DE10042937A1

DE10042937A1 - Steuervorrichtung für die Direkteinspritzung bei einem Ottomotor

Info

Publication number: DE10042937A1
Application number: DE10042937A
Authority: DE
Inventors: Akikazu Sakai; Masayuki Tomita
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: DE10042937B4; JP3582415B2; JP2001073913A

Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Ottomotors mit Direkteinspritzung geschaffen, bei dem ein Katalysator in einem Abgasdurchgang angeordnet ist. Der Motor führt selektiv eine gleichförmige Verbrennung und eine geschichtete Verbrennung entsprechend seinem Betriebszustand aus, wobei die gleichförmige Verbrennung hervorgerufen wird, indem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Ansaughub einspritzt, und die geschichtete Verbrennung hervorgerufen wird, indem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Verdichtungshub einspritzt. Die Steuervorrichtung ist so konstruiert, dass sie eine schnelle Aktivierung des Katalysators fördert, während wirksam die HC Emission in die Atmosphäre gesteuert wird, bis der Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht hat.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Direkteinspritzung bei Verbrennungsmotoren und insbesondere eine solche Steuervorrichtung, das den Verbrennungsmotor steuert, damit er eine zufriedenstellende, niedrige Abgasemission aufweist, insbesondere wenn der Motor noch nicht ausreichend erwärmt ist.

In den letzten Jahren sind Ottomotoren mit Direkteinspritzung weitverbreitet zum prakti schen Einsatz gekommen, bei denen Kraftstoff unmittelbar in Brennkammern einge spritzt und durch die Zündkerze entzündet und bei Vorhandensein von Luft verbrannt wird. Üblicherweise wird in den Motoren dieser Art des Verbrennungsbetriebs entspre chend der Betriebsbedingung des Motors derart geändert, dass unter der Anforderung geringer Lasten ein geschichteter Verbrennungsbetrieb ausgeführt wird, während unter der Anforderung hoher Lasten ein gleichförmiger Verbrennungsbetrieb ausgeführt wird. Bei dem geschichteten Verbrennungsbetrieb wird Kraftstoff in die Brennkammer beim Verdichtungshube eingespritzt, um ein geschichtetes Luft/Kraftstoffgemisch um die Zündkerze herum zu bilden, während bei dem gleichförmigen Verbrennungsbetrieb Kraftstoff beim Ansaughub eingespritzt wird, um ein verteiltes oder gleichförmiges Luft/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer zu bilden.

In der japanischen Offenlegungsschrift 10-169488 ist eine Abgas-Erwärmungsvorrich tung gezeigt, das für die obenerwähnten Motoren mit Direkteinspritzung geeignet ist. Das Vorrichtung zielt darauf ab, die praktische Aktivität des Abgasreinigungskatalysator während des Kaltstarts des Motors zu fördern, d. h., während der Zeit, während der der Motor noch nicht ausreichend erwärmt ist.

Bei dem in der Veröffentlichung geoffenbarten Abgas-Erwärmungsvorrichtung wird bei Anforderung nach Erhöhung der Abgastemperatur die Steuerung so ausgeführt, dass um die Zündkerze herum ein fetteres Luft/Kraftstoffgemisch gebildet wird, um einen Luftmangel hervorzurufen, und gleichzeitig wird die Steuerung derart gemacht, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bei dem Verdichtungshub verzögert wird, um eine Verringe rung der Kraftstoffvernebelungszeit herbeizuführen. Wenn unter dieser Bedingung eine Zündung ausgeführt wird, wird die Verbrennung des Gemisches unvollständig ausge führt und es werden unvollständig verbrannte Produkte (d. h. CO) erzeugt, während ein Teil des Kraftstoffs (HC) unverbrannt bleibt. Diese oxidierbaren Stoffe (d. h. CO und HC) reagieren mit dem Sauerstoffüberschuss in dem Zylinder nach der Hauptverbrennung des Gemisches, wodurch die Temperatur des Abgases erhöht wird.

Bei dem obenerwähnten Abgas-Erwärmungsvorrichtung wird das Luft/Kraftstoffverhält nis des zerstäubten Gemisches zu einem solch fetteren Wert gesteuert, dass eine Fehl zündung herbeigeführt wird, und somit wird eine Zündung des Gemischnebels nur er möglicht, wenn ein vorderer Bereich des Gemisches die Zündkerze erreicht. Das heißt, der Zündzeitpunkt, der die Zündung gewährleistet, ist sehr begrenzt, und somit wird eine Fehlzündung nur durch eine geringe Änderung des Zündzeitpunkts hervorgerufen.

Des Weiteren findet bei dem Abgas-Erwärmungsvorrichtung die Zündung statt, bevor der eingespritzte Kraftstoff ausreichend zerstäubt ist, und somit wird die Menge an un verbrannten Stoffen (d. h. HC) als Größe als diejenige der unvollständigen Verbren nungsprodukte (d. h. CO) angesehen. Des Weiteren werden um den Umfang des zer stäubten Kraftstoffs (d. h., der Grenze zwischen der fetteren Gemischschicht und der Luftschicht) einige Bereiche erzeugt, die wegen der Art der Kraftstoffdiffusion ein mage res Luft/Kraftstoffverhältnis zeigen. In diesen Bereichen wird ein zufriedenstellendes Fortschreiten der Zündungsflamme nicht erwartet, und somit nehmen die unverbrannten Stoffe (d. h., HC) zu.

