-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für einen
Verbrennungsmotor und insbesondere eine Steuerung zum Fördern
einer frühen Aktivierung eines Abgasreinigungs-Katalysators.
-
Ein
Dreiwegekatalysator als Abgasreinigungs-Katalysator, der zum Reinigen
von Abgas von einem Verbrennungsmotor verwendet wird, wird allgemein
dann aktiviert, wenn sich seine Temperatur auf eine gewisse Temperatur
oder darüber erhöht. Demgemäß wird
der Katalysator unter einem Zustand eines kalten Antreibens des
Motors nicht aktiviert, weil seine Temperatur niedrig ist, und übt
er keine ausreichende Abgasreinigungsleistungsfähigkeit aus,
bis die Katalysatortemperatur eine Aktivierungstemperatur erreicht.
-
Als
Verfahren zur frühen Aktivierung eines Katalysators sind
ein Verfahren zum Zuführen unverbrannter Komponenten (HC,
CO) und von Sauerstoff zu einem Katalysator bekannt gewesen, um
eine Oxidationsreaktion zu fördern, um dadurch eine Temperaturerhöhung
des Katalysators zu fördern, um dadurch den Katalysator
einer frühen Aktivierung zu unterziehen, und ein Verfahren
zum Erhöhen der Temperatur eines Abgases, das in einen
Katalysator fließt, um die Menge an Wärme zu erhöhen,
die zum Katalysator zugeführt wird, um dadurch die Temperaturerhöhung
des Katalysators zu fördern, etc., bekannt geworden (siehe
beispielsweise
JP9-79057A ).
-
Als
das frühere Verfahren zum Fördern einer Oxidationsreaktion
sind ein Verfahren zum Einstellen von Zylindern, in welchen jeweils
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf "mager" eingestellt
wird (was hierin nachfolgend "Zylinder zum Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses"
genannt wird, und von Zylindern, in welchen jeweils das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf "reich" eingestellt wird (was hierin nachfolgend "Zylinder zum
Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses" genannt
wird), in einem Mehrzylindermotor und ein Verfahren zum Zuführen
von Sauerstoff zur stromaufwärtigen Seite eines Katalysators,
wie im Fall eines sekundären Luftzufuhrsystems, bekannt.
Weiterhin sind als das letztere Verfahren zum Erhöhen der
Mengen an Wärme, die zu einem Katalysator zugeführt
wird, ein Verfahren zum Verzögern von Zündzeitgaben
bis zu dem Ausmaß, dass Zündzeitgaben nicht über
die stabile Grenze einer Verbrennung hinausgehen, und zum Erhöhen
der Temperatur von Abgas, um dadurch die Menge an Wärme,
die zu einem Katalysator zugeführt wird, etc., bekannt.
-
Das
Verfahren zur frühen Aktivierung eines Katalysators in
der herkömmlichen Steuerung für den Verbrennungsmotor,
wie es oben beschrieben ist, hat das folgende Problem noch nicht
gelöst. Das bedeutet, dass das Verfahren zum Einstellen
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder
im Mehrzylindermotor auf "mager" und "reich" ein derartiges Problem
hat, das die Kraftstoffzufuhrmengen für die jeweiligen
Zylinder voneinander unterschiedlich sind, und somit ein Erzeugungsdrehmoment
für jeden Zylinder anders ist (die auf reich eingestellten
Zylinder nehmen größere Kraftstoffzufuhrmengen
und erzeugen somit größere Drehmomente, während
die auf mager eingestellten Zylinder geringere Kraftstoffzufuhrmengen
nehmen und sie somit kleinere Drehmomente erzeugen). In der Zwischenzeit
ist ein Verfahren zum Verzögern der Zündzeitgaben
für Zylinder bekannt, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für jeden Zylinder auf "reich" eingestellt wird, um dadurch die
erzeugten Drehmomente zu erniedrigen, so dass die Drehmomentvariation
absorbiert wird.
-
Weiterhin
ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem ein Nocken zum
Antreiben eines Lufteinlassventils für jeden der Zylinder
zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu einem
Nocken mit einer kurzen Periode eines offenen Ventils umgeschaltet
wird, um die Lufteinlassmenge zu reduzieren und somit die Innendrücke
der Zylinder zu reduzieren, so dass der Pumpverlust, etc. erhöht wird
und die Erzeugungsdrehmomente erniedrigt werden, um dadurch die
Drehmomentdifferenz zwischen den Zylinder zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
und den Zylindern zum Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
zu unterdrücken. Jedoch hat dieses Verfahren noch das folgende
Problem gehabt.
-
Das
bedeutet, dass der Kraftstoff für jeden der Zylinder, deren
Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf "reich" eingestellt ist
(d. h. der Zylinder zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses),
korrigiert wird, um bezüglich einer Menge erhöht
zu werden, und auch der Kraftstoff für jeden der Zylinder,
deren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf "mager" eingestellt
ist (d. h. der Zylinder zum Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses),
korrigiert wird, um bezüglich der Menge reduziert zu werden,
wodurch die Kraftstoffzufuhrmenge so bestimmt wird, dass jeder Zylinder ein
erwünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis hat. Demgemäß wird
die Kraftstoffzufuhrmenge für jeden Zylinder variiert,
so dass eine Drehmomentdifferenz zwischen Zylindern auftritt. Die
Lufteinlassmenge für jeden der Zylinder zum Reichmachen
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird reduziert, um die obige
Drehmomentdifferenz zu absorbieren. In Bezug auf jeden der Zylinder
zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird
ihre Kraftstoffzufuhrmenge ursprünglich korrigiert, um
erhöht zu werden, und somit ist dann, wenn die Lufteinlassmenge
reduziert wird, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis weiterhin
reich, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis außerhalb
eines erwünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ist.
