DE102018118404B4

DE102018118404B4 - Steuereinheit für verbrennungskraftmaschine und verfahren zum steuern einer verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102018118404B4
Application number: DE102018118404.2A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Myojo; Yuki NOSE; Eiji Ikuta
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP6822344B2; US10753295B2; JP2019035335A; DE102018118404A1; US20190048815A1; CN109386391B; CN109386391A

Abstract

Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine einen Katalysator, der zum Reinigen von aus einer Mehrzahl von Zylindem abgeführtem Abgas konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils zum Zuführen von Kraftstoff zu der Mehrzahl von Zylindern konfiguriert sind, einen Kanister, der zum Sammeln von Kraftstoffdampf von in einem Kraftstofftank gespeichertem Kraftstoff konfiguriert ist, und eine Einstellvorrichtung, die zum Einstellen einer Strömungsrate des von dem Kanister gesammelten, in einen Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs konfiguriert ist, beinhaltet, wobei die Steuereinheit aufweist:eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Dither-Steuerungsprozess unter der Bedingung durchzuführen, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung des Katalysators erfolgt, wobei der Dither-Steuerungsprozess ein Betätigen der Kraftstoffeinspritzventile derart beinhaltet, dass einer oder mehrere der Mehrzahl von Zylindern ein magerer Verbrennungszylinder ist, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einer oder mehrere andere der Mehrzahl von Zylindern ein fetter Verbrennungszylinder ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, unddie Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner konfiguriert ist zum Durchführeneines Spülsteuerungsprozesses, der die Einstellvorrichtung zum Steuern einer Spülrate, die ein durch Dividieren einer Spülströmungsrate durch eine Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist, betätigt, undeines Differenzbegrenzungsprozesses, der eine aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung begrenzt und vermindert, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine und ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine.
Die japanische Patentanmeldung JP 2012- 57 492 A beschreibt ein Beispiel für eine Steuereinheit, die eine Störungssteuerung (Dither-Steuerung) derart ausführt, dass als Reaktion auf eine Aufwärmanforderung (Temperaturerhöhungsanforderung) einer Katalysatorvorrichtung (Katalysator) das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einigen einer Mehrzahl von Zylindern reicher bzw. fetter eingestellt wird als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den übrigen Zylindern magerer eingestellt wird als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Aus der DE 198 31 310 B4 ist ein System zur Diagnose eines Kraftstofförderungssystems für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem eine Differenz zwischen einem durch einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor erfaßten Ist-Luft-Kraftstoffverhältnis und einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis, ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient und ein gelernter Korrekturwert als Parameter zur Diagnose des Kraftstofförderungssystems addiert werden. Der Diagnoseparameter wird geglättet und der geglättete Wert mit einem Diagnosereferenzwert verglichen, wodurch eine Fehlfunktion in dem Kraftstofförderungssystem erfasst wird. Selbst wenn der gelernte Korrekturbetrag nicht aktualisiert wird, kann die Fehlfunktion des Kraftstofförderungssystems unmittelbar anhand der Differenz zwischen dem Ist-Luft-Kraftstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis sowie des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten erfasst werden. Der Diagnosereferenzwert wird entsprechend Maschinenbetriebsparametern wie einer Ansaugluftströmungsmenge variabel bestimmt. Die US 2012 / 0 185 156 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts zwischen Zylindern auf Basis eines Ausgangswerts eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, eines Ungleichgewichts-Bestimmungsparameters, der größer oder kleiner wird, wenn eine Differenz zwischen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen größer wird, und zum Durchführen des Bestimmens eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts zwischen Zylindern auf Basis eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Ungleichgewichts-Bestimmungsparameter und einer Ungleichgewichts-Bestimmungsschwelle. Die Vorrichtung berechnet einen Spülkorrekturkoeffizienten, der eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund eines verdampften Kraftstoffgases kompensiert, das in einem Kraftstofftank erzeugt wird, während das verdampfte Kraftstoffgas in einen Einlasskanal eingeführt wird, also während eines so genannten Verdampfungsspülvorgangs, und korrigiert eine Kraftstoffeinspritzmenge mit dem Spülkorrekturkoeffizienten.
Eine in der Technik bekannte Spülsteuerung saugt Kraftstoffdampf aus einem kraftstoffspeichernden Kraftstofftank in einen Einlassdurchgang.
Beim Durchführen einer Dither-Steuerung wird zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem fetten Verbrennungszylinder und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem mageren Verbrennungszylinder ein Unterschied bzw. eine Differenz erzeugt. Somit ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der Zylinder gesteuert wird, schwierig, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis so einzustellen, dass eine nicht zufriedenstellende Verbrennung vermieden wird. Beim Durchführen der Spülsteuerung wird Kraftstoffdampf nicht immer gleichmäßig auf die Zylinder verteilt. Dies kann dazu führen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den einzelnen Zylindern verschieden ist. Somit erhöht bei Durchführung einer Dither-Steuerung während einer Spülsteuerung die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf noch weiter.
KURZFASSUNG
Mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung und betriebsmäßige Wirkungen derselben werden nachstehend beschrieben.

1. In einer Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine beinhaltet die Verbrennungskraftmaschine einen Katalysator, der zum Reinigen von aus einer Mehrzahl von Zylindern abgeführtem Abgas konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils zum Zuführen von Kraftstoff zu der Mehrzahl von Zylindern konfiguriert sind, einen Kanister, der zum Sammeln von Kraftstoffdampf von in einem Kraftstofftank gespeichertem Kraftstoff konfiguriert ist, und eine Einstellvorrichtung, die zum Einstellen einer Strömungsrate des von dem Kanister gesammelten, in einen Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs konfiguriert ist. Die Steuereinheit beinhaltet eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Dither-Steuerungsprozess unter der Bedingung durchzuführen, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung des Katalysators erfolgt. Der Dither-Steuerungsprozess beinhaltet ein Betätigen der Kraftstoffeinspritzventile derart, dass einer oder mehrere der Mehrzahl von Zylindern ein magerer Verbrennungszylinder ist, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einer oder mehrere andere der Mehrzahl von Zylindern ein fetter Verbrennungszylinder ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Verarbeitungsschaltungsanordnung ist ferner konfiguriert zum Durchführen eines Spülsteuerungsprozesses, der die Einstellvorrichtung zum Steuern einer Spülrate, die ein durch Dividieren einer Spülströmungsrate durch eine Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist, betätigt, und eines Differenzbegrenzungsprozesses, der eine aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung begrenzt und vermindert, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert.

In einem Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine beinhaltet die Verbrennungskraftmaschine einen Katalysator, der zum Reinigen von aus einer Mehrzahl von Zylindern abgeführtem Abgas konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils zum Zuführen von Kraftstoff zu der Mehrzahl von Zylindern konfiguriert sind, einen Kanister, der zum Sammeln von Kraftstoffdampf von in einem Kraftstofftank gespeichertem Kraftstoff konfiguriert ist, und eine Einstellvorrichtung, die zum Einstellen einer Strömungsrate des von dem Kanister gesammelten, in einen Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs konfiguriert ist. Das Verfahren beinhaltet ein Durchführen eines Dither-Steuerungsprozesses unter der Bedingung, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung des Katalysators erfolgt. Der Dither-Steuerungsprozess beinhaltet ein Betätigen der Kraftstoffeinspritzventile derart, dass einer oder mehrere der Mehrzahl von Zylindern ein magerer Verbrennungszylinder ist, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einer oder mehrere andere der Mehrzahl von Zylindern ein fetter Verbrennungszylinder ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Durchführen eines Spülsteuerungsprozesses, der die Einstellvorrichtung zum Steuern einer Spülrate, die ein durch Dividieren einer Spülströmungsrate durch eine Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist, betätigt, und Durchführen eines Differenzbegrenzungsprozesses, der eine aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung begrenzt und vermindert, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert.