Entsprechend werden verglichen mit dem gleichförmigen Verbrennungsmodus, bei dem die Hauptverbrennung weniger unverbrannten HC erzeugt, die zu dem Katalysator ge führten unverbrannten Stoffe (HC) erhöht. Dies neigt dazu, dass eine Zunahme von HC hervorgerufen wird, der in die Atmosphäre ausgebracht wird. Ferner zeigt, da Sauer stoff, der für die Nachverbrennung verwendet wird, um einen Umfang der Brennkammer herum gelassen wird, die eine relativ niedrige Temperatur aufweist, der Sauerstoff eine relativ geringe Temperatur am Ende der Hauptverbrennung, was dazu beiträgt, dass eine schnelle Nachverbrennung von HC behindert wird.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung zu schaffen, bei der die obenerwähnten Nachteile nicht vorhanden sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind in den abhängigen An sprüchen angegeben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für einen Otto motor mit direkter Einspritzung geschaffen, das eine schnelle Aktivierung des Katalysa tors fördert, während die HC Emission in die Atmosphäre wirksam gesteuert wird, bis der Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht hat.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung geschaffen. Der Motor umfasst eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die unmittelbar Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzt, und einen Katalysator, der in ei nem Abgasdurchgang zur Reinigung des Abgases eingerichtet ist, das dort hindurch fließt, und der Motor führt selektiv eine gleichförmige Verbrennung und eine geschich tete Verbrennung entsprechend seinem Betriebszustand durch. Die gleichförmige Verbrennung wird bewirkt, indem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gezwungen wird, Kraftstoff beim Ansaughub einzuspritzen, und die geschichtete Verbrennung wird her beigeführt, indem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gesteuert wird, Kraftstoff beim Ver dichtungshub einzuspritzen. Die Steuervorrichtung umfasst einen ersten Abschnitt, der eine aufgeteilte Einspritzung während eines Kaltstarts des Motors durchführt, wobei die aufgeteilte Einspritzung eine erste Kraftstoffeinspritzung, bei der ein Teil einer gegebe nen Kraftstoffmenge in die Brennkammer beim Ansaughub eingespritzt wird, und eine zweite Kraftstoffeinspritzung umfasst, bei der der restliche Teil der gegebenen Kraft stoffmenge in die Brennkammer beim Verdichtungshub eingespritzt wird; einen zweiten Abschnitt, der die Temperatur des Katalysators erfasst; einen dritten Abschnitt, der eine Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung von dem Zeitpunkt des Kaltstarts des Motors bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Katalysatortemperatur auf eine erste, vorbe stimmte Temperatur ansteigt, wobei die Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung so ausgeführt wird, dass das Aufteilungsverhältnis der aufgeteilten Einspritzung derart eingestellt wird, dass HC in dem Abgas verringert wird und gleichzeitig der Zündzeitpunkt derart eingestellt wird, dass die Temperatur des Abgases ansteigt; und einen vierten Abschnitt, der eine Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerungvon dem Zeit punkt, wenn die Katalysatortemperatur die erste, vorbestimmte Temperatur aufweist, bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Katalysatortemperatur auf eine zweite, vorbe stimmte Temperatur ansteigt, die höher als die erste, vorbestimmte Temperatur ist, wo bei die Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung so ausgeführt wird, dass das Einspritzaufteilungsverhältnis derart eingestellt wird, dass CO und O2 in dem Abgas erhöht werden, und gleichzeitig der Zündzeitpunkt derart eingestellt wird, dass der Ka talysator seine praktische Aktivität bei einer relativ niedrigen Temperatur aufweist.

Der Erfindungsgegenstand wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ottomotors mit direkter Einspritzung ist, bei dem eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung praktisch an gewendet wird;

Fig. 2A und 2B Darstellungen einer Brennkammer sind, die die Kraftstoffeinspritzung bei dem Ansaug- und Verdichtungshub für eine geschichtete Verbrennung ei ner Gemisch mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis zeigen;

Fig. 3 eine Darstellung der Brennkammer ist, die einen Zustand der Luft/Kraft stoffgemisch bei geschichteter Verbrennung zeigt;

Fig. 4 ein Flussdiagramm ist, das die Arbeitsschritte einer Hauptroutine zeigt, die durch einen in eine bei der Erfindung verwendeten Steuereinheit einge bauten Mikroprozessor ausgeführt werden;

Fig. 5 ein Flussdiagramm ist, das die Arbeitsschritte einer Katalysatortempera tur-Schätzroutine zeigt;

Fig. 6 ein Flussdiagramm ist, das die Arbeitsschritte einer anderen Katalysator temperatur-Schätzroutine zeigt;

Fig. 7 ein Flussdiagramm ist, das die Arbeitsschritte einer Kraftstoffeinspritzsteu erroutine zeigt;

Fig. 8 eine Kurve ist, die eine Beziehung zwischen einem Einspritzaufteilungs verhältnis (d. h., die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) und der HC Konzentration zeigt;

Fig. 9 eine Kurve ist, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzaufteilungsver hältnis (d. h., die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) und der CO Kon zentration zeigt;

Fig. 10 eine Kurve ist, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzaufteilungsver hältnis (d. h., der Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) und der 02 Kon zentration zeigt;

Fig. 11 eine Kurve ist, die eine Absenktendenz der Katalysatoraktivierungstempe ratur im Bezug auf die CO Konzentration und die O2 Konzentration zeigt;

Fig. 12 eine Kurve ist, die die Kennlinie einer gleichförmigen, stöchiometrischen Verbrennung und die einer geschichteten stöchiometrischen Verbrennung in Bezug auf die Beziehung zwischen einem Zündzeitpunkt und der Ab gastemperatur zeigt;

Fig. 13 eine Kurve ist, die die Kennlinie einer gleichförmigen, stöchiometrischen Verbrennung und die einer geschichteten stöchiometrischen Verbrennung in Bezug auf die Beziehung zwischen einem Zündzeitpunkt und der CO Konzentration zeigt;

Fig. 14 eine Kurve ist, die die Kennlinie einer gleichförmigen, stöchiometrischen Verbrennung und die einer geschichteten stöchiometrischen Verbrennung in Bezug auf die Beziehung zwischen einem Zündzeitpunkt und der O2 Konzentration zeigt;

Fig. 15 eine Zeitkurve ist, die die Arbeitsweise der Steuervorrichtung der Erfin dung darstellt, das nach einem Kaltstart ausgeführt wird; und

Fig. 16 eine Zeitkurve ist, die die Arbeitsweise der Steuervorrichtung der Erfin dung darstellt, und die die O2 und CO Konzentration in dem Abgas in Be zug auf die verstrichene Zeit zeigt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ottomotors mit direkter Einspritzung, bei dem eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung praktisch angewendet wird.

