DE10318186A1

DE10318186A1 - Abgasreinigungssystem für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10318186A1
Application number: DE10318186A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Iida; Yoshiyuki Okamoto; Hideki Suzuki; Mitsuo Hara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: DE10318186B4; US20030196428A1; JP2003314350A; JP3988518B2; US6880329B2

Abstract

Ein erster Sauerstoffsensor (25) ist an einem Abgasrohr (21) montiert. Eine ECU (29) bestimmt die zu einer Sensorheizeinrichtung (133) zuzuführende elektrische Energie durch einen Heizeinrichtungssteuergrößenberechnungsblock (214) in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Impedanz und einer Zielimpedanz, die durch einen Fahrzustandsbestimmungsblock (210) und einen Block (211) zur Bestimmung der Priorität der Empfindlichkeit des Spezifisch-Gases berechnet werden. Als ein Ergebnis wird die Erfassungsempfindlichkeit des Sauerstoffsensors gegenüber einer fetten Komponente oder einer mageren Komponente in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand verbessert. Dieses verbesserte Abgabesignal wird durch einen Abgabesignalerfassungsblock (203) erfasst und zu der Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses so weitergegeben, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, das mit einer Heizeinrichtungssteuervorrichtung zum Steuern einer Heizeinrichtung versehen ist, die an einem Sensor zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas des Verbrennungsmotors angebracht ist.
Ein Abgasreinigungssystem ist mit einem Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor stromaufwärtig von einem Katalysator versehen, der an dem Abgasrohr des Verbrennungsmotors so angeordnet ist, dass das Ausgabesignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors sich einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nähern kann. Darüber hinaus ist ein anderer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor stromabwärtig von dem Katalysator so angeordnet, dass das Ziel- Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromaufwärtig von dem Katalysator auf der Grundlage des Ausgabesignals von diesem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor korrigiert werden kann.
Jedoch schwanken bei diesem System die Ausgabeeigenschaften sogar bei dem gleichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Temperaturänderung eines Festelektrolytelementes (oder eines Sensorelementes) des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
Beispielsweise wird daher in der Druckschrift JP-A-9-127 035 die Erfassungsgenauigkeit verbessert, indem der elektrische Strom einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des Sensorelementes gesteuert wird, um dadurch die Temperatur des Elements des Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensors konstant zu gestalten. Darüber hinaus wird in dem US Patent Nr. 5 263 358 die Erfassungsgenauigkeit verbessert, indem die Sensorabgabeeigenschaften gemäß der Sensorelementtemperatur des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors korrigiert werden. Diese Verfahren können die Erfassungsgenauigkeit in Bezug auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbessern, aber nicht die Erfassungsgenauigkeit (oder Reaktion) in Bezug auf ein spezifisches Gas.
Daher soll die Erfindung ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor schaffen, das dazu in der Lage ist, ein spezifisches Gas relativ kostengünstig zu erfassen, indem in beabsichtigter Weise eine Erfassungsempfindlichkeit (oder Reaktion) eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors gegenüber dem spezifischen Gas geändert wird.
Um diese Aufgabe zu lösen, verleiht ein erfindungsgemäßes System einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensor, der so gestaltet ist, dass eine Elektrode an einem Festelektrolytelement angeordnet ist, um das Luft-Kraftstoff- Verhältnis in dem Abgas von dem Motor zu erfassen, eine Priorität im Hinblick auf die Empfindlichkeit gegenüber einem spezifischen Gas in dem Abgas. Um diese Erfassungsempfindlichkeit gegenüber dem spezifischen Abgas zu ändern, wird die Temperatur des Festelektrolytelements eingestellt. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Erfassungseigenschaft einer Abgaskomponente, die zu reduzieren oder zu erfassen ist, zu verbessern.
Das erfindungsgemäße System stellt darüber hinaus die Temperatur des Festelektrolytelements in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand des Motors so ein, dass die Erfassungsempfindlichkeit eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungssensors, der durch ein Anordnen einer Elektrode an dem Festelektrolytelement hergestellt ist und der dem Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas von dem Motor dient, auf das spezifische Abgas geändert wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Erfassungseigenschaft gegenüber der Abgaskomponente, die zu reduzieren oder zu erfassen ist, zu verbessern.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgasreinigungssystems der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Einstellroutine eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Einstellroutine einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Zielabgabespannungsroutine eines ersten Sauerstoffsensors bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 5A und 5B zeigen Tabellen zum Einstellen einer integrierten Fettgröße und einer integrierten Magergröße bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle zum Einstellen einer Sprunggröße bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und einer Impedanz.
Fig. 8 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Zeitpunkt des Erfassens der Impedanz.
Fig. 9 zeigt eine Impedanzkennliniendarstellung eines Sauerstoffsensors.
Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm einer Heizeinrichtungssteuerung des Sauerstoffsensors von dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm zum Steuern der Elementtemperatur des Sauerstoffsensors.
Fig. 12 zeigt eine CO-Reaktionskennliniendarstellung des Sauerstoffsensors.
Fig. 13 zeigt eine NO-Reaktionskennliniendarstellung des Sauerstoffsensors.
Fig. 14 zeigt ein Flussdiagramm einer Zielimpedanzeinstellroutine bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 15 zeigt eine Tabelle zum Einstellen des Steuerzyklus einer Heizeinrichtung.
Fig. 16 zeigt ein Flussdiagramm einer Heizeinrichtungssteuerroutine bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 17 zeigt Zeitablaufdiagramme des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 18 zeigt ein Flussdiagramm einer Zielimpedanzeinstellroutine eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 19 zeigt Zeitablaufdiagramme des zweiten Ausführungsbeispiels.
Nachstehend ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Zunächst ist der schematische Aufbau eines Motorsteuersystems unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Ein Verbrennungsmotor 11 ist an dem stromaufwärtigsten Abschnitt seines Einlassrohrs 12 mit einer Luftreinigungseinrichtung 13 und an der stromabwärtigen Seite der Luftreinigungseinrichtung 13 mit einem Luftströmungsmesser 14 zum Erfassen der Menge an Einlassluft versehen. An der stromabwärtigen Seite von diesem Luftströmungsmesser 14 sind ein Drosselventil 15 und ein Drosselöffnungssensor 16 zum Erfassen des Grades der Drosselöffnung angeordnet.
An der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 15 ist darüber hinaus ein Ausgleichsbehälter 17 angeordnet, der mit einem Einlassrohrdrucksensor 18 zum Erfassen eines Einlassrohrdrucks versehen ist. Andererseits ist der Ausgleichsbehälter 17 mit einem Einlasskrümmer 19 zum Einführen von Luft in die einzelnen Zylinder des Motors 11 versehen. In der Nähe der Einlassöffnung von jedem Zylinder in dem Einlasskrümmer 19 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Einspritzen von Kraftstoff angebracht.
In der Mitte eines Abgasrohres 21 (oder eines Abgaskanals) des Motors 11 sind andererseits in Tandemart ein stromaufwärtiger Katalysator 22 und ein stromabwärtiger Katalysator 23 zum Reduzieren von Schadstoffen (CO, HC, NOX usw.) in dem Abgas angeordnet. In diesem Fall ist der stromaufwärtige Katalysator 22 so ausgebildet, dass er eine derart relativ geringe Leistung hat, dass er beim Starten leicht aufgewärmt wird, um die Abgasemissionen beim Starten zu reduzieren. Im Gegensatz dazu ist der stromabwärtige Katalysator 23 so ausgebildet, dass er eine derart große Leistung hat, dass er das Abgas in ausreichender Weise selbst in einem Hochlastbereich mit einer hohen Abgasströmungsrate reinigen kann.
An der stromaufwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysators 22 ist darüber hinaus ein Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sensor 24 angeordnet, der ein Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Signal gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ausgibt. An der stromabwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysators 22 und an der stromabwärtigen Seite des stromabwärtigen Katalysators 23 sind jeweils ein erster Sauerstoffsensor 25 und ein zweiter Sauerstoffsensor 26 mit den bekannten Schritt- Änderungs-Kennlinien (Z-Kennlinien) angeordnet, bei denen ihre einzelnen Ausgabesignale sich relativ abrupt in der Nähe des stoichiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ändern. Der Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und der Sauerstoffsensor werden als der Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sensor bezeichnet. An dem Zylinderblock des Motors 11 sind darüber hinaus ein Kühlwassertemperatursensor 27 für ein Erfassen der Kühlwassertemperatur und ein Kurbelwinkelsensor 28 zum Erfassen der Motordrehzahl NE angebracht.
Die Ausgabesignale von diesen verschiedenen Sensoren werden in eine Motorsteuereinheit (ECU) 29 eingegeben. Diese ECU 29 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut und steuert bzw. regelt per Rückführung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases beispielsweise durch ein Ausführen eines Programms, das in seinem Innen-ROM (oder Speichermedium) gespeichert ist.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Rückführregelung zu dem Zeitpunkt, bei dem der Linear-Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 als ein Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor an der stromaufwärtigen Seite des Katalysators verwendet wird, wohingegen der erste Sauerstoffsensor 25 und der zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 26 ausgetauscht sind und als der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor an der stromabwärtigen Seite des Katalysators verwendet werden.
Andererseits zeigen die Fig. 3 und 4 Flussdiagramme einer anderen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung von dem Fall, bei dem der zweite Sauerstoffsensor 26 zusätzlich zu dem Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 und dem ersten Sauerstoffsensor 25 von Fig. 1 verwendet wird.
Zunächst wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Wenn dieses Programm gestartet wird, wird bei dem ersten Schritt 701 der Sauerstoffsensor an der stromabwärtigen Seite, der zum Einstellen eines Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird, aus dem ersten Sauerstoffsensor 25 und dem zweiten Sauerstoffsensor 26 gewählt.
Bei einem Niedriglastfahrzeitpunkt einer geringen Abgasströmung kann beispielsweise das Abgas durch lediglich den stromaufwärtigen Katalysator 22 beträchtlich gereinigt werden. Daher kann ein besseres Ansprechen auf die Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Regelung erzielt werden, indem der erste Sauerstoffsensor 25 als der stromabwärtige Sensor verwendet wird, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird. Wenn die Abgasströmungsrate größer wird, passieren jedoch größere Abgaskomponenten ohne Reinigung in dem stromaufwärtigen Katalysator 22. Es ist daher erforderlich, das Abgas unter Verwendung von sowohl dem stromaufwärtigen Katalysator 22 als auch dem stromabwärtigen Katalysator 23 effektiv zu reinigen. In diesem Fall wird vorzugsweise die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung ausgeführt, wobei auch der Zustand des stromabwärtigen Katalysators 23 berücksichtigt wird. Es wird daher vorzugsweise der zweite Sauerstoffsensor 26 als der stromabwärtige Sensor verwendet, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird.
Wenn die Verzögerungszeit für die Änderung des Luft-Kraftstoff- Verhältnisse des Abgases, das von dem Motor 11 abgegeben wird (oder die Abgabeänderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 24 an der stromaufwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysators 22) bei der Abgabesignaländerung des ersten Sauerstoffsensors 25 kürzer wird, bedeutet dies andererseits, dass um so mehr Abgaskomponente hindurchtritt, ohne in dem stromaufwärtigen Katalysator 22 gereinigt zu werden (oder die Reinigungseffizienz verschlechtert sich). In dem Fall, bei dem die Verzögerungszeit der Abgabeänderung des ersten Sauerstoffsensors 25 kurz ist, wird daher vorzugsweise das Abgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 26 als der stromabwärtige Sensor verwendet, der zum Einstellen des Ziel- Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird.
Daher ist die Bedingung zum Auswählen des zweiten Sauerstoffsensors 26 als der stromabwärtige Sensor, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird:

