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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasregelvorrichtung eines
Verbrennungsmotors, und insbesondere eine Abgasregelvorrichtung,
welche eine Katalyse unmittelbar nach dem Motorstart ermöglicht und
das Emissionssteuerverhalten durch eine frühe Aktivierung eines Katalysators
verbessert.
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Schädliche Komponenten,
welche von dem Motor bei einem Kaltstart ausgegeben werden, bei dem
ein Katalysator noch nicht aktiviert ist, welche beispielsweise
THC (Gesamt-HC) und dergleichen enthalten, machen einen erheblichen
Prozentsatz der gesamten Menge an THC-Emissionen aus, welche durch
den Betrieb des Motors in jeder Betriebsart erzeugt werden. Wie
bekannt, ist es daher wichtig, Maßnahmen beim Kaltstart für die Verbesserung
des Emissionssteuerverhaltens zu treffen. Eine von den Maßnahmen
für diesen
Zweck ist ein Verfahren, in welchem unmittelbar nach dem Motorstart
ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases zuerst auf einen im Wesentlichen stabilen Wert auf der
fetten Seite durch einen offenen Regelkreis (hierin nachstehend
mit O/L abgekürzt)
einzustellen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Konzentration
der Motorabgase (insbesondere HC) niedrig ist, und dass eine Verbrennungsschwankung
zugelassen wird. Wenn ein O2-Sensor später aktiviert
ist, wird die Regelung mit offenem Regelkreis auf eine Rückkopplungsregelung
(hierin nachstehend als O2-F/B-Regelung
bezeichnet) umgeschaltet, um ein theoreti sches Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf
der Basis des Ausgangssignals aus dem O2-Sensor
zu erhalten.
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Dieses
Verfahren hat jedoch einen Nachteil, dass das Emissionsregelungsverhalten
stark durch eine Trägermenge
von Edelmetall eines Dreiwegekatalysators beeinflusst wird. Dieser
Nachteil ist insbesondere in dem Vorgang erkennbar, in welchem die O/L-Regelung
auf die O2-F/B-Regelung umgeschaltet wird.
Sobald die Trägermenge
von Edelmetall reduziert ist, wird das Emissionsregelungsverhalten drastisch
verschlechtert. Dieses herkömmliche
Verfahren kann kein zufrieden stellendes Emissionsregelungsverhalten
bereitstellen, wenn die Trägermenge
von Edelmetall knapp ist. Im Gegensatz dazu ergibt dieses, wenn
die Trägermenge
von Edelmetall erhöht
wird, um ein zufrieden stellendes Emissionsregelungsverhalten sicherzustellen,
weitere Probleme einschließlich
einer Kostenerhöhung,
einer durch die Zunahme der Katalysatorkapazität verursachten Druckabfallerhöhung, usw.
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Gleichzeitig
wurde eine Technologie vorgeschlagen, welche die Zwangsmodulation
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
für den
Zweck der Unterdrückung
der Emission von schädlichen
Komponenten unmittelbar nach dem Motorstart (siehe beispielsweise
Japanisches Patent Nr. 3 392 197 )
implementiert. Die Zwangsmodulation ist eine Regelung, die zwangsweise
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases des Motors abwechselnd zwischen Fett- und Magerrichtungen
mit vorgegebener Amplitude schwanken lässt. Gemäß der in der vorstehenden Veröffentlichung
offenbarten Technologie wird die Zwangsmodulation bei dem Kaltstart
ausgeführt,
und das Stattfinden einer Reduzierungsreaktion auf dem Katalysator
während
der Modulation in die fette Richtung bewirkt. Gleichzeitig lässt man
eine Oxi dationsreaktion auf dem Katalysator während der Modulation in der
mageren Richtung stattfinden. Dieses begünstigt den Temperaturanstieg
des Katalysators und verbessert das Emissionsregelungsverhalten.
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Gemäß der in
der Veröffentlichung
offenbarten Technologie wird die Zwangsmodulation auf die reguläre O2-F/B-Regelung umgeschaltet, nachdem der
O2-Sensor aktiviert ist. Jedoch wird unter
Berücksichtigung,
dass sich die Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
für eine
Weile nach dem Umschalten fortsetzt, was eine rasche Konvergenz
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases auf den theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältniswert
(nämlich innerhalb
eines Katalysatorfensters) verhindert, die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während
der Zwangsmodulation proportional zu der Zunahme der mit dem Aktivierungszustand des
Katalysators korrelierten Motorwassertemperatur reduziert. Dieses
verbessert die Konvergenz auf das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei
der Umschaltung auf die O2-F/B-Regelung.
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In
der in der Veröffentlichung
offenbarten Technologie ist jedoch die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases festgelegt, was die oberste Priorität auf die Umschaltbarkeit von
der Zwangsmodulation auf die O2-F/B-Regelung
legt. Aus diesem Grunde ist es schwierig, zu sagen, dass die Einstellung
für eine
Beschleunigung des Temperaturanstiegs des Katalysators geeignet
ist, d.h., für die
Verbesserung des Emissionsregelungsverhaltens, welches durch frühe Aktivierung
erzielt wird.
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Mit
anderen Worten, die in dem Katalysator stattfindenden Reduktions-
und Oxidationsreaktionen, welche durch Zwangsmodulation bewirkt
werden, hängen
eng mit der Menge an CO und O2 zusammen,
die mit den Abgasen an den Katalysator geliefert wird. Daher ist
es, sofern nicht die Zuführungsmenge
korrekt geregelt wird, unwahrscheinlich, korrekte Reduktions- und
Oxidationsreaktionen zu realisieren, d.h., eine ausreichende Beschleunigung des
Temperaturanstiegs. Die in der Veröffentlichung offenbarte Technologie
regelt lediglich die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases unter der Voraussetzung der Umschaltung der O2-F/B-Regelung. Es ist daher unmöglich, eine
ausreichende Menge an CO und O2 während der
Zwangsmodulation an den Katalysator zu liefern. Dieses bewirkt das Problem,
dass das Emissionsregelungsverhalten nicht durch die Beschleunigung
des Temperaturanstiegs des Katalysators verbessert werden kann.
