DE19645064A1 - Verbrennungsmotor-Steuersystem mit verbesserter Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers - Google Patents
Verbrennungsmotor-Steuersystem mit verbesserter Reinigungsleistung des katalytischen UmsetzersInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet
der Steuersysteme für Verbrennungsmotoren und insbeson
dere ein Verbrennungsmotor-Steuersystem, mit dem die
bestmögliche Reinigungsleistung eines katalytischen
Umsetzers erzielt und die Verschlechterung der Antriebs
eigenschaften eines Fahrzeugs oder dergleichen verhindert
werden können.
Im Hinblick auf den Umweltschutz werden Beschränkungen
für verschiedene Komponenten im Abgas von Kraftfahrzeugen
immer strenger. Als Antwort darauf sind verschiedene
Einrichtungen für die wirksame Reinigung des Abgases
vorgeschlagen worden. Insbesondere dann, wenn das Abgas
mittels eines katalytischen Umsetzers gereinigt wird, ist
es ein großes Problem, die Reinigungswirkung des kataly
tischen Umsetzers maximal zu machen. Beispielsweise ist
aus der JP 62-203946-A und aus der JP 2-271046-A eine
Einrichtung bekannt, die das Phänomen der Verbesserung
der Reinigungsrate des katalytischen Umsetzers durch
Variation des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in der Umge
bung des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses
ausnutzt.
Darüber hinaus ist aus der JP 200802-A eine Vorrichtung
zum Einstellen veränderlicher Werte des Luft-/Kraft
stoffverhältnisses in Abhängigkeit von Betriebsbe
dingungen des Fahrzeugs und von einer Verschlechterung
des Katalysators bekannt.
Um andererseits das obenerwähnte Phänomen zu nutzen, ist
in den genannten Einrichtungen des Standes der Technik
vorgesehen, geringe Oszillationen der Kraftstoffzufuhr
menge an den Motor zu erzeugen. Obwohl es eine Oszillati
onsamplitude und eine Oszillationsperiode gibt, die für
die Verbesserung der Reinigungsrate des katalytischen
Umsetzers bei solchen geringen Oszillationen geeignet
sind, verursachen diese jedoch Schwankungen des vom
Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments, wie in den
Fig. 7 und 9 gezeigt ist. Um daher die Antriebseigen
schaften nicht zu verschlechtern, ist die Verwendung
einer idealen Oszillationsperiode und einer idealen
Oszillationsamplitude für den katalytischen Umsetzer
aufgegeben worden. Falls der katalytische Umsetzer nicht
ausreichend aktiviert worden ist und/oder die Reinigungs
leistung des katalytischen Umsetzers sich verschlechtert
hat, kann der katalytische Umsetzer mit derjenigen Oszil
lationsperiode und derjenigen Oszillationsamplitude, die
für den Zustand geeignet sind, in dem der katalytische
Umsetzer mit ausreichender Reinigungsleistung arbeitet,
das Abgas nicht vollständig reinigen, so daß die Zusam
mensetzung des Abgases verschlechtert wird.
Die Erfindung ist angesichts der obigen Probleme gemacht
worden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Steuersystem für Verbrennungsmotoren zu schaffen, mit dem
die maximale Reinigungsleistung eines katalytischen
Umsetzers erzielt und eine Verschlechterung der Antriebs
eigenschaften des Fahrzeugs oder dergleichen verhindert
werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein
Verbrennungsmotor-Steuersystem, das die im Anspruch 1
angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gerichtet.
Das erfindungsgemäße Steuersystem für Verbrennungsmotoren
enthält einen katalytischen Umsetzer zum Reinigen des
Abgases des Verbrennungsmotors, eine Verbrennungsmotor
betriebsbedingung-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, eine Verbren
nungsmotor-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft-
/Kraftstoffverhältnisses des dem Motor zuzuführenden
Luft-/Kraftstoffgemischs oder des abgegebenen Motor
drehmoments des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von
den Betriebsbedingungen, eine Triggersignal-Erzeugungs
einrichtung zum Erzeugen eines Triggersignals, mit dem
eine Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur
fetten oder zur mageren Seite ausgelöst werden kann, eine
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung, die auf
das Triggersignal anspricht, um das Luft-/Kraft
stoffverhältnis zur fetten Seite oder zur mageren Seite
zu verändern, wobei das abgegebene Motordrehmoment auf
der Grundlage des Triggersignals korrigiert wird, um den
Reinigungsbetrieb des katalytischen Umsetzers bei
begrenzter Drehmomentschwankung maximal zu machen.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann
ferner eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung
enthalten, die die momentane Abgasreinigungsleistung des
katalytischen Umsetzers erfaßt, wobei die Variations
amplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch die
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung auf der
Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors
oder als Ergebnis der Erfassung der Reinigungsleistung
verändert wird. Daher kann eine von der Reinigungslei
stung des katalytischen Umsetzers abhängende Steuerung
unabhängig von den Betriebsbedingungen des Verbrennungs
motors selbst dann ausgeführt werden, wenn sich der
katalytische Umsetzer nicht im aktiven Zustand befindet
oder sich in einem ermüdeten Zustand befindet.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem, in
dem das Triggersignal jeweils nach einem vorgegebenen
Zeitintervall erzeugt wird, enthält ferner eine Drehmo
mentkorrekturrichtung-Bestimmungseinrichtung zum Bestim
men der Richtung, in der die Korrektur des Drehmoments
erfolgen soll, um das abgegebene Motordrehmoment zu
reduzieren, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur
fetten Seite verändert wird, und um das abgegebene Motor
drehmoment zu erhöhen, wenn das Luft-/Kraft
stoffverhältnis zur mageren Seite verändert wird, um eine
Drehmomentkorrektur in einer auf dem Bestimmungsergebnis
basierenden Richtung auszuführen. Das Erzeugungs
zeitintervall für das Triggersignal ist in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors oder
vom Ergebnis der Erfassung der Reinigungsleistung des
katalytischen Umsetzers veränderlich.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann
ferner versehen sein mit einem Luft-/Kraftstoff
verhältnis-Sensor, der stromaufseitig vom katalytischen
Umsetzer vorgesehen ist und das Luft-/Kraftstoff
verhältnis anhand einer Abgaskomponente erfaßt, einer
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung zum Steuern
des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbrennungs
motor zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs zu einem
Sollwert in Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Sensors und einer Fett/Mager-
Beurteilungseinrichtung zum Vergleichen des Luft-/Kraft
stoffverhältnisses des zugeführten Luft-/Kraftstoff
gemischs mit einem vorgegebenen Wert und zum Beurteilen,
ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft-
/Kraftstoffgemischs fett oder mager ist, wobei das
Triggersignal erzeugt wird, wenn sich das Beur
teilungsergebnis von fett nach mager oder von mager nach
fett ändert. Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann in
diesem Fall ferner die Drehmomentkorrekturrichtung-
Bestimmungseinrichtung enthalten, um die Richtung zu
bestimmen, in der die Drehmomentkorrektur erfolgen soll,
um das abgegebene Drehmoment bezüglich des Triggersignals
zu erhöhen, wenn sich das Beurteilungsergebnis von fett
nach mager ändert, und um das abgegebene Drehmoment
bezüglich des Triggersignals zu reduzieren, wenn sich das
Beurteilungsergebnis von mager nach fett ändert, wobei
die Drehmomentkorrektur in der auf dem Bestimmungsergeb
nis basierenden Richtung ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann
ferner eine Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungseinrich
tung enthalten, um einen Drehmomentkorrekturbetrag auf
der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmo
tors oder einer durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Einstelleinrichtung hervorgerufenen Luft-/Kraftstoffver
hältnis-Variationsamplitude zu bestimmen, wobei der Dreh
momentkorrekturbetrag für die Drehmomentkorrektur in
Abhängigkeit vom Bestimmungsergebnis veränderlich ist.
Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner eine
Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung enthalten, in
die in der Anfangsstufe der Erzeugung des Triggersignals
der von der Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungs
einrichtung bestimmte Drehmomentkorrekturbetrag als An
fangswert eines Drehmomentkorrekturbetrags eingegeben
wird, um anschließend den Drehmomentkorrekturbetrag in
der Weise zu steuern, daß er allmählich reduziert wird,
wobei die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage des
Steuerergebnisses ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann
ferner eine Triggersignal intervall-Meßeinrichtung zum
Messen eines Intervalls, in dem das Triggersignal erzeugt
wird, enthalten, wobei die Reduzierungsgeschwindigkeit
des Korrekturbetrags der Drehmomentkorrektur in Abhängig
keit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors
oder von dem von der Triggersignalintervall-Meßeinrich
tung gemessenen Erzeugungsintervall des Triggersignals
veränderlich ist. Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann
in diesem Fall ferner eine Verzögerungsperioden-Setzein
richtung enthalten, um eine vorgegebene Verzögerungsperi
ode zwischen dem Triggersignal und dem Beginn der Drehmo
mentkorrektur zu setzen, wobei die Drehmomentkorrektur
auf der Grundlage der Verzögerungsperiode, die von der
Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung gesetzt worden ist,
begonnen wird.
Die Verzögerungsperiode kann in Abhängigkeit von den
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors veränderlich
sein. Die Korrektur des abgegebenen Motordrehmoments des
Verbrennungsmotors kann durch Einstellen wenigstens eines
der folgenden Parameter ausgeführt werden: Zündzeitpunkt,
Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Abgasrückführungsdurchfluß
menge (AGR-Durchflußmenge), Ansaugluftdurchflußmenge,
Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, Kraftstoffpartikel-
Durchmesser, Einlaßventil- oder Auslaßventil-Öffnungs
zeit, Einlaßventilhub, Ansaugleitungslänge, Motorlast.
Die Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrich
tung in dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor-Steuersy
stem, das wie oben angegeben konstruiert ist, ist so
beschaffen, daß sie die Motordrehzahl, die Last, die
Kühlmitteltemperatur und den Drosselklappenöffnungswinkel
oder dessen Veränderungsgeschwindigkeit erfaßt, während
die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung die Kraftstoffzu
fuhrmenge, die Ansaugluftdurchflußmenge, das Luft-/Kraft
stoffverhältnis des zugeführten Gemischs, den Zünd
zeitpunkt, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, die AGR-
Durchflußmenge, die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit,
den Kraftstoffpartikel-Durchmesser, die Einlaßventil-
oder Auslaßventil-Öffnungszeit, den Einlaßventilhub, die
Ansaugleitungslänge, die Motorlast und dergleichen steu
ert.
Die Triggersignal-Erzeugungseinrichtung ist so beschaf
fen, daß sie das Triggersignal zum Auslösen einer Verän
derung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbren
nungsmotor zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs zur
fetten Seite oder zur mageren Seite erzeugt und auf der
Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors
beurteilt, ob das Triggersignal erzeugt werden soll oder
nicht. Wenn das Triggersignal erzeugt werden soll, wird
es von selbst oder als Antwort auf ein äußeres Signal
erzeugt. Die Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung er
faßt den Aktivierungszustand und/oder den Verschlechte
rungsgrad der Abgasreinigungsleistung des katalytischen
Umsetzers.