1. dass die Verzögerungszeit (oder Periode) für die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Änderung des von dem Motor 11 gegebenen Abgases (oder die Abgabesignaländerung des Linear-Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 24) bei der Abgabesignaländerung des ersten Sauerstoffsensors 25 kürzer als eine vorbestimmte Zeitspanne (oder eine vorbestimmte Periode) wird; oder
2. dass die Einlassluftströmungsrate (oder die Abgasströmungsrate) nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

Der zweite Sauerstoffsensor 26 wird gewählt, wenn einer dieser beiden Bedingungen (1) und (2) erfüllt ist, und der erste Sauerstoffsensor 25 wird gewählt, wenn keiner von ihnen erfüllt ist. Hierbei ist es beliebig, den zweiten Sauerstoffsensor 26 zu wählen, wenn beide Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind.
Nachdem der stromabwärtige Sensor, der zum Einstellen des Ziel- Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird, somit gewählt worden ist, geht die Routine zu Schritt 702 weiter, bei dem in Abhängigkeit davon, ob die Ausgabespannung VOX2 des gewählten Sauerstoffsensors höher oder niedriger als die Zielausgabespannung (beispielsweise 0,45 Volt) ist, die dem stoichiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1) entspricht, bestimmt wird, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett oder mager ist. Wenn es mager ist, geht die Routine zu Schritt 703 weiter, bei dem bestimmt wird, ob das Luft- Kraftstoff-Verhältnis auch beim letzten Mal mager war oder nicht. Wenn es nicht nur beim letzten Mal war, sondern auch dieses Mal mager ist, geht die Routine zu Schritt 704 weiter, bei dem eine integrierte Fettgröße λIR aus der Tabelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Einlassluftströmung QA berechnet wird.
Für die Tabelle für diese integrierte Fettgröße λIR ist eine Tabelle, wie sie in der oberen Reihe von Fig. 5A tabellarisch dargestellt ist, für den stromabwärtigen Sensor des stromaufwärtigen Katalysators (oder den ersten Sauerstoffsensor) und eine Tabelle gespeichert, wie sie in der oberen Reihe von Fig. 5B tabellarisch dargestellt ist, für den stromabwärtigen Sensor des stromabwärtigen Katalysators (oder den zweiten Sauerstoffsensor), so dass eine der Tabellen in Übereinstimmung mit dem angewendeten Sensor gewählt wird.
Diese Tabellenkennwerte des integrierten Fettwertes λIR sind derart eingestellt, dass die integrierte Fettwert λIR kleiner für die höhere Einlassluftströmung QA ist, und sie sind in dem Bereich einer niedrigen Einlassluftströmung QA derart eingestellt, dass die Tabelle für den stromabwärtigen Sensor des stromabwärtigen Katalysators einen geringfügig größeren integrierten Fettwert λIR als die Tabelle für den stromabwärtigen Sensor des stromaufwärtigen Katalysators hat. Nachdem der integrierte Fettwert λIR berechnet worden ist, geht die Routine zu Schritt 705 weiter, bei dem das Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnis λTG um λIR zu der fetteren Seite korrigiert wird, und dieses Programm endet, indem der Fettwert/Magerwert zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird (bei Schritt 713).
In dem Fall, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich von dem fetten Zustand des letzten Zeitpunktes nach mager ändert, geht andererseits die Routine von dem Schritt 703 (nein) zu dem Schritt 706 weiter, bei dem eine Sprunggröße (proportional) SKR gegenüber der fetten Seite in Übereinstimmung mit einem Fettkomponentenspeicherwert OSTRich des Katalysators berechnet wird. Hierbei ist die Berechnung des Fettkomponentenspeicherwertes OSTRich bekannt (siehe beispielsweise die Druckschrift JA-A-2000-193 521).
Die Tabellenkennwerte von Fig. 6 werden so eingestellt, dass die Fettsprunggröße λSKR kleiner werden kann, wenn der Absolutwert des Fettkomponentenspeicherwertes OSTRich umso kleiner wird. Nachdem die Sprunggröße λSKR berechnet worden ist, geht die Routine zu dem Schritt 707 weiter, bei dem das Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnis λTG um λIR + λSKR zu der fetten Seite korrigiert wird, und dieses Programm endet, indem der Fettwert /Magerwert zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird (bei Schritt 713).
Wenn bei dem Schritt 702 bestimmt worden ist, dass die Ausgabespannung VOX2 des Sauerstoffsensors fett ist, geht andererseits die Routine zu Schritt 708 weiter, bei dem bestimmt wird, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auch das letzte Mal fett gewesen ist. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis das letzte Mal und dieses Mal fett gewesen ist, geht die Routine zu Schritt 709 weiter, bei dem ein integrierter Magerwert λIL aus der in Fig. 5 gezeigten Tabelle in Übereinstimmung mit dieser Einlassluftströmung QA bestimmt wird. Für die Tabelle für diese integrierte Magergröße λIL sind eine Tabelle, die in der unteren Reihe von Fig. 5 tabellarisch dargestellt ist, für den stromabwärtigen Sensor des stromaufwärtigen Katalysators (oder den ersten Sauerstoffsensors), und eine Tabelle, die in der unteren Reihe von Fig. 5B tabellarisch dargestellt ist, für den stromabwärtigen Sensor des stromabwärtigen Katalysators (oder den zweiten Sauerstoffsensor) eingestellt, so dass eine der Tabellen in Übereinstimmung mit dem Sensor gewählt wird, der als der stromabwärtige Sensor gewählt wird.
Die Tabellenkennwerte der integrierten Magerwerte λIL von Fig. 5A und Fig. 5B sind derart eingestellt, dass der integrierte Magerwert λIL für die größere Einlassluftströmung QA kleiner ist, und sie sind in dem Bereich einer geringen Einlassluftströmung QH derart eingestellt, dass die Tabelle für den stromabwärtigen Sensor des stromabwärtigen Katalysators einen geringfügig größeren integrierten Magerwert λIL als die Tabelle für den stromabwärtigen Sensor des stromaufwärtigen Katalysators hat. Nachdem der integrierte Magerwert λIL berechnet worden ist, geht die Routine zu Schritt 710 weiter, bei dem das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λTG um λIL zu der mageren Seite korrigiert wird, und dieses Programm endet, indem der Fettwert/Magerwert zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird (bei Schritt 713).
Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus dem mageren Zustand des letzten Males fett wird, geht andererseits die Routine von dem Schritt 708 (nein) zu dem Schritt 711 weiter, bei dem eine proportionale (ski) Größe λSKL zu der mageren Seite aus der in Fig. 6 gezeigten Tabelle in Übereinstimmung mit einem Magerkomponentenspeicherwert OSTLean des Katalysators bestimmt wird. Hierbei ist die Berechnung des Magerkomponentenspeicherwertes OSTLean bekannt (siehe beispielsweise JP-A-2000-193 521).
Die Tabellenkennwerte von Fig. 6 sind so eingestellt, dass die Magersprunggröße λSKR kleiner werden kann, wenn der Absolutwert des Magerkomponentenspeicherwertes OSTLean kleiner wird. Danach wird bei Schritt 712 das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λTG um λIL + λSKL zu der mageren Seite korrigiert, und dieses Programm endet, indem der Fettwert/Magerwert zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird (bei Schritt 713).