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Die
Erfindung wurde zur Lösung
der vorstehend erwähnten
Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Abgasemissions-Regelungsvorrichtung
eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, welche in der Lage ist,
das Emissionsregelungsverhalten mittels der Schritte der Implementation
einer Zwangsmodulation zu verbessern, bevor eine O2-F/B-Regelung
nach dem Motorstart begonnen wird, korrekt einen Modulationszustandes
eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases zu regeln, um eine ausreichende Menge an CO und O2 einem Katalysator zuzuführen, und eine frühe Aktivierung durch
Beschleunigung des Temperaturanstiegs des Katalysators ohne Abhängigkeit
von einer Trägermenge
von Edelmetall des Katalysators zu erzielen.
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Die
vorstehende Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
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Zur
Lösung
der vorstehenden Aufgabe weist die vorliegende Erfindung einen in
einem Abgaspfad eines Verbrennungsmotors angeordneten Katalysator,
eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-De tektionseinrichtung,
die in dem Abgaspfad so angeordnet ist, dass sie sich stromaufwärts vor
dem Katalysator befindet, eine Rückkopplungsregelungseinrichtung,
die eine Rückkopplungsregelung
so ausführt,
dass sie ein Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Verbrennungsmotors einem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
abhängig von
einem Ausgangssignal der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektionseinrichtung
annähert,
und eine Einrichtung zum Regeln der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,
welche arbeitet, bevor die Rückkoppelungsregelungseinrichtung
nach dem Start des Verbrennungsmotors betrieben wird und zwangsweise
ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis
der in den Katalysator strömenden
Emissionen zwischen einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis und
einem fetten Luft/-Kraftstoff-Verhältnis schwanken
lässt.
Die Einrichtung zum Regeln der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
arbeitet auf der Basis eines Zyklusses und einer Amplitude, die
so bestimmt sind, dass sowohl O2- als auch
CO-Konzentrationen in Emissionen an einem Einlass des Katalysators
höher als
während des
Betriebs der Rückkopplungsregelungseinrichtung
sind.
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Demzufolge
lässt man
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases zwangsweise schwanken, bevor die Rückkopplungsregelung nach dem Motorstart
begonnen wird, und die Amplitude und der Zyklus der Schwankung des
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases zu diesem Zeitpunkt werden so festgelegt, dass sowohl
die O2- als auch CO-Konzentrationen in den
Emissionen höher
als während
der Rückkopplungsregelung
sind. Dieses macht es möglich,
eine ausreichende Menge an CO und O2 an
den Katalysator zu liefern. Ferner kann die frühe Aktivierung durch die Beschleunigung
des Temperaturanstiegs des Katalysators ohne Erhöhung der Trägermenge von Edelmetall des
Kataly sators erreicht werden. Demzufolge wird das Emissionsregelungsverhalten
verbessert.
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Bevorzugt
wird die Amplitude und Schwankung, welche durch die Einrichtung
für die
Regelung der Schwankung des Luft/-Kraftstoff-Verhältnisses festgelegt wird, größer als
eine Amplitude während des
Betriebs der Rückkopplungsregelungseinrichtung.
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Hierdurch
wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases durch die
Einrichtung zur Regelung der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
zum Schwanken gebracht wird, die Schwankungsamplitude höher als
während
des Betriebs der Rückkopplungsregelungseinrichtung
eingestellt. Daher wird eine ausreichendere Menge an CO und O2 an den Katalysator geliefert und der Temperaturanstieg
kann beschleunigt werden.
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Bevorzugt
wird die Amplitude der durch die Einrichtung zur Regelung der Schwankung
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
verursachte Schwankung auf einer Seite eines fetten Luft/-Kraftstoff-Verhältnisses
größer als
auf einer Seite eines mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
eingestellt.
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Um
schnell das durch eine Edelmetallstelle während einer Magerperiode absorbierte
O2 auszuspülen und die Aktivierung des
Edelmetalls zu verbessern, ist es erwünscht, dass reduzierte Gase
(CO, H2 und HC) mit höherer Konzentration als die O2-Konzentration zugeführt werden. Unter diesen Umständen wird
die Amplitude auf der Seite des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
höher als
auf der Seite des mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt, sodass
die dem Katalysatoreinlass zugeführte
Konzentration von CO erhöht
wird. Aufgrund der Mager/Fett-Modulation, kann eine Reaktions-(Oxidations)-Wärme leichter
im Vergleich zu dem Zustand erzeugt werden, in welchem gleichzeitig
O2 vorhanden ist, und der Temperaturanstieg
des Katalysators kann weiter beschleunigt werden.
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Bevorzugt
wird der durch die Einrichtung für die
Regelung der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bewirkte Zyklus der
Schwankung auf der Seite des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses kürzer als
auf der Seite des mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt.
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Um
ihn unterschiedlich einzustellen, wird eine bestimmte Dauer der
Magerperiode aufgrund der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators
zugelassen. Andererseits wird, wenn hohe Konzentrationen von CO
und HC weiter in den Katalysator strömen, und eine Reduzierungsatmosphäre über die Sauerstoffkapazität des Katalysators
hinaus andauert, die Aktivierung des Edelmetalls des Katalysators verschlechtert.
Indem der Schwankungszyklus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases auf der Seite des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
kürzer als
auf der Seite des mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
eingestellt wird, werden beide Bedingungen erfüllt und der Temperaturanstieg
des Katalysators kann effizient beschleunigt werden.