-
Als
Ergebnis wird die Menge an HC, CO, die zum Katalysator von den Zylindern
zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt
wird, erhöht, und somit wird das Gleichgewicht zwischen der
betrachteten Menge und der Menge an Sauerstoff, der zum Katalysator
von den Zylindern zum Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt wird, gestört. Daher wird nicht nur
der Temperaturerhöhungseffekt des Katalysators erniedrigt,
sondern kann auch eine exzessive Menge an HC, CO zur Atmosphäre
ausgestoßen werden. Weiterhin ist dann, wenn die Lufteinlassmenge
reduziert wird, um das Drehmoment für jeden Zylinder zum
Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erniedrigen, deren
Luft/Kraftstoff-Verhältnis reich gemacht ist, indem die
Menge an Kraftstoff erhöht ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
weiterhin reich und somit übersteigt es die stabile Grenze
einer Verbrennung auf der reichen Seite. Daher gibt es ein derartiges
Risiko, dass die zyklische Variation des Motorerzeugungsdrehmoments
groß ist. Demgemäß hat die Reduzierung
der Lufteinlassmenge ihre eigenen Grenzen und ist auch der Reduzierungsbereich
des Erzeugungsdrehmoments begrenzt. Es ist in Wirklichkeit schwierig,
ein erwünschtes reiches Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und ein erwünschtes mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis einzurichten,
während die Erzeugungsdrehmomente einheitlich gemacht sind.
-
Das
sekundäre Luftzufuhrsystem erfordert zusätzliche
Teile, wie beispielsweise eine Luftpumpe, ein Luftventil, etc.,
um Luft direkt zu einem Abgassystem zuzuführen, und somit
hat es eine Menge an Nachteilen bezüglich der Kosten, etc.
Weiterhin wird die Temperatur von Abgas erniedrigt, weil Luft in
das Abgassystem genommen wird, und somit wird dann, wenn eine große
Menge an Luft eingeführt wird, um die chemische Reaktion
zu fördern, die Temperatur des Abgases exzessiv erniedrigt
und wird die chemische Reaktion eher unterdrückt. Das Verfahren
zum Erhöhen der Abgastemperatur durch Verzögern
der Zündzeitgaben ist gegenüber den anderen Verfahren bezüglich
des Temperaturerhöhungseffekts des Katalysators unterlegen.
-
Die
Erfindung ist implementiert worden, um die vorangehenden Probleme
zu lösen, und hat die Aufgabe, eine Steuerung für
einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, die die
Ausgangsdifferenz zwischen Zylindern ausreichend unterdrücken kann
und eine frühe Aktivierung eines Katalysators exzellent
durchführen kann, während eine Antriebsleistung
beibehalten wird.
-
Gemäß der
Erfindung enthält eine Steuerung für einen Verbrennungsmotor
mit mehreren Zylindern und einem Abgasreinigungskatalysator zum
Reinigen eines Abgases des Verbrennungsmotors Folgendes: eine Antriebszustands-Detektionseinrichtung
zum Detektieren des Antriebszustands des Motors; eine Kraftstoffzufuhrmengen-Einstelleinrichtung zum
Einstellen einer Kraftstoffzufuhrmenge für jeden der mehreren
Zylinder auf der Basis des durch die Antriebszustands-Detektionseinrichtung
detektierten Antriebszustands; und eine Einstelleinrichtung für eine
erforderliche Lufteinlassmenge zum Einstellen einer Lufteinlassmenge
für jeden der mehreren Zylinder auf der Basis des durch
die Antriebszustands-Detektionseinrichtung detektierten Antriebszustands, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerung weiterhin Folgendes enthält:
eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Einstelleinrichtung und
eine Korrektureinrichtung für eine erforderliche Lufteinlassmenge
für einen Zylinder. Die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Einstelleinrichtung
dient zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
einer Einlassluft/Kraftstoff-Mischung für jeden von ersten
zugeordneten Zylindern bei den mehreren Zylindern auf einen ersten
Einstellwert auf einer reichen Seite in Bezug auf ein vorbestimmtes
Luft/Kraftstoff-Verhältnis und auch zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
einer Einlassluft/Kraftstoff-Mischung für jeden von zweiten
zugeordneten Zylindern bei den mehreren Zylindern auf einen zweiten
Einstellwert auf einer mageren Seite in Bezug auf das vorbestimmte
Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter einem kalten Antriebszustand
des Verbrennungsmotors. Die Korrektureinrichtung für eine
erforderliche Lufteinlassmenge für einen Zylinder dient
zum Korrigieren der erforderlichen Lufteinlassmenge für
jeden der mehreren Zylinder, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für jeden der ersten zugeordneten Zylinder gleich dem ersten
Einstellwert ist und das Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
für jeden der zweiten zugeordneten Zylinder gleich dem
zweiten Einstellwert ist, unter dem Zustand, dass die Kraftstoffzufuhrmengen
für alle der mehreren Zylinder durch die Kraftstoffzufuhrmengen-Einstelleinrichtung
derart eingestellt sind, dass sie im Wesentlichen einheitlich sind.
-
Gemäß der
Steuerung für den Verbrennungsmotor der Erfindung wiederholt
das Abgas, das durch den Katalysator läuft, den reichen
Zustand und den mageren Zustand für jede vorbestimmte Periode,
und beispielsweise werden HC, CO und Sauerstoff zum Katalysator
zugeführt, um die chemische Reaktion zu fördern
und um eine Erhöhung der Temperatur des Katalysators zu
erhöhen, um dadurch den Katalysator früh auf einen
Aktivierungszustand einzustellen. Zusätzlich kann die Uneinheitlichkeit der
Kraftstoffzufuhrmengen zu allen der mehreren Zylinder, die der kritischste
Faktor zum Induzieren einer Variation eines Erzeugungsdrehmoments
unter den Zylindern ist, eliminiert werden, was bedeutet, dass die
Kraftstoffzufuhrmengen zu allen der mehreren Zylinder im Wesentlichen
einheitlich gemacht werden, so dass eine Variation des Drehmoments, welche
die Antriebsleistung beeinflusst bzw. beeinträchtigt, unterdrückt
werden kann.