In den obigen Konfigurationen begrenzt und vermindert der Differenzbegrenzungsprozess die aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert. Wenn die Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder klein ist, wird die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung stärker begrenzt, als wenn die Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder groß ist. Somit vermindert der Differenzbegrenzungsprozess die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, welche im Vergleich zu einem Fall, in dem die Dither-Steuerung nicht ausgeführt wird, die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf erhöhen würde.
2. In der Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt beinhaltet der Differenzbegrenzungsprozess ein Begrenzen der Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder, um die Differenz unter der Bedingung zu vermindern, dass ein Spülparameter, der ein Parameter mit einer positiven Korrelation mit der Spülrate ist, größer oder gleich einem Schwellwert ist.
In der obigen Konfiguration wird der Differenzbegrenzungsprozess unter der Bedingung durchgeführt, dass der Spülparameter größer oder gleich dem Schwellwert ist. Dies erlaubt es, den Dither-Steuerungsprozess ohne eine durch den Differenzbegrenzungsprozess auferlegte Einschränkung durchzuführen, wenn die Kraftstoffdampfmenge klein ist, und die aus der Ausführung der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung wird Differenzen in dem verteilten Kraftstoffdampf zwischen den Zylindern nicht vergrößern.
3. In der Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem zweiten Aspekt ist der Spülparameter ein Wert, der durch Dividieren der Strömungsrate des aus dem Kanister in den Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs durch die Einlassluftströmungsrate erhalten ist.
Selbst bei gleicher Spülrate verändert sich das Verhältnis der Strömungsrate des Kraftstoffdampfs zu der Einlassluftströmungsrate in Übereinstimmung mit der Konzentration des Kraftstoffdampfs in dem Kanister. Ein Anstieg des Verhältnisses der Strömungsrate des Kraftstoffdampfs zu der Einlassluftströmungsrate wird die aus der Ausführung der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung vergrößern und dadurch Differenzen in dem verteilten Kraftstoffdampf zwischen den Zylindern vergrößern. In der obigen Konfiguration wird der Differenzbegrenzungsprozess durchgeführt, wenn das Verhältnis der Strömungsrate des Kraftstoffdampfs zu der Einlassluftströmungsrate größer oder gleich dem Schwellwert ist. Dies minimiert Situationen, in denen der Differenzbegrenzungsprozess tatsächlich durchgeführt wird.
4. In der Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einem aus dem ersten bis dritten Aspekt beinhaltet der Dither-Steuerungsprozess einen Amplitudeneinstellprozess, der die Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder einstellt, der Differenzbegrenzungsprozess beinhaltet ein Durchführen eines Obergrenzenschutzprozesses an der eingestellten Differenz, um die von dem Amplitudeneinstellprozess eingestellte Differenz auf kleiner oder gleich einen Obergrenzenschutzwert zu begrenzen, und der Dither-Steuerungsprozess wird basierend auf der Differenz, die den Obergrenzenschutzprozess durchlaufen hat, durchgeführt.
In der obigen Konfiguration begrenzt der Obergrenzenschutzprozess die Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder auf kleiner oder gleich den Obergrenzenschutzwert.
5. In der Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem vierten Aspekt beinhaltet der Differenzbegrenzungsprozess ein variables Einstellen des Obergrenzenschutzwertes in Übereinstimmung mit einem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine.
Die aus der Ausführung der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, welche Differenzen in dem verteilten Kraftstoffdampf zwischen den Zylindern vergrößert, kann in Übereinstimmung mit dem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine verschieden sein. In der obigen Konfiguration wird der Obergrenzenschutzwert in Übereinstimmung mit dem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine variabel eingestellt, um die Differenzbegrenzung zu minimieren.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft veranschaulichen, ersichtlich.
Figurenliste
Die Erfindung nebst Aufgaben und Vorteilen derselben wird am besten verständlich unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der vorliegend bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigt:

1 ein Diagramm, das eine Verbrennungskraftmaschine und deren Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein Blockdiagramm, das einen Teil eines Prozesses zeigt, der von der in 1 gezeigten Steuereinheit durchgeführt wird;
3 ein Flussdiagramm, das die Vorgänge eines Prozesses zeigt, der von dem Anforderungswertausgabeprozessor in der in 1 gezeigten Steuereinheit durchgeführt wird; und
4 ein Zeitdiagramm, das einen Beschränkungsverlauf einer Dither-Steuerung in der in 1 gezeigten Steuereinheit zeigt;
5 ein Flussdiagramm, das die Vorgänge eines Prozesses zeigt, der von einem Anforderungswertausgabeprozessor in einer Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Erste Ausführungsform>
Eine Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In einer in 1 gezeigten Verbrennungskraftmaschine 10 strömt Luft, die aus einem Einlassdurchgang 12 angesaugt wird, durch ein Drosselventil 14 in eine Brennkammer 16 jedes Zylinders. Ein Kraftstoffeinspritzventil 18, das Kraftstoff einspritzt, und eine Zündvorrichtung 20, die Funkenentladungen erzeugt, ragen in die Brennkammer 16. Ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird in jeder Brennkammer 16 verbrannt, und das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird als Abgas aus der Brennkammer 16 in einen Auslassdurchgang 22 abgeführt. Ein Drei-Wege-Katalysator 24 mit Sauerstoffspeicherfähigkeit ist in dem Auslassdurchgang 22 angeordnet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 18 spritzt Kraftstoff in eine Förderleitung 30 ein. Eine Kraftstoffpumpe 34 speist die Förderleitung 30 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 32. Ein Teil des in dem Kraftstofftank 32 gespeicherten Kraftstoffs verdampft zu Kraftstoffdampf. Der Kraftstoffdampf wird von einem Kanister 36 gesammelt. Der von dem Kanister 36 gesammelte Kraftstoffdampf strömt durch ein Spülventil 38, dessen Öffnungsgrad elektronisch verstellbar ist, und tritt in den Einlassdurchgang 12 ein.
Eine Steuereinheit 40 betätigt verschiedene Betätigungsteile in der Verbrennungskraftmaschine 10, wie etwa das Drosselventil 14, die Kraftstoffeinspritzventile 18, die Zündvorrichtungen 20, die Kraftstoffpumpe 34 und das Spülventil 38, um die Verbrennungskraftmaschine 10 und deren Steuergrößen (Drehmoment, Abgaskomponenten und dergleichen) zu steuern. In diesem Fall bezieht sich die Steuereinheit 40 auf ein von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 50 auf der Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 24 erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis Af, ein Ausgangssignal Scr eines Kurbelwinkelsensors 52, eine von einem Luftdurchsatzmesser 54 erfasste Einlassluftströmungsrate Ga und eine von einem Kühlmitteltemperatursensor 56 erfasste Temperatur des Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine 10 (Kühlmitteltemperatur THW). Die Steuereinheit 40 beinhaltet eine CPU 42, ein ROM 44 und ein RAM 46. Die CPU 42 führt in dem ROM 44 gespeicherte Programme aus, um die oben beschriebenen Steuergrößen zu steuern.
2 zeigt einen Teil eines Prozesses, der von der CPU 42, welche die in dem ROM 44 gespeicherten Programme ausführt, vollzogen wird. Ein Basiseinspritzmengen-Berechnungsprozessor M10 berechnet eine Basiseinspritzmenge Qb als eine Offenschleifenbetriebsgröße, die eine Betriebsgröße zum Steuern in offener Schleife des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 16 auf ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, basierend auf einer aus dem Ausgangssignal Scr des Kurbelwinkelsensors 52 berechneten Drehzahl NE und der Einlassluftströmungsrate Ga.
Ein Sollwerteinstellprozessor M12 stellt einen Sollwert Af* einer Rückkopplungssteuerungsgröße zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in der Brennkammer 16 verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemischs auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder dergleichen ein. Ein Rückkopplungssteuerungsprozessor M14 berechnet eine Rückkopplungsbetriebsgröße KAF, die eine Betriebsgröße zum Annähern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Af, das als eine Rückkopplungssteuerungsgröße fungiert, an den Sollwert Af* durch Rückkopplungssteuerung ist. In der ersten Ausführungsform ist die Summe von Ausgangswerten eines Proportionalgliedes, eines Integralgliedes und eines differentiellen Gliedes, welche die Differenz zwischen dem Sollwert Af* und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis Af als Eingaben empfangen, als die Rückkopplungsbetriebsgröße KAF definiert.