In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 1 der eigentliche Motor bezeichnet, der Kolben 2 und Brennkammern 3 enthält. Zu den Brennkammern 3 erstreckt sich ein Luftansaugka nal 4, der ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 5 aufweist, das darin eingebaut ist. Das Drosselventil 5 wird durch eine Steuereinheit 10 auf der Grundlage der Auslenkung (d. h., des Niederdrückwinkels des Gaspedals) gesteuert, bis zu der ein Gaspedal (nicht gezeigt) von einem Fahrer niedergedrückt wird. Insbesondere berechnet die Steuerein heit 10 auf der Grundlage des Niederdrückwinkels des Gaspedals eine Solldrosselöff nung und steuert eine Betätigungsvorrichtung (Schrittmotor oder Ähnliches), damit das Drosselventil 5 die Sollstellung einnimmt. Das Drosselventil 5 kann genau ein Drehmo ment hervorrufen, das momentan von dem Motor 1 verlangt wird.

Ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 6 öffnet in jede Brennkammer 3, um un mittelbar Kraftstoff in sie einzuspritzen. Eine Zündkerze 7 ist in der Brennkammer 3 an gebracht, damit eine in der Kammer 3 erzeugte Luft/Kraftstoffgemisch gezündet wird.

Zur Synchronisierung des Motorbetriebs gibt die Steuereinheit 10 Einspritzimpulssignale an das Kraftstoffeinspritzventil 6 beim Ansaug- oder Verdichtungshube aus, damit der Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Ventils 6 gesteuert wird. Auf diese Weise wird druckge steuerter Kraftstoff in die Brennkammer 3 eingespritzt.

Wenn die Kraftstoffeinspritzung bei dem Ansaughub durchgeführt wird, wird der Kraft stoff in der Brennkammer 3 verteilt und erzeugt in ihr ein gleichförmiges Luft/Kraftstoff gemisch, während dann, wenn die Kraftstoffeinspritzung bei dem Verdichtungshub durchgeführt wird, eingespritzter Kraftstoff gezwungen wird, ein geschichtetes Luft/Kraft stoffgemisch um die Zündkerze 7 herum zu bilden. Durch ein Zündsignal von der Steu ereinheit wird das Luft/Kraftstoffgemisch durch die Zündkerze 7 entzündet, und wird dann verbrannt.

Zur Einfachheit der Beschreibung wird im Folgenden die Verbrennung des gleichförmi gen Luft/Kraftstoffgemisches als "gleichförmige Verbrennung" bezeichnet und die Verbrennung des geschichteten Luft/Kraftstoffgemisches wird als "geschichtete Verbrennung" bezeichnet.

Ein Abgasdurchgang 8 erstreckt sich von der Brennkammer 3. Ein Katalysator 9 ist in dem Abgasdurchgang 8 zur Reinigung des Abgases eingebaut.

Das Katalysatormaterial in dem Katalysatorwandler 9 ist vom Dreiwegetyp, das wirksam eine Oxidation von CO und HC in dem Abgas und eine Reduktion von NOx in diesem zur Reinigung des Abgases durchführt, wenn die in jeder Brennkammer 3 vorgesehene Gemisch ungefähr ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis zeigt. Wenn erwünscht ist, kann das Katalysatormaterial des Weiteren einen NOx Absorber enthalten, um einen Dreiwege-Katalysator mit NOx-Speicherung zu haben, der NOx in dem Abgas entspre chend dessen Luft/Kraftstoffverhältnis einfängt, speichert und freigibt. Das heißt, wenn das Abgas ein fetteres oder magereres Luft/Kraftstoffverhältnis zeigt, speichert der NOx Absorber NOx, während dann, wenn das Abgas ein magereres oder fetteres Luft/Kraft stoffverhältnis zeigt, der Absorber NOx abgibt.

Die Steuereinheit 10 ist der Mikrocomputer, der eine CPU (zentrale Verarbeitungsein heit), einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einen ROM (Festwertspeicher) und einen A/D (Analog/Digital) Wandler und eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle auf weist. Das heißt, bei Erhalt von Informationssignalen von verschiedenen Sensoren ver arbeitet die Steuereinheit 10 die Signale und erzeugt Befehlssignale auf der Grundlage der verarbeiteten Signale.

Die Sensoren sind ein Kurbelwellensensor 11, der die Drehung der Kurbelwelle des Motors 1 erfasst, um die Motordrehzahl Ne zu bestimmen, ein Luftdurchsatzmesser 12, der in dem Luftansaugkanal 4 stromaufwärts des Drosselventils 5 angeordnet ist, um eine Ansaugluftdurchsatzmenge Qa zu bestimmen, ein Gaspedalsensor 13, der den Niederdrückgrad (d. h., den Gaspedalöffnungswinkel) APO eines Gaspedals erfasst, ein Temperatursensor 14, der die Temperatur Tw des Kühlwassers für den Motor 1 erfasst, ein Katalysatortemperatursensor 15, der die Temperatur CTEMP des Katalysators des Umwandlers 9 erfasst, und ein Abgastemperatursensor 16, der die Temperatur GTEMP des Abgases stromaufwärts des Umwandlers 9 erfasst.

Indem die Informationssignale von diesen Sensoren verarbeitet werden, schätzt die Steuereinheit 10 den Betriebszustand des Motors 1 ab, und auf der Grundlage des ge schätzten Motorbetriebszustands steuert die Steuereinheit 10 den Öffnungsgrad des Drosselventils 5, die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt von jedem Kraftstoffeinspritzventil 6 und den Zündzeitpunkt von jeder Zündkerze 7.

Das heißt, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird so gesteuert, dass, wenn sich der Motor 1 in einem niedrigen oder mittleren Lastbetrieb befindet, die Kraftstoffeinspritzung beim Verdichtungshub ausgeführt wird, damit um die Zündkerze 7 herum ein geschichtetes, verbrennbares Luft/Kraftstoffgemisch für die geschichtete Verbrennung in der Brenn kammer 3 bereitgestellt wird, während dann, wenn der Motor im Hochlastbetrieb ist, die Kraftstoffeinspritzung beim Ansaughub ausgeführt wird, wodurch in der gesamten Verbrennungskammer 3 ein gleichförmiges Luft/Kraftstoffgemisch für die gleichförmige Verbrennung geschaffen wird.