-
Das
Vorangehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
der Erfindung klarer werden, wenn sie in Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen genommen wird.
-
Es
folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau einer Steuerung für
einen Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur des Verbrennungsmotors
des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
-
3 ist
ein Diagramm, das eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Kennlinie
für reiche Zylinder und magere Zylinder des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
-
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zum Einstellen
eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von jedem von Zylindern
des ersten Ausführungsbeispiels zeigt; und
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur des Verbrennungsmotors
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
werden hierin nachfolgend beschrieben werden.
-
Erstes Ausführungsbeispiel
-
Ein
erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
wird hierin nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
werden. 1 ist ein Blockdiagramm, das
den Gesamtaufbau einer Steuerung für einen Verbrennungsmotor
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung
auf eine Vorrichtung mit einer Drosselklappe angewendet, die als individuelle
Lufteinlassmengen-Steuereinrichtung in einem Einlassrohr jedes Zylinders
bei einem Verbrennungsmotor mit vier Zylindern in einer Reihe unabhängig
angetrieben wird. In 1 ist der Aufbau von nur einem
Zylinder repräsentativ detailliert gezeigt, jedoch muss
es nicht gesagt werden, dass die anderen Zylinder vom zweiten bis
zum vierten Zylinder (die nicht gezeigt sind) denselben Aufbau haben.
-
In 1 ist
ein Motor 1 mit jeweiligen Einlassrohren 2 in
Verbindung mit jedem von mehreren Zylindern versehen. Das Einlassrohr 2 jedes
Zylinders hat eine Drosselklappe 3 zum Begrenzen der Lufteinlassmenge,
ein Drossel-Stellglied 4 zum Öffnen/Schließen
der Drosselklappe 3, einen Drosselklappenöffnungsausmaßsensor
bzw. Drosselklappenöffnungsgradsensor 5 zum Detektieren
des Öffnungsausmaßes θ der Drosselklappe 3 und
ein Kraftstoffeinspritzventil 6. Das Drossel-Stellglied 4 und das
Kraftstoffeinspritzventil 6 werden auf der Basis von Antriebssignalen
D4, D6 von einer elektronischen Steuereinheit (die hierin nachfolgend
ECU genannt wird) 10 angetrieben.
-
Der
ECU 10 wird ein Zylinderidentifikationssignal C von einer
Zylinderidentifizierungseinrichtung (Kurbelwinkeldetektionssensor
oder ähnlichem), ein Detektionssignal (Drosselöffnungsausmaß bzw. -grad) θ vom
Drosselöffnungsausmaßsensor 5 und Detektionssignale
von verschiedenen Arten von Sensoren (nicht gezeigt) zugeführt.
Der Kurbelwinkeldetektionssensor 11 erzeugt ein Pulssignal,
das die Drehzahl Ne des Motors darstellt, und es wird zusammen mit
dem oben beschriebenen Zylinderidentifikationssignal C zur ECU 10 eingegeben.
-
Die
verschiedenen Arten von Sensorsignalen enthalten ein Wassertemperatursignal
(die Kühlwassertemperatur Tw des Motors 1) von
einem Kühlwassertemperatursensor, ein Lufteinlasstemperatursignal
(Lufteinlasstemperatur Ta) von einem Lufteinlasstemperatursensor,
ein Lufteinlassmengensignal (Lufteinlassmenge Qa) von einem Luftstromsensor, ein
Gaspedalpositionssignal (Betätigungsausmaß eines
Gaspedals a) von einem Gaspedalpositionssensor, etc., und diese
Signale werden zur ECU 10 eingegeben, wie es in 1 gezeigt
ist.
-
Der
Motor 1 ist versehen mit einem Einlassventil 12 zum Öffnen/Schließen
einer Kommunikationsverbindung mit dem Lufteinlassrohr 2,
einem Auslass- bzw. Abgasventil 13 zum Öffnen/Schließen einer
Kommunikationsverbindung mit einem Abgasdurchgang 7 und
einer Zündkerze 14 zum Steuern einer Zündung
von jedem Zylinder. Die Zündkerze 14 wird auf
der Basis eines Zündsignals D14 von der ECU 10 angetrieben.
Weiterhin ist ein Katalysator 15 zum Reinigen von Abgas,
das zur Atmosphäre ausgestoßen wird, auf der stromabwärtigen
Seite des Abgasdurchgangs 7 vorgesehen.
-
Hier
wird beim ersten Ausführungsbeispiel die Verarbeitung zum
Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge, zum Einstellen der Zündzeitgabe
und zum Einstellen der Lufteinlassmenge jedes Zylinders, welche
Verarbeitung durch die ECU 10 ausgeführt wird,
unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der
-
2 beschrieben
werden. Diese Verarbeitung wird in jeder vorbestimmten Periode wiederholt ausgeführt.
-
Zuerst
bildet ein Schritt S101 ein Antriebszustands-Detektionsmittel. Im
Schritt S101 werden die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl Ne,
das Betätigungsausmaß des Gaspedals α,
die Kühlwassertemperatur Tw, die Lufteinlassmenge Qa, eine
Ladeeffizienz Ec, etc. aus den Eingangssignalen der verschiedenen
Arten von Sensoren berechnet.
-
Ein
Schritt S102 bildet ein Berechnungsmittel für ein erforderliches
Drehmoment. Im Schritt S102 wird ein erforderliches Drehmoment bzw.