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Wenn
die Amplitude der durch die Einrichtung für die Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
bewirkten Schwankung auf der Seite des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
höher als
auf der Seite des mageren Luft/-Kraftstoff-Verhältnisses
eingestellt wird, ist es möglich,
rasch das durch die Edelmetallstelle absorbierte O2 auszuspülen und
die Aktivierung des Edelmetalls zu verbessern, nachdem die O2- und CO-Konzentrationen an dem Katalysatoreinlass
simultan erhöht
werden.
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Die
Art dieser Erfindung sowie weitere Aufgaben und Vorteile davon werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die bei gefügten Zeichnungen erläutert, in
welchen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile durchgängig durch
die Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen ist:
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1 eine
Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines Motors und dessen
Abgasemissions-Regelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 ein
Kennliniendiagramm, das Änderungen
von CO- und O2-Konzentrationen darstellt, welche
durch einen Unterschied einer Amplitude eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Abgases während einer
Zwangsmodulation bewirkt werden;
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3 ein
Flussdiagramm, das eine Startemissionsregelungsroutine darstellt,
die durch eine ECU implementiert wird;
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4 ein
Zeitdiagramm, das ein Wellenformmuster des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während
Zwangsmodulation in einer ersten Ausführungsform darstellt;
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5 ein
Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung von Zwangsmodulationsparametern darstellt,
welche durch die ECU der ersten Ausführungsform implementiert wird;
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6 ein
Zeitdiagramm, das einen Schaltzustand der Emissionsregelung und Änderungen
der erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
in Bezug auf die Katalysatortemperatur bei einem Kaltstart eines
Motors darstellt;
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7 ein
Kennliniendiagramm, in welchem Konzentrationen von Motorabgasen,
die durch Zwangsmodulationen erhalten werden, mit Abgaskonzentrationen
verglichen werden, die durch O/L-Regelung und O2-F/B-Regelung
erhalten werden;
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8 ein
Kennliniendiagramm, in welchem die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung miteinander im Hinblick auf
ei nen Reinigungswirkungsgrad von NMHC während Zwangsmodulation verglichen werden;
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9 ein
Kennliniendiagramm, in welchem die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung miteinander im Hinblick auf
einen Reinigungswirkungsgrad von CO während Zwangsmodulation verglichen
werden;
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10 ein
Kennliniendiagramm, in welchem die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung miteinander im Hinblick auf
einen Reinigungswirkungsgrad von NOx während Zwangsmodulation verglichen werden;
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11 ein
Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung von Zwangsmodulationsparametern darstellt,
welche mittels einer ECU einer zweiten Ausführungsform implementiert wird;
und
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12 ein
Zeitdiagramm, das ein Wellenformmuster des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während
Zwangsmodulation in der zweiten Ausführungsform darstellt;
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[Erste Ausführungsform]
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Eine
erste Ausführungsform
einer Abgasemissions-Regelungsvorrichtung eines Motors, welche die
vorliegende Erfindung verkörpert,
wird nachstehend beschrieben.
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1 ist
eine Ansicht eines vollständigen Aufbaus,
welcher schematisch eine Motor- und Abgasemissions-Regelungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
darstellt, und bezieht sich auf einen Vierzylinderreihen-Benzinmotor
mit Zylindereinspritzung 1. Ein Ventilantriebsmechanismus
eines DOHC-Vierventiltyps wird bei dem Motor 1 verwendet.
Eine auf einen Zylinderkopf 2 montierte Einlassnockenwelle 3 und
Aus lassnockenwelle 4 werden von einer nicht dargestellten
Kurbelwelle angetrieben. Ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 werden
mittels der Nockenwellen 3 und 4 mit einem vorgegebenen
Zeittakt geöffnet/geschlossen.
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In
jedem Zylinder ist ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 8 an
dem Zylinderkopf 2 zusammen mit einer Zündkerze 7 fest angebracht. Unter
hohem Druck stehender Kraftstoff wird von einer nicht dargestellten
Kraftstoffpumpe zugeführt
und direkt in die Brennkammer 9 abhängig von dem Öffnen/Schließen des
Kraftstoffeinspritzventils 8 eingespritzt. Eine Einlassöffnung 10 ist
in dem Zylinderkopf 2 so ausgebildet, dass sie sich in
einer im Wesentlichen aufrechten Richtung zwischen den Nockenwellen 3 und 4 erstreckt.
Nach dem Öffnen
des Einlassventils 5 wird Einlassluft in die Brennkammer 9 über ein
Luftfilter 11, ein Drosselklappenventil 12, einen Druckausgleichsbehälter 13,
einen Einlassverteiler 14 und die Einlassöffnung 10 eingeführt. Die
Abgase nach der Verbrennung werden aus der Brennkammer 9 an
eine Auslassöffnung 15 zusammen
mit dem Öffnen
des Auslassventils 6 ausgegeben, und werden über den
Abgaspfad 16 und einen Dreiwegekatalysator 17 an
Atmosphäre
abgegeben.
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Im
Fahrzeuginneren sind eine nicht dargestellte Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung,
Speichervorrichtungen (ROM, RAM, usw.) zum Speichern eines Regelprogramms,
eines Regelkennfeldes, usw., eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) und eine ECU (Motorsteuereinheit) 21 mit einem Zeitgeber
und dergleichen eingebaut, welche eine umfassende Regelung des Motors 1 ausführen. Eine
Eingangsseite der ECU 21 ist mit verschiedenen Arten von
Sensoren verbunden, welche einen Wassertemperatursensor 22 zum
Detektieren von Kühlmitteltemperatur
Tw des Motors, einen Drosselklappensensor 23 zum
Detektieren der Drosselklappenöffnung θth, einen Temperatursensor 24 für die Detektion
der Temperatur (hierin nachstehend als Einlasstemperatur Tex bezeichnet) des in den Dreiwegekatalysator 17 strömenden Abgases,
und einen O2-Sensor 25 (Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektionseinrichtung)
zum Ändern
des Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der O2-Konzentration in den Abgasen
usw. umfassen. Eine Ausgangsseite der ECU 21 ist mit verschiedenen
Arten von Vorrichtungen verbunden, welche das Kraftstoffeinspritzventil 8,
eine Zündvorrichtung 26 zum
Betreiben der Zündkerzen 7 usw.
umfassen.