Ein Anforderungseinspritzmengenprozessor M16 berechnet eine angeforderte Einspritzmenge Qd, die durch Multiplizieren der Basiseinspritzmenge Qb mit der Rückkopplungsbetriebsgröße KAF erhalten ist, um die Basiseinspritzmenge Qb zu korrigieren. Ein Anforderungswert-Ausgabeprozessor M18 berechnet einen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α für eine Dither-Steuerung, in der ein unterschiedliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis für das jeweilige verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder eingestellt und ausgegeben wird, unter Verwendung des Mittelwerts der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von Abgas (Abgas-Kraftstoff-Verhältnisse) aller Zylinder #1 bis #4 in der Verbrennungskraftmaschine 10 als ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis. In der Dither-Steuerung der ersten Ausführungsform wird einer des ersten Zylinders #1 bis vierten Zylinders #4 als ein fetter Verbrennungszylinder eingestellt, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und die übrigen drei Zylinder werden als magerer Verbrennungszylinder definiert, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Einspritzmenge des fetten Verbrennungszylinders wird „1+α“-mal größer eingestellt als die angeforderte Einspritzmenge Qd, und die Einspritzmenge des mageren Verbrennungszylinders wird „1-(α/3)‟-mal größer eingestellt als die angeforderte Einspritzmenge Qd.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jeweiligem Abgas wird unter Verwendung eines hypothetischen Luft-Kraftstoff-Gemischs definiert. Das heißt, das hypothetische Luft-Kraftstoff-Gemisch wird als ein Luft-Kraftstoff-Gemisch definiert, das lediglich aus Frischluft und Kraftstoff gebildet ist und in dem die Konzentration an nicht verbranntem Kraftstoff (beispielsweise HC), die Konzentration an unvollständig verbrannten Komponenten (beispielsweise CO) und die Sauerstoffkonzentration von durch Verbrennung erzeugtem Abgas gleich der Konzentration an nicht verbranntem Kraftstoff, der Konzentration an unvollständig verbrannten Komponenten und der Sauerstoffkonzentration des Abgases sind. Das Abgas-Kraftstoff-Verhältnis wird als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des hypothetischen Luft-Kraftstoff-Gemischs definiert. Die Verbrennung des hypothetischen Luft-Kraftstoff-Gemischs ist nicht auf eine Verbrennung beschränkt, in der entweder die Konzentration an nicht verbranntem Kraftstoff und die Konzentration an unvollständig verbrannten Komponenten oder die Sauerstoffkonzentration null oder ein Wert von im Wesentlichen gleich null ist. Die Verbrennung des hypothetischen Luft-Kraftstoff-Gemischs kann eine Verbrennung beinhalten, in der die Konzentration an nicht verbranntem Kraftstoff, die Konzentration an unvollständig verbrannten Komponenten und die Sauerstoffkonzentration größer sind als null. Der Mittelwert der Abgas-Kraftstoff-Verhältnisse einer Mehrzahl von Zylindern wird als das Abgas-Kraftstoff-Verhältnis für den Fall eingestellt, dass das aus den Zylindern abgeführte Abgas gänzlich als das jeweilige Abgas festgesetzt ist. Beim Einstellen der Einspritzmenge des mageren Verbrennungszylinders und des fetten Verbrennungszylinders wird der Mittelwert der Kraftstoff-Luft-Verhältnisse der in den Zylindern verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemische als ein Soll-Kraftstoff-Luft-Verhältnis definiert, so dass der Mittelwert der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von Abgas als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden kann. Das Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist die inverse Zahl des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Ein Korrekturkoeffizient-Berechnungsprozessor M20 addiert den Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α zu „1“, um den Korrekturkoeffizienten der angeforderten Einspritzmenge Qd für den fetten Verbrennungszylinder zu berechnen. Ein Dither-Korrekturprozessor M22 multipliziert die angeforderte Einspritzmenge Qd mit einem Korrekturkoeffizienten „1+α“, um einen Einspritzmengenbefehlswert Qr* des fetten Verbrennungszylinders zu berechnen.
Ein Multiplikationsprozessor M24 multipliziert den Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α mit „-1/3“. Ein Korrekturkoeffizient-Berechnungsprozessor M26 addiert den Ausgabewert des Multiplikationsprozessors M24 zu „1“, um den Korrekturkoeffizienten der angeforderten Einspritzmenge Qd für den mageren Verbrennungszylinder zu berechnen. Ein Dither-Korrekturprozessor M28 multipliziert die angeforderte Einspritzmenge Qd mit einem Korrekturkoeffizienten „1-(a/3)“, um einen Einspritzmengenbefehlswert Q1* des mageren Verbrennungszylinders zu berechnen.
Ein Einspritzmengensteuerungsprozessor M30 erzeugt ein Betätigungssignal MS2 des Kraftstoffeinspritzventils 18 in dem fetten Verbrennungszylinder basierend auf dem Einspritzmengenbefehlswert Qr* und gibt das Betätigungssignal MS2 an das Kraftstoffeinspritzventil 18 aus, um das Kraftstoffeinspritzventil 18 derart zu betätigen, dass die aus dem Kraftstoffeinspritzventil 18 eingespritzte Kraftstoffmenge dem Einspritzmengenbefehlswert Qr* entspricht. Darüber hinaus erzeugt der Einspritzmengensteuerungsprozessor M30 ein Betätigungssignal MS2 des Kraftstoffeinspritzventils 18 in dem mageren Verbrennungszylinder basierend auf dem Einspritzmengenbefehlswert Q1* und gibt das Betätigungssignal MS2 an das Kraftstoffeinspritzventil 18 aus, um das Kraftstoffeinspritzventil 18 derart zu betätigen, dass die aus dem Kraftstoffeinspritzventil 18 eingespritzte Kraftstoffmenge dem Einspritzmengenbefehlswert Ql* entspricht. Von den Zylindern #1 bis #4 wird derjenige, der als der fette Verbrennungszylinder fungiert, wünschenswerterweise auf eine längere Periode als einen einzigen Verbrennungszyklus geändert. Wenn der Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α null ist, multiplizieren die Dither-Korrekturprozessoren M22, M28 die angeforderte Einspritzmenge Qd mit „1“. Wenn somit der Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α null ist, ist der Einspritzmengenbefehlswert jedes der Zylinder #1 bis #4 die angeforderte Einspritzmenge Qd. Jedoch zeigt 2 der Einfachheit halber die Einspritzmengenbefehlswerte Q1 *, Qr* für eine Dither-Steuerung. Wenn der Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α null ist, wird ein Betätigungssignal MS2 aus der angeforderten Einspritzmenge Qd berechnet.
Ein Spülkonzentrationsschätzprozessor M32 schätzt die Konzentration an Kraftstoffdampf (Spülkonzentration Dp) in dem Fluid (Spülgas), das aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 strömt, basierend auf der Rückkopplungsbetriebsgröße KAF. Im Einzelnen aktualisiert der Spülkonzentrationsschätzprozessor M32 die Spülkonzentration Dp auf einen kleinen Wert, wenn die Rückkopplungsbetriebsgröße KAF die Basiseinspritzmenge Qb korrigiert und erhöht, und aktualisiert die Spülkonzentration Dp auf einen großen Wert, wenn die Rückkopplungsbetriebsgröße KAF die Basiseinspritzmenge Qb korrigiert und vermindert.
Ein Sollspülrateneinstellprozessor M34 stellt einen Sollwert einer Spülrate (Sollspülrate Rp0*) basierend auf der Spülkonzentration Dp ein. Die Spülrate wird durch Dividieren der Strömungsrate von Spülgas (Spülströmungsrate) durch die Einlassluftströmungsrate Ga erhalten. Der Sollspülrateneinstellprozessor M34 stellt die Sollspülrate p0* auf einen größeren Wert ein, wenn die Spülkonzentration Dp hoch ist, als wenn die Spülkonzentration Dp niedrig ist.