Anforderungsdrehmoment (erforderliches bzw. Anforderungs-Tq) entsprechend
der Antriebskraft, von welchem erwartet wird, dass es durch den
Motor unter dem gegenwärtigen Antriebszustand erzeugt wird, auf
der Basis der verschiedenen Arten von Information berechnet, die
im Schritt S101 berechnet ist. In diesem Fall werden sie als Funktion
Ftq (Ne, α, Tw), die die Motorgeschwindigkeit Ne, das Betätigungsausmaß des
Gaspedals α und die Kühlwassertemperatur Tw als
Argumente enthält, berechnet. Spezifisch wird allgemein
ein Verfahren zum Berechnen eines erforderlichen Basisdrehmoments
aus MAP (= Koordinatennetz), welches Ne und α als Argumente enthält,
zum Berechnen eines Wassertemperatur-Korrekturkoeffizienten aus
MAP, welches Tw als Argument enthält, und zum darauffolgenden
Berechnen eines erforderlichen Tq durch Multiplizieren des erforderlichen
Basisdrehmoments und des Wassertemperatur-Korrekturkoeffizienten
verwendet.
-
Ein
Schritt S103 bildet ein Einstellmittel für eine erforderliche
Lufteinlassmenge. Im Schritt S103 wird ein Steuerungssollwert einer
Ladeeffizienz (Sollbasis-Ec), der als Basis zum Steuern der Lufteinlassmenge
des Motors dient, aus dem erforderlichen Tq berechnet. Dieser wird
als Funktion Fec (Ne, Soll-Tq, Tw), die Ne, das erforderliche Tq,
Tw als Argumente enthält, berechnet und kann beispielsweise
gemäß einem Verfahren zum Multiplizieren eines
aus MAP, welches Ne und das erforderliche Tq als Argumente enthält,
ausgelesenen Werts und eines aus MAP, welches Tw als Argument enthält,
ausgelesenen Korrekturkoeffizienten oder anderer Verfahren berechnet werden.
-
Ein
Schritt S104 bildet ein Beurteilungsmittel. Im Schritt S104 wird
beurteilt, ob eine Bedingung zum Implementieren einer Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung
erfüllt ist oder nicht. In diesem Fall wird beurteilt,
ob die Kühlwassertemperatur Tw zwischen vorbestimmten Werten
Twl und Twh ist, die in 3 gezeigt sind (Twl ≤ Tw ≤ Twh).
Wenn das Beurteilungsergebnis des Schritts S104 JA ist, wird beurteilt,
dass die Bedingung zum Implementieren der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
erfüllt ist, und geht die Verarbeitung zu einem Schritt
S105 und zu den darauffolgenden Schritten, um die Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
durchzuführen. Wenn ein Beurteilungsergebnis des Schritts S104
NEIN ist, wird beurteilt, dass die Bedingung zum Implementieren
der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung nicht erfüllt
ist und geht die Verarbeitung zu einem Schritt S112, um eine normale Steuerung
durchzuführen.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Motor-Kühlwassertemperatur
als die Bedingung zum Implementieren der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
eingestellt. Jedoch kann Verfahren zum Vorsehen eines Sensors zum
Messen der Temperatur des Katalysators oder eines Temperatursensors
zum Detektieren der Temperatur eines Abgases vor und hinter dem
Katalysator und zum Einstellen eines jeweiligen Ausgangswerts als
Implementierungsbedingung verwendet werden.
-
Die
Verarbeitung des Schritts S105 und der darauffolgenden Schritte
gehört zu der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
gemäß der Erfindung. Der Schritt S105 bildet ein
Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Einstellmittel. Im Schritt S105
werden Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisse für Zylinder
mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis und für
Zylinder mit einem reichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt.
Beispielsweise werden die Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
gemäß der Motor-Kühlwassertemperatur
Tw eingestellt, wie es in 3 gezeigt
ist. Ein nächster Schritt S106 bildet ein Zylinderzuordnungsmittel.
Im Schritt S106 werden die Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und die Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
zugeordnet. Beispielsweise werden die Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und die Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
zugeordnet, wie es in 4 gezeigt ist.
-
Hier
wird das Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und
das Zuordnen der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
detailliert beschrieben werden. Auf einer Seite relativ hoher Temperatur
(Twm ≤ Tw ≤ Twh) unter der Bedingung eines Implementierens
der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung werden das
Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der mageren Seite und
das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der reichen Seite
so eingestellt, dass die jeweiligen Unterschiede gegenüber
den stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnissen
auf der mageren und der reichen Seite gleich zueinander sind, wie
es in 3 gezeigt ist. Das bedeutet, dass die Lufteinlassmenge,
die korrigiert wird, um in jedem der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
erhöht zu werden, und die Lufteinlassmenge, die korrigiert
wird, um in jedem der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
reduziert zu werden, gleich zueinander sind.
-
In
diesem Fall werden die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der
jeweiligen Zylinder so eingestellt, dass der Zylinder mit reichem
Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Zylinder mit magerem
Luft/Kraftstoff-Verhältnis abwechselnd angeordnet sind,
wie es in 4B gezeigt ist, und unverbrannte
Komponenten (HC, CO) und Sauerstoff, deren Menge (entsprechend dem stöchiometrischen
Luft/Kraftstoff-Verhältnis) kompatibel zu der Menge der
unverbrannten Komponenten ist, abwechselnd zu dem Katalysator eingeführt
werden, wodurch die Oxidationsreaktion gefördert wird und
der Effekt zum Fördern der Temperaturerhöhung des
Katalysators erreicht wird.
-
Andererseits
wird auf der Seite niedriger Temperatur (Twl ≤ Tw ≤ Twm),
wie es in 3 gezeigt ist, der Unterschied
zwischen dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der mageren
Seite und dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt,
um kleiner als der Unterschied zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf der reichen Seite und dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu
sein (das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der mageren Seite
wird auf etwa die Hälfte von demjenigen auf der reichen
Seite eingestellt). Dies ist deshalb so, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf der mageren Seite, das die stabile Grenze für eine
Verbrennung wird, unter dem Antriebszustand niedriger Temperatur
des Motors klein ist (nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis)
und somit das magere Ausmaß nicht auf einen großen
Wert eingestellt werden kann.
