DE19522165C2 - Vorrichtung und Verfahren für die Regelung einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für die Regelung einer VerbrennungskraftmaschineInfo
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Description
LAF = AVAF + AVAF × DAF/100 (4)
RAF = AVAF + AVAF × DAF/100 (5)
Claims (81)
eine Adsorptionsmengenschätzeinrichtung (23, 25; 23, 6) zum Schätzen einer Adsorptionsmenge der von der Abgas reinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) adsorbierten Reinigungsfähigkeitsverringerungssubstanzen, welche die Stickstoffoxidadsorptionsfähigkeit der Abgas reinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) verringert, und zum Bestimmen, ob die geschätzte Adsorptionsmenge eine vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat; und
eine Katalysatorerwärmungseinrichtung (23a, 3a, 3b) zum Entfernen der Reinigungsfähigkeitsverringerungs substanzen von der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) durch Erhöhen einer Temperatur der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) durch Verändern einer Betriebsbedingung der Verbrennungs kraftmaschine (1), so daß eine Auspuffgastemperatur ansteigt, wenn die Adsorptionsmengenschätzeinrichtung (23, 25; 23, 6) urteilt, daß die geschätzte Adsorptions menge die vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat.
eine Katalysatortemperaturerfassungseinrichtung (26) zum Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungs katalysatoreinrichtung (13a);
wobei die Kraftstoffmengenakkumulationseinrichtung (23) den Kraftstoffverbrauch nur akkumuliert, wenn die Temperatur (TCAT) der katalytischen Einrichtung nicht höher ist als eine vorbestimmte Temperatur.
eine Feststellkupplung (40) die zwischen der Verbrennungskraftmaschine (1) und einem automatischen Getriebe (30) angeordnet ist; und
eine Kupplungssteuereinrichtung (23, 60) zum Wechseln der Feststellkupplung (40) zwischen einem Verbindungszustand, in dem der Motor direkt mit dem automatischen Getriebe verbunden ist und einem entkoppelten Zustand, indem der Motor nicht direkt mit dem automatischen Getriebe verbunden ist;
wobei die Kupplungssteuereinrichtung (23, 60) die Feststellkupplung (40) während der Zeit entkoppelt, wenn die Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungskatalysator einrichtung (13a) durch die Katalysatorerwärmungsein richtung (23, 3a, 3b) angehoben ist.
eine Betriebsbedingungserfassungseinrichtung (23, 18, 6) zum Erfassen einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine;
wobei die Katalysatorerwärmungseinrichtung (23, 3a, 3b) die Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a) erwärmt, wenn die Betriebsbedingungserfassungseinrichtung (23, 18, 6) urteilt, daß die Verbrennungskraftmaschine (1) in einer vorbestimmten Mittel- oder Schwerlastbe triebsbedingung ist.
eine Zeitmesseinrichtung (23) zum akkumulativen Messen einer Zeitdauer (CST), die während der Zeit verstrichen ist, wenn die Betriebsbedingungserfassungs einrichtung urteilt, daß die Verbrennungskraftmaschine (1) in der vorbestimmten Mittel- oder Schwerlastbetriebs bedingung ist, und wobei die Katalysatorerwärmungsein richtung (23, 3a, 3b) die Abgasreinigungskatalysatorein richtung (13a) erwärmt, bis die gezählte verstrichene Zeitdauer (CST) eine vorbestimmte Zeit (XC) erreicht.
eine Katalysatortemperaturerfassungseinrichtung (26) zum Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungs katalysatoreinrichtung (13a);
wobei die Zeitmesseinrichtung (23) die verstrichene Zeitdauer (CST) akkumulativ mißt, wenn die erfaßte Temperatur (TCAT) der Katalysatoreinrichtung nicht niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur (T₁).
eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (18, 23) zum Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine (1); und
eine Erfassungseinrichtung (23, 6) für den volumetrischen Wirkungsgrad zum Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraft maschine (1);
wobei die Zündzeitpunktkorrektureinrichtung (23) ein Verzögerungsmaß des Zündzeitpunkts auf der Basis der erfaßten Motorumdrehungsgeschwindigkeit (Ne) und des erfaßten volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) einstellt.
eine Luftkraftstoffregelungseinrichtung (23, 3a, 3b) zum Regeln der Verbrennungskraftmaschine (1) derart, daß die Verbrennungskraftmaschine (1) in einem Fettver brennungszustand betrieben wird, in welchem das Luft kraftstoffverhältnis der Luftkraftstoffmischung, die der Verbrennungskraftmaschine (1) zugeführt wird gleich ist oder fetter als theoretische Luftkraftstoffverhältnis, wenn die Adsorptionsmengenschätzeinrichtung (23, 25; 23, 6) urteilt, daß die Adsorptionsmenge der Reinigungs fähigkeitsverringerungssubstanzen die vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat; und
eine Sekundärluftzufuhreinrichtung (23, 130, 32) zum Zuführen von Sekundärluft zu einer stromaufwärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungskatalysa toreinrichtung (13a) in der Auspuffleitung (14), wenn die Verbrennungskraftmaschine (1) derart geregelt ist, daß die Verbrennungskraftmaschine im Fettverbrennungszustand betrieben wird.
eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (18, 23) zum Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine (1); und
eine Erfassungseinrichtung (23, 6) für den volumetrischen Wirkungsgrad zum Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraft maschine (1),
wobei die Luftkraftstoffverhältnisregelungsein richtung (23, 3a, 3b) das Luftkraftstoffverhältnis während der Zeit, in der die Verbrennungskraftmaschine (1) im Fettverbrennungszustand betrieben wird, auf der Basis der erfaßten Motorumdrehungsgeschwindigkeit und des erfaßten volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) einstellt.
eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (18, 23) zum Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine (1); und
eine Erfassungseinrichtung (23, C) für den volumetrischen Wirkungsgrad zum Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraft maschine (1);
wobei die Sekundärluftzufuhreinrichtung (23, 130, 132) eine Zufuhrmenge der Sekundärluft auf der Basis der erfaßten Motorumdrehungsgeschwindigkeit (Ne) und des erfaßten volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) einstellt.
ein Abgasdrosselventil (160), das an einer stromab wärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungs- Katalysatoreinrichtung in der Auspuffleitung installiert ist, um eine Fläche der Auspuffleitung zu andern; und
wobei die Katalysatorerwärmungseinrichtung (23, 162) die Strömungsgeschwindigkeit des Auspuffgases verändert, indem das Abgasdrosselventil (160) gesteuert wird, daß die Abgasdurchtrittsfläche verringert wird.
eine Katalysatortemperaturerfassungseinrichtung (26) um Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungs katalysatoreinrichtung (13a); und
eine Kraftstoffzufuhreinrichtung (148) zum Zuführen von Kraftstoff zur stromaufwärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a) in der Auspuffleitung (14), wenn die erfaßte Katalysatortemperatur (TCAT) eine vorbestimmte Temperatur (T₁) erreicht.
eine Auspuffleitungslängenänderungseinrichtung (14a, 14b, 130a, 130b, 131a, 131b) zum Ändern- einer Auspuff leitungslänge von der Auspufföffnung (10a, 10b) der Verbrennungskraftmaschine (1) zur Abgasreinigungs katalysatoreinrichtung (113a, 113b), so daß die Auspuff leitungslängenänderungseinrichtung (131a, 131b) derart gesteuert wird, daß, wenn die Adsorptionsmengenschätz einrichtung (23, 25; 23, 6) urteilt, daß die Adsorptions menge der Reinigungsfähigkeitsverringerungssubstanzen die vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat, die Auspuff leitungslänge kürzer ist als vor der Beurteilung, daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbestimmte Adsorptions menge erreicht hat, wodurch die Temperatur der Abgas reinigungskatalysatoreinrichtung (113a, 113b) zugeführten Auspuffgases erhöht wird.
eine erste Auspuffleitung (14a, 14b), die wenigstens einen Teil der Auspuffleitung bildet, die sich von der Auspufföffnung (10a, 10b) der Verbrennungskraftmaschine (1) zur Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (113a, 113b) erstreckt;
eine zweite Auspuffleitung (130a, 130b), die parallel zur ersten Auspuffleitung (14a, 14b) angeordnet und kürzer ist als die erste Auspuffleitung (14a, 14b); und
eine Ventileinrichtung (131a, 131b) zum Öffnen und Schließen der zweiten Auspuffleitung (130a, 130b);
wobei die Abgaserwärmungseinrichtung die weite Auspuffleitung (130a, 130b) unter Verwendung der Ventil einrichtung (131a, 131b) schließt, bevor die Adsorptions mengenschätzeinrichtung (23, 25; 23, 6) urteilt, daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbestimmte Adsorptions menge erreicht hat, und die Ventileinrichtung (131a, 131b) steuert, die zweite Auspuffleitung (130a, 130b) zu öffnen, wenn die Adsorptionsmengenschätzeirichtung urteilt, daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbe stimmte Adsorptionsmenge erreicht hat, wodurch das Auspuffgas der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (113a, 113b) über die zweite Auspuffleitung (130a, 130b) zugeführt wird.
eine Katalysatortemperaturerfassungseinrichtung (26a, 26b) zum Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgas reinigungskatalysatoreinrichtung (113a, 113b), und
eine Kraftstoffzufuhreinrichtung (134a, 134b) zum Zuführen von Kraftstoff zu einer stromaufwärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungskatalysatorein richtung (113a, 113b) in der Auspuffleitung (130a, 130b), wenn die erfaßte Katalysatortemperatur (TCAT) eine vorbe stimmte Temperatur (T₁) erreicht.