Ein Schutzprozessor M36 führt einen Obergrenzenschutzprozess an der Sollspülrate Rp0* durch, um die Sollspülrate Rp0* basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW auf kleiner oder gleich einen Obergrenzenschutzwert zu begrenzen. Dann gibt der Schutzprozessor M36 die Sollspülrate Rp0*, welche den Obergrenzenschutzprozess durchlaufen hat, aus. Im Einzelnen setzt der Schutzprozessor M36 den Obergrenzenschutzwert auf „0“, wenn die Kühlmitteltemperatur THW kleiner oder gleich einer spezifizierten Temperatur ist, um die Sollspülrate Rp* auf „0“ zu setzen und eine Ausströmsteuerung von Kraftstoffdampf aus dem Kanister 36 zu dem Einlassdurchgang 12 zu untersagen.
Ein Spülsteuerungsprozessor M38 gibt ein Betätigungssignal MS5 an das Spülventil 38 aus, um das Spülventil 38 derart zu betätigen, dass die Spülrate die Sollspülrate Rp* wird. Ein Spülkorrekturbetrags-Berechnungsprozessor M40 berechnet einen Verminderungskorrekturbetrag Kpg basierend auf der Spülkonzentration Dp und der Sollspülrate Rp*, um die Basiseinspritzmenge Qb in Übereinstimmung mit der Strömungsrate von Kraftstoffdampf, der aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 eintritt, zu korrigieren und vermindern. Dann gibt der Spülkorrekturbetrags-Berechnungsprozessor M40 den Verminderungskorrekturbetrag Kpg an den Anforderungseinspritzmengenprozessor M16 aus. Der Verminderungskorrekturbetrag Kpg wird auf „1“ gesetzt, wenn eine Einströmsteuerung des Kraftstoffdampfs aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 gestoppt wird.
3 zeigt die Verarbeitungsvorgänge des Anforderungswertausgabeprozessors M18. Der in 3 gezeigte Prozess wird von der CPU 42 vollzogen, die beispielsweise die in dem ROM 44 gespeicherten Programme wiederholt in vorbestimmten Zyklen ausführt. Zahlen nach dem Buchstaben „S“ stellen in der folgenden Beschreibung Schrittnummern dar.
In der in 3 gezeigten Reihe von Prozessen bestimmt die CPU 42 zunächst, ob eine Temperaturerhöhungsanforderung, die eine Temperaturerhöhung des Drei-Wege-Katalysators 24 anhand einer Dither-Steuerung betrifft, erfolgt ist (S10). In der ersten Ausführungsform erfolgt die Temperaturerhöhungsanforderung, wenn eine Aufwärmanforderung des Drei-Wege-Katalysators 24 erfolgt, oder wenn Bedingungen zum Durchführen eines Entschwefelungsprozesses an dem Drei-Wege-Katalysator 24 erfüllt sind. Wenn die ab Anlassen der Maschine kumulierte Luftmenge größer oder gleich einem spezifizierten Wert ist, wird die Temperatur an einem stromaufwärtigen Ende des Katalysators als eine aktive Temperatur bestimmt. Somit erfolgt die Aufwärmanforderung des Drei-Wege-Katalysators 24, wenn die Kühlmitteltemperatur THW kleiner oder gleich einer vorbestimmten Temperatur ist und die kumulative Luftmenge kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert (> spezifizierter Wert) ist. Die Bedingungen zur Durchführung eines Entschwefelungsprozesses müssen nur erfüllt sein, wenn die Schwefelvergiftungsmenge des Drei-Wege-Katalysators 24 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Die Schwefelvergiftungsmenge kann beispielsweise durch Erhöhen des Erhöhungsbetrags für die Vergiftungsmenge, wenn sich die Drehzahl NE oder die Fülleffizienz η erhöht, und Kumulieren des Erhöhungsbetrags berechnet werden. Die Fülleffizienz η ist ein Parameter, der eine Last angibt und von der CPU 42 basierend auf der Drehzahl NE und der Einlassluftströmungsrate Ga berechnet wird.
Als Nächstes berechnet die CPU 42 einen Basisanforderungswert α0, der ein Basiswert des Einspritzmengenkorrekturanforderungswertes α ist, basierend auf der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η (S12). Der Basisanforderungswert α0 ist in einem Zwischenlastbereich maximiert. Dies liegt daran, dass die Verbrennung in einem Niedriglastbereich instabiler ist als in einem Zwischenlastbereich. Somit ist es im Vergleich zu dem Zwischenlastbereich schwierig, den Basisanforderungswert α0 in dem Niedriglastbereich zu erhöhen. Ferner ist die Temperatur von Abgas in einem Hochlastbereich selbst dann hoch, wenn keine Dither-Steuerung ausgeführt wird. Konkret wird der Basisanforderungswert α0 größer eingestellt als dann, wenn die Drehzahl NE niedrig ist. Das heißt, mit zunehmender Drehzahl NE wird der Basisanforderungswert α0 auf einen größeren Wert eingestellt. Dies liegt daran, dass die Verbrennung bei einer hohen Drehzahl NE stabiler ist als jene bei einer niedrigen Drehzahl NE, und somit wird der Basisanforderungswert α0 leicht auf einen großen Wert eingestellt. Konkret speichert das ROM 44 Kennfelddaten der Relation zwischen der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η, welche als Eingangsvariablen dienen, und dem Basisanforderungswert α0, der als eine Ausgangsvariable dient. Die CPU 42 braucht die Kennfelddaten nur zum kennfeldbasieren Berechnen des Basisanforderungswertes α0 zu verwenden. Das Kennfeld ist ein Datensatz diskreter Werte der Eingangsvariablen und Werte der Ausgangsvariablen, die den Werten der Eingangsvariablen entsprechen. Bei der kennfeldbasierten Berechnung ist, wenn beispielsweise der Wert der Eingangsvariablen mit einem der Werte der Eingangsvariablen in den Kennfelddaten übereinstimmt, der entsprechende Wert der Ausgangsvariablen das Berechnungsergebnis. Wenn der Wert der Eingangsvariablen nicht mit einem der Werte der Eingangsvariablen in den Kennfelddaten übereinstimmt, ist ein Wert, der durch Interpolieren einer Mehrzahl von Werten der in dem Datensatz beinhalteten Ausgangsvariablen erhalten wird, das Berechnungsergebnis.
3 beinhaltet in dem Prozess von S 12 „α0(n)“, worin eine Variable n verwendet wird. Die Variable n wird zum Bezeichnen spezifischer Daten aus Zeitreihendaten wie etwa des Basisanforderungswertes α0 verwendet. In der folgenden Beschreibung sind die Daten, die in der aktuellen Steuerperiode der in 3 gezeigten Reihe von Prozessen berechnet werden, „n“, und die in der vorherigen Steuerperiode berechneten Daten sind „n-1“.
Als Nächstes bestimmt die CPU 42, ob die Sollspülrate Rp* größer oder gleich einem spezifizierten Wert Rpth ist oder nicht (S14). Dieser Prozess wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Ausführung der Dither-Steuerung einzuschränken ist oder nicht. Der spezifizierte Wert wird auf einen Grenzwert eingestellt, bei dem die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf weiter erhöhen wird. Das heißt, wenn eine Dither-Steuerung durchgeführt wird, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in den Zylindern #1 bis #4 magerer oder fetter als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Dies wird die Verbrennung im Vergleich zu dem Fall, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in den Zylindem #1 bis #4 auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, verschlechtern. Das Spülgas, das aufgrund einer Spülsteuerung aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 eintritt, wird nicht gleichmäßig verteilt, wenn es in die Zylinder #1 bis #4 strömt. Dies kann zu Differenzen zwischen den Zylindern führen. Somit kann die angeforderte Einspritzmenge Qd von dem Kraftstoff, der zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in jedem der Zylinder #1 bis #4 auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, verschieden sein. Die Differenz wird die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung vergrößern. Wenn beispielsweise mit anderen Worten eine große Menge an Kraftstoffdampf in eine fette Verbrennungskammer strömt, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jenes Zylinders übermäßig fett und destabilisiert dadurch die Verbrennung. Ferner, wenn beispielsweise der in einen mageren Verbrennungszylinder strömende Kraftstoffdampf weniger ist als der in die anderen mageren Verbrennungszylinder strömende Kraftstoffdampf, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jenes Zylinders übermäßig mager und destabilisiert dadurch die Verbrennung.