Der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor ist dazu vorgesehen
das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der
Zusammensetzung des Abgases zu erfassen. Die Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung steuert die
Kraftstoffzufuhrmenge und/oder die Ansaugluftdurchfluß
menge, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbren
nungsmotor zuzuführenden Gemischs in Abhängigkeit vom
Erfassungsergebnis durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Erfassungseinrichtung zum Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis
zu steuern.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen
Aufbaus eines Verbrennungsmotors, der eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver
brennungsmotor-Steuersystems enthält;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, das den
Aufbau eines Computers in einer Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor-
Steuersystems veranschaulicht;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die allgemeine
Funktion einer Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verbrennungsmotor-Steuersystems
veranschaulicht;
Fig. 4A, B Signalform-Diagramme, die die Beziehung
zwischen dem Signal 24a der Luft-/Kraft
stoffverhältnis-Oszillationsamplitude und dem
Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillations
amplitude des Verbrennungsmotor-Steuersystems
bzw. die Verzögerungszeit zwischen dem Beginn
der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillations
amplitude und dem Beginn der Zündzeitpunkt-
Korrektur veranschaulichen;
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild, das die
allgemeine Funktion einer weiteren Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungs
motor-Steuersystems veranschaulicht;
Fig. 6 ein Signalform-Diagramm, das die Beziehung
zwischen dem Signal 24a der Luft-/Kraft
stoffverhältnis-Oszillationsperiode und dem
Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillations
amplitude des Verbrennungsmotor-Steuersystems
von Fig. 5 veranschaulicht;
Fig. 7 den bereits erwähnten Graphen, der die Bezie
hung zwischen der Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Oszillationsamplitude (ΔL/K), dem Reinigungs
verhältnis eines Katalysators und dem über
schüssigen Drehmoment des Verbrennungsmotors
angibt;
Fig. 8 einen Graphen, der die Beziehung zwischen der
Periode der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszil
lation (ΔL/K) und einem Anfangswert der Zünd
zeitpunkt-Oszillationsamplitude angibt; und
Fig. 9 den bereits erwähnten Graphen, der eine
Beziehung zwischen der ΔL/K-Frequenz, dem
Reinigungsverhältnis des katalytischen Umset
zers und dem überschüssigen Drehmoment des
Verbrennungsmotors angibt.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Verbrennungsmotors
sowie einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Steuersystems für diesen Verbrennungsmotor.
In einem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 ist eine
Verbrennungskammer 1c durch einen Kolben 1a und einen
Zylinder 1b definiert. Mit dem oberen Abschnitt der
Verbrennungskammer 1c sind eine Ansaugleitung 1d und eine
Abgasleitung 1e verbunden.
In der Ansaugleitung 1d sind eine Kraftstoffeinspritzein
richtung 8 zum Einspritzen von Kraftstoff, der von einem
Kraftstoffzufuhrsystem zugeführt wird, das einen Kraft
stofftank 11, einen Kanister 12, ein Stoßsteuerventil
usw. enthält, ein Leerlauf-Luftdurchflußmengen-Einstell
ventil 10 und dergleichen angeordnet. In der Verbren
nungskammer 1c ist eine Zündkerze 9 angeordnet. Anderer
seits ist in der Abgasleitung 1e eine katalytische Umset
zereinheit 15 vorgesehen. Zwischen der Ansaugleitung 1d
und der Abgasleitung 1e ist ein AGR-System angeordnet,
das ein elektromagnetisches AGR-Ventil, ein Abgasrückfüh
rungsventil 14a und dergleichen enthält.
Im Verbrennungsmotor 1 sind ferner ein Motordrehzahl-
Sensor 2, ein Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 3, ein
Ansaugluftdurchflußmengen-Sensor 4 sowie ein Drosselklap
penstellungs-Sensor 5, die als Erfassungseinrichtungen
für die Erfassung von Betriebsbedingungen des Verbren
nungsmotors dienen, angeordnet. Ferner ist in der Abgas
leitung 1e ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 7 für
die Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem
Verbrennungsmotor 1 zuzuführenden Luft-/Kraftstoff
gemischs angeordnet.
Ein Steuersystem 6 empfängt Erfassungssignale von der
Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrichtung,
die die verschiedenen Erfassungssensoren enthält, und
steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine (nicht
gezeigte) Zündspule, die Zündkerze 9, das Leerlauf-Luft
durchflußmengen-Einstellventil 10 und dergleichen.
Das Steuersystem 6 enthält eine Verbrennungsmotor-Steuer
einrichtung, eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung,
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung, eine
Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung, eine Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung, eine Fett/Mager-
Beurteilungseinrichtung usw., wie später genauer erläu
tert wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt das Steuersystem 6 eine
Eingangsschaltung 191, einen A/D-Umsetzer 192, eine
Zentraleinheit 193, einen Festwertspeicher ROM 194, einen
Schreib-Lese-Speicher RAM 195 und eine Ausgangsschaltung
196. Die Eingangsschaltung 190 empfängt Eingangssignale
(beispielsweise Signale vom Motorkühlmitteltemperatur-
Sensor 3, vom Ansaugluftdurchflußmengen-Sensor 4, vom
Drosselklappenstellungs-Sensor 5, vom Luft-/Kraftstoff
verhältnis-Sensor 7 usw.), beseitigt Rauschkomponenten
aus den empfangenen Signalen und gibt die verarbeiteten
Signale zum A/D-Umsetzer 192 aus. Der A/D-Umsetzer 192
führt die A/D-Umsetzung der Signale aus und gibt die
umgesetzten Signale zur Zentraleinheit 193 aus. Die
Zentraleinheit 193 empfängt die aus der A/D-Umsetzung
sich ergebenden Signale und führt verschiedene
Steuerungen und Diagnosen aus, indem sie im ROM 194
gespeicherte vorgegebene Programme ausführt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Ergebnisse der arith
metischen Operationen und die Ergebnisse der A/D-Umset
zung vorübergehend im RAM 195 gespeichert werden. Außer
dem werden die Ergebnisse der arithmetischen Operationen
als Steuerausgangssignale über die Ausgangsschaltung 196
ausgegeben, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 und
dergleichen zu steuern. Es wird ferner darauf hingewie
sen, daß die Konstruktion des Steuersystems 6 nicht auf
die gezeigte Konstruktion eingeschränkt ist.
Fig. 3 zeigt die Konstruktion der Steuerfunktion der
dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Steuersystems.
Informationen 20a, die verschiedene Betriebsbedingungen
des Verbrennungsmotors 1 angeben und von der Verbren
nungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrichtung 20 er
halten werden, werden zur Verbrennungsmotor-Steuerein
richtung 21 geliefert. Dann wird der Betriebszustand des
Verbrennungsmotors 1 durch Ausführen der Steuerung durch
die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 21a und durch die
Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 21b in Abhängigkeit
von den die Betriebsbedingungen angebenden Informationen
20a hergestellt.