Wenn der Fettkomponentenspeicherwert OSTRich oder der Magerkomponentenspeicherwert OSTLean durch die Verschlechterung der Katalysatoren 22 und 23 verringert wird, wie dies aus der Tabelle von Fig. 6 hervorgeht, werden die Fettsprunggröße λSKR und die Magersprunggröße λSKL allmählich auf niedrigere Werte gesetzt. Daher werden übermäßige Korrekturen über die Absorptionsgrenzen der Katalysatoren 22 und 23 ausgeführt, um zu verhindern, dass die Schadstoffe zuvor abgegeben werden.
Ein anderes Beispiel zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt.
Die ECU 29 führt das in Fig. 3 gezeigte Einstellprogramm für das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das in Fig. 4 gezeigte Einstellprogramm für die Zielabgabespannung aus, um dadurch die Zielabgabespannung TGOX des ersten Sauerstoffsensors 25 in Übereinstimmung mit dem Ausgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 25 zu ändern, wenn der erste Sauerstoffsensor 25 als der stromabwärtige Sensor gewählt wird, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückrührregelung verwendet wird.
Hierbei sind in Fig. 3 die Schritte zum Ausführen der Vorgänge jenen von Fig. 2 ähnlich. Nachstehend sind hauptsächlich die Punkte beschrieben, die sich gegenüber Fig. 2 unterscheiden.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Programm zum Einstellen des Ziel- Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird bei dem ersten Schritt 701 der stromabwärtige Sensor, der zum Einstellen des Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird, von dem Sauerstoffsensor 25 an der stromabwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysators 22 und dem Sauerstoffsensor 26 an der stromabwärtigen Seite des stromabwärtigen Katalysators 23 gewählt. Danach geht die Routine zu Schritt 714 weiter, bei dem das in Fig. 4 gezeigte Programm zum Einstellen der Zielabgabespannung ausgeführt wird, um die Zielabgabespannung TGOX des stromabwärtigen Sensors einzustellen, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird.
Danach geht die Routine zu Schritt 715 weiter, bei dem in Abhängigkeit davon, ob die Abgabespannung VOX2 des gewählten Sauerstoffsensors höher oder niedriger als die Zielabgabespannung TGOX ist, bestimmt wird, ob das Luft- Kraftstoff-Verhältnis fett oder mager ist. Gemäß diesem Bestimmungsergebnis wird das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λTG bei den Schritten 703 bis 713 durch das vorstehend dargelegte Verfahren berechnet und dieses Programm wird beendet, indem der Fettwert/Magerwert zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Programm zum Einstellen der Zielabgabespannung, das bei Schritt 714 von Fig. 3 auszuführen ist, wird bei dem ersten Schritt 901 bestimmt, ob der erste Sauerstoffsensor 25 als der stromabwärtige Sensor gewählt wird oder nicht, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses λTG verwendet wird. Wenn der erste Sauerstoffsensor 25 als der stromabwärtige Sensor gewählt wird, der zum Einstellen des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird, geht die Routine zu Schritt 902 weiter, bei dem die Zielabgabespannung TGOX gemäß der vorliegenden Abgabespannung des zweiten Sauerstoffsensors 26 aus der Tabelle berechnet wird, in der die Zielabgabespannung TGOX gegenüber der Abgabespannung des zweiten Sauerstoffsensors 26 als ein Parameter aufgezeichnet ist.
In diesem Fall wird die Tabelle der Zielabgabespannung TGOX wie folgt eingestellt. Innerhalb eines vorbestimmten Bereiches (β = Abgabespannung = α), in dem die Zugabespannung (oder das Luft- Kraftstoff-Verhältnis der Auslassströmung des stromabwärtigen Katalysators 23) des zweiten Sauerstoffsensors 26 in der Nähe des stoichiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, wird die Zielabgabespannung TGOX um so geringer (oder um so magerer), wenn das Abgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 26 um so höher (oder um so fetter) wird.
Die Tabelle wird außerdem wie folgt eingestellt. Innerhalb eines Bereiches, in dem das Abgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 26 größer als der vorbestimmte Wert α ist, nimmt darüber hinaus die Zielabgabespannung TGOX einen vorbestimmten unteren Grenzwert (beispielsweise 0,4 Volt) ein. Innerhalb eines Bereiches, in dem das Abgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 26 geringer als der vorbestimmte Wert β ist, nimmt die Zielabgabespannung TGOX einen oberen Grenzwert (beispielsweise 0,65 Volt) ein.
Als ein Ergebnis wird die Zielabgabespannung TGOX des ersten Sauerstoffsensors 25 entweder innerhalb eines Bereiches, in dem die Absorption der Abgaskomponente des stromabwärtigen Katalysators 23 nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, oder innerhalb eines Bereiches, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch den stromabwärtigen Katalysator 23 strömenden Abgases innerhalb eines Bereiches einer vorbestimmten gereinigten Strömung ist, eingestellt.
Wenn der zweite Sauerstoffsensor 26 als der stromabwärtige Sensor gewählt wird, der zum Einstellen des Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnisses λTG verwendet wird, geht andererseits die Routine von dem Schritt 901 zu dem Schritt 903 weiter, bei dem die Zielabgabespannung TGOX bei einem vorbestimmten Wert (beispielsweise 0,45 Volt) eingestellt wird. Das vorstehend beschriebene Programm zum Einstellen der Zielabgabespannung führt eine zweite Rückführregelung aus.
Wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, ist die ECU 29 mit einem Mikrocomputer (MC) 120 versehen. Dieser Mikrocomputer 120 ist mit einem Host-Mikrocomputer 116 zum Verwirklichen einer Kraftstoffeinspritzsteuerung, einer Zündsteuerung und dergleichen verbunden. Der Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sensor 24 ist an dem Abgasrohr 21 montiert, das von dem Körper des Motors 11 sich erstreckt, und sein Abgabesignal wird durch den Mikrocomputer 120 erfasst. Dieser Mikrocomputer 120 ist aus bekannten Elementen, das heißt einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem Sicherungs-RAM und dergleichen aufgebaut, um verschiedene Vorgänge auszuführen, und steuert eine Heizeinrichtungssteuerschaltung 125 und eine Vorspannsteuerschaltung 140 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Steuerprogramm.
Hierbei wird ein Vorspannungsbefehlssignal Vr, das von dem Mikrocomputer 120 ausgegeben wird, über einen D/A-Wandler 121 zu der Vorspannsteuerschaltung 140 eingegeben. Darüber hinaus wird das Abgabesignal, das dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder der Sauerstoffkonzentration) zu diesen Zeiten entspricht, von dem Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 erfasst, und der erfasste Wert wird über einen A/D-Wandler 123 in den Mikrocomputer 120 eingegeben. Darüber hinaus werden die Spannung und die Stromstärke der Heizeinrichtung durch die Heizeinrichtungssteuerschaltung 125 erfasst und die erfassten Werte werden über den A/D-Wandler 123 in den Mikrocomputer 120 eingegeben.
Andererseits wird das Befehlssignal Vr der vorbestimmten Vorspannung auf ein Element aufgebracht und ändert sich zwischen vorbestimmten Zeitpunkten t1 und t2, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, das heißt eine Elementspannung ΔV und einer Elementstromstärke ΔI werden erfasst, um die Impedanz R des Elements aus der folgenden Formel zu erfassen:

Impedanz R = ΔV/ΔI.
Der erfasste Wert der Impedanz des Elementes wird in den Mikrocomputer 120 eingegeben. Die Impedanz des Elementes hat eine derart enge Wechselwirkung gegenüber der Temperatur des Elementes, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, dass die Temperatur des Elementes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors durch Zyklussteuerung der Heizeinrichtung, die zu dem Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor gehört, gesteuert werden kann, wodurch die Impedanz des Elementes auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.
Auch für den ersten Sauerstoffsensor 25 und den zweiten Sauerstoffsensor 26 werden in gleicher Weise die Impedanz des Elementes erfasst und die Temperatur des Elementes der Sauerstoffsensoren kann gesteuert werden, indem die Heizeinrichtungen, die zu dem ersten Sauerstoffsensor 25 und dem zweiten Sauerstoffsensor 26 gehören, zyklusgesteuert werden, so dass die Impedanz des Elementes vorbestimmte Werte einnehmen kann.
Wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, greift dieses Ausführungsbeispiel ein Verfahren auf, bei dem die PI-Steuerung (proportional und integral) mit der Abweichung zwischen der Impedanz des Elementes, die tatsächlich erfasst wird, und der Zielimpedanz, die mit der Zielelementtemperatur berechnet wird, ausgeführt wird, so dass die Temperatur des Elementes des ersten Sauerstoffsensors durch dieses Verfahren gesteuert wird.
Diese Einzelheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 10 beschreiben. In diesem Flussdiagramm wird das Programm bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung abgearbeitet. Bei dem ersten Schritt 401 wird eine Abweichung (Δimp) zwischen der Zielimpedanz, die aus der Zielelementtemperatur berechnet wird, und der tatsächlichen Impedanz des Elementes, die durch die Elementimpedanzerfassungsschaltung erfasst wird, berechnet. Bei dem Schritt 402 wird ein integrierter Wert (ΣΔimp) der Impedanzabweichung für das Ausführen der Integralsteuerung berechnet. Bei dem Schritt 403 wird der Heizeinrichtungszyklus aus der folgenden Formel unter Verwendung der Abweichung, des integrierten Wertes, eines Proportionalkoeffizienten P1 und eines Integralkoeffizienten 12 berechnet:

Heizeinrichtungszyklus (%) = P1 × Δimp + 12 × ΣΔimp.
Der hiermit berechnete Heizeinrichtungszyklus wird in die Heizeinrichtungssteuerschaltung eingegeben, die mit dem Bezugszeichen 125 in Fig. 7 bezeichnet ist, so dass die Heizeinrichtungssteuerung des ersten Sauerstoffsensors 25 ausgeführt wird.
Hierbei ist der Heizeinrichtungszyklus der eingestellte Heizwert zum Steuern der Temperatur des Sauerstoffsensorelementes und ist auf die elektrische Leistung (W) gegründet. Für eine konstante Temperatur ist es erwünscht, die elektrische Leistung auf einen konstanten Wert zu steuern. Wenn die Temperatur durch den Heizeinrichtungszyklus gesteuert wird, wird eine Korrektur der Referenzspannung (beispielsweise 13,5 Volt) das heißt der elektrischen Leistung × (13,5 Volt)², ausgeführt, so dass verhindert werden kann, dass die Temperatur sich bei zugeführter Spannung ändert.
In Fig. 7 ist der Linear-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 so montiert, dass er in das Abgasrohr 21 vorragt, und er ist hauptsächlich aus einer Abdeckung 132, einen Sensorkörper 131 und einer Heizeinrichtung 135 aufgebaut. Die Abdeckung 132 ist zu einem derartigen C-förmigen Abschnitt ausgebildet, der eine Anzahl an Poren an seiner Umfangswand hat, um die Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite der Abdeckung 132 vorzusehen. Der Sensorkörper 131, der als der Sensorelementabschnitt wirkt, erzeugt eine Spannung entsprechend entweder der Sauerstoffkonzentration in dem mageren Bereich eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder der Konzentration des nicht verbrannten Gases (beispielsweise CO, HC und H₂) in dem Bereich eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Die Heizeinrichtung 135 ist in der Elektrodenlage an der Umgebungsseite untergebracht und erwärmt den Sensorkörper 131 (der eine Elektrodenlage 131 an der Umgebungsseite, eine Festelektrolytlage 131 und eine Elektrodenlage 134 an der Abgasseite hat) mit ihrer Wärmeenergie. Die Heizeinrichtung 135 hat eine ausreichende Wärmeleistung zum Betätigen des Sensorkörpers 131. Darüber hinaus haben der erste Sauerstoffsensor 25 und der zweite Sauerstoffsensor 26 auch einen ähnlichen Aufbau.
Hierbei ist der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor der laminierten Art mit einem einstückigen Aufbau eines Elementes und einer Heizeinrichtung zum Verbessern der Leistung der Heizeinrichtung in den letzten Jahren vorgeschlagen worden. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf einen derartigen Sensor angewendet werden, sondern auch auf jede beliebige Art an Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, wenn der Sensor Elektroden hat, die an einem Festelektrolytelement angeordnet sind.
Der Steuervorgang des ersten Ausführungsbeispiels ist unter Bezugnahme auf die in Fig. 11 gezeigte Systemblockdarstellung beschrieben. Es wird hierbei angenommen, dass die Erfindung auf den ersten Sauerstoffsensor 25 angewendet ist, der unmittelbar stromabwärtig des stromaufwärtigen Katalysators von Fig. 1 angeordnet ist.
Das Abgabesignal bezüglich der Abgaskomponente (beispielsweise fettes Gas oder mageres Gas), die von dem Motor 11 abgegeben wird, von dem ersten Sauerstoffsensor (oder dem Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor) 25 wird durch eine Abgabeerfassungsschaltung 203 der ECU 29 erfasst und die Steuergröße des Luft-Kraftstoff- Verhältnisse (λ oder A/F) wird durch einen Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Steuergrößenberechnungsblock 204 berechnet. Hierbei wird die Schwankung der Kraftstoffeinspritzrate (Menge) bestimmt durch einen Vergleich der Zielspannung und der erfassten Spannung. Die Kraftstoffeinspritzrate, die als die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Steuergröße bestimmt wird, wird zu der Einspritzeinrichtung 20 zugeführt, so dass der Kraftstoff in der erwünschten Rate eingespritzt wird.
Wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben ist, berechnet ein Impedanzberechnungsblock 202 die Impedanz des Elementes, berechnet ein Heizeinrichtungssteuergrößenberechnungsblock 214 die Heizeinrichtungssteuergröße mit einer Abweichung von der Zielimpedanz, die durch einen Zielimpedanzeinstellblock 213 eingestellt wird, so dass die Heizeinrichtung so gesteuert wird, dass die Temperatur des Sensorelementes des ersten Sauerstoffsensors 25 auf einen erwünschten Wert eingestellt wird.
Hierbei wird die Zielimpedanz durch die folgende Prozedur berechnet. Die Bestimmung des Fahrzustandes wird bei einem Fahrzustandsbestimmungsblock 210 mit den Informationen ausgeführt, die den Fahrzustand des Motors anzeigen und von dem Kurbelwinkelsensor 28, dem Luftströmungsmesser 14, dem Drosselöffnungssensor 16, dem Kühlwassertemperatursensor 27 und dergleichen kommen. Auf der Grundlage dieser Fahrzustandsbestimmung bestimmt ein Spezifisch-Gas- Empfindlichkeitsprioritätsbestimmungsblock 211, ob die Zusammensetzung des von dem Motor in dem Fahrzustand, der gerade vorherrscht oder unmittelbar danach, abgegebenen Abgases hauptsächlich fett oder mager ist.
Wenn der Block 211 zur Bestimmung der Priorität der Empfindlichkeit des Spezifisch-Gases bestimmt, dass mageres Gas hauptsächlich in dem Zustand ist, bei dem NOX mit Leichtigkeit erzeugt wird, wie bei einer hohen Last oder bei einer Beschleunigung, stellt ein Zielelementtemperatureinstellblock 212 die Zielelementtemperatur auf beispielsweise 720°C ein, so dass die Temperatur des Sauerstoffsensorelementes ansteigen kann, um das Magergasreaktionsvermögen zu verbessern. Wenn der Block 211 zur Bestimmung der Priorität der Empfindlichkeit des Spezifisch-Gases bestimmt, dass fettes Gas hauptsächlich in dem Zustand ist (oder sein wird), in dem HC oder CO mit Leichtigkeit erzeugt wird, wie beispielsweise bei einer geringen Temperatur, bei einer geringen Last oder bei einer Verzögerung, stellt. Im Gegensatz dazu der Zielelementtemperatureinstellblock 212 die Zielelementtemperatur auf beispielsweise 420°C ein, so dass die Temperatur des Sauerstoffsensorelementes abfallen kann, um das Fettgasreaktionsvermögen zu verbessern.
Das Reaktionsvermögen des fetten und des mageren Gases bei den Sauerstoffsensoren ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Kennliniendarstellungen von Fig. 12 und Fig. 13 beschrieben.
Fig. 12 zeigt das Reaktionsvermögen des Sauerstoffsensors gegenüber Kohlenmonoxid (CO) in Stickstoff (N₂) als eine elektromotorische Kraft (emf) des Sensors. Wie dies dargestellt ist, ist das Reaktionsvermögen hoch gegenüber wenig CO bei einer geringen Elementtemperatur, jedoch fällt das Reaktionsvermögen gegenüber einer geringen Konzentration an CO bei Ansteigen der Elementtemperatur. Der Grund liegt darin, dass das Reaktionsvermögen an der Sauerstoffsensorelektrode gegenüber CO eine Temperaturkennlinie derart hat, dass die folgenden Reaktionen bei geringer Elementtemperatur unterstützt werden, um O₂ abzugeben:

CO (Adsorption) + 1/2 O^2- (Adsorption)
↔ CO₂ + 2e^-.
Andererseits zeigt Fig. 13 das Reaktionsvermögen des Sauerstoffsensors in dem Fall, bei dem Stickstoffmonoxid (NO) in eine Atmosphäre aus Stickstoff (N₂) und Kohlenmonoxid (Co) eingeleitet wird. Wie dies gezeigt ist, reagiert der Sauerstoffsensor mit reinem NO bei einem Zustand mit hoher Elementtemperatur, jedoch geringer mit einer niedrigen Konzentration an NO, wenn die Temperatur des Elementes niedriger wird. Der Grund liegt darin, dass die folgenden Reaktionen an der Sauerstoffsensorelektrodenfläche und an der Elektrode auftreten, so dass die Verbrennung mit dem fetten Gas (CO) und die Zersetzung von NO an der Elektrode in einem Hochtemperaturbereich eher unterstützt werden als in einem Niedrigtemperaturbereich, wodurch die elektromotorische Kraft an der Niedrigkonzentrationsseite verringert wird:

CO + NO → CO₂ + N₂, und
2NO + 4e → N₂ + 2O^2-.
Auf der Grundlage der durch den Zielelementtemperatureinstellblock 212 von Fig. 11 eingestellten Zieltemperatur stellt der Zielimpedanzeinstellblock 213 die Zielimpedanz mit den Beziehungen, wie sie in Fig. 15 gezeigt sind, zwischen der Elementimpedanz und der Elementtemperatur ein. Der Heizeinrichtungssteuergrößenberechnungsblock 214 bestimmt die Heizeinrichtungssteuergröße durch den Vergleich mit dem erfassten Elementimpedanzwert.
Dieser Steuervorgang ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 14 beschrieben. Diese Routine wird bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung wie beispielsweise eine Zeitsynchronisation oder eine Einspritzsynchronisation gestartet und es wird bei den Schritten 301 und 302 bestimmt, ob das magere Gas in dem Fahrzustand überwiegt oder nicht. Genauer gesagt wird bei Schritt 301 bestimmt, ob der Fahrzustand unter einer hohen Last (oder in einem Bereich mit hoher Luftströmung) stattfindet oder nicht. Bei Schritt 302 wird bestimmt, ob der Antrieb eine Beschleunigung ist oder nicht. Im Falle einer Hochlastlaufzeit und/oder Beschleunigung wird bestimmt, dass hauptsächlich mageres Gas im gegenwärtigen Zustand auftritt.
Wenn bei Schritt 301 und bei Schritt 302 bestimmt worden ist, dass es sich hauptsächlich um mageres Gas handelt, geht die Routine zu Schritt 303 weiter, bei dem die Zielimpedanz auf 20 Ω für eine hohe Elementtemperatur (beispielsweise 720°C) eingestellt wird. Wenn bestimmt worden ist, dass mageres Gas nicht hauptsächlich vorhanden ist (das heißt, wenn die Bestimmungen der beiden Schritte NEIN lautet), geht im Gegensatz dazu die Routine zu den Schritten 304 und 305 weiter, bei denen bestimmt wird, ob die Abgabe an fettem Gas wie beispielsweise HC oder CO als Hauptanteil im gegenwärtigen Zustand der Fall ist oder nicht.
Genauer gesagt wird bei Schritt 304 bestimmt, ob die Motortemperatur gering ist oder nicht, und es wird bei Schritt 305 bestimmt, ob der gegenwärtige Zustand ein Leerlaufzustand oder eine geringe Last ist oder nicht. Wenn die Motortemperatur gering ist und wenn der gegenwärtige Fahrzustand ein Leerlaufzustand beziehungsweise eine geringe Last ist, wird bestimmt, dass fettes Gas hauptsächlich vorhanden ist.
Wenn somit bei Schritt 304 und bei Schritt 305 bestimmt worden ist, dass fettes Gas hauptsächlich vorhanden ist (wenn die Antworten JA lauten), geht die Routine zu Schritt 306 weiter, bei dem die Zielimpedanz auf 1000 Ω für eine niedrige Elementtemperatur (beispielsweise 420°C) eingestellt wird.
Wenn die Antworten sämtlicher Schritte 301, 302, 304 und 305 NEIN lauten, wird die Zielimpedanz auf 100 Ω bei Schritt 307 für die normale Zieltemperatur (beispielsweise 570°C) eingestellt.
Die Sauerstoffsensorsteuerung, die für die somit eingestellten Zielimpedanzen auszuführen ist, kann durch das vorstehend beschriebene Verfahren verwirklicht werden.
Darüber hinaus muss das hierbei vorgeschlagene Steuerverwirklichungsverfahren nicht die Heizeinrichtungssteuerung für die Berechnung der Elementimpedanz sein, sondern kann die bekannte Heizeinrichtungssteuerung ohne Berechnung der Elementimpedanz sein. Die Erfindung kann außerdem auf den Fall angewendet werden, bei dem die Steuerung auf der Grundlage der Heizeinrichtungssteuergröße (bei dem Zyklus oder elektrischer Energie) ausgeführt werden, die bei jedem vorbestimmten Motorlaufzustand eingestellt wird.
Ein Beispiel dieser Anwendung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 beschrieben.
Fig. 15 zeigt eine Steuertabelle zum Einstellen des Heizeinrichtungszyklus auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast. Die grundsätzliche Steuerheizeinrichtungszyklustabelle von Fig. 15 ist eine Tabelle, die zu einem normalen Zeitpunkt verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nicht nur die normale Tabelle, sondern sind auch eine Steuerheizeinrichtungszyklustabelle bei niedriger Temperatur und eine Steuerheizeinrichtungszyklustabelle bei hoher Temperatur entsprechend einer Anforderung zum Erfassen der Gaszusammensetzung des Motors vorgesehen. Diese Tabellen können zum Zwecke der Anwendung gemäß dem Fahrzustand oder dergleichen ausgetauscht werden.
Durch diese Tabellen kann die Erfindung bei dem System ausgeführt werden, das lediglich die verwendende Heizeinrichtungszyklustabelle von den Zielelementtemperaturergebnissen auswählt, die durch den Zielelementtemperatureinstellblock 212 von Fig. 11 eingestellt werden, jedoch nicht die Elementimpedanz berechnet.
Hierbei hat die Steuerheizeinrichtungszyklustabelle für die hohe Elementtemperatur einen hohen Wert (bei dem Zyklus oder elektrischer Energie) in Bezug auf die grundsätzliche Steuerheizeinrichtungszyklustabelle, und die Steuerheizeinrichtungszyklustabelle für die niedrige Elementtemperatur hat einen niedrigen Wert (bei dem Zyklus oder der elektrischen Energie) in Bezug auf die grundsätzliche Steuerheizeinrichtungszyklustabelle. Darüber hinaus kann die Elementniedrigtemperatursteuerung oder die Elementhochtemperatursteuerung ebenfalls verwirklicht werden, indem der vorbestimmte Zyklus in Bezug auf die grundsätzliche Steuerheizeinrichtungszyklustabelle erhöht oder verringert wird.
Diese Steuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 16 beschrieben.
Wenn diese Routine bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung gestartet wird, wird bei Schritt 601 bestimmt, ob das Abgas in der fetten Gasatmosphäre ist oder eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber CO-Gas benötigt. Wenn ein solches Erfordernis bestimmt wird, geht die Routine zu Schritt 603 weiter, bei dem die Steuerheizeinrichtungszyklustabelle für die niedrige Temperatur gewählt wird, um das Element auf eine niedrige Temperatur zu steuern.