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Die
ECU 21 bestimmt den Zündzeitpunkt,
die Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen auf der Basis der Detektionsinformation
aus den Sensoren und regelt den Betrieb des Motors 1 durch
Ansteuern der Zündvorrichtung 26 und
des Brennstoffeinspritzventils 8 auf der Basis der Regelgrößen.
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Bei
dem Kaltstart des Motors 1 implementiert die ECU 21 die
O2-F/B-Regelung für ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (beispielsweise
ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis) auf der Basis des Ausgangssignals
des O2-Sensors 25 (Rückkopplungsregelungseinrichtung)
und führt
eine Zwangsmodulation durch O/L-Regelung vor der O2-F/B-Regelung
(Einrichtung zur Regelung der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses)
durch. Wenn die Zwangsmodulation auf der Basis der Sollwerte von CO-
und O2-Konzentrationen (der nachstehend
beschriebenen erforderlichen CO- und O2-Konzentrationen),
welche aus der Katalysatortemperatur Tcat und dergleichen
erhalten werden, implementiert wird, stellt die ECU 21 Regelungsgrößen von
Amplitude, Zyklus und dergleichen der Zwangsmodulation zur Erzielung
dieser Sollwerte ein, und regelt die dem Dreiwegekatalysator 17 zugeführten Zuführungsmengen
von CO und O2 durch die Zwangsmodulation auf
der Basis der Rege lungsgrößen. Die
Emissionssteuerung bei dem Kaltstart wird nachstehend beschrieben.
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Vor
der Erläuterung
der Regelung der ECU 21 werden zuerst Kennlinien der CO-
und O2-Konzentrationen in den Abgasen gemäß einem
Ausführungszustand
der Zwangsmodulation beschrieben.
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2 ist
eine Kennlinienansicht, die Änderungen
der CO- und O2-Konzentrationen aufgrund eines Unterschiedes
in der Amplitude eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) des Abgases während der Zwangsmodulation
darstellt. Die CO- und O2-Konzentrationen in
den Abgasen werden gemäß Kennlinien
in 2 gemäß den Änderungen
des Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases angehoben oder verringert. Insbesondere wird die CO-Konzentration
allmählich
verringert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases hoch wird,
währen
die O2-Konzentration
allmählich
angehoben wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases hoch wird. Während der
Zwangsmodulation werden die CO- und O2-Konzentrationen
wiederholt innerhalb einer Zone, die der Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases auf den entsprechenden Kennlinien in Bezug zu jedem
Zyklus eines Wellenformmusters entspricht, erhöht und verringert, und durchschnittliche
CO- und O2-Konzentrationen pro Zyklus werden zusammen
in Abhängigkeit
von der Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases erhöht oder
verringert. In 2 wird unter der Voraussetzung,
dass ein mittleres Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,5 ist, ein Vergleich
zwischen dem Fall gemacht, in welchem die Amplitude ± 0,1 ist
und dem Fall, in welchem die Amplitude ± 0,5 ist. Im Vergleich zu
der Amplitude von ± 0,1
werden, wenn die Amplitude auf ± 0,5 erhöht wird, die durchschnittlichen CO-
und O2-Konzentrationen pro Zyklus (in der
Figur als "Ave." bezeichnet) zusammen
erhöht.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Startemissionsregelungsroutine darstellt,
die durch die ECU 21 implementiert wird. Die ECU 21 führt die Routine
beim Start des Motors in vorgegebenen Regelungsintervallen aus.
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Zuerst
wird ein Motorstartmodus im Schritt S2 ausgeführt.
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In
dem Startmodus werden eine Starterhöhungsmengenkompensation für den Startzeitpunkt von
dem Start der Kurbelwellendrehung bis zur Feststellung eines vollständigen Explosion,
eine Erhöhungsmengenkompensation
nach dem Startvorgang und dergleichen korrekt durch die O/L-Regelung
ausgeführt,
was einen problemlosen Motorstart sicherstellt. Inhalte des Motorstartmodus
sind allgemein bekannt. Die Kraftstoffregelung, welche durch die
Erhöhungsmengenkompensation
nach dem Start zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, entspricht der O/L-Regelung auf der
Basis des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, welche implementiert
wird, bevor der O2-Sensor wie vorstehend
beschrieben aktiviert wird.
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Der
Schritt S4 erfasst dann Sensorinformation, welche die Kühlmitteltemperatur
Tw, die Drosselklappenöffnung θth,
die Einlasstemperatur Tex usw. umfasst.
Im anschließenden
Schritt S6 wird die verstrichene Zeit ab dem Abschluss des Startvorgangs (Feststellung
einer vollständigen
Explosion) berechnet. Der Schritt S8 ermittelt Aktivierungszustände des
O2-Sensors 25, und der Schritt
S10 schätzt
die Katalysatortemperatur Tcat auf der Basis
der Einlasstemperatur Tex ab. Obwohl die
Katalysatortemperatur Tcat aus einem Kennfeld
berechnet wird, in welchem eine Beziehung zwischen der voreingestellten
Einlasstemperatur Tex und der voreingestellten
Katalysatortemperatur Tcat definiert ist,
ist ein Verfahren zum Berechnen der Katalysatortemperatur Tcat nicht auf das vorstehende Verfahren beschränkt. Beispielsweise
ist es anstelle der Abschätzung
aus der Einlasstemperatur Tex möglich, direkt
die Betttemperatur des Dreiwegekatalysators 17 zu detektieren, oder
einfach die Katalysatortemperatur Tcat auf
der Basis der Kühlmitteltemperatur
Tw und der verstrichenen Zeit ab dem Abschluss
des Starts herauszufinden.