Andererseits werden die die Betriebsbedingungen angeben
den Informationen 20a zur Triggersignal-Erzeugungsein
richtung 22 geliefert und dort für die Beurteilung ver
wendet, ob das Triggersignal 22a erzeugt werden soll oder
nicht. Beispielsweise wird die Beurteilung, ob das Trig
gersignal 22a erzeugt werden kann oder nicht, ausgeführt,
indem geprüft wird, ob ein die Motorkühlmitteltemperatur
angebendes Signal des Motorkühlmittelsensors 3 eine
Motorkühlmitteltemperatur angibt, die größer oder gleich
einer vorgegebenen Motorkühlmitteltemperatur ist, ob ein
Motordrehzahlsignal des Motordrehzahlsensors 2 eine
Motordrehzahl angibt, die größer oder gleich einer vorge
gebenen Drehzahl ist, oder ob ein die Abgastemperatur
angebendes Signal eines Abgastemperatur-Sensors (nicht
gezeigt) eine Abgastemperatur angibt, die größer oder
gleich einer vorgegebenen Abgastemperatur ist. Falls
beurteilt wird, daß das Triggersignal 22a erzeugt werden
kann, wird ein Zeitintervall für die Erzeugung des Trig
gersignals in Abhängigkeit von den die Betriebsbedingun
gen angebenden Informationen 20a und von den Reinigungs
leistungs-Erfassungsinformationen 29a der Einrichtung für
die Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen
Umsetzers bestimmt. Auf der Grundlage dieser Beurteilung
wird das Triggersignal 22a erzeugt. Es wird darauf hinge
wiesen, daß in dem Fall, in dem die Reinigungsleistung-
Erfassungsinformationen 29a eine Verschlechterung der
katalytischen Umsetzungseinheit 15 über ein vorgegebenes
Ausmaß hinaus angibt, die Erzeugung des Triggersignals
22a als solches angehalten werden kann.
Die Einrichtung 29 für die Erfassung der Reinigungslei
stung des katalytischen Umsetzers kann verwirklicht
werden, indem in Abhängigkeit vom Signal des Abgastempe
ratursensors beurteilt wird, ob der katalytische Umsetzer
aktiv ist oder nicht, oder indem der Grad der Verschlech
terung des katalytischen Umsetzers aus der Anzahl der
Übergänge ihrer Ausgangssignale während der Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Steuerung auf der Grundlage des
Signals vom (nicht gezeigten) Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Sensor, der stromabseitig von der katalytischen Umset
zereinheit 15 vorgesehen ist, erhalten wird. Die Art der
Verwirklichung der Einrichtung 29 für die Erfassung der
Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers ist jedoch
nicht darauf eingeschränkt.
Die Amplitude der Oszillation des Luft-/Kraft
stoffverhältnisses des dem Verbrennungsmotor 1 zuzu
führenden Luft-/Kraftstoffgemischs, die synchron mit dem
erzeugten Triggersignal 22a angelegt wird, wird durch die
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 be
stimmt. Die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich
tung 24 bestimmt das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem
Verbrennungsmotor 1 zugeführten Gemischs auf der Grund
lage der Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen 29a
und der die Betriebsbedingungen angebenden Informationen
20a.
Ein mit dem Triggersignal 22a synchronisiertes Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a,
das von der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich
tung 24 bestimmt wird, wird zur Kraftstoffeinspritz-
Steuereinrichtung 21b geliefert, so daß die Oszillati
onsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem
Verbrennungsmotor zugeführten Gemischs auf der Grundlage
des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensi
gnals 24a erzeugt wird.
Andererseits werden an eine Drehmomentkorrekturrichtung-
Bestimmungseinrichtung 23 Informationen bezüglich der
durch das Triggersignal 22a bewirkten Veränderung des
Luft-/Kraftstoffverhältnisses des zugeführten Gemischs
zur fetten Seite oder zur mageren Seite geliefert. Die
Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungseinrichtung 23 be
urteilt, ob das Drehmoment erniedrigt oder erhöht werden
soll.
In der gezeigten Ausführungsform wird die Ausführung der
Drehmomentkorrektur auf der Grundlage unterschiedlicher
Zündzeitpunkte beschrieben. Es ist jedoch möglich, die
Drehmomentkorrektur durch Verwenden entweder des Kraft
stoffeinspritzzeitpunkts, der Abgasrückführungsrate, der
Ansaugluftdurchflußmenge, der Ansaugluftströmungsge
schwindigkeit, des Kraftstoffpartikel-Durchmessers, des
Einlaßventil- und Auslaßventilzeitpunkts, des Einlaßven
tilhubs, der Ansaugleitungslänge oder der Motorlast oder
dergleichen auszuführen.
Was insbesondere den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt be
trifft, kann das zu korrigierende Drehmoment, da der
Zündzeitpunkt eines Dieselmotors durch den Kraftstoffein
spritzzeitpunkt gesteuert werden kann, effektiv korri
giert werden.
Was die Abgasrückführungsrate betrifft, kann das zu
erzeugende Drehmoment durch Reduzieren des effektiven
Zylindervolumens durch Rückführen eines Inertgases zur
Einlaßseite durch das Abgasrückführungsventil 14a oder
durch Absenken der Verbrennungsgeschwindigkeit korrigiert
werden.
Was die Ansaugluftdurchflußmenge betrifft, kann das zu
erzeugende Drehmoment durch Einstellen der Ansaugluft
durchflußmenge mittels des Leerlauf-Luftdurchflußmengen-
Einstellventils 10 oder eines (nicht gezeigten) Drossel
klappenöffnungswinkel-Betätigungselements korrigiert wer
den.
Was die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit betrifft, kann
durch Ausnutzen der Tatsache, daß die Verbrennungsge
schwindigkeit bei Erzeugen eines starken Druckabfalls
oder Wirbels durch ein (nicht gezeigtes) Gasströmungs
steuerelement schneller wird, das zu erzeugende Drehmo
ment korrigiert werden.
Was den Kraftstoffpartikel-Durchmesser betrifft, wird die
vom Ansaugluftdurchflußmengensensor 4 gemessene Ansaug
luft in die Umgebung der Einspritzöffnung der Kraftstoff
einspritzeinrichtung 8 über ein mit einer Hilfsluftlei
tung (nicht gezeigt) in Verbindung stehendes Hilfsluft
steuerventil geliefert, um die Verbrennung zu verbessern,
indem die zerstäubten Partikel des Kraftstoffs kleiner
gemacht werden. Dadurch kann das zu erzeugende Drehmoment
korrigiert werden.
