luftkraftstoffverhältnisses.
einen Luftkraftstoffverhältnissensor (27), der weiter stromabwärts des stromabwärtigen Katalysators montiert ist, um dadurch das Luftkraftstoffverhältnis zu korrigieren, um eingestellt zu werden durch die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung zu der mageren Seite und zu der fetten Seite ansprechend auf Erfassungsergebnisse jeweils des fetten Luftkraftstoffverhältnisses und des mageren Luftkraftstoffverhältnisses.
8. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
wobei die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung das
Mager-/Fettumschaltintervall auf ein Intervall von 20 bis 100
Einspritzungen durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
einrichtet.
9. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
das des Weiteren Folgendes aufweist:
eine Katalysatoraktivierungserfassungseinrichtung (28) zum Erfassen eines Aktivierungszustands des stromabwärtigen Katalysators,
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses bewirkt wird durch die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung, wenn sich der stromaufwärtige Katalysator bei einem aktivierten Zustand befindet und der stromabwärtige Katalysator sich bei einem inaktivierten Zustand befindet.
eine Katalysatoraktivierungserfassungseinrichtung (28) zum Erfassen eines Aktivierungszustands des stromabwärtigen Katalysators,
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses bewirkt wird durch die Luftkraftstoffverhältnisänderungseinrichtung, wenn sich der stromaufwärtige Katalysator bei einem aktivierten Zustand befindet und der stromabwärtige Katalysator sich bei einem inaktivierten Zustand befindet.
10. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
wobei der stromabwärtige Katalysator ein NOx Katalysator ist, der NOx aus den Abgasen adsorbiert; und
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses durch die Luftkraftstoffverhältnisänderung durchgeführt wird zum Regenerieren des NOx Katalysators.
wobei der stromabwärtige Katalysator ein NOx Katalysator ist, der NOx aus den Abgasen adsorbiert; und
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses durch die Luftkraftstoffverhältnisänderung durchgeführt wird zum Regenerieren des NOx Katalysators.
11. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
wobei der Motor an einem Hybridmotorfahrzeug montiert ist zusammen mit einem Elektromotor als Antriebsquellen; und
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses durchgeführt wird, wenn der Motor gestartet wird und die Kraftstoffeinspritzmenge geregelt wird nachdem nur der Elektromotor kontinuierlich für eine vorgegebene Zeit betrieben wird.
wobei der Motor an einem Hybridmotorfahrzeug montiert ist zusammen mit einem Elektromotor als Antriebsquellen; und
wobei das Mager-/Fettumschalten des Luftkraftstoffverhältnisses durchgeführt wird, wenn der Motor gestartet wird und die Kraftstoffeinspritzmenge geregelt wird nachdem nur der Elektromotor kontinuierlich für eine vorgegebene Zeit betrieben wird.
12. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
wobei
eine erste Regelung des Mager-/Fettumschaltens des Abgasluftkraftstoffverhältnisses ausgeführt wird bei einem relativ kurzen Intervall, wobei ein nicht reagierendes Abgas nicht durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt, wenn der stromaufwärtige und stromabwärtige Katalysator sich beide bei einem inaktivierten Zustand befinden; und
wobei eine zweite Regelung des Mager-/Fettumschaltens des Abgasluftkraftstoffverhältnisses ausgeführt wird bei einem relativ langen Intervall, wobei das nicht reagierende Abgas durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt, wenn nur der stromabwärtige Katalysator sich bei einem inaktivierten Zustand befindet.
eine erste Regelung des Mager-/Fettumschaltens des Abgasluftkraftstoffverhältnisses ausgeführt wird bei einem relativ kurzen Intervall, wobei ein nicht reagierendes Abgas nicht durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt, wenn der stromaufwärtige und stromabwärtige Katalysator sich beide bei einem inaktivierten Zustand befinden; und
wobei eine zweite Regelung des Mager-/Fettumschaltens des Abgasluftkraftstoffverhältnisses ausgeführt wird bei einem relativ langen Intervall, wobei das nicht reagierende Abgas durch den stromaufwärtigen Katalysator hindurchtritt, wenn nur der stromabwärtige Katalysator sich bei einem inaktivierten Zustand befindet.
13. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch
12, wobei
die erste Regelung ausgeführt wird bis zu der Aktivierung des stromaufwärtigen Katalysators nach dem Starten der Brennkraftmaschine; und
wobei die zweite Regelung ausgeführt wird bis zu der Aktivierung des stromabwärtigen Katalysators nach der Aktivierung des stromaufwärtigen Katalysators.
die erste Regelung ausgeführt wird bis zu der Aktivierung des stromaufwärtigen Katalysators nach dem Starten der Brennkraftmaschine; und
wobei die zweite Regelung ausgeführt wird bis zu der Aktivierung des stromabwärtigen Katalysators nach der Aktivierung des stromaufwärtigen Katalysators.
14. Luftkraftstoffverhältnisregelgerät nach Anspruch 1,
das des Weiteren Folgendes aufweist:
eine Drehmomentkorrektureinrichtung (30, 301 bis 305), die vorgesehen ist zum Durchführen einer Drehmomentregelung, so dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors beim Betreiben mit einem mageren Luftkraftstoffgemisch und ein Ausgangsdrehmoment des Motors beim Betreiben mit einem fetten Luftkraftstoffgemisch nahezu gleich sind.
eine Drehmomentkorrektureinrichtung (30, 301 bis 305), die vorgesehen ist zum Durchführen einer Drehmomentregelung, so dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors beim Betreiben mit einem mageren Luftkraftstoffgemisch und ein Ausgangsdrehmoment des Motors beim Betreiben mit einem fetten Luftkraftstoffgemisch nahezu gleich sind.
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