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Der
anschließende
Schritt S12 berechnet Zwangsmodulationsparameter. In der vorliegenden Ausführungsform
werden die Amplitude und der Zyklus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während
der Zwangsmodulation als Zwangsmodulationsparameter berechnet. Details
werden später
beschrieben.
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Anschließend trifft
der Schritt S14 eine Entscheidung, ob die Bedingungen für den Start
der Zwangsmodulation erfüllt
sind. Die Bedingungen für den
Start der Zwangsmodulation sind so festgelegt, dass sie einen solchen
Motorbetriebszustand aufrechterhalten, der kein Problem darstellt,
wenn die Zwangsmodulation, welche zwangsweise. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Motors 1 verändert, ausgeführt wird.
Die Ermittlung erfolgt beispielsweise auf der Basis der nachstehenden
Punkte (1)–(5).
- (1) Motorbelastung und insbesondere die Drosselklappenöffnung (θth), Volumenwirkungsgrad, usw.
- (2) Verstrichene Zeit nach Abschluss des Startvorgangs
- (3) Kühlmitteltemperatur
Tw
- (4) Verstrichene Zeit nach der Aktivierung des O2-Sensors
- (5) Katalysatortemperatur Tcat
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Wenn
der Schritt S14 ermittelt, dass die Bedingungen für den Start
der Zwangsmodulation hinsichtlich dieser Punkte nicht erfüllt sind
und eine Nein-Entscheidung (Ablehnung) trifft, wird die Routine
beendet. In diesem Falle wird die O/L-Regelung auf der Basis eines
fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,
das im Wesentlichen wie bei der herkömmlichen Regelung stabil ist,
kontinuierlich in dem Motorstartmodus des Schrittes S2 ausgeführt.
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Wenn
der Schritt S14 ermittelt, dass die Bedingungen für den Start
der Zwangsmodulation erfüllt sind,
und eine Ja-Entscheidung
(Bestätigung)
trifft, geht die Routine zu dem Schritt S16, welcher die Zwangsmodulation
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des
Abgases implementiert. Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird ein Wellenformmuster, in welchem Schwankungsbeträge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases in den Fett- und Magerrichtungen in Bezug auf das mittlere
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
einander gleichgesetzt sind, und Schwankungsperioden in den Fett-
und Magerrichtungen in einem Zyklus zueinander gleichgesetzt sind,
auf die Zwangsmodulation angewendet. 4 ist ein
Zeitdiagramm, das das Wellenformmuster des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während der
Zwangsmodulation darstellt. Unter der Voraussetzung, dass das mittlere
Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,5
ist, werden die Amplitude und der Zyklus auf 1,0 bzw. 0,2 s eingestellt.
Die Amplitude wird auf ± 0,5 eingestellt.
Bezüglich
des Zyklus werden die Fett- und Magerschwankungsperioden jeweils
auf 0,1 s eingestellt.
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Der
Schritt S18 trifft eine Entscheidung, ob die Bedingungen für die Beendigung
der Zwangsmodulation erfüllt
sind. Die Bedingungen für
die Beendigung der Zwangsmodulation sind als solche Motorbetriebsbedingungen
festgelegt, dass das Emissionsregelungsverhalten nicht verschlechtert
wird, wenn die Routine auf die reguläre O2-F/B-Regelung übergeht,
nachdem die Zwangsmodulation beendet ist (kurz gesagt, der Dreiwegekatalysator 17 bereits aktiviert
ist). Die Ermittlung erfolgt beispielsweise auf der Basis der Katalysatortemperatur
Tcat und dergleichen.
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Wenn
die Entscheidung des Schrittes S18 Nein ist, kehrt die Routine zu
dem Schritt S16 zurück. Daher
läuft die
Zwangsmodulation des Schrittes S16 weiter ab, bis die Bedingungen
für die
Beendigung der Zwangsmodulation erfüllt sind. Wenn das Entscheidungsergebnis
des Schrittes S18 wegen der Erfüllung
der Bedingungen für
die Beendigung der Zwangsmodulation Ja ist, wird die Zwangsmodulation
auf die O2-F/B-Regelung für das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf
der Basis des Ausgangssignals des O2-Sensors
im Schritt S20 umgeschaltet. Die Routine wird dann beendet. Eine
(in 6 dargestellte) Übergangsperiode ist für den Zweck
der Verhinderung einer plötzlichen Änderung des
Betriebszustandes festgelegt, wenn die Zwangsmodulation auf die
O2-F/B-Regelung umgeschaltet wird, so dass
die Amplitude und der Zyklus allmählich während der Übergangsperiode reduziert werden, um
langsam auf die O2-F/B-Regelung überzugehen.
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Die
ECU 21 führt
die Verarbeitung des Schrittes S12 gemäß einer Routine zur Berechnung von
Zwangsmodulationsparametern aus, welche in 5 dargestellt
ist. Die durch die ECU 21 ausgeführte Verarbeitung wird nachstehend
beschrieben.
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Zuerst
werden die erforderliche O2-Konzentration
im Schritt S22 und die erforderliche CO-Konzentration im Schritt
S24 berechnet. Die Berechnungsverarbeitung wird mittels eines Kennfeldes ausgeführt, in
welchem die erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
in Bezug auf jeden Wert der Katalysator temperatur Tcat auf
der Basis der durch die Verarbeitung des Schrittes S10 geschätzten Katalysatortemperatur
Tcat voreingestellt sind.