Was die Einlaßventil- und Auslaßventil-Öffnungszeit
betrifft, kann durch Einstellen der Überlappungsgröße der
Öffnungsdauer der Einlaß- und Auslaßventile durch einen
(nicht gezeigten) variablen Ventilzeitmechanismus das zu
erzeugende Drehmoment korrigiert werden, indem die Tatsa
che ausgenutzt wird, daß sich der Volumenwirkungsgrad in
Abhängigkeit von der Überlappungsgröße der Öffnungsdauer
der Einlaß- und Auslaßventile ändert.
Was den Einlaßventilhub betrifft, kann das zu erzeugende
Drehmoment durch Einstellen des Hubbetrags des Einlaßven
tils mittels eines (nicht gezeigten) Einstellmechanismus
für variablen Ventilhubbetrag und durch Ausnutzen der
Veränderung des Beschickungswirkungsgrades in Abhängig
keit vom Ventilhubbetrag korrigiert werden. Ferner kann
in einen Motor mit einem Mehrventilmechanismus dann, wenn
die Einlaßventile unter Verwendung des Einstellmechanis
mus für variablen Ventilhubbetrag wahlweise geöffnet
werden, das zu erzeugende Drehmoment durch Ausnutzen der
Tatsache korrigiert werden, daß die Verbrennungsgeschwin
digkeit schneller wird, wenn ein starker Druckabfall oder
Wirbel, der die Gasströmungsgeschwindigkeit erhöht,
erzeugt wird.
Was die Länge der Ansaugleitung betrifft, kann das zu
erzeugende Drehmoment durch Ausnutzen des veränderlichen
Einflußgrades der Wirkung der Trägheit der Ansaugluft
korrigiert werden, indem die Länge der Ansaugleitung
mittels eines (nicht gezeigten) Mechanismus zum Einstel
len der Ansaugleitungslänge eingestellt wird.
Was die Motorlast betrifft, kann das zu erzeugende
Drehmoment durch Steuern der Last auf den Verbrennungsmo
tor 1 korrigiert werden, indem die Leistungserzeugung
eines Generators mittels einer (nicht gezeigten) Lade
system-Steuervorrichtung gesteuert wird.
Andererseits wird in der Drehmomentkorrekturrichtung-
Bestimmungseinrichtung 23 beurteilt, ob der Zündzeitpunkt
zur nacheilenden Seite oder zur voreilenden Seite verän
dert werden soll. Informationen bezüglich des Nacheilens
oder des Voreilens, die durch die Drehmomentkorrektur
richtung-Bestimmungseinrichtung 23 erzeugt werden, werden
synchron mit dem Triggersignal zur Drehmomentkorrekturbe
trag-Bestimmungseinrichtung 25 geliefert. Die Drehmoment
korrekturbetrag-Bestimmungseinrichtung 25 bestimmt die
Größe der Nacheilung oder der Voreilung des Zündzeit
punkts. Hierbei wird ein Anfangswert des Nacheilungs-
oder Voreilungsbetrags für den Zündzeitpunkt auf der
Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden Informa
tion 20a und der Oszillationsamplitude des Luft-
/Kraftstoffverhältnisses, die durch die Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 bestimmt
wird, bestimmt. Eine Anfangswertinformation 25a bezüglich
des von der Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungseinrich
tung 25 bestimmten Nacheilungsbetrags oder Voreilungsbe
trags wird zu einer Drehmomentkorrekturbetrag-Steuerein
richtung 26 geliefert, um zu bestimmen, ob der Nach
eilungsbetrag oder der Voreilungsbetrag gegenüber dem
Anfangswert reduziert werden muß. In der Drehmomentkor
rekturbetrag-Steuereinrichtung 26 wird in Abhängigkeit
von den die Betriebsbedingungen angebenden Informationen
20a und eines Erzeugungszeitintervalls für das Triggersi
gnal, das durch eine Triggersignalintervall-Meßeinrich
tung 28 gemessen wird, eine Reduzierungsgeschwindigkeit
bestimmt.
Das Nacheilungs- oder Voreilungssignal 26a für den Zünd
zeitpunkt wird synchron mit dem wie oben angegeben be
stimmten Triggersignal an eine Verzögerungsperioden-
Setzeinrichtung 27 geliefert. Die Verzögerungsperioden-
Setzeinrichtung 27 bestimmt eine Verzögerungsperiode auf
der Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden
Informationen 20a, um das Nacheilungs- oder Voreilungs
signal 26a zusammen mit der bestimmten Verzögerungsperi
ode als Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensignal 27a
zur Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 21a zu liefern. Auf
der Grundlage des Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensi
gnals 27a wird der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 1
zur nacheilenden Seite oder zur voreilenden Seite gesteu
ert.
Fig. 4A zeigt eine Beziehung zwischen dem Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a
und der durch die Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung 27
erzeugten Verzögerungsperiode für die in Fig. 3 gezeigte
Ausführungsform des Steuersystems.
Das Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensi
gnal 24a ändert sich wiederholt und synchron mit dem
nicht gezeigten Triggersignal zwischen fett und mager.
Die Oszillationsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Oszillationsamplitudensignals 24a wird durch die Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 auf der
Grundlage der Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen
29a und der die Betriebsbedingungen angebenden Informa
tionen 20a bestimmt. Das Zündzeitpunkt-Oszillationsampli
tudensignal 27a wird nach der vorgegebenen Verzögerungs
periode auf den Anfangswert gesetzt. Der Anfangswert wird
auf der Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden
Informationen 20a und der Oszillationsamplitude des Luft-
/Kraftstoffverhältnisses, die durch die Luft-/Kraft
stoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 bestimmt wird,
bestimmt. Das Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensignal
27a wird durch die Drehmomentkorrekturrichtung-
Bestimmungseinrichtung 23 in Nacheilungsrichtung gesetzt,
um das zu erzeugende Drehmoment zu reduzieren, wenn sich
das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten Seite ändert,
und in Voreilungsrichtung gesetzt, um das zu erzeugende
Drehmoment zu erhöhen, wenn sich das Luft-
/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite ändert. Die
Reduzierungsgeschwindigkeit des Anfangswertes wird durch
die Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung 26 be
stimmt, so daß der der Verzögerungskorrektur unterlie
gende Zündzeitpunkt allmählich voreilt bzw. der der
Voreilungskorrektur unterliegende Zündzeitpunkt allmäh
lich nacheilt, um schließlich den Korrekturbetrag dem
Wert Null anzunähern.