Die Kraftstoffeinspritzmenge und das Luft/Kraftstoffverhältnis werden so gesteuert, dass, wenn die geschichtete Verbrennung ausgeführt wird, das Luft/Kraftstoffverhältnis des Gemisches zu der magereren Seite gesteuert wird, während dann, wenn die gleichför mige Verbrennung durchgeführt wird, das Luft/Kraftstoffverhältnis zu der stöchiometri schen oder magereren Seite gesteuert wird. Somit werden allgemein als Verbrennungs betrieb drei Arten vorgesehen, die eine geschichtete, magere Verbrennungsart, eine gleichförmige, stöchiometrische Verbrennungsart und eine gleichförmige, magere Verbrennungsart sind. Während bei der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu solchen Verbrennungsarten eine sogenannte geschichtete, stöchiometrische Verbrennungsart des Weiteren verwendet wird, die gerade dann ausgeführt wird, wenn der Motor 1 nicht ausreichend erwärmt ist. Diese Art oder diese Verbrennung wird vorgesehen, indem eine unterteilte Einspritzung (d. h., eine zweistufige Einspritzung) durchgeführt wird, wäh rend der Motor 1 noch nicht ausreichend erwärmt ist, d. h., während des Kaltstarts des Motors 1.

Die geschichtete, stöchiometrische Verbrennung ist eine einzigartige Verbrennung, die ausschließlich bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bei dieser Verbrennung wird die eingespritzte Kraftstoffmenge bei jedem Verbrennungszyklus so eingestellt, dass die Gemisch in der Brennkammer 3 mit einem stöchiometrischen oder etwas fette ren Luft/Kraftstoffverhältnis bereitgestellt wird, und gleichzeitig wird die Kraftstoffeinsprit zung durch eine Einspritzung bei dem Ansaughub sowie eine Einspritzung bei dem Ver dichtungshub durchgeführt.

Die Verbrennung oder die Art wird ausführlich unter Bezugnahme auf die Fig. 2A, 2B und 3 beschrieben. Das heißt, es wird, wie es in Fig. 2A zu sehen ist, bei jedem Verbrennungszyklus ein Teil einer gegebenen Kraftstoffmenge in die Brennkammer 3 beim Ansaughub eingespritzt, wodurch der gesamten Kammer 3a eine etwas magerere, gleichförmige Luft/Kraftstoffgemisch geliefert wird, und nachfolgend wird, wie in Fig. 2B zu sehen ist, der restliche Teil des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer 3 beim Ver dichtungshub eingespritzt, um dadurch um die Zündkerze 7 herum ein etwas fetteres, geschichtetes Luft/Kraftstoffgemisch zu schaffen. Als Ergebnis wird eine in Fig. 3 ge zeigte Verbrennung ausgeführt, die die geschichtete, stöchiometrische Verbrennung bildet.

Bei der obenerwähnten, geschichteten, stöchiometrischen Verbrennung wird ein etwas fetteres Luft/Kraftstoffgemisch um die Zündkerze 7 herum vorgesehen, und somit er zeugt die Verbrennung des Gemisches eine größere Menge an CO. Das heißt, aufgrund der Gegenwart des fetteren Luft/Kraftstoffgemisches um die Zündkerze 7 herum, er zeugt die Hauptverbrennung des Gemisches (d. h., die Verbrennung, die die Zündungs verbrennung durch die Zündkerze 7 und die Verbrennung enthält, die durch die Flam menfortschreitung danach herbeigeführt wird) eine größere Menge an CO als unvoll ständige Verbrennungsprodukte, und selbst nach der Hauptverbrennung verbleibt eine größere Menge an CO in der Brennkammer 3. Fig. 13 zeigt die Kennlinie der gleichförmigen, stöchiometrischen Verbrennung und die der geschichteten, stöchiometrischen Verbrennung hinsichtlich einer Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und der CO Konzentration.

Des Weiteren wird bei der geschichteten, stöchiometrischen Verbrennung ein etwas magereres Luft/Kraftstoffgemisch um die obenerwähnte etwas fettere Gemisch herum geschaffen, und somit bleibt eine gewisse Menge an O2 in einem solchen Bereich selbst nach der Hauptverbrennung zurück. Fig. 14 zeigt die Kennlinie der gleichförmigen, stö chiometrischen Verbrennung und diejenige der geschichteten, stöchiometrischen Verbrennung hinsichtlich einer Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und der O2 Konzentration.

Man beachte, dass aufgrund der Gasströmung, die nach der Hauptverbrennung auftritt, das obenerwähnte verbleibende CO und O2 gezwungen werden, sich zu vermischen, und werden dadurch verbrannt, um die Abgastemperatur zu erhöhen.

Man beachte des Weiteren, dass, indem das Luft/Kraftstoffverhältnis des fetteren Gemi sches auf ein gewisses fetteres Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt wird, das ein viel hö heres Entzündungsvermögen aufweist, als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhält nis, und indem eine für eine ausreichende Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs angemessene Zeit eingestellt wird, eine stabile Zündung konstant erhalten und somit die Erzeugung von CO stabil gehalten wird.

Man beachte des Weiteren, dass, indem das Luft/Kraftstoffverhältnis der magereren Ge misch auf ein gewisses magereres Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt wird, das eine Flammenfortschreitung ermöglicht, die Flamme zu allen Bereichen der Brennkammer 3 fortschreitet und somit die Größe einer unerwünschten Niedertemperaturzone, die die Erzeugung von unverbranntem HC hervorruft, verringert werden kann.

Im Folgenden ist die Verbrennungssteuerung während des Kaltstarts, die die obener wähnte, geschichtete, stöchiometrische Verbrennung verwendet, ausführlich unter Be zugnahme auf die Flussdiagramme beschrieben.

Fig. 4 ist ein Flussdiagramm einer Hauptroutine, die beim Start des Motors in gegebe nen Intervallen ausgeführt wird.