Wenn die CPU 42 bestimmt, dass die Sollspülrate Rp* größer oder gleich dem spezifizierten Wert Rpth ist (S14: JA), bestimmt die CPU 42, ob der Basisanforderungswert α0(n) größer als ein Obergrenzenschutzwert α0th ist oder nicht (S16). Wenn die CPU 42 bestimmt, dass der Basisanforderungswert α0(n) größer ist als der Obergrenzenschutzwert α0th (S16: JA), ersetzt die CPU 42 den Basisanforderungswert α0(n) durch den Obergrenzenschutzwert α0th (S18).
Wenn die CPU 42 den Prozess von S18 abschließt oder in S14, S16 eine negative Bestimmung trifft, bestimmt die CPU 42, ob der durch Subtrahieren des vorherigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswertes α(n-1) von dem gegenwärtig berechneten Basisanforderungswert α0(n) erhaltene Wert größer ist als ein Schwellwert Δ oder nicht (S20). Wenn die CPU 42 bestimmt, dass der Wert α0(n)-α(n-1) größer ist als der Schwellwert Δ (JA in S18), ersetzt die CPU 42 den gegenwärtigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n) durch den Wert, der durch Addieren des Schwellwerts Δ zu dem vorherigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n-1) erhalten ist (S22). Wenn die CPU 42 bestimmt, dass der Wert α0(n)-α(n-1) kleiner oder gleich dem Schwellwert Δ ist (S20: NEIN), bestimmt die CPU 42, ob der durch Subtrahieren des gegenwärtig berechneten Basisanforderungswertes α0(n) von dem vorherigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n-1) erhaltene Wert größer ist als der Schwellwert Δ oder nicht (S24). Wenn die CPU 42 bestimmt, dass der Wert a(n-1)-α0(n) größer ist als der Schwellwert Δ (S24: JA), ersetzt die CPU 42 den gegenwärtigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n) durch den Wert, der durch Subtrahieren des Schwellwerts Δ von dem vorherigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n-1) erhalten ist (S24). Wenn die CPU 42 bestimmt, dass der Wert α(η-1)-α0(η) kleiner oder gleich dem Schwellwert Δ ist (S24: NEIN), ersetzt die CPU 42 den gegenwärtigen Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α(n) durch den aktuellen Basisanforderungswert α0(n) (S28).
Wenn die CPU 42 bestimmt, dass die Temperaturerhöhungsanforderung nicht erfolgt ist (NEIN in S10), setzt die CPU 42 den gegenwärtigen Basisanforderungswert α0(n) auf null (S30) und fährt dann mit dem Prozess von S20 fort.
Wenn die Prozesse von S22, S26 und S28 abgeschlossen sind, aktualisiert die CPU 42 die Variable n (S32) und beendet vorübergehend die in 3 gezeigte Reihe von Prozessen.
Nun wird die Funktionsweise der ersten Ausführungsform beschrieben.
4 zeigt den Verlauf der Einlassluftströmungsrate Ga, ob eine Temperaturerhöhungsanforderung vorliegt oder nicht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines fetten Verbrennungszylinders, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines mageren Verbrennungszylinders und die Sollspülrate Rp*. 4 zeigt eine Periode, in der der Zylinder, der als die fette Brennkammer fungiert, nicht gewechselt wird. Ferner ist die Periode, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Zylinder #1 bis #4 mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt, als „fetter Verbrennungszylinder“ und „magerer Verbrennungszylinder“ dargestellt.
Wenn, wie in 4 gezeigt, die Erzeugung einer Temperaturerhöhungsanforderung zu einem Zeitpunkt t1 die Dither-Steuerung startet, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem der Zylinder #1 bis #4 fetter eingestellt als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in den übrigen Zylindem wird magerer eingestellt als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Der Magerheitsgrad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und der Magerheitsgrad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder werden in Übereinstimmung mit dem Basisanforderungswert α0 eingestellt. Zu einem Zeitpunkt t2 jedoch, wenn die Sollspülrate Rp* größer oder gleich dem spezifizierten Wert wird, begrenzt der in dem Prozess von S12 erhaltene Basisanforderungswert α0 den Obergrenzenschutzwert α0th. 4 zeigt ein Beispiel, in dem ein durch die Prozesse von S20 bis S28 durchgeführter schrittweiser Veränderungsprozess den Einspritzmengenkorrekturanforderungswert α schrittweise vermindert, so dass er sich dem Obergenzenschutzwert α0th annähert. Dies begrenzt die Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des fetten Verbrennungszylinders und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des mageren Verbrennungszylinders, so dass sie niedriger ist als dann, wenn die Sollspülrate Rp* geringer ist als der spezifizierte Wert Rpth. 4 verwendet einfach-gestrichelte Linien zur Darstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des fetten Verbrennungszylinders und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des mageren Verbrennungszylinders, wenn der Sollspülwert Rp* niedriger ist als der spezifizierte Wert Rpth.
Dann, zu einem Zeitpunkt t3, wenn die Sollspülrate Rp* kleiner wird als der spezifizierte Wert Rpth, wird der Schutzprozess, der den Obergrenzenschutzwert α0th verwendet, nicht mehr durchgeführt. Somit wird eine Dither-Steuerung basierend auf dem durch den Prozess von S 12 eingestellten Basisanforderungswert α0 bis zu einem Zeitpunkt t4 durchgeführt, zu dem die Temperaturerhöhungsanforderung nicht länger erzeugt wird.
Auf diese Weise wird in der ersten Ausführungsform, wenn die Sollspülrate Rp* größer oder gleich dem spezifizierten Wert Rpth ist, der niedrigere Anforderungswert α0 durch den Obergrenzenschutzwert α0th begrenzt. Dies vermindert die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, welche die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf erhöhen würde.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform wird nun mit Schwerpunkt auf Unterschieden zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
5 zeigt die Verarbeitungsvorgänge des Anforderungswertausgabeprozessors M18 in der zweiten Ausführungsform. Der in 5 gezeigte Prozess wird von der CPU 42 vollzogen, die beispielsweise die in dem ROM 44 gespeicherten Programme wiederholt in vorbestimmten Zyklen ausführt. In 5 sind die Prozesse, die jenen von 3 entsprechen, der Einfachheit halber mit den gleichen Schrittnummern versehen.
Nachdem in der in 5 gezeigten Reihe von Schritten die CPU 42 den Basisanforderungswert α0 berechnet hat (S12), stellt die CPU 42 den spezifizierten Wert Rpth in Übereinstimmung mit der Spülkonzentration Dp variabel ein und bestimmt, ob die Sollspülrate Rp* größer oder gleich dem spezifizierten Wert Rpth ist oder nicht (S14a). Wenn im Einzelnen die Spülkonzentration Dp groß ist, stellt die CPU 42 den spezifizierten Wert Rpth geringer ein als jenen, wenn die Spülkonzentration Dp klein ist. Das heißt, mit zunehmender Spülkonzentration DP stellt die CPU 42 einen kleineren spezifizierten Wert Rpth ein. Bei gleicher Spülrate strömt eine größere Menge an Kraftstoffdampf aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12, wenn die Spülkonzentration Dp groß ist, als jene, wenn die Spülkonzentration Dp klein ist. Infolgedessen besteht eine Tendenz, dass sich die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf erhöht. Konkret speichert das ROM 44 Kennfelddaten, in denen die Spülkonzentration Dp eine Eingangsvariable ist und der spezifizierte Wert Rpth eine Ausgangsvariable ist. Die CPU 42 berechnet kennfeldbasiert den spezifizierten Wert Rpth.