Fig. 4B veranschaulicht eine Verzögerungsperiode zwischen
dem Auftreten des Triggersignals und dem Beginn der
Zündzeitpunktkorrektur.
Ähnlich wie oben wechselt das Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Oszillationsamplitudensignal 24a mit der vorgegebenen
Periode zwischen fett und mager. Eine Impulsbreite des
Kraftstoffeinspritzimpulses 21bs wird in der Weise korri
giert, daß sie in Abhängigkeit vom Luft-/Kraftstoff
verhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a eine größere
oder eine kleinere Breite erhält. Andererseits wird der
Zündzeitpunkt wie oben erwähnt in Nacheilungs bzw. in
Voreilungsrichtung korrigiert, wobei die Vorderflanke des
Zündzeitpunktsignals 21as für einen voreilenden Zünd
zeitpunkt nach links (in Fig. 4B) bzw. für einen
nacheilenden Zündzeitpunkt nach rechts (in Fig. 4B)
verschoben wird.
Wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite
verschoben wird, wird mit der Ausgabe des Kraftstoffein
spritzimpulses mit geringerer Breite zum Zeitpunkt 21bL
begonnen. Wenn jedoch der nachfolgende Einspritzvorgang
wie in Fig. 4B gezeigt ausgeführt werden soll, wird, da
der Kraftstoffeinspritzimpuls normalerweise im Ausstoßhub
jedes Zylinders ausgegeben wird, der durch den Ein
spritzimpuls 21bL eingespritzte Kraftstoff tatsächlich
zum Zeitpunkt 21aL komprimiert und verbrannt. Daher muß
das Anliegen des korrigierten Zündzeitpunkts mit Vor
eilungskorrektur für die Kompensation des zur mageren
Seite geänderten Luft-/Kraftstoffverhältnisses bis zum
Zeitpunkt 21aL verzögert werden. Falls die Voreilungskor
rektur sofort ausgeführt würde, würde sie zum Zeitpunkt
21aR wirksam. Da jedoch zum Zeitpunkt 21aR die Zündung
für den zum unmittelbar vorhergehenden Einspritzzeitpunkt
eingespritzten fetten Kraftstoff eingeleitet werden soll,
wird die Zündzeitvoreilung verzögert. Indem wie oben
beschrieben der Beginn der Korrektur des Zündzeitpunkts
verzögert wird, können die Korrektur des Luft-
/Kraftstoffverhältnisses und die Korrektur des Zündzeit
punkts im Verbrennungshub synchronisiert werden.
Während in der Ausführungsform von Fig. 3 das Triggersi
gnal durch die Triggersignal-Erzeugungseinrichtung 22 von
selbst erzeugt wird, zeigt Fig. 5 eine weitere Ausfüh
rungsform, in der das Triggersignal als Antwort auf ein
externes Signal erzeugt wird.
Das Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors 7
wird an die Fett/Mager-Beurteilungseinrichtung 30 ge
schickt, in der eine Fett/Mager-Beurteilung durch Ver
gleichen des Signals 7a vom Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Sensor mit dem vorgegebenen Wert ausgeführt wird. Auf der
Grundlage eines Beurteilungssignals 30a wird das Trigger
signal in der Triggersignal-Erzeugungseinrichtung 22
erzeugt. Da in diesem Fall das Triggersignal synchron mit
dem Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors
erzeugt wird, kann die Luft-/Kraftstoffverhältnis
steuerung unter Verwendung dieses Signals ausgeführt
werden.
Selbstverständlich entspricht die Geschwindigkeit der
Luft-/Kraftstoffverhältnissteuerung, d. h. die Größe
einer Proportionalkomponente P und die Größe einer Inte
gralkomponente I der Oszillationsamplitude des Luft-
/Kraftstoffverhältnisses in der Ausführungsform von
Fig. 3. In der gezeigten Ausführungsform wird die Ge
schwindigkeit der Luft- /Kraftstoffverhältnissteuerung
ähnlich wie in der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstell
einrichtung 24 der Ausführungsform von Fig. 3 auf der
Grundlage von Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen
29a und von die Betriebsbedingungen angebenden Informa
tionen 20a bestimmt. Der übrige Aufbau der in Fig. 5
gezeigten Ausführungsform ist derjenigen der Ausführungs
form von Fig. 3 ähnlich.
Fig. 6 zeigt eine Beziehung zwischen dem Signal 7a des
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors, dem Signal 24a der
Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitude, d. h.
dem Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuerkoeffizienten, und
dem Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitude.
Das Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors wird
mit einem Fett/Mager-Beurteilungsschwellenwert 30t ver
glichen, um zu beurteilen, daß das Gemisch fett ist, wenn
das Signal 7a größer als der Schwellenwert ist, bzw. daß
das Gemisch mager ist, wenn das Signal 7a kleiner als der
Schwellenwert ist. Das Beurteilungsergebnis wird als
binäres Signal 30a ausgegeben. In Abhängigkeit vom Beur
teilungsergebnis wird durch eine PI-Regelung eine Rück
kopplungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses aus
geführt. Beim Wechsel des Beurteilungsergebnisses von
fett nach mager wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur
fetten Seite geregelt, wobei die P-Komponente addiert
wird, anschließend wird die I-Komponente kontinuierlich
und allmählich zur fetten Seite geregelt, bis das Beur
teilungsergebnis erneut zu fett wechselt, um so das
Signal 24a der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillati
onsamplitude, das von mager nach fett gewechselt hat, zu
handhaben, um eine Regelung ähnlich wie in Fig. 3 auszu
führen.