Wenn bei dem Schritt 601 bestimmt worden ist, dass die erhöhte Empfindlichkeit gegenüber CO-Gas unnötig ist, geht die Routine zu Schritt 602 weiter, bei dem überprüft wird, ob das Abgas bei einer mageren Gasatmosphäre ist oder eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber NO-Gas benötigt. Wenn bestimmt worden ist, dass die erhöhte Empfindlichkeit erforderlich ist, geht die Routine zu Schritt 604 weiter, bei dem die Steuerheizeinrichtungszyklustabelle für die hohe Temperatur gewählt wird, um das Element auf eine hohe Temperatur zu steuern. Wenn bei beiden Schritten 601 und 602 bestimmt worden ist, dass die erhöhte Empfindlichkeit unnötig ist, geht die Routine zu Schritt 605 weiter, bei dem die grundsätzliche Steuerheizeinrichtungszyklustabelle gewählt wird.
Der Vorgang von diesem Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die in Fig. 17 gezeigten Zeitablaufdiagramme beschrieben. Fig. 17 zeigt die Zeitablaufdiagramme zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug bei der Fahrgeschwindigkeit angetrieben wird, die mit (a) gezeigt ist.
Vor dem Zeitpunkt T1 wird der Motor gestartet, um sein Aufwärmen zum Zwecke der Erhöhung der Temperatur (b) des Motors zu beginnen. Wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt T1 zu fahren beginnt, wird die Niedriglastbestimmungsmarke des Leerlaufzustandes von EIN auf AUS geschaltet (d). Gleichzeitig dazu wird die Beschleunigungsbestimmungsmarke von AUS auf EIN geschaltet (g). Auf der Grundlage dieses Bestimmungsergebnisses wird die Heizeinrichtungssteuerung von der Niedrigtemperatursteuerung zu der Hochtemperatursteuerung geschaltet. Daher wird die Zielelementimpedanz R auf 20 Ω von dem Ziel der Hochtemperatursteuerung gesteuert und die Elementtemperatur R wird auf 720°C gesteuert, wie dies durch (i) und (j) gezeigt ist.
Wenn die Zeit zu T2 weiter geht, so dass sich der Zustand von der Beschleunigung zu einer stetigen oder normalen Fahrt ändert, wird auf der Grundlage der Niedrigtemperaturbestimmungsmarke (c) bestimmt, dass der Anteil der abgegebenen Abgases überwiegend fettes Gas ist, und die Heizeinrichtungssteuerung des ersten Sauerstoffsensors 25 wird auf die Niedrigtemperatursteuerung geschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Elementimpedanz R auf 1000 Ω gesteuert (h), so dass die Temperatur des Elementes auf 420°C gesteuert wird (i) und (j).
Wenn der Motor beim Zeitpunkt T3 im Leerlauf ist, wird die Niedriglastbestimmungsmarke von AUS auf EIN geschaltet (d). Zu diesem Zeitpunkt wird die Zielimpedanz auf 1000 Ω für die niedrige Temperatur des ersten Sauerstoffsensorelementes gesteuert und das fette Gas wird mit größerer Empfindlichkeit erfasst, so dass eine geringfügig magere Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Steuerung aus geführt werden kann, um das Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnis geringfügig mager in Bezug auf das stoichiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen.
Wenn der Beschleunigungszustand bei dem Zeitpunkt T4 auftritt, wird darüber hinaus die Niedriglastbestimmungsmarke von EIN auf AUS geschaltet (c) und wird die Beschleunigungsbestimmungsmarke von AUS auf EIN geschaltet (g). Als ein Ergebnis wird die Heizeinrichtungssteuerung des ersten Sauerstoffsensors 25 auf die Hochtemperatursteuerung geschaltet, um so NOx (das heißt mageres Gas), das hauptsächlich bei der Beschleunigung abgegeben wird, mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
Daher wird die Zielimpedanz auf 20 Ω eingestellt und die Elementtemperatur wird hoch (beispielsweise 720°C), so dass das Reaktionsvermögen gegenüber dem mageren Abgas verbessert wird. Daher kann das Ausgabesignal (k) des ersten Sauerstoffsensors 25 sofort auf die NOx-Abgabe bei der Beschleunigung reagieren, wie dies gezeigt ist, so dass die Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Korrekturgröße γc(l) sofort erhöht wird. Das Abgeben von NOx kann durch das Ausführen der Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuerung besser als beim Stand der Technik reduziert werden, der mit einer gepunkteten Linie bei (m) aufgezeigt ist, so dass das Emissionsverhalten verbessert werden kann.
Zum Zeitpunkt T5 ist der Beschleunigungszustand beendet, so dass die Beschleunigungsbestimmungsmarke von EIN auf AUS geschaltet wird (g). Daher wird die Heizeinrichtungshochtemperatursteuerung auf die Normaltemperatursteuerung geschaltet.
Zum Zeitpunkt T6 wird der Fahrzustand auf Hochlast geschaltet, so dass die Hochlastbestimmungsmarke (f) von AUS auf EIN mit der Einlassluftströmung oder der Drosselöffnung geschaltet wird. Bei dem Hochlastzustand ist die Abgabe von NOx so hoch, dass eine exakte Erfassung des mageren Gases erforderlich ist. Daher wird die Heizeinrichtungsniedrigtemperatursteuerung wie bei den Zeitpunkten T4 und T6 ausgeführt, und der Sauerstoffsensor kann die Reaktionsempfindlichkeit des mageren Gases verbessern, so dass das Magerabgabesignal (oder das Niedrigspannungsabgabesignal) sofort mit dem Sensorabgabesignal (k) ausgegeben wird, wie dies gezeigt ist. Dieses Magerabgabesignal wird durch die ECU 29 erfasst, so dass die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturgröße (l) sofort erhöht wird, um das Abgeben von NOX zu verringern (m).
Zum Zeitpunkt T7 ist die Drossel völlig geschlossen, um die Kraftstoffabschaltung F/C auszuführen, wie dies bei (e) gezeigt ist. Die Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung ist bei Zeitpunkt T8 gezeigt, jedoch muss die Verringerung der Reinigungseffizienz von NOx bei dem nächsten Beschleunigungszeitpunkt verhindert werden, indem das fette Gas in einer erhöhten Menge zu dem Katalysator zu Zeitpunkt des Zurückkehrens der Kraftstoffabschaltung zugeführt wird, wodurch die O₂-Menge in dem Katalysator reduziert wird. Um das fette Gas zwangsweise zuzuführen, muss das übermäßige Abgeben des fetten Gases verhindert werden. Daher muss eine empfindliche Erfassung des fetten Gases die Heizeinrichtungssteuerung zu der Niedrigtemperatursteuerung in dem Augenblick der Kraftstoffabschaltung umschalten.