Wenn bestimmt wird, dass die Sollspülrate Rp* größer oder gleich dem spezifizierten Wert Rpth ist (S14a: JA), stellt die CPU 42 den Obergrenzenschutzwert α0th basierend auf der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η variabel ein und bestimmt, ob der Obergrenzenschutzwert α0(n) größer ist als der Obergrenzenschutzwert α0th oder nicht (S16a). Der Obergrenzenschutzwert α0th wird basierend auf der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η variabel eingestellt, da ein Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine 10 die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, die die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf weiter erhöht, verändert. In der zweiten Ausführungsform wird der Arbeitspunkt mit der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η spezifiziert. Wenn ferner aus der Dither-Steuerung eine hohe Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung resultiert, welche die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoff weiter erhöhen wird, stellt die CPU 42 einen kleineren Obergrenzenschutzwert α0th ein, als wenn aus der Dither-Steuerung eine geringe Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung resultiert, welche die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoff weiter erhöhen wird. Das heißt, die CPU 42 stellt den Obergrenzenschutzwert α0th auf einen kleineren Wert ein, wenn die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, welche die Differenz in dem durch die Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoff weiter erhöhen wird, zunimmt. Konkret speichert das ROM 44 Kennfelddaten, in denen die Drehzahl NE und die Fülleffizienz η Eingangsvariablen sind und der Obergrenzenschutzwert α0th eine Ausgangsvariable ist. Die CPU 42 berechnet kennfeldbasiert den Obergrenzenschutzwert α0th.
Wenn bestimmt wird, dass der Basisanforderungswert α0 größer ist als der Obergrenzenschutzwert α0th, ersetzt die CPU 42 den Basisanforderungswert α0(n) durch den Obergrenzenschutzwert α0th (S18a). Wenn der Prozess von S18a abgeschlossen ist oder wenn in S14a, S 16a eine negative Bestimmung getroffen wird, wechselt die CPU 42 zu dem Prozess von S20.
Die zweite Ausführungsform weist neben den Vorteilen der ersten Ausführungsform die folgenden Vorteile auf.

(1) Wenn die Spülkonzentration Dp groß ist, wird der spezifizierte Wert Rpth auf einen kleineren Wert eingestellt, als dann, wenn die Spülkonzentration Dp klein ist. Das heißt, der spezifizierte Wert Rpth wird mit zunehmender Spülkonzentration Dp auf einen kleineren Wert eingestellt. Dies erlaubt eine Bestimmung, ob ein Dampfanteil, der ein Wert ist, der durch Dividieren der Strömungsrate von Kraftstoffdampf, der aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 strömt, durch die Einlassluftströmungsrate erhalten wird, größer oder gleich dem Schwellwert ist oder nicht. Wenn somit der Strömungsratenanteil des aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 strömenden Fluids gering ist, wird die Ausführung des Schutzprozesses mit dem Obergrenzenschutzwert α0th eingeschränkt.
(2) Der Obergrenzenschutzwert α0th wird basierend auf der Drehzahl NE und der Fülleffizienz η variabel eingestellt. Dies erlaubt es, den Obergrenzenschutzwert α0th unter Berücksichtigung dessen zu maximieren, dass die aus der Dither-Steuerung resultierende Tendenz zur Verbrennungsverschlechterung, die die Differenz in dem durch eine Spülsteuerung zwischen Zylindern verteilten Kraftstoffdampf weiter erhöhen wird, in Übereinstimmung mit dem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine 10 verschieden ist.

<Entsprechungsbeziehung>
Die Entsprechungsbeziehung zwischen Gegenständen, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, und Gegenständen, die in der „KURZFASSUNG“ beschrieben wurden, wird nun dargelegt. Die Entsprechungsbeziehung wird nachstehend für jedes in der „KURZFASSUNG“ aufgeführte Bezugszeichen beschrieben.

[1] Der Katalysator entspricht dem Drei-Wege-Katalysator 24, und die Einstellvorrichtung entspricht dem Spülventil 38. Der Dither-Steuerungsprozess entspricht den Prozessen des Korrekturkoeffizient-Berechnungsprozessors M20, des Dither-Korrekturprozessors M22, des Multiplikationsprozessors M24, des Korrekturkoeffizient-Berechnungsprozessors M26, des Dither-Korrekturprozessors M28, des Einspritzmengen-Steuerungsprozessors M30 und den Prozessen von S10, S12 sowie S20 bis S28. Der Spülsteuerungsprozess entspricht den Prozessen des Sollspülrateneinstellprozessors M34, des Schutzprozessors M36 und des Spülsteuerungsprozessors M38, und der Differenzbegrenzungsprozess entspricht den Prozessen von S 14 bis S18 oder den Prozessen von S14a bis S18a.
[2] Der Spülparameter entspricht der Spülrate in dem Prozess von 3 und entspricht dem Dampfanteil in dem Prozess von 5. Der Schwellwert entspricht dem spezifizierten Wert Rpth in dem Prozess von 3 und entspricht dem Dampfanteil, wenn die Sollspülrate Rp* in dem Prozess von 5 zu dem spezifizierten Wert Rpth wird.
[3] Der Differenzbegrenzungsprozess entspricht den Prozessen von S14a bis S18a.
[4] Der Amplitudeneinstellprozess entspricht dem Prozess von S12.
[5] Der Differenzbegrenzungsprozess entspricht den Prozessen von S 16a und S 18a.

<Andere Ausführungsformen>
Mindestens einer der Gegenstände in den obigen Ausführungsformen kann modifiziert werden wie nachstehend beschrieben.
„Spülsteuerungsprozess“
Wenn in den obigen Ausführungsformen die Spülrate gesteuert wird, wird die Sollspülrate Rp* als ein Parameter eingesetzt, der unmittelbar als eine Steuergröße verwendet wird, und die Spülrate wird auf die Sollspülrate Rp* gesteuert. Jedoch ist dies keine Einschränkung. Beispielsweise kann der Solldampfanteil unter Verwendung des Dampfanteils als eine Steuergröße berechnet werden, und der Dampfanteil kann auf den Solldampfanteil gesteuert werden, um die Spülrate zu steuern. Beispielsweise ist der Parameter, der eine positive Korrelation mit dem Dampfanteil aufweist (Spülparameter) und bei der Spülsteuerung zum Steuern der Spülrate verwendet wird, nicht auf den Dampfanteil beschränkt und kann beispielsweise auch der Öffnungsgrad des Spülventils 38 sein.
„Obergrenzenschutzprozess“
Wenn in den obigen Ausführungsformen der Obergrenzenschutzwert α0th basierend auf dem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine variabel eingestellt wird, werden die Drehzahl NE und die Fülleffizienz η als Parameter zum Bestimmen des Arbeitspunkts verwendet. Dies ist jedoch keine Einschränkung. Beispielsweise kann der Betätigungsbetrag eines Fahrpedals anstelle der Fülleffizienz η als ein Parameter verwendet werden, der die Last bestimmt. Ferner kann der Parameter, der zum variablen Einstellen des Obergrenzenschutzwertes α0th basierend auf dem Arbeitspunkt verwendet wird, ein Parameter sein, der den Obergrenzenschutzwert α0th in Übereinstimmung mit einem eine Last anzeigenden Parameter variabel einstellt, der den Obergrenzenschutzwert α0th jedoch nicht in Übereinstimmung mit der Drehzahl NE variabel einstellt. Zusätzlich kann beispielsweise der Parameter, der zum variablen Einstellen des Obergrenzenschutzwertes α0th basierend auf dem Arbeitspunkt verwendet wird, ein Parameter sein, der den Obergrenzenschutzwert α0th in Übereinstimmung mit der Drehzahl NE variabel einstellt, der den Obergrenzenschutzwert α0th jedoch nicht in Übereinstimmung mit der Drehzahl NE variabel einstellt.
Die Parameter, die den Obergrenzenschutz durchlaufen, sind nicht auf den Basisanforderungswert α0 beschränkt. Beispielsweise kann der Obergrenzenschutzprozess an einem Wert durchgeführt werden, der durch Durchführen der Prozesse von S20 bis S28 an dem Basisanforderungswert α0 erhalten wird.