Im Schritt S1 wird die Temperatur CTEMP des Katalysators in dem Umwandler 9 abge nommen. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 erfasst der Katalysatortemperatursensor 15 die Temperatur CTEMP. Wenn erwünscht, kann die Temperatur CTEMP von der Temperatur des Abgases geschätzt werden, d. h. durch den Abgastemperatursensor 16 erfasst werden. In diesem Fall wird die Temperaturschätzroutine verwendet, die in Fig. 6 gezeigt ist, d. h., im Schritt S11 wird die Abgastemperatur GTEMP abgenommen und im Schritt S12 wird die Katalysatortemperatur CTEMP geschätzt, indem die Temperatur GTEMP verarbeitet wird. Des Weiteren kann, wenn erwünscht, die Katalysatortempera tur CTEMP aus der Ansaugluftdurchsatzmenge Qa und der Motordrehzahl Ne geschätzt werden. In diesem Fall wird die Temperaturschätzroutine der Fig. 6 verwendet. Das heißt, im Schritt S21 werden die Ansaugluftdurchsatzmenge Qa und die Motordrehzahl Ne ausgelesen, und im Schritt S22 wird die folgende Gleichung (1) ausgeführt:

Tp = (Qa/Ne) × β (1)

worin:
Tp: Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung, die der für jede Motordrehung benö tigten Luftmenge und somit der Motorbelastung entspricht
β: Konstante

Dann wird in Schritt S23, bei dem in einer Datentabelle nachgesehen wird, die eine Be ziehung zwischen der Motordrehzahl Ne und der Motorlast Tp zeigt, eine Endtemperatur T1 des Katalysators erhalten, und dann wird im Schritt S24 die folgende, gewichtete Mit telungsgleichung (2) ausgeführt, um die Katalysatortemperatur CTEMP zu erhalten oder zu schätzen.

CTEMP = CTEMP × (1 - α) + T1 × α (2)

worin:
α: Zeitkonstante

Die Zeitkonstante ist eine gewichtete Mittelungsrate, die "0 < α < 1" erfüllt und in Bezug auf die Wärmekapazität des Abgasdurchgangs 8 und diejenige des Katalysators bestimmt wird.

Es wird erneut auf Fig. 4 Bezug genommen. Im Schritt S2 wird bestimmt, ob die vorlie gende Katalysatortemperatur CTEMP niedriger als eine erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ist oder nicht.

Wenn JA, d. h., wenn die Katalysatortemperatur CTEMP niedriger als die erste, vorbe stimmte Temperatur CTEMP1 ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S4, um eine soge nannte Katalysatortemperaturanstiegssteuerung auszuführen. Diese Steuerung ist nachfolgend ausführlich beschrieben.

Wenn NEIN im Schritt S2, d. h., wenn die vorliegende Katalysatortemperatur CTEMP gleich oder höher als die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ist, geht der Arbeits ablauf zu dem Schritt S3. In diesem Schritt S3 wird bestimmt, ob die vorliegende Kataly satortemperatur CTEMP niedriger als eine zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ist oder nicht, die höher als die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ist.

Wenn JA, d. h., wenn die vorliegende Katalysatortemperatur CTEMP niedriger als die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 und gleich oder höher als die erste, vorbe stimmte Temperatur CTEMP1 ist, geht der Arbeitsablauf zu dem Schritt S5, um eine sogenannte Absenksteuerung der Katalysatoraktivierungstemperatur auszuführen. Die se Steuerung ist ausführlich nachfolgend beschrieben.

Wenn NEIN im Schritt S3, d. h., wenn die vorliegende Katalysatortemperatur CTEMP gleich oder höher als die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ist, geht der Ar beitsablauf zu dem Schritt S6, um eine normale Steuerung auszuführen. Das heißt, ent sprechend dem Betriebszustand des Motors 1 wird die gleichförmige, stöchiometrische Verbrennung (HSC), die gleichförmige, magere Verbrennung (HLC) und die geschich tete, magere Verbrennung (SLC) selektiv ausgeführt.

Man beachte, dass die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 auf eine Temperatur (T50) gesetzt wird, die ungefähr 50% Aktivierung in Bezug auf eine volle Aktivierung (100%) des Katalysators erreicht, und die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 wird auf eine Temperatur (T90) gesetzt, die ungefähr 90% Aktivierung in Bezug auf die volle Aktivierung erreicht.

Im Folgenden werden die Anstiegssteuerung der Katalysatortemperatur im Schritt S4 und die Absenksteuerung der Katalysatoraktivierungstemperatur im Schritt S5 ausführ lich beschrieben.

Katalysator-Temperaturanstiegssteuerung (S4)

Diese Steuerung wird von dem Zeitpunkt an ausgeführt, wenn ein Motorkaltstart stattfin det, bis zu der Zeit, wenn die vorliegende Katalysatortemperatur CTEMP auf die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 angestiegen ist.

Bei der Steuerung wird die Kraftstoffgesamtmenge, die in jede Brennkammer 3 pro Mo torumdrehung eingespritzt wird, so bestimmt, dass das Luft/Kraftstoffverhältnis (d. h., das Gesamt-A/F) des Gemisches, wenn es vollständig in der Brennkammer 3 verteilt ist, ei nen allgemein stöchiometrischen Wert zeigt, und bei der Steuerung wird ein Teil des derart bestimmten Kraftstoffs bei dem Ansaughub eingespritzt und der restliche Kraft stoffanteil wird beim Verdichtungshub eingespritzt.

Fig. 8 zeigt auf der Abszissenachse ein Einspritzaufteilungsverhältnis HSRATIO (d. h., die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) zwischen der Kraftstoffmenge, die beim An saughub eingespritzt wird, und derjenigen Kraftstoffmenge, die beim Verdichtungshub eingespritzt wird, und auf der Ordinatenachse die HC Konzentration im Abgas des Mo tors 1. Wie man in dieser Kurve sieht, wird bei der Steuerung das Einspritzaufteilungs verhältnis HSRATIO so eingestellt, dass eine minimale Menge an HC in dem Abgas von dem Motor 1 erzeugt wird. Das heißt, HSRATIO = HSRATIO1 wird verwendet. Bei spielsweise ist bei der vorliegenden Erfindung die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaug hub ungefähr 60%.