Durch ein derartiges Schalten der Sauerstoffsensorheizeinrichtungssteuerung von hoher, niedriger und normaler Temperatur in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand kann die Erfassungsgenauigkeit der einzelnen Abgaskomponenten durch den Sauerstoffsensor verbessert werden. Als ein Ergebnis wird bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung des Abgases, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis Fig. 4 beschrieben ist, entweder indem die Zielspannung des ersten Sauerstoffsensors 25 bei 0,45 Volt belassen bleibt oder indem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführung zu der geänderten Zielspannung des Sauerstoffsensors 25 ausgeführt wird, die durch das Abgabesignal des zweiten Sauerstoffsensors 26 eingestellt wird, die Empfindlichkeit gegenüber dem Abgas mit einer geringeren Konzentration gegenüber derjenigen der herkömmlichen Systems verbessert, wodurch das Emissionsverhalten verbessert wird.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtungssteuerung bei den drei Stufen einer hohen, geringen und normalen Temperatur ausgeführt, jedoch sind diese drei Stufen nicht unbedingt wesentlich. Bei einer anderen Anwendung kann die Elementtemperatur des Sauerstoffsensors auf andere in Vielzahl vorhandene Stufen im Hinblick eines Verbesserns der erwünschten Abgaserfassungsgenauigkeit geändert werden. Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Zielimpedanzeinstellroutine von derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels (siehe Fig. 14), wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. Das Flussdiagramm von Fig. 18 wird bei einer vorbestimmten zeitlichen Abstimmung gestartet. Wenn diese Routine gestartet wird, wird bei Schritt 501 bestimmt, ob die Kraftstofflieferung nach der Kraftstoffabschaltung (F/C) wieder aufgenommen worden ist oder nicht. Bei Schritt 502 wird darüber hinaus bestimmt, ob die Kraftstofflieferung aufgrund der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung erhöht worden ist oder nicht. Wenn die Antwort einer dieser Bestimmungen NEIN lautet, geht die Routine zu Schritt 506 weiter, bei dem die Zielimpedanz R auf 100 Ω (beispielsweise 570°C) für die Normaltemperatursteuerung eingestellt wird.
Wenn die Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung bei Schritt 501 bestimmt worden ist und wenn bei Schritt 502 bestimmt worden ist, dass der Kraftstoff mehr wird (Zunahme), geht die Routine zu Schritt 503 weiter, bei dem bestimmt wird, ob das Abgabesignal VOX des ersten Sauerstoffsensors geringer als 0,45 Volt (Stoichiometrie) ist oder nicht. Im Falle eines größeren Wertes als 0,45 Volt wird bestimmt, dass der Katalysator durch die Kraftstoffzunahme angereichert worden ist, und die Routine geht zu Schritt 505 weiter, bei dem die Kraftstoffzunahme sofort angehalten wird. Danach geht die Routine zu Schritt 506 weiter, bei dem die Zielimpedanz eingestellt wird, um das Sauerstoffsensorelement auf die normale Temperatur zu steuern.
Wenn bei Schritt 503 bestimmt worden ist, dass das Ausgabesignal VOX des Sauerstoffsensors geringer als 0,45 Volt ist, wird bestimmt, dass noch viel Sauerstoff in dem Katalysator vorhanden ist. Um sofort ein Austreten einer Spurenmenge an fetten Gas von der Fettgaszufuhr zu erfassen, wird die Heizeinrichtungssteuerung bei Schritt 504 auf die Niedrigtemperatursteuerung geschaltet, bei der das Sauerstoffsensorelement bei einer niedrigen Temperatur für eine höhere Empfindlichkeit gegenüber dem fetten Gas verwendet werden kann. Als ein Ergebnis kann die übermäßige Abgabe des fetten Gases unmittelbar nach der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung verhindert werden, um das Emissionsverhalten zu verbessern.
Das Steuerverhalten von diesem Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme von Fig. 19 beschrieben.
Wenn die Kraftstoffabschaltung zum Zeitpunkt T10 ausgeführt wird, nimmt das Ausgabesignal VOX des ersten Sauerstoffsensors eine niedrige Spannung ein, die ein mageres Luft-Kraftstoff- Verhältnis anzeigt. Bei der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung zum Zeitpunkt T20 durch die Verringerung der Motordrehzahl wird der Zustand, bei dem viel Sauerstoff zu dem Katalysator zugeführt wird, auf einen neutralen Punkt geschaltet, so dass die der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung folgende Kraftstoffzunahme ausgeführt wird.
Hierbei kann in dem Zustand, bei dem der Sauerstoffsensor eine geringe Erfassungsempfindlichkeit gegenüber dem fetten Gas (CO) wie beim Stand der Technik hat, nicht bis zum Zeitpunkt T40 bestimmt werden, ob der Katalysator zu dem neutralen Punkt kommt oder nicht, so dass die Sauerstoffmenge häufig in dem Katalysator gering ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch das Reaktionsvermögen des fetten Gases (CO) verbessert, indem das Sauerstoffsensorelement zu einem Niedrigtemperaturelement verändert wird, so dass das Sauerstoffsensorelement auf eine Spurenmenge an fettem Gas zum Zeitpunkt T30 ansprechend kann. Wenn das Ausgabesignal des Sauerstoffsensors den fetten Zustand anzeigt (0,45 Volt), wird die Kraftstoffzunahme sofort angehalten, so dass die Reduktion von Sauerstoff in dem Katalysator unterdrückt werden kann, um die Steuerung neutral zu gestalten.
Bei einem anderen Beispiel wird ein Motor so gesteuert, dass eine geringe Zunahme an Kraftstoff auftritt, die der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung folgt, während die Abgabe von fettem Gas vermieden wird. In diesem Fall wäre es zum Unterdrücken der Abgabe von NOx bei einem Beschleunigen unmittelbar nach der Rückkehr von der Kraftstoffschaltung besser, wenn die Temperatur des Sauerstoffsensorelementes so hoch eingestellt werden würde, dass das Reaktionsverhalten gegenüber dem mageren Gas (NOx) verbessert ist.
Um somit das Abgas zu unterdrücken, ist ein Steuern der Temperatur des Sauerstoffsensorelementes in Übereinstimmung mit dem Motorfahrzustand und der Abgaszusammensetzung durch die Motorsteuerung erwünscht.
Das erste Ausführungsbeispiel und das zweite Ausführungsbeispiel sind in Bezug auf den ersten Sauerstoffsensor 25 beschrieben, jedoch kann die Erfindung in gleicher Weise auf den Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 und den zweiten Sauerstoffsensor 26 angewendet werden. Die Erfindung kann auf einen Abgassensor zum Erfassen einer Gasreaktion an seiner Elektrode angewendet werden und ist nicht auf die Art des Abgassensors beschränkt.
Der erste Sauerstoffsensor 25 ist an dem Abgasrohr 21 montiert. Die ECU (29) bestimmt die zu der Sensorheizeinrichtung 133 zuzuführende elektrische Energie durch den Heizeinrichtungssteuergrößenberechnungsblock 214 in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Impedanz und einer Zielimpedanz, die durch den Fahrzustandsbestimmungsblock 210 und den Block 211 zur Bestimmung der Priorität der Empfindlichkeit des Spezifisch- Gases berechnet werden. Als ein Ergebnis wird die Erfassungsempfindlichkeit des Sauerstoffsensors gegenüber einer fetten Komponente oder einer mageren Komponente in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand verbessert. Dieses verbesserte Abgabesignal wird durch den Abgabesignalerfassungsblock 203 erfasst und zu der Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses so weitergegeben, dass das Luft- Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt wird.