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In
den Schritten S26 und S28 wird ein Wellenformmuster während der
Zwangsmodulation, welches die erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen liefert,
ermittelt und die Routine dann beendet. Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden
Erfindungsform wird wegen derselben Schwankungsgrößen und
Perioden in den Fett- und Mager-Richtungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases während
einer Zwangsmodulation das Wellenformmuster auf der Basis der Amplitude
und des Zyklusses ermittelt. Demzufolge ermittelt der Schritt S26
die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases aus den
erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen, während der
Schritt S28 den Zyklus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases aus den
erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
ermittelt. Die vorstehend erwähnte
Verarbeitung wird gemäß einem Kennfeld
ausgeführt,
in welchem die Amplitude und der Zyklus in Bezug auf jede von den
erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen festgelegt
sind.
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Im
Schritt S26 wird im Vergleich zu der Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases, welches durch O/L-Regelung
und die O2-F/B-Regelung verursacht wird,
die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf einen größeren Wert
eingestellt. Genauer gesagt, entsteht eine Schwingung in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Abgases während
der O/L-Regelung, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases wird durch
die Rückkopplung
während
der O2-F/B-Regelung zum Schwanken gebracht. Die
Amplitude, die im Schritt S26 festgelegt wird, ist größer als
die Schwingung und die Fluktuation.
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Die
Amplitude und der Zyklus müssen
nicht notwendigerweise zum selben Zeitpunkt in Abhängigkeit
von den erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
geändert
werden. Beispielsweise ist es möglich,
nur die Amplitude gemäß den erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen einzustellen, und
den Zyklus auf einen vorgegebenen festen Wert einzustellen. Im Gegensatz
dazu ist es auch möglich,
nur den Zyklus in Abhängigkeit
von den erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
einzustellen, und die Amplitude auf einen vorgegebenen festen Wert
einzustellen.
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Die
Amplitude und der Zyklus können
nicht nur unter Berücksichtigung
der erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen,
sondern auch anderer Punkte, welche einen Typ des Dreiwegekatalysators 17 (die
Mischmenge des Edelmetalls wie z.B. Pt, Pd und Rh), Sauerstoffspeicherkapazität, einen
Verschlechterungsgrad, eine Sollkomponente für die Reduzierung der Abgase
im Hinblick auf eine Emissionsregelung und dergleichen (welche gefährliche Komponente
bevorzugt reduziert werden sollte), usw. eingestellt werden. Genauer
gesagt, können
die Amplitude und der Zyklus berechnet werden, indem der Katalysatortyp
und die Sauerstoffspeicherkapazität, die bereits bekannt waren,
berücksichtigt
werden, oder indem der Verschlechterungsgrad des Dreiwegekatalysators 17,
welcher mittels eines allgemein bekannten Verschlechterungsbewertungsverfahrens abgeschätzt wird.
Die Amplitude und der Zyklus können
auch abhängig
davon berechnet werden, ob HC oder NO bevorzugt reduziert wird.
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Abhängig von
der Amplitude und dem Zyklus während
der Zwangsmodulation erzeugt eine Verbrennungsschwankung eine erhebliche
Drehmomentschwankung und verschlechtert die Fahrbarkeit. Daher kann
in den Schritten S26 und S28, wenn die vor eingestellte Amplitude
und der Zyklus annehmbare Werte überschreiten,
die unter Berücksichtigung der
Drehmomentschwankung festgelegt wurden, ein oberer Grenzwert der
Amplitude und der des Zyklus auf die annehmbaren Werte begrenzt
werden.
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6 ist
ein Zeitdiagramm, das Umschaltbedingungen der Emissionsregelung
und den Übergang
der erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen in
Bezug auf die Katalysatortemperatur bei dem Kaltstart des Motors
darstellt. Über
die Verarbeitung der ECU 21, werden die Starterhöhungsmengenkompensation
und die Erhöhungsmengenkompensation nach
dem Start durch die O/L-Regelung
als der Motorstartmodus zu dem Zeitpunkt des Motorstarts und unmittelbar
danach ausgeführt.
Die Zwangsmodulation wird anschließend begonnen. In dem in 6 dargestellten
Beispiel ist die erforderliche O2-Konzentration
auf 0,6% und die erforderliche CO-Konzentration ist auf 0,9% während der
Zwangsmodulation eingestellt. Danach wird die Zwangsmodulation auf
die O2-F/B-Regelung mittels der Übergangsperiode
umgeschaltet. Demzufolge sind die erforderlichen O2- und
CO-Konzentrationen niedriger als während einer Zwangsmodulation.
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7 ist
ein Kennliniendiagramm, in welchem eine Konzentration von Motorausgangs-(d.h., Katalysatoreingangs)-Abgasen aufgrund
der Zwangsmodulation mit einer Abgaskonzentration aufgrund der O/L-Regelung
und der O2-F/B-Regelung in dem Motorstartmodus
verglichen wird. 7 stellt Daten der Zwangsmodulation
als die erste Ausführungsform
dar, in welcher die in 4 dargestellte Amplitude und
der Zyklus auf ± 0,5
und 0,1 s sowohl in den Fett- als auch Mager-Richtungen eingestellt sind.
Gemäß Darstellung
in 7, werden trotz eines leichten Unterschiedes gemäß dem durchschnittlichen
Luft/Kraftstoff-Verhältnis,
sowohl die O2- als auch CO-Konzentrationen
während
der Zwangsmodulation im Vergleich zu dem Zeitpunkt während der O/L-Regelung
und der O2-F/B-Regelung erhöht, während NOx-Emissionen niedrig gehalten werden. Es
ist dann möglich,
eine erwünschte
Abgaskennlinie in Verbindung mit einem Temperaturanstieg des Katalysators
zu erzielen. Aufgrund dieser Kennlinie können die in 6 dargestellten
erforderlichen O2- und CO-Konzentrationen
mittels Zwangsmodulation erzielt werden.