Ferner wird bei der Steuerung, wie durch die Kurve in Fig. 12 zu sehen ist, der Zünd zeitpunkt ADV so eingestellt, dass die Abgastemperatur erhöht wird. Das heißt, für die sen Zweck wird der Zündzeitpunkt so eingestellt, dass er den größten Verzögerungs winkel in einem kritischen Bereich der stabilen Verbrennung aufweist. Das heißt, ADV = ADVCAT1 wird verwendet.

Wie es oben beschrieben ist, wird im Schritt S4 der Katalysator-Temperaturanstiegs steuerung, indem die obenerwähnte Einspritzaufteilungs- und Zündzeitpunktsteuerung durchgeführt werden, die Abgastemperatur erhöht, während HC im Abgas des Motors 1 verringert wird. Aufgrund der Zunahme der Abgastemperatur erhöht sich die Temperatur des Katalysators, und es wird somit eine schnelle Aktivierung des Katalysators erreicht.

Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerunp (S5)

Diese Steuerung wird von dem Zeitpunkt an ausgeführt, zu dem die Temperatur des Ka talysators auf die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 angestiegen ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Katalysator auf die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 an steigt. Wie es oben beschrieben ist, ist die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 die niedrige Temperatur, um eine praktische Aktivität des Katalysators zu ermöglichen, und wird erreicht, indem die Konzentration von CO und O2 in dem Abgas gesteuert wird.

Ebenso wie bei der obenerwähnten Steuerung (S4) wird auch bei dieser Steuerung (S5) die gesamte Kraftstoffmenge, die in jede Brennkammer 3 pro Motorumdrehung einge spritzt wird, so bestimmt, dass das Luft/Kraftstoffverhältnis (d. h., Gesamt-A/F) des Ge misches, wenn es vollständig in der Brennkammer 3 verteilt wird, einen allgemein stö chiometrischen Wert aufweist, und bei der Steuerung wird ein Teil des derart bestimm ten Kraftstoffs beim Ansaughub eingespritzt und der verbleibende Kraftstoffanteil wird beim Verdichtungshub eingespritzt.

Jedoch wird bei dieser Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung das Ein spritzaufteilungsverhältnis HSRATIO so eingestellt, dass ein gewisse Menge an CO und CO2 in dem Abgas von dem Motor erzeugt wird, die dem Katalysator ermöglicht, seine praktische Aktivität bei der niedrigen Temperatur auszuführen. Das heißt, HSRATIO = HSRATIO2 wird verwendet. Beispielsweise ist bei der vorliegenden Erfindung die Kraft stoffeinspritzrate beim Ansaughub ungefähr 55%.

Fig. 11 ist eine Kurve, die die Absenktendenz der Katalysatoraktivierungstemperatur in Bezug auf die CO Konzentration und die O2 Konzentration zeigt. Man beachte, dass in der Kurve die Kurven -50°C bis -90°C die Temperatur 50°C bis 90°C darstellt, um die sich die Temperatur T50 absenkt. Entsprechend kann, wenn die CO Konzentration B und die O2 Konzentration D ist, wie es in der Kurve gezeigt ist, die Temperatur T50 um ungefähr 75°C verringert werden, wenn eine Stabilitätsgrenze betrachtet wird.

Die Fig. 9 und 10 sind jeweils Kurven, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzauf teilungsverhältnis und der CO Konzentration und diejenige zwischen dem Einspritzauf teilungsverhältnis und der O2 Konzentration zeigen. Entsprechend wird auf der Grund lage dieser Beziehungen, damit ein Zustand erhalten wird, bei dem die CO Konzentrati on B ist (siehe Fig. 9) und die O2 Konzentration D ist (siehe Fig. 10), das Einspritzauf teilungsverhältnis HSRATIO (= HSRATIO2) bestimmt. Somit ist das Einspritzauftei lungsverhältnis HSRATIO2 (d. h., die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) bei der Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung (S5) kleiner als das Einspritzauf teilungsverhältnis HSRATIO1 (d. h., die Kraftstoffeinspritzrate beim Ansaughub) bei der Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S4).

Des Weiteren wird bei dieser Steuerung (S5) der Zündzeitpunkt ADV so eingestellt, dass die Konzentration von CO und O2 in dem Abgas ermöglicht, dass der Katalysator seine praktische Aktivität bei der niederen Temperatur aufweist. Das heißt, ADV = ADVCAT2 wird verwendet.

Das heißt, die Fig. 13 und 14 zeigen jeweils eine Beziehung zwischen dem Zündzeit punkt und der CO Konzentration und diejenige zwischen dem Zündzeitpunkt und der O2 Konzentration. Entsprechend wird auf der Grundlage dieser Beziehungen, damit ein Zustand erhalten wird, bei dem die CO Konzentration B ist (siehe Fig. 13) und die O2 Konzentration D ist (siehe Fig. 14), der Zündzeitpunkt ADV (= ADVCAT2) bestimmt. Somit wird der Zündzeitpunkt ADVCAT2 bei der Katalysator-Aktivierungstemperatur- Absenksteuerung (S5) verglichen mit dem Zündzeitpunkt ADVCAT1 vorgestellt. Mit anderen Worten hat ADVCAT2 beim Winkel eine geringere Verzögerung in Bezug auf ADVCAT1.

Wie es oben beschrieben ist, wird im Schritt S5 der Katalysator-Aktivierungstemperatur- Absenksteuerung, indem die obenerwähnte Einspritzungsaufteilungs- und Zündzeit punktsteuerung durchgeführt wird, die Konzentration von CO und O2 in dem Abgas von dem Motor 1 erhöht, und somit kann der Katalysator seine praktische Aktivität bei einer Temperatur zeigen, die niedriger als eine normale Aktivierungstemperatur ist.