Fig. 7 zeigt eine Beziehung zwischen der Luft-
/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitude (ΔL/K) und
der Reinigungsrate des katalytischen Umsetzers sowie eine
Beziehung zwischen der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszil
lationsamplitude (ΔL/K) und einem überschüssigen Drehmo
ment des Motors.
Bei ansteigendem ΔL/K wird die Reinigungsrate des kataly
tischen Umsetzers verbessert. In Verbindung damit wird
jedoch das überschüssige Drehmoment erhöht, womit mögli
cherweise eine Verschlechterung der Antriebseigenschaften
einher geht. Im Hinblick auf das Reinigungsverhältnis ist
(B) das optimale ΔL/K. Bei diesem ΔL/K steigt das über
schüssige Drehmoment über den zulässigen Wert an. Daher
kann das (B) entsprechende ΔL/K nicht verwendet werden.
Aus diesem Grund wird das (A) entsprechende ΔL/K verwen
det, wobei das Reinigungsverhältnis kleiner ist. Wenn
jedoch für den Zündzeitpunkt eine Oszillationsamplitude
vorgesehen ist, kann die Verschlechterung des überschüs
sigen Drehmoments reduziert werden, so daß es möglich
ist, das ΔL/K von (A) auf (B) zu setzen, so daß ein ΔL/K
im optimalen Punkt bei verbesserten Antriebseigenschaften
verwendet werden kann.
Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen ΔL/K und dem An
fangswert der Oszillationsamplitude des Zündzeitpunkts.
Wenn ΔL/K von ±10 zur fetten Seite oder zur mageren Seite
zunimmt, wird der Anfangswert der Oszillationsamplitude
des Zündzeitpunkts auf einen größeren Wert gesetzt.
Das Reinigungsverhältnis des katalytischen Umsetzers
neigt bei höherer ΔL/K-Frequenz zu besseren Werten.
Umgekehrt wird das überschüssige Drehmoment im Vergleich
zu dem Zustand, in dem kein ΔL/K angewendet wird, ins ge
samt erhöht. Andererseits strebt das überschüssige
Drehmoment bei höherer ΔL/K-Frequenz zu höheren Werten.
Um ein besseres Reinigungsverhältnis zu erhalten, ist es
wünschenswert, das ΔL/K mit höherer Frequenz anzulegen.
Im Hinblick auf die Erhöhung des überschüssigen Drehmo
ments kann jedoch die ΔL/K-Frequenz nicht höher als die
(A) entsprechende Frequenz gesetzt werden. Indem jedoch
die Oszillationsamplitude des Zündzeitpunkts wie oben
angegeben gesetzt wird, kann eine Erhöhung des überschüs
sigen Drehmoments unterdrückt werden, so daß die Erhöhung
der Frequenz von ΔL/K von der (A) entsprechenden Frequenz
zu der (B) entsprechenden Frequenz möglich ist. Somit
kann die Frequenz von ΔL/K im optimalen Bereich gesetzt
werden, so daß die Antriebseigenschaften ebenfalls ver
bessert werden können.
Obwohl die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungs
formen veranschaulicht und beschrieben worden ist, können
die Fachleute selbstverständlich verschiedene Änderungen,
Weglassungen und Hinzufügungen vornehmen, ohne vom Geist
und vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben
angegebenen spezifischen Ausführungsformen eingeschränkt,
sondern soll sämtliche möglichen Ausführungsformen umfas
sen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche
und ihrer Äquivalente möglich sind.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bestimmt das
erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem die
Oszillationsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses
des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemischs auf der
Grundlage der erfaßten Informationen bezüglich der Reini
gungsleistung des katalytischen Umsetzers und der Infor
mationen bezüglich der Betriebsbedingungen von der Motor
betriebsbedingung-Erfassungseinrichtung und verändert den
Zündzeitpunkt auf der Grundlage der bestimmten Oszilla
tionsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, um ein maxi
males Reinigungsverhältnis des katalytischen Umsetzers
bei Vermeidung einer Verschlechterung der Antriebseigen
schaften zu erzielen.
Claims (11)
1. Verbrennungsmotor-Steuersystem, das einen kataly
tischen Umsetzer (15) zum Reinigen der Abgase des Ver
brennungsmotors (1) umfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfas sungseinrichtung (20), die Betriebsbedingungen des Ver brennungsmotors (1) erfaßt,
eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung (21), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbrennungs motor (1) zuzuführenden Luft-/Krafstoffgemischs oder ein vom Verbrennungsmotor (1) abgegebenes Motordrehmoment in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen steuert,
eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung (22), die ein Triggersignal erzeugt, mit dem eine Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite ausgelöst werden kann, und
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich tung (24), die auf das Triggersignal anspricht, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten oder zur mageren Seite zu ändern,
wobei das abgegebene Motordrehmoment auf der Grundlage des Triggersignals korrigiert wird.
gekennzeichnet durch
eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfas sungseinrichtung (20), die Betriebsbedingungen des Ver brennungsmotors (1) erfaßt,
eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung (21), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbrennungs motor (1) zuzuführenden Luft-/Krafstoffgemischs oder ein vom Verbrennungsmotor (1) abgegebenes Motordrehmoment in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen steuert,
eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung (22), die ein Triggersignal erzeugt, mit dem eine Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite ausgelöst werden kann, und
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich tung (24), die auf das Triggersignal anspricht, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten oder zur mageren Seite zu ändern,
wobei das abgegebene Motordrehmoment auf der Grundlage des Triggersignals korrigiert wird.
2. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung (29) vorgesehen ist, die die momentane Abgasreinigungs leistung des katalytischen Umsetzers (15) erfaßt, und
die Variationsamplitude des Luft-/Kraftstoff verhältnisses durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis- Einstelleinrichtung (24) auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder des Ergebnisses der Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers verändert wird.
eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung (29) vorgesehen ist, die die momentane Abgasreinigungs leistung des katalytischen Umsetzers (15) erfaßt, und
die Variationsamplitude des Luft-/Kraftstoff verhältnisses durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis- Einstelleinrichtung (24) auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder des Ergebnisses der Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers verändert wird.
3. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Triggersignal jeweils in einem gegebenen Zeitintervall erzeugt wird und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein richtung (23) vorgesehen ist, die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert wird, um das abgegebene Motordrehmoment zu reduzieren, wenn das Luft-/Kraft stoffverhältnis zur fetten Seite verändert werden soll, oder um das abgegebene Drehmoment zu erhöhen, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite verändert werden soll, so daß die Drehmomentkorrektur in einer durch die Bestimmung festgelegten Richtung erfolgt.
das Triggersignal jeweils in einem gegebenen Zeitintervall erzeugt wird und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein richtung (23) vorgesehen ist, die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert wird, um das abgegebene Motordrehmoment zu reduzieren, wenn das Luft-/Kraft stoffverhältnis zur fetten Seite verändert werden soll, oder um das abgegebene Drehmoment zu erhöhen, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite verändert werden soll, so daß die Drehmomentkorrektur in einer durch die Bestimmung festgelegten Richtung erfolgt.
4. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Erzeugungszeitintervall für das Triggersignal
in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbren
nungsmotors (1) oder vom Ergebnis der Erfassung der
Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers (15) ver
ändert werden kann.
5. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
einen Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor (7), der stromaufseitig vom katalytischen Umsetzer (15) vorgesehen ist und das Luft-/Kraftstoffverhältnis aus Abgaskomponen ten erfaßt,
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung (6), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbren nungsmotor (1) zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Luft- /Kraftstoffverhältnis-Sensors (7) zu einem Sollwert steuert,
eine Fett/Mager-Beurteilungseinrichtung (30), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft- /Kraftstoffgemischs mit einem vorgegebenen Wert ver gleicht und beurteilt, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs fett oder mager ist, wobei das Triggersignal erzeugt wird, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager oder von mager nach fett wechselt, und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein richtung (23), die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert werden soll, um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu erhö hen, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager wechselt, oder um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu reduzieren, wenn das Beurtei lungsergebnis von mager nach fett wechselt, wobei die Drehmomentkorrektur in der bestimmten Richtung erfolgt.
einen Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor (7), der stromaufseitig vom katalytischen Umsetzer (15) vorgesehen ist und das Luft-/Kraftstoffverhältnis aus Abgaskomponen ten erfaßt,
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung (6), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbren nungsmotor (1) zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Luft- /Kraftstoffverhältnis-Sensors (7) zu einem Sollwert steuert,
eine Fett/Mager-Beurteilungseinrichtung (30), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft- /Kraftstoffgemischs mit einem vorgegebenen Wert ver gleicht und beurteilt, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs fett oder mager ist, wobei das Triggersignal erzeugt wird, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager oder von mager nach fett wechselt, und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein richtung (23), die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert werden soll, um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu erhö hen, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager wechselt, oder um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu reduzieren, wenn das Beurtei lungsergebnis von mager nach fett wechselt, wobei die Drehmomentkorrektur in der bestimmten Richtung erfolgt.
6. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungsein richtung (25) vorgesehen ist, die einen Drehmomentkorrek turbetrag auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder einer Luft-/Kraftstoff verhältnis-Veränderungsamplitude von der Luft-/Kraft stoffverhältnis-Einstelleinrichtung (24) bestimmt, und
ein Drehmomentkorrekturbetrag in der Drehmoment korrektur in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Bestimmung veränderlich ist.
eine Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungsein richtung (25) vorgesehen ist, die einen Drehmomentkorrek turbetrag auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder einer Luft-/Kraftstoff verhältnis-Veränderungsamplitude von der Luft-/Kraft stoffverhältnis-Einstelleinrichtung (24) bestimmt, und
ein Drehmomentkorrekturbetrag in der Drehmoment korrektur in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Bestimmung veränderlich ist.
7. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung
(26), in die der von der Drehmomentkorrekturbetrag-Be
stimmungseinrichtung (25) bestimmte Drehmomentkorrektur
betrag in einer Anfangsstufe der Erzeugung eines Trigger
signals als Anfangswert eines Drehmomentkorrekturbetrags
eingegeben wird, damit sie anschließend den Drehmoment
korrekturbetrag in der Weise steuert, daß er allmählich
reduziert wird, wobei die Drehmomentkorrektur auf der
Grundlage des Steuerergebnisses ausgeführt wird.
8. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) vorgesehen ist, die das Intervall mißt, in dem die Trig gersignale erzeugt werden, und
die Reduzierungsgeschwindigkeit des Korrekturbe trags der Drehmomentkorrektur in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) und/oder dem von der Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) gemessenen Triggersignal-Erzeugungsintervall veränderlich ist.
eine Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) vorgesehen ist, die das Intervall mißt, in dem die Trig gersignale erzeugt werden, und
die Reduzierungsgeschwindigkeit des Korrekturbe trags der Drehmomentkorrektur in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) und/oder dem von der Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) gemessenen Triggersignal-Erzeugungsintervall veränderlich ist.
9. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach irgendeinem
der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) vorgesehen ist, die eine vorgegebene Verzögerungsperiode zwischen dem Triggersignal und dem Beginn der Drehmoment korrektur setzt, und
die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage der von der Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) gesetzten Verzögerungsperiode begonnen wird.
eine Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) vorgesehen ist, die eine vorgegebene Verzögerungsperiode zwischen dem Triggersignal und dem Beginn der Drehmoment korrektur setzt, und
die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage der von der Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) gesetzten Verzögerungsperiode begonnen wird.
10. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verzögerungsperiode in Abhängigkeit von den
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) veränder
lich ist.
11. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektur des vom Verbrennungsmotor (1)
abgegebenen Motordrehmoments ausgeführt wird, indem
wenigstens einer der folgenden Parameter eingestellt
wird: Zündzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Abgas
rückführungsdurchflußmenge, Ansaugluftdurchflußmenge,
Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, Kraftstoffpartikel-
Durchmesser, der Einlaßventil- oder Auslaßventilzeit,
Einlaßventilhub, Ansaugleitungslänge, Motorlast.
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JP (1) | JPH09126040A (de) |
DE (1) | DE19645064C2 (de) |
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