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8 ist
ein Kennliniendiagramm, in welchem die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung miteinander
im Hinblick auf den Reinigungswirkungsgrad von NMHC (Nicht-Methan
HC) während
der Zwangsmodulation verglichen werden. 9 ist ein Kennliniendiagramm,
in welchem die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung miteinander
im Hinblick auf den Reinigungswirkungsgrad von CO während der Zwangsmodulation
verglichen werden. 10 ist ein Kennliniendiagramm,
in welchem die O/L-Regelung und
die O2-F/B-Regelung miteinander im Hinblick
auf den Reinigungswirkungsgrad von NOx während der Zwangsmodulation
verglichen werden. Diese Figuren zeigen wie die erste Ausführungsform
dieselben Bedingungen für
die Ausführung
der Zwangsmodulation wie diejenigen in 7. Aus den
vorstehenden Figuren ist ersichtlich, dass der Reinigungswirkungsgrad,
der im Wesentlichen gleich dem Reinigungswirkungsgrad während der
O2-F/B-Regelung ist, in welchem der Dreiwegekatalysator 17 mehr
aufgrund eines Temperaturanstiegs aktiviert wird, während der Zwangsmodulation
im Hinblick auf alle von NMHC, CO und NOx erzielt
wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird in der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung
des Motors 1 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Zwangsmodulation ausgeführt,
bevor die O2-F/B-Regelung nach dem Kaltstart des
Motors 1 begonnen wird. Der Zyklus und die Amplitude des
Luft/Kraftstoff-Verhält nisses
des Abgases sind so eingestellt, dass die O2-
und CO-Konzentrationen
in den Emissionen auf dem Katalysatoreinlass während der Zwangsmodulation
höher als
während
der O2-F/B-Regelung sind. Demzufolge ist es möglich, ausreichende
Mengen von CO und O2 an den Dreiwegekatalysator 17 zu
liefern und den Temperaturanstieg des Dreiwegekatalysators 17 zu
beschleunigen und eine Frühaktivierung
des Dreiwegekatalysators 17 zu erreichen, um dadurch das
Emissionsregelungsverhalten zu verbessern und eine Trägermenge von
Edelmetall in dem Katalysator zu reduzieren.
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Es
ist auch während
der Zwangsmodulation möglich,
ausreichende Mengen von CO und O2 an den
Katalysator zu liefern und den Temperaturanstieg des Katalysators
weiter zu beschleunigen, um die Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases auf einen größeren Wert
als die Schwankung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases einzustellen,
welches durch die O/L-Regelung und die O2-F/B-Regelung
bewirkt wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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Eine
zweite Ausführungsform,
in welcher die vorliegende Erfindung in einer anderen Abgasemissions-Regelungsvorrichtung
des Motors 1 verkörpert ist,
wird nachstehend diskutiert.
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Die
Abgasemissions-Regelungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform im Hinblick auf
den gesamten Aufbau und die Basisinhalte der Regelung, welche durch
die ECU 21 implementiert wird. Es besteht ein Unterschied
in der Verarbeitung der Berechnung der Zwangsmodulationsparameter.
Daher werden Beschreibungen bezüglich
desselben Aufbaus weggelassen und hauptsächlich der Unterschied erläutert.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
ein Wellenformmuster, in welchem Schwankungsgrößen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases in den Fett- und Mager-Richtungen in Bezug auf das mittlere
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
unterschieden werden, und Schwankungsperioden in den Fett- und Mager-Richtungen
in einem Zyklus unterschieden werden, auf die Zwangsmodulation angewendet.
Daher wird als die Routine zum Berechnen der Zwangsmodulationsparameter
für die
Ermittlung des Wellenformmusters ein in 11 dargestelltes Flussdiagramm
anstelle des in 5 verwendeten in der vorliegenden
Ausführungsform
verwendet.
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In 11 berechnet
die ECU 21 wie in der ersten Ausführungsform die erforderlichen
O2- und CO-Konzentrationen in den Schritten
S22 und S24 und ermittelt die Amplitude und den Zyklus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases aus den erforderlichen O2- und
CO-Konzentrationen in den Schritten S26 und S28. Die Routine geht
dann zu dem Schritt S30 über,
welcher die Schwankungsgrößen aus
dem mittleren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den Fett- und Mager-Richtungen
ermittelt. Im Schritt S32 werden die Schwankungsperioden in den
Fett- und Mager-Richtungen
ermittelt. Demzufolge wird, wenn die Routine von dem Schritt S14
zu dem Schritt S16 in 3 aufgrund der Erfüllung der
Bedingungen für
den Start der Zwangsmodulation übergeht, zusätzlich zu
der Amplitude und dem Zyklus der ersten Ausführungsform ein Wellenformmuster
während der
Zwangsmodulation auf der Basis der Schwankungsgrößen und Perioden in den Fett-
und Mager-Richtungen ermittelt.
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Im
Schritt S30 wird die Schwankungsgröße in der Fett-Richtung auf einen
größeren Wert
als in der Mager-Richtung eingestellt. Im Schritt S32 wird die Schwankungsperiode
in der Fett-Richtung auf einen kleineren Wert als der in der Mager-Richtung
eingestellt. Die Zwangsmodulation durch die Verarbeitung des Schrittes
S16 wird dann beispielsweise anhand eines in 12 dargestellten
Zeitdiagramms ausgeführt.
In diesem Beispiel ist unter der Voraussetzung eines mittleren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von
14,5 die Amplitude auf 1,5 eingestellt und der Zyklus auf 0,15 s.