-
In
diesem Fall wird, wie es in 4A gezeigt ist,
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für einen Zylinder auf
"reich" eingestellt und werden dann die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
für darauffolgende zwei Zylinder auf "mager" eingestellt.
In diesem Fall entspricht in Bezug auf die Menge an unverbrannten
Komponenten, die von dem Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
entladen werden, die Gesamtmenge an Sauerstoff von den darauffolgenden
zwei Zylindern mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis dem
stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
-
Ein
Schritt S107, S108 bildet jeweils ein Korrekturmittel für
eine erforderliche Lufteinlassmenge für einen Zylinder.
Im Schritt S107 wird auf der Basis des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
RTAF für jeden von Zylindern, bei welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
reich gemacht ist (die hierin nachfolgend "Zylinder zum Reichmachen"
genannt werden) und der Sollbasis-Ec, die im Schritt S103 bestimmt
ist, die Ladeeffizienz (Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen),
bei welcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Einlassluft/Kraftstoff-Mischung
gleich dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, berechnet.
Spezifisch wird die Sollbasis-Ec unter der Annahme des stöchiometrischen
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt, und somit kann
die Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen durch Berechnen des Verhältnisses
zwischen dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis RTAF und dem
stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und
durch Multiplizieren dieses berechneten Verhältnisses und
der Sollbasis-Ec berechnet werden.
-
Beispielsweise
gilt im Fall der Sollbasis-Ec = 25%, RTAF = 12,5 und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
= 14,7, für die Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen =
25% × 12,5 ÷ 14,7 = 21,26%. Als Ergebnis wird
die Lufteinlassmenge der Mengenreduzierungskorrektur unterzogen.
Im Schritt S108 wird eine Soll-Ec eines Zylinders zum Magermachen
als eine Steuerungs-Sollladeeffizienz für jeden von Zylindern,
bei welchem ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf "mager"
eingestellt ist, berechnet. Die Soll-Ec eines Zylinders zum Magermachen
kann durch Berechnen des Verhältnisses zwischen dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
LTAF des Zylinders zum Magermachen und dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und durch darauffolgendes Multiplizieren des berechneten Verhältnisses
und der Sollbasis-Ec wie im Fall des Schritts S107 berechnet werden.
-
Ein
Schritt S109 bildet ein Kraftstoffzufuhrmengen-Einstellmittel. Im
Schritt S5109 wird eine Basis-Kraftstoffzufuhrmenge für
jeden von allen Zylindern als Funktion Fqf (Sollbasis-Ec, Ne), die
die Sollbasis-Ec, Ne als Argumente enthält, berechnet.
Unter der normalen Steuerung wird sie durch Verwenden von Ec, die
im Schritt S101 bestimmt ist, wie im Fall des später beschriebenen
Schritt S113 berechnet. Jedoch wird bei diesem Ausführungsbeispiel
die Sollbasis-Ec verwendet. Der Grund dafür ist wie folgt. Das
bedeutet, dass gemäß dem Merkmal der Erfindung
die Lufteinlassmenge für jeden von Zylindern korrigiert
wird, um erhöht und reduziert zu werden, um ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
zu erreichen, während die Kraftstoffzufuhrmengen für
die jeweiligen Zylinder einheitlich gemacht werden. Daher ist es
nicht nötig, dass die Kraftstoffzufuhrmenge nicht gemäß der
Ladeeffizienz Ec bestimmt wird, die die tatsächliche Lufteinlassmenge
für jeden von Zylindern darstellt, sondern es ist nötig,
dass die Kraftstoffzufuhrmenge gemäß der Lufteinlassmenge
für jeden Zylinder vor der Erhöhung/Reduzierungs-Korrektur
bestimmt wird. Mit dieser Operation können die Kraftstoffzufuhrmengen
der jeweiligen Zylinder im Wesentlichen einheitlich gemacht werden,
und dies trägt zu einer Unterdrückung einer Drehmomentvariation
bei. Die Basis-Kraftstoffzufuhrmenge wird verschiedenen Arten von
Korrekturen unterzogen, wie beispielsweise einer Wassertemperaturkorrektur,
einer Korrektur basierend auf einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkoppelkorrekturlernwert,
etc., um die schließliche Kraftstoffzufuhrmenge zu erreichen.
In diesem Fall wird die Basis-Kraftstoffzufuhrmenge mit einem Gesamtkoeffizienten
Ctotal entsprechend der Gesamtheit von verschiedenen Arten von Korrekturkoeffizienten
multipliziert, um die schließliche Kraftstoffzufuhrmenge
zu bestimmen.
-
Ein
Schritt S110, S111 bildet jeweils ein Zündzeitgabe-Berechnungsmittel.
Die Zündzeitgabe wird für jeden von Zylindern
mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Schritt S110
und für jeden der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
im Schritt S111 berechnet. Zuerst wird eine Basis-Zündzeitgabe
als Funktion Figt (Ec, Ne, Tw), die die Ladeffizienz Ec, die Motorgeschwindigkeit
Ne und die Motor-Kühlwassertemperatur Tw als Argumente
enthält, berechnet. Spezifisch wird ein Wert, der bestimmt
ist durch Durchsuchen von MAP, welches Ec, Ne als Argumente enthält,
mit einem Wert multipliziert, der bestimmt ist durch Durchsuchen
von MAP, was Tw als Argument enthält, um die Zündzeitgabe
zu berechnen.