- a) Schätzen einer Adsorptionsmenge der Reinigungs fähigkeitsverringerungssubstanzen, welche die Stickstoff oxidadsorptionsfähigkeit der Abgasreinigungskatalysator einrichtung (13a; 113a, 113b) verringert und von der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) adsorbiert wird, und Bestimmen (S12; S112; S1121; S1122; S1123; S212; S612), ob die geschätzte Adsorptionsmenge eine vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat; und
- b) Entfernen der Reinigungsfähigkeitsverringerungs substanzen von der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b) durch Erhöhen einer Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 13b) durch Ändern (S18; S20, S22; S124, S126, S128, S134, S136, S138; S224, S226, S232, S236, S238; S324, S326, S328, S334, S336, S338; S424, S434, S436; S524, S534, S536; S624, S634, S636) einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine (1) derart, daß eine Auspuff gastemperatur erhöht wird, wenn in Schritt a) geurteilt wird, daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbe stimmte Adsorptionsmenge erreicht hat.
- a1) Akkumulieren (S111) des Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine (1); und
- a2) Urteilen (S112), daß die geschätzte Adsorptions menge die vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat, wenn der akkumulierte Kraftstoffverbrauch (F), der im Unterschritt a1) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert (F₁) erreicht.
- a3) Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreini gungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 13b); wobei der Unterschritt a1) das Akkumulieren des Kraftstoffver brauchs nur dann enthält, wenn die Temperatur der Katalysatoreinrichtung, die im Unterschritt a3) erfaßt wird, nicht höher ist als eine vorbestimmte Temperatur.
- a1) Bestimmen (S11; S1111; S211; S611) eines akkumu lierten Wertes (D) einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs, an dem die Verbrennungskraftmaschine (1) befestigt ist; und
- a2) Beurteilen (S12; S1121; S212; S612), daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbestimmte Adsorptions menge erreicht hat, wenn der akkumulierte Wert (D) der Fahrzeugfahrstrecke, die im Unterschritt a1) bestimmt wird, einen vorbestimmten Wert (D₁) erreicht.
- a1) Bestimmen (S1112) eines akkumulierten Wertes (A) einer Ansaugluftmenge durch Erfassen der Ansaugluftmenge der Verbrennungskraftmaschine (1); und
- a2) Urteilen (S1122), daß die geschätzte Adsorp tionsmenge die vorbestimmte Adsorptionsmenge erreicht hat, wenn der akkumulierte Wert (A) der Ansaugluftmenge, welcher im Unterschritt a1) bestimmt wird, einen vorbestimmten Wert (A₁) erreicht.
- b1) Erfassen (S130) der Temperatur (TCAT) der Abgas reinigungskatalysatoreinrichtung (13a); und
- b2) Regeln (S134) des Luftkraftstoffverhältnisses derart, daß die Temperatur der Katalysatoreinrichtung (TCAT) bei einer vorbestimmten Temperatur (T₁) gehalten wird, nachdem die im Unterschritt b1) erfaßte Temperatur der Katalysatoreinrichtung (TCAT) sich auf die vorbe stimmte Temperatur (T₁) erhöht hat.
- c) Verzögern des Zündzeitpunkts des Teils (#2, #4, #6) der Zylindern, in welchen der Fettverbrennungsbe trieb durchgeführt wird, und Vorstellen des Zündzeit punkts in den übrigen Zylindern (#1, #3, #5), in denen der Magerverbrennungsbetrieb durchgeführt wird (S20; S126, S136).
- c) Erhöhen (S22; S128, S138) einer Ansaugluftmenge der Verbrennungskraftmaschine (1), wenn der Fettver brennungsbetrieb in dem Teil (#2, #4, #6) der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird, und der Magerverbrennungsbetrieb in den übrigen Zylindern (#1, #3, #5) durchgeführt wird.
- c) Entkoppeln (S122) eines Automatikgetriebes (30) von der Verbrennungskraftmaschine (1) mittels einer Fest stellkupplung (40) während der Zeit, wenn die Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a) in Schritt b) erhöht wird, wobei die Feststellkupplung (40) betätigbar ist, einen Verbindungszustand zwischen der Verbrennungskraftmaschine (1) und dem Automatikgetriebe (30) zwischen einem Verbindungszustand und einem entkoppelten Zustand zu wechseln.
- b1) Erfassen (S16; S116; S216; S616) einer Betriebs bedingung der Verbrennungskraftmaschine; und
- b2) Erwärmen der Abgasreinigungskatalysatorein richtung (13a; 113a, 113b), wenn geurteilt wird, daß die Verbrennungskraftmaschine in einer vorbestimmten Mittel- oder Schwerlastbetriebsbedingung (S16; S116, S216; S616) im Unterschritt b1) ist.