Die Amplitude ist auf + 0,5 (magere Seite) und –1,0 (fette Seite) so eingestellt,
dass die Schwankungsgröße in der
Fett-Richtung größer als die
in der Mager-Richtung ist. Der Zyklus ist auf 0,05 s in der Fett-Periode
und 0,1 s in der Mager-Periode so eingestellt, dass die Fluktuationsperiode
in der Fett-Richtung kürzer
als die in der Mager-Richtung ist. In diesem Beispiel der Einstellung
wird ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis gleich dem der in der
in 4 dargestellten ersten Ausführungsform erhalten.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist in der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung
des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zusätzlich
zu der Einstellung während
der Zwangsmodulation der ersten Ausführungsform die Amplitude des
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases so eingestellt, dass die Fluktuationsmenge in der Fett-Richtung
größer als
die in der Mager-Richtung ist, und der Zyklus des Luft/-Kraftstoff-Verhältnisses
des Abgases ist so eingestellt, dass die Schwankungsperiode in der
Fett-Richtung kürzer
als in die in der Mager-Richtung ist. Auf der Basis der vorstehenden
Einstellung wird die Zwangsmodulation ausgeführt.
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Um
das durch eine Edelmetallstelle während der Mager-Periode absorbierte
O2 auszuspülen und die Aktivierung des
Edelmetalls zu verbessern, führt man
bevorzugt reduzierte Ga se (CO, H2 und HC)
in einer höheren
Konzentration als die der O2-Konzentration
zu. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Konzentration des dem
Katalysatoreinlass zugeführten
CO zu erhöhen.
Man lässt
den Magerzustand in einem gewissen Maße aufgrund der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators
andauern. Wenn jedoch CO und HC in einer hohen Konzentration in
den Dreiwegekatalysator 17 strömen und eine Reduktionsatmosphäre fortgesetzt
die Sauerstoffspeicherkapazität
des Dreiwegekatalysators 17 übersteigt, wird die Aktivierung
des Edelmetalls des Katalysators 17 verschlechtert. Um
dieses Problem zu vermeiden, ist es erforderlich, das Andauern der
Reduktionsatmosphäre
für eine übermäßig lange
Zeitdauer zu vermeiden.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform lässt während der
Zwangsmodulation das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases weiter in
der Fett-Richtung weiter als in der Mager-Richtung schwanken und
die Schwankung in der Fett-Richtung wird kürzer als die in der Mager-Richtung
eingestellt. Demzufolge ist es zusätzlich zu dem Betrieb und dem
Vorteil der ersten Ausführungsform
möglich,
die Konzentration des dem Katalysatoreinlass zugeführten CO
weiter zu erhöhen,
das Emissionsregelungsverhalten zu verbessern, indem der Temperaturanstieg
des Katalysators weiter beschleunigt wird, und einen effizienten
Temperaturanstieg des Katalysators durch Unterdrückung der Verschlechterung
der Aktivierung des Edelmetalls des Dreiwegekatalysators 17 zu
erreichen, was durch die Fortsetzung der Reduktionsatmosphäre bewirkt
wird.
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Ferner
ist es, obwohl Absorptions- und Separationseigenschaften bezüglich Edelmetall
abhängig von
den Arten der Gase unterschiedlich sind, da die Mager- und Fett-Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
in der Größenordnung
von Millisekunden geregelt werden, um die Aktivierung des Edelmetalls
zu verbessern, möglich,
das Gasatmosphärengleichgewicht
einer Edelmetalloberfläche
zu optimieren. Dieser Faktor trägt
ebenfalls zu dem vorstehend beschriebenen Betrieb und den Vorteilen
bei.
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7 bis 10 stellen
die Bedingungen für die
Implementation der Zwangsmodulation der vorliegenden Ausführungsform
als die zweite Ausführungsform
dar. 7 stellt dar, dass in der Zwangsmodulation der
vorliegenden Ausführungsform
die O2- und CO-Konzentrationen mehr erhöht und die NOx-Emissionen stärker im Vergleich zu denen
der ersten Ausführungsform
unterdrückt
sind. 8 bis 10 stellen dar, dass der Reinigungswirkungsgrad
von NMHC, CO und NOx noch weiter als in
der ersten Ausführungsform
verbessert ist. Diese experimentellen Ergebnisse stellen ebenfalls
Beispiele des Betriebs und der Vorteile der vorliegenden Ausführungsform
dar.
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Obwohl
die Beschreibungen der Ausführungsformen
hier beendet werden, sind Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht
auf die vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
beschränkt.
Beispielsweise implementiert die erste Ausführungsform die Zwangsmodulation
gemäß dem Zeitdiagramm
von 4 und die zweite Ausführungsform gemäß dem Zeitdiagramm
von 12. Selbstverständlich sind die Amplitude und
der Zyklus während
der Zwangsmodulation nicht auf diejenigen in den ersten und zweiten
Ausführungsformen
beschränkt
und können ohne
Abweichung von dem Erfindungsgedanken modifiziert werden.
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Obwohl
in den Ausführungsformen
der Abgaspfad 16 des Motors 1 nur mit einem Dreiwegekatalysator 17 versehen
ist, ist es auch möglich,
beliebig einen Nahkatalysator, einen NOx-Katalysator oder
dergleichen hinzuzufügen.
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Die
Erfindung ist nicht nur bei einem Motor mit Direkteinspritzung,
sondern auch bei einem Motor mit Einlassvertei lereinspritzung anwendbar.
Ferner ist es möglich,
einen Sollwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu regeln, indem der
O2-Sensor stromabwärts von dem Katalysator angeordnet
wird.
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Nach
der Beschreibung der Erfindung dürfte es
somit offensichtlich sein, dass dieselbe auf viele Arten variiert
werden kann. Solche Varianten sind nicht als eine Abweichung von
dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten,
und alle derartigen Modifikationen, wie sie für einen Fachmann auf diesem
Gebiet ersichtlich sind, sollen innerhalb des Schutzumfangs der
nachstehenden Ansprüche
enthalten sein.