„Differenzbegrenzungsprozess“
Wenn beispielsweise, wie oben in dem Abschnitt „Spülsteuerungsprozess“ beschrieben, der Dampfanteil derjenige Parameter ist, der unmittelbar als eine Steuergröße verwendet wird, wird DER SPEZIFIZIERTE WERT Rpth in dem Prozess von S 14a als ein Festwert eingestellt, und der spezifizierte Wert Rpth wird mit dem Dampfanteil oder dem Solldampfanteil verglichen.
Der Differenzbegrenzungsprozess, der die aus der Ausführung des Spülsteuerungsprozesses resultierende Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem fetten Verbrennungszylinder und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem mageren Verbrennungszylinder begrenzt, ist nicht auf den Obergrenzenschutzprozess beschränkt. Beispielsweise kann unter der Bedingung, dass der Spülsteuerungsprozess gerade durchgeführt wird, die Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem fetten Verbrennungszylinder und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem mageren Verbrennungszylinder auf einen vorab eingestellten Festwert begrenzt werden.
„Dither-Steuerungsprozess“
In den obigen Ausführungsformen wird der Arbeitspunkt einer Verbrennungskraftmaschine, der als der Parameter zum variablen Einstellen des Basisanforderungswertes α0 dient, durch die Drehzahl NE und die Fülleffizienz η bestimmt. Dies ist jedoch keine Einschränkung. Beispielsweise kann der Arbeitspunkt nur durch die Fülleffizienz η bestimmt werden oder kann durch die Einlassluftströmungsrate Ga bestimmt werden. Es ist nicht erforderlich, dass der Basisanforderungswert α0 basierend auf dem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine variabel eingestellt wird. Beispielsweise kann der Basisanforderungswert α0 ein Festwert sein.
In den obigen Ausführungsformen ist die Anzahl von fetten Verbrennungszylindern größer als jene von mageren Verbrennungszylindern. Jedoch ist dies keine Einschränkung. Beispielsweise kann die Anzahl der fetten Verbrennungszylinder gleich jener der mageren Verbrennungszylinder sein. Zudem ist es nicht erforderlich, dass alle der Zylinder #1 bis #4 ein magerer Verbrennungszylinder oder ein fetter Verbrennungszylinder sind. Beispielsweise kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zylinder ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis sein. Es ist nicht erforderlich, dass der Mittelwert von Abgas-Kraftstoff-Verhältnissen das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem einzigen Verbrennungszyklus ist. Wenn beispielsweise in den obigen Ausführungsformen vier Zylinder vorhanden sind, kann der Mittelwert von Abgas-Kraftstoff-Verhältnissen in fünf Hüben ein Sollwert sein. Alternativ kann der Mittelwert von Abgas-Kraftstoff-Verhältnissen in drei Hüben ein Sollwert sein. Jedoch ist es wünschenswert, dass eine Periode, während der ein fetter Verbrennungszylinder und ein magerer Verbrennungszylinder beide vorhanden sind, einmal oder öfter in mindestens jedem zweiten Verbrennungszyklus erzeugt wird. Das heißt, wenn der Mittelwert von Abgas-Kraftstoff-Verhältnissen in einer vorbestimmten Periode das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, ist es wünschenswert, dass die vorbestimmte Periode in zwei Verbrennungszyklen oder weniger vorliegt. Wenn beispielsweise die vorbestimmte Periode zwei Verbrennungszyklen beträgt und ein fetter Verbrennungszylinder lediglich einmal in den zwei Verbrennungszyklen vorhanden ist, ist die Reihenfolge des Auftretens des fetten Verbrennungszylinders und des mageren Verbrennungszylinders „R, L, L, L, L, L, L und L“, wobei R den fetten Verbrennungszylinder kennzeichnet und L den mageren Verbrennungszylinder kennzeichnet. In diesem Fall gibt es die Periode „R, L, L, L“, die ein kürzerer Verbrennungszyklus ist als die vorbestimmte Periode, und in dieser Periode sind einige der Zylinder #1 bis #4 die mageren Verbrennungszylinder und der verbleibende Zylinder ist der fette Verbrennungszylinder. Wenn der Mittelwert von Abgas-Kraftstoff-Verhältnissen in einem Verbrennungszyklus nicht das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, ist es wünschenswert, dass die Luftmenge, die in einem Ansaughub der Verbrennungskraftmaschine vorübergehend angesaugt wird und teilweise zu einem Einlassdurchgang zurückgeblasen wird, bevor ein Einlassventil geschlossen wird, vernachlässigbar ist.
„Angeforderte Einspritzmenge“
In den obigen Ausführungsformen wird die Basiseinspritzmenge Qb durch den Verminderungskorrekturbetrag Kpg korrigiert und vermindert, um die angeforderte Einspritzmenge Qd zu berechnen. Beispielsweise muss die Verminderungskorrektur nicht mit dem Verminderungskorrekturbetrag Kpg durchgeführt werden, und die Rückkopplungsbetriebsgröße KAF kann zum Korrigieren und Vermindern der Basiseinspritzmenge Qb in Übereinstimmung mit dem aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 strömenden Kraftstoffdampf verwendet werden.
Der Einfluss des Kraftstoffdampfs muss in den Zylindern #1 bis #4 nicht mit dem gleichen Korrekturbetrag korrigiert werden. Das heißt, die Kraftstoffeinspritzmenge kann für jeden Zylinder unter Berücksichtigung der Differenz in dem Strom von Kraftstoffdampf in jeden der Zylinder #1 bis #4 korrigiert werden. Wenn in diesem Fall die Genauigkeit beim Reduzieren des Einflusses von Differenzen mittels Korrektur niedrig ist, wird unter der Bedingung, dass Kraftstoffdampf aus dem Kanister 36 in den Einlassdurchgang 12 eintritt, der Dither-Steuerungsprozess wirkungsvoll begrenzt.
„Einstellvorrichtung“
In den obigen Ausführungsformen ist das Spülventil 38 beispielhaft als eine Einstellvorrichtung angegeben, welche den Strom des von dem Kanister 36 gesammelten und in den Einlassdurchgang 12 eintretenden Kraftstoffdampfs einstellt. Beispielsweise kann bei der Verbrennungskraftmaschine 10, die den Auflader beinhaltet, unter Berücksichtigung dessen, dass der Druck des Einlassdurchgangs 12 nicht niedriger werden darf als jener des Kanisters 36, die Verbrennungskraftmaschine 10 zusätzlich zu dem Spülventil 38 eine Pumpe beinhalten, die Fluid aus dem Kanister 36 einsaugt und das Fluid zu dem Einlassdurchgang 12 leitet. In einer Verbrennungskraftmaschine, die einen Auflader beinhaltet, nimmt der Auflader Wärme aus dem Abgas auf und verhindert dadurch einen Anstieg der Temperatur des stromabwärts des Aufladers befindlichen Katalysators. Dies ist insbesondere bei Verwendung einer Dither-Steuerung wirkungsvoll.
„Katalysator, der eine Temperaturerhöhung erfährt“
Der Katalysator, dessen Temperatur erhöht wird, ist nicht auf den Drei-Wege-Katalysator 24 beschränkt. Ein Benzinpartikelfilter (GPF, engl. Gasoline Particulate Filter) einschließlich eines Drei-Wege-Katalysators ist verwendbar. Wenn der GPF stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 24 vorgesehen ist, kann die Temperatur des GPF anhand von Verbrennungswärme erhöht werden, die erzeugt wird, wenn eine nicht verbrannte Kraftstoffkomponente und eine unvollständig verbrannte Komponente in einem fetten Verbrennungszylinder mittels Sauerstoff in einem mageren Verbrennungszylinder in dem Drei-Wege-Katalysator 24 oxidiert werden. Wenn auf der Stromaufwärtsseite des GPF kein Katalysator mit Sauerstoffspeicherfähigkeit vorhanden ist, beinhaltet der GPF wünschenswerterweise einen Katalysator mit Sauerstoffspeicherfähigkeit.