- b11) Schätzen (S16; S116; S216; S616) einer Abgas temperatur der Verbrennungskraftmaschine; und
- b12) Urteilen, daß die Verbrennungskraftmaschine in der vorbestimmten Mittel- und Schwerlastbetriebsbedingung ist, wenn die geschätzte Abgastemperatur nicht niedrige ist als eine vorbestimmte Temperatur.
- b111) Erfassen einer Last (Le, ηv) der Verbrennungs kraftmaschine;
- b112) Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine; und
- b113) Schätzen der Abgastemperatur auf der Basis der Motorlast (Le, ηv), welche im Unterschritt b111) erfaßt wird, und der Motorumdrehungsgeschwindigkeit (Ne), welche im Unterschritt b112) erfaßt wird.
- b3) akkumulatives Messen (S28; S142; S242; S642) einer Zeitdauer (CST), die während der Zeit verstrichen ist, wenn geurteilt wird, daß die Verbrennungskraft maschine in der vorbestimmten Mittel- oder Schwerlast betriebsbedingung ist;
- b4) Erfassen (S24; S130; S230; S630) der Temperatur (TCAT) der Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung (13a; 113a, 113b);
- c) Speichern der geschätzten Adsorptionsmenge der Reinigungsfähigkeitsverringerungssubstanzen;
- d) Erwärmen der Abgasreinigungskatalysatorein richtung (13a; 113a, 113b) unabhängig von der geschätzten Adsorptionsmenge, wenn das Speichern der geschätzten Adsorptionsmenge der Reinigungsfähigkeitsverringerungs substanzen wieder möglich wird (S14; S114; S214; S614), nachdem die Speicherung der geschätzten Adsorptionsmenge der Reinigungsfähigkeitsverringerungssubstanzen in Schritt c) unmöglich geworden ist.
- c) Erhöhen (S226) einer Ansaugluftmenge während der Zeit, wenn der Zündzeitpunkt der Verbrennungskraft maschine in Schritt b) verzögert wird.
- c) Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine; und
- d) Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraftmaschine;
- c) Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreini gungskatalysatoreinrichtung (13a); und
- d) Regeln (S134; S234; S334) der Verbrennungskraft maschine derart, daß die Verbrennungskraftmaschine in einem Fettverbrennungszustand betrieben wird, in welchem das Luftkraftstoffverhältnis der Luftkraftstoffmischung, welche der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, gleich ist oder fetter als das theoretische Luftkraft stoffverhältnis, wenn die Temperatur der Katalysatorein richtung (TCAT), welche in Schritt c) erfaßt wird, eine vorbestimmte Temperatur (T₁) erreicht.
- b1) Regeln (S324, S334) der Verbrennungskraft maschine derart, daß die Verbrennungskraftmaschine in einem Fettverbrennungszustand betrieben wird, in welchem das Luftkraftstoffverhältnis der Luftkraftstoffmischung, welche der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, gleich ist oder fetter als das theoretische Luftkraft stoffverhältnis, wenn geurteilt wird (S212), daß die geschätzte Adsorptionsmenge die vorbestimmte Adsorptions menge in Schritt a) erreicht hat; und
- b2) Zuführen (S328, S338) von Sekundärluft zu einer stromaufwärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgas reinigugnskatalysatoreinrichtung (13a) in der Auspuff leitung (14), wenn die Verbrennungskraftmaschine im Unterschritt b1) derart geregelt wird, daß die Ver brennungskraftmaschine im Fettverbrennungszustand betrieben wird.
- b3) Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreini gungskatalysatoreinrichtung (13a);
- c) Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine; und
- d) Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraftmaschine;
- c) Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine; und
- d) Erfassen eines volumetrischen Wirkungsgrads (ηv) der Verbrennungskraftmaschine;
- c) Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreini gungskatalysatoreinrichtung (13a); und
- d) Zuführen (S536) von Kraftstoff zu einer stromauf wärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungs katalysatoreinrichtung (13a) in der Auspuffleitung (14), wenn die in Schritt c) erfaßte Katalysatortemperatur (TCAT) eine vorbestimmte Temperatur (T₁) erreicht.
- c) Erfassen der Temperatur (TCAT) der Abgasreini gungskatalysatoreinrichtung (113a, 113b); und
- d) Zuführen (S636) von Kraftstoff zu einer stromauf wärts gelegenen Seite hinsichtlich der Abgasreinigungs- Katalysatoreinrichtung (113a, 113b) in der Auspufflei tung (14a, 14b, 130a, 130b), wenn die Katalysatortempera tur (TCAT), welche in Schritt c) erfaßt wird, eine vorbe stimmte Temperatur (T₁) erreicht.
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