Claims

1. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor mit:
einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung (24, 25, 26), die durch ein Anordnen einer Elektrode an einem Festelektrolytelement (131) gebildet ist, zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem von dem Motor (11) kommenden Abgas; und
einer Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) zum Einstellen einer Temperatur des Festelektrolytelementes in der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung (25, 25, 26) auf eine vorbestimmte Temperatur,
gekennzeichnet durch
eine Prioritätsbestimmungseinrichtung (211), die ein spezifisches Gas in dem Abgas so bestimmt, dass es eine Priorität im Hinblick auf die Empfindlichkeit hat,
wobei die Temperatureinstelleinrichtung (29) die Temperatur des Festelektrolytelementes (131) so einstellt, dass die Erfassungsempfindlichkeit gegenüber dem spezifischen Abgas geändert wird, die durch die Prioritätsbestimmungseinrichtung (211) bestimmt worden ist.

2. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor mit:
einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung (24, 25, 26), die durch ein Anordnen einer Elektrode an einem Festelektrolytelement (131) gebildet ist, zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem von dem Motor (11) kommenden Abgas;
einer Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) zum Einstellen einer Temperatur des Festelektrolytelementes in der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung (25, 25, 26) auf eine vorbestimmte Temperatur, und
einer Fahrzustandserfassungseinrichtung (210) zum Erfassen des Fahrzustandes des Motors (11),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Temperatureinstelleinrichtung (13) die Temperatur des Festelektrolytelementes so einstellt, dass die Erfassungsempfindlichkeit gegenüber einem spezifischen Abgas auf der Grundlage des Fahrzustandes geändert wird, der durch die Fahrzustandserfassungseinrichtung (13) erfasst worden ist.

3. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (11) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes einstellt, indem die Temperatur des Festelektrolytelementes durch ein Erfassen des Innenwiderstandes der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung (24, 25, 26) abgeschätzt wird.

4. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Wärme für ein Einstellen der Temperatur des Festelektrolytelementes durch zumindest entweder einen Abgastemperatursensor oder einen Parameter, der sich auf die Abgastemperatur bezieht, bestimmt.

5. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) eine Wärme zum Einstellen der Temperatur des Festelektrolytelementes (131) durch den Parameter, der sich auf die Abgastemperatur bezieht, bestimmt, und der Parameter, der sich auf die Abgastemperatur bezieht, zumindest entweder die Motorlast, die Motordrehzahl, die Einlassluftströmung, die Drosselöffnung, die Kraftstoffeinspritzrate oder der Motoraufwärmzustand ist.

6. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzustandserfassungseinrichtung (210) einen Parameter, der sich auf eine durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungseinrichtung (24) erfasste Abgaskomponente bezieht, als einen Parameter zum Erfassen des Fahrzustandes verwendet.

7. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter, der sich auf die durch die Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Erfassungseinrichtung (24, 25, 26) erfasste Abgaskomponente bezieht, zumindest entweder die Motorlast, die Motordrehzahl, die Einlassluftströmung, der Motorerwärmungszustand, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die Kraftstoffeinspritzrate oder der Katalysatorzustand ist.

8. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorzustand zumindest entweder die Katalysatortemperatur, die Katalysatorausströmgastemperatur oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Katalysator umfasst.

9. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritätsbestimmungseinrichtung (211) das spezifische Gas, wenn abgeschätzt worden ist, dass seine Abgabe zunimmt, als das Gas einstellt, dem die Priorität im Hinblick auf die Empfindlichkeit zu verleihen ist.

10. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritätsbestimmungseinrichtung (211) das spezifische Gas, bei dem abgeschätzt worden ist, dass seine Abgabe zunimmt, in Übereinstimmung mit der Änderung des Fahrzustandes abschätzt.

11. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Fahrzustandes eine Änderung von einer niedrigen Last zu einer hohen Last des Parameters ist, der sich auf die Motorlast bezieht.

12. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritätsbestimmungseinrichtung (211) das spezifische Gas, bei dem abgeschätzt worden ist, dass seine Abgabe zunimmt, in Übereinstimmung mit der Änderung des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses abschätzt.

13. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) eine derartige Einstellung ausführt, dass die Temperatur des Festelektrolytelementes (131) höher bei hoher Last als bei niedriger Last sein kann.

14. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren folgendes aufweist:
einen Katalysator (22, 23), der in einem Abgaskanal (21) des Verbrennungsmotors (11) zum Reinigen des Abgases angeordnet ist;
einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (24), der stromaufwärtig von dem Katalysator zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist; und
einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (25), der an der stromabwärtigen Seite des Katalysators zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist,
wobei die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes des stromabwärtigen Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (25) in Übereinstimmung mit dem Motorfahrzustand einstellt.

15. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren folgendes aufweist:
einen Katalysator (22, 23), der in einem Abgaskanal (21) des Verbrennungsmotors (11) zum Reinigen des Abgases angeordnet ist;
einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (24), der stromaufwärtig von dem Katalysator zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist; und
einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (25), der an der stromabwärtigen Seite des Katalysators zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist,
wobei die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes des stromabwärtigen Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (25) so einstellt, dass die Empfindlichkeit gegenüber dem spezifischen Gas, das eine Priorität durch die Prioritätsbestimmungseinrichtung (211) erhalten hat, in dem Abgas verbessert werden kann.

16. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet dass, die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) eine derartige Einstellung auf der Grundlage des Parameters, der sich auf die Motorlast bezieht, ausführt, dass die Temperatur des Festelektrolytelementes höher bei der höheren Last als bei der niedrigeren Last sein kann.

17. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) eine derartige Einstellung ausführt, das die Temperatur des Festelektrolytelementes höher sein kann, wenn das Luft- Kraftstoff-Verhältnis mager ist, als wenn dieses fett ist.

18. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses des Weiteren folgendes aufweist:
einen Katalysator (22, 23), der in einem Abgaskanal (21) des Verbrennungsmotors (11) zum Reinigen des Abgases angeordnet ist;
einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (24), der stromaufwärtig von dem Katalysator zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist; und
einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (25), der an der stromabwärtigen Seite des Katalysators zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas angeordnet ist,
wobei die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes in Übereinstimmung mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromaufwärtig von dem Katalysator einstellt.

19. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes erhöht, wodurch das Reaktionsverhalten gegenüber einem mageren Gas erhöht wird, wenn die Fahrzustandserfassungseinrichtung (210) eine hohe Last oder eine Beschleunigung des Motors (11) erfasst.

20. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (125, 135) die Temperatur des Festelektrolytelementes verringert, wodurch das Reaktionsverhalten gegenüber einem fetten Gas erhöht wird, wenn die Fahrzustandserfassungseinrichtung (210) eine niedrige Last bei einer niedrigen Temperatur oder eine Verzögerung des Motors (11) erfasst.