Wenn die Katalysatortemperatur auf die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ansteigt, wird die geschichtete, stöchiometrische Verbrennung durch die aufgeteilte Ein spritzung beendet, und es wird sofort die normale Steuerung (56, siehe Fig. 4) ausge führt. Das heißt, es wird eine gleichförmige, stöchiometrische Verbrennung, eine gleich förmige, magere Verbrennung oder eine geschichtete, magere Verbrennung ausgeführt.

Fig. 7 ist ein Flussdiagramm der geschichteten, stöchiometrischen Verbrennung, um die obenerwähnte Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S4) und die Katalysator-Akti vierungstemperatur-Absenksteuerung (S5) auszuführen.

Im Schritt S31 wird eine Kraftstoffgesamtmenge CTI zum Erhalt eines stöchiometrischen Gesamt-Luft/Kraftstoffverhältnisses berechnet. Wenn erwünscht, kann die folgende Gleichung (3) verwendet werden:

CTI = K × Qa/Ne (3)

worin:
K: Konstante

Im Schritt S32 wird auf der Grundlage des Einspritzaufteilungsverhältnisses (Kraftstoff einspritzrate beim Ansaughub) HSRATIO eine Kraftstoffeinspritzmenge CTIH beim An saughub unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) erhalten:

CTIH = CTI × HSRATIO (4)

Und im Schritt S 33 wird auf der Grundlage des Einspritzaufteilungsverhältnisses (Kraft stoffeinspritzrate beim Ansaughub) HSRATIO eine Kraftstoffeinspritzmenge CTIS für den Verdichtungshub unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) erhalten:

CTIS = CTI × (1 - HSRATIO) (5)

Im Schritt S34 wird beurteilt, ob es Zeit zur Ausführung einer Kraftstoffeinspritzung beim Ansaughub ist oder nicht. Wenn JA, d. h., wenn bestimmt wird, dass die Zeit zur Ausfüh rung der Kraftstoffeinspritzung beim Ansaughub vorliegt, geht der Arbeitsablauf zu dem Schritt S35.

In diesem Schritt S35 wird an jedes der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventile 6 ein Einspritzimpulssignal ausgegeben, das eine Impulsbreite aufweist, die der Kraftstoff einspritzmenge CTIH beim Ansaughub entspricht. Hiermit wird die Ansaughub-Kraft stoffeinspritzung an jeder der Brennkammern 3 ausgeführt. Dann geht der Arbeitsablauf zu dem Schritt S36.

Wenn NEIN im Schritt S34, d. h., wenn bestimmt wird, dass die Zeit zur Ausführung der Ansaughub-Kraftstoffeinspritzung nicht vorliegt, geht der Arbeitsablauf direkt zu dem Schritt S36.

Im Schritt S36 wird bestimmt, ob es Zeit zur Ausführung einer Verdichtungshub-Kraft stoffeinspritzung ist oder nicht. Wenn JA, d. h., wenn beurteilt wird, dass die Zeit zur Ausführung der Verdichtungshub-Kraftstoffeinspritzung vorliegt, geht der Arbeitsablauf zu dem Schritt S37.

In diesem Schritt S37 wird an jedes der Kraftstoffeinspritzventile 6 ein Einspritzimpuls signal ausgegeben, das eine Impulsbreite hat, die der Kraftstoffeinspritzmenge CTIS beim Verdichtungshub entspricht. Hiermit wird die Verdichtungshubkraftstoffeinspritzung bei jeder der Brennkammern 3 ausgeführt. Dann kehrt der Arbeitsablauf zu der Aus gangsposition zurück.

Wenn NEIN im Schritt S36, d. h., wenn beurteilt wird, dass die Zeit zur Ausführung der Verdichtungshub-Kraftstoffeinspritzung nicht vorliegt, geht der Arbeitsablauf direkt zu der Ausgangsposition.

Die obenerwähnte Steuerung und die Arbeitsweise sind ausführlich unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm der Fig. 15 beschrieben.

Von dem Zeitpunkt des Kaltstarts bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur auf die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ansteigt, d. h., von der Zeit 0 bis zu der Zeit t1 wird die obenerwähnte Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung praktisch aus geführt, wobei das Einspritzaufteilungsverhältnis HSRATIO und der Zündzeitpunkt ADV bei HSRATIO1 bzw. ADVCAT1 gesteuert und beibehalten werden. Man beachte, dass ADV = ADVCAT1 einen Verzögerungswinkel RTD1 in Bezug auf einen Zündzeitpunkt ADVO bedeutet, der durch die Motordrehzahl und durch die Motorlast bestimmt wird. Mit dieser Steuerung wird die Katalysatortemperatur relativ schnell erhöht, um seine prakti sche Aktivität zu fördern. Während dieser Steuerung wird das HC Umwandlungsverhält nis des Katalysators etwas verringert. jedoch ist, da der HC Austrag von dem Motor 1 niedrig gesteuert wird, die verringerte HC Umwandlung unbedeutend.

Von dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 zeigt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur auf die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ansteigt, d. h., von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2 wird die obenerwähnte Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung praktisch aus geführt, wobei das Einsspritzaufteilungsverhältnis HSRATIO und der Zündzeitpunkt ADV bei HSRATIO2 bzw. ADVCAT2 gesteuert und beibehalten wird.

Aufgrund dieser Steuerung wird der Temperaturanstieg des Katalysators etwas langsa mer, während, wie aus der Kurve in Fig. 16 zu sehen ist, die CO Konzentration und die O2 Konzentration in dem Abgas von dem Motor 1 zunehmen, um dem Katalysator zu ermöglichen, dass er seine praktische Aktivität bei relativ niedriger Temperatur annimmt. Somit wird das HC Umwandlungsverhältnis des Katalysators erhöht.

Obgleich die Erfindung oben unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform der Erfin dung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt, wie sie oben beschrieben ist. Verschiedene Abänderungen und Abwandlungen einer solchen Ausführungsform können von dem Durchschnittsfachmann auf dem Ge biet im Licht der obigen Beschreibung ausgeführt werden.