„Temperaturerhöhungsanforderung“
Die Temperaturerhöhungsanforderung ist nicht auf die in den obigen Ausführungsformen beschriebene beschränkt. Beispielsweise kann die Temperaturerhöhungsanforderung in einem Fahrbereich erfolgen, in dem Schwefel in dem Drei-Wege-Katalysator 24 leicht akkumuliert wird (zum Beispiel einem Leerlaufbereich). Zusätzlich, wie in „Katalysator, der eine Temperaturerhöhung erfährt“ beschrieben, kann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 10 einschließlich eines GPF gesteuert wird, die Temperaturerhöhungsanforderung durch Dither-Steuerung erfolgen, um Teilchenmaterial in dem GPF zu verbrennen.
„Steuereinheit“
Die Steuereinheit muss keinen Softwareprozess ausführen und muss nicht die CPU 42 und das ROM 44 beinhalten. Beispielsweise kann die Steuereinheit eine dedizierte Hardware-Schaltung (z.B. ASIC oder dergleichen) beinhalten, um zumindest einen Teil des Software-Prozesses in den obigen Ausführungsformen auszuführen. Das heißt, die Steuereinheit kann irgendeine der folgenden Konfigurationen (A) bis (C) aufweisen. (A) Die Steuereinheit beinhaltet eine Verarbeitungsvorrichtung, die alle oben beschriebenen Prozesse in Übereinstimmung mit Programmen ausführt, und ein ROM oder dergleichen, das die Programme speichert. (B) Die Steuereinheit beinhaltet eine Verarbeitungsvorrichtung und eine Programmspeichervorrichtung, die einige der oben beschriebenen Prozesse in Übereinstimmung mit Programmen ausführt, und eine dedizierte Hardware-Schaltung, die die übrigen Prozesse ausführt. (C) Die Steuereinheit beinhaltet eine dedizierte Hardware-Schaltung, die alle obigen Prozesse ausführt. Es kann eine Mehrzahl von Software-Verarbeitungsschaltungen, die die Verarbeitungsvorrichtung und die Programmspeichervorrichtung beinhalten, und eine Mehrzahl von dedizierten Hardware-Schaltungen geben. Somit können die oben beschriebenen Prozesse von einer Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgeführt werden, die mindestens entweder eine oder mehrere Software-Verarbeitungsschaltungen oder eine oder mehrere dedizierte Hardware-Schaltungen beinhaltet. Die Programmspeichervorrichtung oder das computerlesbare Medium beinhaltet irgendein einschlägiges Medium, auf das durch einen Mehrzweck- oder dedizierten Computer zugegriffen werden kann.
„Verbrennungskraftmaschine“
Die Verbrennungskraftmaschine ist nicht auf eine vierzylindrige Verbrennungskraftmaschine beschränkt. Beispielsweise kann die Verbrennungskraftmaschine eine 6-Zylinder-Reihen-Verbrennungskraftmaschine sein. Darüber hinaus kann die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine vom V-Typ sein, die einen ersten Katalysator und einen zweiten Katalysator beinhaltet, welche Abgas aus unterschiedlichen Zylindern reinigen.
„Sonstiges“
Das Kraftstoffeinspritzventil ist nicht auf ein solches beschränkt, das Kraftstoff in die Brennkammer 16 einspritzt, und kann beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil sein, das Kraftstoff in den Einlassdurchgang 12 einspritzt. Es ist nicht notwendig, dass während der Dither-Steuerung eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird. Die Spülkonzentration Dp muss nicht basierend auf der Rückkopplungsbetriebsgröße KAF berechnet werden. Beispielsweise kann der Kanister 36 einen Kraftstoffkonzentrationssensor beinhalten, und der Detektionswert des Kraftstoffkonzentrationssensors kann verwendet werden.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht einschränkend anzusehen und die Erfindung ist nicht auf die hierin gemachten Angaben zu beschränken, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der angehängten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine einen Katalysator, der zum Reinigen von aus einer Mehrzahl von Zylindem abgeführtem Abgas konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils zum Zuführen von Kraftstoff zu der Mehrzahl von Zylindern konfiguriert sind, einen Kanister, der zum Sammeln von Kraftstoffdampf von in einem Kraftstofftank gespeichertem Kraftstoff konfiguriert ist, und eine Einstellvorrichtung, die zum Einstellen einer Strömungsrate des von dem Kanister gesammelten, in einen Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs konfiguriert ist, beinhaltet, wobei die Steuereinheit aufweist: eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Dither-Steuerungsprozess unter der Bedingung durchzuführen, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung des Katalysators erfolgt, wobei der Dither-Steuerungsprozess ein Betätigen der Kraftstoffeinspritzventile derart beinhaltet, dass einer oder mehrere der Mehrzahl von Zylindern ein magerer Verbrennungszylinder ist, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einer oder mehrere andere der Mehrzahl von Zylindern ein fetter Verbrennungszylinder ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner konfiguriert ist zum Durchführen eines Spülsteuerungsprozesses, der die Einstellvorrichtung zum Steuern einer Spülrate, die ein durch Dividieren einer Spülströmungsrate durch eine Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist, betätigt, und eines Differenzbegrenzungsprozesses, der eine aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung begrenzt und vermindert, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert.
Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Differenzbegrenzungsprozess ein Begrenzen der Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder beinhaltet, um die Differenz unter der Bedingung zu vermindern, dass ein Spülparameter, der ein Parameter mit einer positiven Korrelation mit der Spülrate ist, größer oder gleich einem Schwellwert ist.
Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei der Spülparameter ein durch Dividieren der Strömungsrate des aus dem Kanister in den Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs durch die Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist.
Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dither-Steuerungsprozess einen Amplitudeneinstellprozess beinhaltet, der die Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder einstellt, der Differenzbegrenzungsprozess ein Durchführen eines Obergrenzenschutzprozesses an der eingestellten Differenz beinhaltet, um die von dem Amplitudeneinstellprozess eingestellte Differenz auf kleiner oder gleich einen Obergrenzenschutzwert zu begrenzen, und der Dither-Steuerungsprozess basierend auf der Differenz, die den Obergrenzenschutzprozess durchlaufen hat, durchgeführt wird.
Steuereinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, wobei der Differenzbegrenzungsprozess ein variables Einstellen des Obergrenzenschutzwertes in Übereinstimmung mit einem Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine beinhaltet.
Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine einen Katalysator, der zum Reinigen von aus einer Mehrzahl von Zylindern abgeführtem Abgas konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils zum Zuführen von Kraftstoff zu der Mehrzahl von Zylindern konfiguriert sind, einen Kanister, der zum Sammeln von Kraftstoffdampf von in einem Kraftstofftank gespeichertem Kraftstoff konfiguriert ist, und eine Einstellvorrichtung, die zum Einstellen einer Strömungsrate des von dem Kanister gesammelten, in einen Einlassdurchgang strömenden Kraftstoffdampfs konfiguriert ist, beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen eines Dither-Steuerungsprozesses unter der Bedingung, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung des Katalysators erfolgt, wobei der Dither-Steuerungsprozess ein Betätigen der Kraftstoffeinspritzventile derart beinhaltet, dass einer oder mehrere der Mehrzahl von Zylindern ein magerer Verbrennungszylinder ist, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einer oder mehrere andere der Mehrzahl von Zylindern ein fetter Verbrennungszylinder ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff Verhältnis, Durchführen eines Spülsteuerungsprozesses, der die Einstellvorrichtung zum Steuein einer Spülrate, die ein durch Dividieren einer Spülströmungsrate durch eine Einlassluftströmungsrate erhaltener Wert ist, betätigt, und Durchführen eines Differenzbegrenzungsprozesses, der eine aus dem Dither-Steuerungsprozess resultierende Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fetten Verbrennungszylinder und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem mageren Verbrennungszylinder unter der Bedingung begrenzt und vermindert, dass der Spülsteuerungsprozess die Strömungsrate des Kraftstoffdampfs auf einen Wert größer null steuert.