-
Ein
Zündzeitgabe-Verzögerungs-(Winkelverzögerungs-)Korrekturausmaß für
jeden der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
wird bestimmt, um die Zündzeitgabe-Verzögerungskorrektur
an der bestimmten Basis-Zündzeitgabe auszuführen,
und die schließliche Zündzeitgabe IGTr für
jeden der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
wird im Schritt S110 berechnet, während IGT1 für
jeden der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
im Schritt S111 berechnet wird. In diesem Fall wird das Zündzeitgabe-Verzögerungskorrekturausmaß so eingestellt,
dass die Zündzeitgaben für Zylinder mit reichem
Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Zündzeitgaben
für Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
verzögert werden, um näher an der stabilen Grenze
einer Verbrennung zu sein. Demgemäß wird die Temperatur
des Abgases erhöht und wird die Wärmemenge, die
zu dem Katalysator zugeführt wird, erhöht, so
dass der Temperaturerhöhungseffekt des Katalysators weiter
verstärkt wird.
-
Das
Verzögerungskorrekturausmaß zum Verzögern
der Zündzeitgabe bis zu nahe der stabilen Grenze einer
Verbrennung wird zu Funktionen Fretr (Ec, Ne, Tw), Fretl (Ec, Ne,
Tw) eingestellt, die Ec, Ne, Tw als Argumente enthalten, und es
wird aus einer MAP-Durchsuchung basierend auf diesen drei Argumenten
bestimmt. Die Zündzeitgabe bei der stabilen Grenze einer
Verbrennung wird nicht nur durch Ec, Ne, Tw stark beeinflusst, sondern
auch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Jedoch sind beim ersten Ausführungsbeispiel
die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse für alle Zylinder
eindeutig für Tw im Schritt S105 bestimmt. Daher kann in
diesem Fall, wenn nur Tw als Argument verwendet wird, das Verzögerungskorrekturausmaß,
das auch auf dem Effekt des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
basiert, eingestellt werden.
-
Der
Wert von MAP zum Bestimmen des Verzögerungskorrekturausmaßes,
mit welchem die Zündzeitgabe bis zu der stabilen Grenze
einer Verbrennung verzögert wird, kann durch einen Fahrzeugtest,
einen Motoreinheitstest oder ähnliches bei der Fahrzeugentwicklungsstufe
bestimmt werden. Spezifisch wird, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
jedes Zylinders auf das in den 3, 4 gezeigte Luft/Kraftstoff-Verhältnis
eingestellt ist, die Zündzeitgabe nach und nach von der
Basis-Zündzeitgabe aus verzögert, und eine Zündzeitgabe,
bei welcher die Motorschwingung oder die Drehvariation einen zulässigen
Wert übersteigt, wird untersucht. Der Wert von MAP zum
Bestimmen des Verzögerungskorrekturausmaßes kann
so eingestellt werden, dass die Zündzeitgabe auf eine Zündzeitgabe
eingestellt wird, die geringfügig (beispielsweise um drei
Grad bezüglich eines Kurbelwinkels) gegenüber
der Zündzeitgabe zu dieser Zeit zu der Voreilseite verschoben
wird.
-
Weiterhin
sind zusätzlich zu dem Verfahren zum Einstellen des Verzögerungskorrekturausmaßes im
Voraus, wie es oben beschrieben ist, ein Verfahren zum Vorsehen
eines Sensors zum Detektieren eines Ionenstroms, der dann erzeugt
wird, wenn eine Luft/Kraftstoff-Mischung in dem Zylinder verbrannt wird,
und eines Sensors zum Detektieren des Drucks in dem Zylinder und
zum Detektieren der stabilen Grenze einer Verbrennung auf der Basis
der Detektionswerte dieser Sensoren und ein Verfahren um Detektieren
der stabilen Grenze einer Verbrennung aus der Variation der Drehzahl
oder von ähnlichem vorgeschlagen worden. Durch Verwenden
dieser Verfahren ist es möglich, die Zündzeitgabe
während des Antreibens eines Fahrzeugs nach und nach zu
verzögern und auch die Zündzeitgabe zu dem Zeitpunkt nicht
weiter zu verzögern, zu welchem die stabile Grenze einer
Verbrennung detektiert wird.
-
Wenn
im Schritt S104 beurteilt wird, dass die Bedingung zum Implementieren
der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung erfüllt
ist, werden die Soll-Ladeeffizienz, die Kraftstoffzufuhrmenge und
die Zündzeitgabe für jeden der Zylinder, wenn die
Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung ausgeführt
wird, durch die Verarbeitung der obigen Schritte S105 bis S111 bestimmt.
Dann geht die Verarbeitung zu dem letzten Schritt S115, so dass
das Soll-Drosselöffnungsausmaß (Soll-Th) zum Steuern der
Drosselklappe, die in Verbindung mit jedem der Zylinder angeordnet
ist, als die Funktion Fth (Soll-Ec, Ne) der Soll-Ec als die Steuerungs-Soll-Ladeeffizienz für
jeden der Zylinder und die Motorgeschwindigkeit Ne berechnet, und
dann wird die gesamte Verarbeitung beendet. Eine Koordinatennetzdurchsuchung, die
Soll-Ec, Ne als Argumente enthält, oder ähnliches wird
allgemein zur Berechnung von Soll-Th verwendet.
-
Wenn
andererseits im Schritt S104 beurteilt wird, dass die Bedingung
zum Implementieren der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
nicht erfüllt ist, werden Steuerungen eines normalen Lufteinlasses,
eines Brennstoffs, einer Zündzeitgabe gemäß den
Schritten S112 bis S114 ausgeführt. Die Soll-Ec für
jeden der Zylinder wird im Schritt S112 eingestellt. In diesem Fall
wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis für jeden
der Zylinder nicht einzeln eingestellt und wird die Sollbasis-Ec
direkt eingesetzt. Darauffolgend wird in einem Schritt S113 die Kraftstoffzufuhrmenge
berechnet. In diesem Fall wird, wie in dem Fall des Schritts S109,
durch Verwenden der Lade- bzw. Auffülleffizienz Ec und
der Motorgeschwindigkeit Ne als Argumente der aus der Funktion Fqf
(Ec, Ne) berechnete Wert mit Ctotal als verschiedene Arten von Korrekturen
multipliziert, wie beispielsweise der Wassertemperaturkorrektur,
des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkoppelkorrekturwerts, des
Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkoppelkorrekturlernwerts,
etc., um die schließliche Kraftstoffzufuhrmenge zu bestimmen.