Claims

1. Ottomotor mit Steuerungsvorrichtung zur Direkteinspritzung, der eine Kraftstoff einspritzvorrichtung umfasst, die unmittelbar Kraftstoff in eine Brennkammer ein spritzt, und einen Katalysator aufweist, der in einem Abgasdurchgang zur Reini gung des Abgases eingebaut ist, das durch diesen hindurch strömt, wobei der Motor selektiv eine gleichförmige Verbrennung und eine geschichtete Verbren nung entsprechend seiner Betriebsbedingung ausführt, die gleichförmige Verbrennung hervorgerufen wird, indem man die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Ansaughub einspritzen lässt, und die geschichtete Verbrennung hervorgerufen wird, indem man die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Verdichtungshub einspritzen lässt, gekennzeichnet durch
einen ersten Abschnitt, der eine aufgeteilte Einspritzung während eines Kaltstarts des Motors (1) durchführt, wobei die aufgeteilte Einspritzung eine erste Kraftstoff einspritzung, bei der ein Teil einer gegebenen Kraftstoffmenge in die Brennkam mer (3) beim Ansaughub eingespritzt wird, und eine zweite Kraftstoffeinspritzung umfasst, bei der der restliche Teil der gegebenen Kraftstoffmenge in die Brenn kammer (3) beim Verdichtungshub eingespritzt wird;
einen zweiten Abschnitt (15), der die Temperatur CTEMP des Katalysators (9) erfasst;
einen dritten Abschnitt, der eine Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S5) von dem Zeitpunkt des Kaltstarts des Motors (1) bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Katalysatortemperatur auf eine erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ansteigt, wobei die Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung so aus geführt wird, dass das Aufteilungsverhältnis der aufgeteilten Einspritzung derart eingestellt wird, dass HC in dem Abgas verringert wird und gleichzeitig der Zünd zeitpunkt derart eingestellt wird, dass die Temperatur des Abgases ansteigt; und
einen vierten Abschnitt, der eine Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenk steuerung (54) von dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 aufweist, bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Katalysatortemperatur auf eine zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ansteigt, die höher als die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ist, wobei die Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung so ausge führt wird, dass das Einspritzaufteilungsverhältnis derart eingestellt wird, dass CO und 02 in dem Abgas erhöht werden, und gleichzeitig der Zündzeitpunkt derart eingestellt wird, dass der Katalysator seine praktische Aktivität bei einer relativ niedrigen Temperatur aufweist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt daran gehindert ist, die aufgeteilte Einspritzung auszuführen, wenn der zweite Abschnitt bestimmt, dass die Katalysatortemperatur CTEMP höher als die zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein spritzaufteilungsverhältnis für die Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S4) höher als dasjenige, das für die Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteu erung (55) eingestellt ist, in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzrate bei dem Ansaug hub ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünd zeitpunkt, der für die Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S4) eingestellt ist, in Bezug auf denjenigen verzögert ist, der für die Katalysator- Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung (S5) eingestellt ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gege bene Kraftstoffmenge für die aufgeteilte Einspritzung so bestimmt ist, dass in der Brennkammer eine Gemisch mit einem im Wesentlichen stöchiometrischen Luft/ Kraftstoffverhältnis bereitgestellt wird.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt die Katalysatortemperatur CTEMP durch Verarbeitung der Temperatur des Abgases schätzt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt die Katalysatortemperatur CTEMP unter Verwendung sowohl einer Klemmentemperatur des Katalysators als auch einer Zeitkonstanten schätzt, die von dem vorliegenden Betriebszustands des Motors erhalten werden.

8. Verfahren zur Steuerung eines Ottomotor mit Direkteinspritzung, der eine Kraft stoffeinspritzvorrichtung umfasst, die unmittelbar Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzt, und einen Katalysator aufweist, der in einem Abgasdurchgang zur Rei nigung des Abgases eingebaut ist, das durch diesen hindurch strömt, wobei der Motor selektiv eine gleichförmige Verbrennung und eine geschichtete Verbren nung entsprechend seiner Betriebsbedingung ausführt, die gleichförmige Verbrennung hervorgerufen wird, indem man die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Ansaughub einspritzen lässt, und die geschichtete Verbrennung hervorgerufen wird, indem man die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff beim Verdichtungshub einspritzen lässt, gekennzeichnet durch
Hervorrufen, dass bei dem Motor eine aufgeteilte Einspritzung während eines Kaltstarts des Motors (1) durchführt wird, wobei die aufgeteilte Einspritzung eine erste Kraftstoffeinspritzung, bei der ein Teil einer gegebenen Kraftstoffmenge in die Brennkammer (3) beim Ansaughub eingespritzt wird, und eine zweite Kraft stoffeinspritzung umfasst, bei der der restliche Teil der gegebenen Kraftstoffmen ge in die Brennkammer (3) beim Verdichtungshub eingespritzt wird;
Erfassen der Temperatur CTEMP des Katalysators (9);
Ausführen einer Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung (S5) von dem Zeit punkt des Kaltstarts des Motors (1) bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Ka talysatortemperatur auf eine erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ansteigt, wobei die Katalysatortemperatur-Anstiegssteuerung so ausgeführt wird, dass das Aufteilungsverhältnis der aufgeteilten Einspritzung derart eingestellt wird, dass HC in dem Abgas verringert wird und gleichzeitig der Zündzeitpunkt derart einge stellt wird, dass die Temperatur des Abgases ansteigt; und
Ausführen einer Katalysator-Aktivierungstemperatur-Absenksteuerung (S4) von dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur die erste, vorbestimmte Tempe ratur CTEMP1 aufweist, bis zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn die Katalysatortem peratur auf eine zweite, vorbestimmte Temperatur CTEMP2 ansteigt, die höher als die erste, vorbestimmte Temperatur CTEMP1 ist, wobei die Katalysator-Akti vierungstemperatur-Absenksteuerung so ausgeführt wird, dass das Einspritzauf teilungsverhältnis derart eingestellt wird, dass CO und O2 in dem Abgas erhöht werden, und gleichzeitig der Zündzeitpunkt derart eingestellt wird, dass der Ka talysator seine praktische Aktivität bei einer relativ niedrigeren Temperatur auf weist.