-
In
einem Schritt S114 wird, wie im Fall des Schritts S110, die Zündzeitgabe
IGT als die Funktion Figt (Ec, Ne, Tw), die die Ladeeffizienz Ec,
die Motorgeschwindigkeit Ne und die Motor-Kühlwassertemperatur
Tw als Argumente enthält, berechnet. In diesem Fall wird
die Verzögerungskorrektur nicht ausgeführt, und
somit entspricht dieser Wert direkt der Zündzeitgabe. Schließlich
geht die Verarbeitung zum Schritt S115, um das Soll-Öffnungsausmaß der
Drosselklappe entsprechend jedem Zylinder zu berechnen, und dann
wird die gesamte Verarbeitung beendet.
-
Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel, das so aufgebaut ist, wird
dann, wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz zwischen
Zylindern vorgesehen ist, um die Oxidationsreaktion von HC oder
CO bei dem Katalysator zu fördern und somit die Temperatur
des Katalysators zu erhöhen, um dadurch eine frühe
Aktivierung durchzuführen, die Lufteinlassmenge korrigiert,
um unter dem Zustand erhöht/reduziert zu werden, in welchem
die Kraftstoffzufuhrmengen zu den jeweiligen Zylindern im Wesentlichen
einheitlich gemacht sind, um dadurch die Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz
zwischen den Zylindern zur Verfügung zu stellen. Daher
werden die in die jeweiligen Zylinder zuzuführenden Energiemengen
einheitlich gemacht und kann der Effekt zum Unterdrücken
der Ungleichmäßigkeit der Ausgaben der jeweiligen
Zylinder weiter verstärkt werden. Weiterhin wird zusätzlich
die Zündzeitgabe auch verzögert und wird die Abgastemperatur
erhöht, so dass der Effekt zum Fördern der Temperaturerhöhung
des Katalysators erwartet werden kann und die frühe Aktivierung
weiter gefördert werden kann.
-
Beim
ersten Ausführungsbeispiel wird auch die Verzögerungssteuerung
der Zündzeitgaben ausgeführt. Jedoch kann der
Temperaturerhöhungseffekt des Katalysators selbst dann
in ausreichendem Maße erreicht werden, wenn nur die Lufteinlassmengen-Erhöhungs/Reduzierungs-Korrektur
bei jedem Zylinder ausgeführt wird. Der Drehmomentvariationsfaktor,
der durch Verzögern der Zündzeitgabe für
jeden der Zylinder bis zu der stabilen Grenze einer Verbrennung
verursacht wird, wird zu Null gemacht, so dass die Drehmomentvariation
des Motors exzellenter unterdrückt werden kann. Daher kann
der Aufbau angenommen werden, dass nur die Steuerung der Lufteinlassmenge
ausgeführt wird.
-
Weiterhin
werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
in einem Fall, in welchem die Zündzeitgabe bis zu der stabilen
Grenze einer Verbrennung verzögert wird, ungeachtet von
jedem der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
oder von jedem der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis,
wenn es erforderlich ist, dem Drehmomentvariations-Unterdrückungseffekt
eine Priorität zuzuteilen, solche Zylinder der Zylinder
mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Zylinder
mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis als bis zu der stabilen
Grenze einer Verbrennung angesehen, und kann die Zündzeitgabe
für die anderen Zylinder auf die Zündzeitgabe
eingestellt werden, zu welcher die erzeugten Drehmomente der jeweiligen
Zylinder gleich zueinander sind. Spezifisch kann es auf einfache
Weise durch Einstellen des Werts von MAP entsprechend den Funktionen
Fretr (Ec, Ne, Tw), Fretl (Ec, Ne, Tw) zum Berechnen des Verzögerungskorrekturausmaßes
der Zündperiode in den Schritten S110, S111 des in 2 gezeigten
Ablaufdiagramms gemäß dem folgenden Verfahren
implementiert werden.
-
Das
vom Motor erzeugte Drehmoment, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf "reich" für jeden der Zylinder eingestellt und die
Zündzeitgabe für jeden der Zylinder bis zu der
stabilen Grenze einer Verbrennung unter einem Motoreinheitstest
oder ähnlichem in der Fahrzeugentwicklungsstufe verzögert
wird, und das vom Motor erzeugte Drehmoment, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf "mager" für jeden Zylinder eingestellt ist und die
Zündzeitgabe für jeden der Zylinder bis zu der
stabilen Grenze einer Verbrennung unter dem Motoreinheitstest oder
von ähnlichem verzögert ist, werden miteinander
verglichen, und der Wert von MAP zum Berechnen des Verzögerungskorrekturausmaßes
wird so eingestellt, dass die Zündzeitgaben für
die Zylinder mit den Luft/Kraftstoff-Verhältnissen, die
größere erzeugte Drehmomente zur Verfügung
stellen, eingestellt werden, um nahe der stabilen Grenze einer Verbrennung
zu sein. In Bezug auf die Zylinder mit den Luft/Kraftstoff-Verhältnissen,
die kleinere erzeugte Drehmomente zur Verfügung stellen,
wenn die Zündzeitgaben bis zu der stabilen Grenze einer
Verbrennung verzögert werden, indem die Zündzeitgaben
zu der Voreilseite in Bezug auf die stabile Grenze einer Verbrennung verschoben
werden (das Verzögerungsausmaß reduziert wird),
werden die erzeugten Drehmomente erhöht, und der Wert von
MAP zum Berechnen des Verzögerungskorrekturausmaßes
wird so eingestellt, dass die Zündzeitgaben eine kleinere
Differenz zwischen beiden erzeugten Drehmomenten zur Verfügung
stellen. Wenn die Werte von MAPs zum Berechnen der Verzögerungskorrekturausmaße
der Zündzeitgaben der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff- Verhältnis
und der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
eingestellt sind, wie es oben beschrieben ist, kann die Drehmomentvariation
des Motors sehr merklich reduziert werden, und können der
Unterdrückungseffekt der Drehmomentvariation und der Effekt
der frühen Aktivierung des Katalysators zu einem Maximum
hervorgebracht werden.
-
Weiterhin
wird beim ersten Ausführungsbeispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
so eingestellt, dass die Lufteinlassmenge, die derart korrigiert
wird, dass sie in jedem der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
reduziert wird, und die Lufteinlassmenge, die derart korrigiert
wird, dass sie in jedem der Zylinder mit mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis
erhöht wird, als Gesamtes gleich zueinander sind. Beispielsweise
wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt, dass
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der reichen Seite etwa
nahe zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
ist und der Sauerstoff etwas exzessiv als Gesamtes in Bezug auf
das Abgas ist, das in den Katalysator fließt. Spezifisch
kann in dem Schritt S105 des Ablaufdiagramms der 2 das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
RTAF auf der reichen Seite der 3 derart
eingestellt werden, dass es geringfügig nahe zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
ist (beispielsweise dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von
etwa 0,6) (auf der oberen Seite der 3), oder
wird die Berechnung ausgeführt, nachdem RTAF mit einem
vorbestimmten Koeffizienten (beispielsweise etwa 1,05) multipliziert ist,
wenn die Soll-EC des Zylinders zum Reichmachen im Schritt S107 berechnet
wird.
-
Es
ist bekannt, dass eine Aktivierung einer Oxidationsreaktion früher
unter einer sauerstoffexzessiven Atmosphäre durchgeführt
wird, wenn der Katalysator unter einer niedrigen Temperatur und
einem inaktiven Zustand ist. Demgemäß kann es
erwartet werden, einen Effekt zum Reduzieren einer Entlademenge
von uriverbrannten Komponenten (HC, CO) zu der Atmosphäre
merklicher zu erreichen, was direkt nach einem Beginnen eines Kühlantriebs
des Motors problematisch ist. In diesem Fall gibt es eine Sorge
in Bezug auf eine Verzögerung einer Aktivierung einer Reduktionsreaktion
von NOx. Jedoch ist der Effekt zum Reinigen von Abgas durch Zuteilen
einer Priorität zu der Förderung der Oxidationsreaktion
von unverbrannten Komponenten stark, weil die Entlademenge von NOx
unter dem Zustand eines kalten Antreibens des Motors ursprünglich klein
ist.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
Als
Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben werden. Der Gesamtaufbau der Steuerung für
den Verbrennungsmotor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist derselbe wie bei dem im Blockdiagramm der 1 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiel, und somit sind die Zeichnungen
und die Beschreibung davon weggelassen.
-
Beim
ersten Ausführungsbeispiel wird die Lufteinlassmenge für
jeden der Zylinder mit reichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
derart korrigiert, dass sie reduziert wird, und wird die Lufteinlassmenge
für jeden der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis derart
korrigiert, dass sie erhöht wird, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für jeden von allen Zylindern auf ein erwünschtes
Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird. Jedoch werden
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Kraftstoffzufuhrmengen für die jeweiligen Zylinder
derart eingestellt, dass sie im Wesentlichen einheitlich sind, jedoch
wird die Kraftstoffzufuhrmenge so eingestellt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
auf "reich" eingestellt wird. Zusätzlich wird, um die frühe
Aktivierung des Katalysators zu fördern und um zu veranlassen,
dass das Abgas, das in den Katalysator fließt, in jeder
vorbestimmten Periode "reich" und "mager" wiederholt, wird die Lufteinlassmenge
für jeden der Zylinder mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
erhöht und wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
als ein Ergebnis der Erhöhungskorrektur der Lufteinlassmenge
für jeden der Zylinder, zu welchem eine solche Kraftstoffzufuhrmenge
eingestellt wird, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis reich
zu machen, auf "mager" eingestellt.
-
Das
Merkmal des zweiten Ausführungsbeispiels wird bezüglich
der Verarbeitung zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge, zum
Einstellen der Zündzeitgabe und zum Einstellen der Lufteinlassmenge
für jeden der Zylinder unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm
der 5 beschrieben werden.
-
Das
Ablaufdiagramm der 5 entspricht einem teilweise
geänderten Ablaufdiagramm der 2 für
das erste Ausführungsbeispiel, wobei die Schritte mit denselben
Inhalten wie in 2 durch dieselben Schrittnummern
wie in 2 dargestellt sind und die Beschreibung daher
weggelassen ist. Die Schritte, die unterschiedlich von denjenigen
der 2 sind, sind Schritte S207 bis S209. Der Schritt
S207, S208 bildet jeweils ein Korrekturmittel für eine
erforderliche Lufteinlassmenge für einen Zylinder. Der
Schritt S209 bildet ein Kraftstoffzufuhrmengen-Einstellmittel. Das
bedeutet, dass bei der Verarbeitung zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
für jeden Zylinder unter dem Zustand eines kalten Antreibens
des Motors der Schritt zum Berechnen der Soll-Ladeeffizienz (Soll-Ec
des Zylinders zum Reichmachen) für jeden der Zylinder zum
Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Soll-Ladeeffizienz (Soll-Ec
des Zylinders zum Magermachen) für jeden der Zylinder zum
Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Schritt
zum Berechnen der Kraftzufuhrmenge (Qfuel) zu jedem von allen Zylindern
unterschiedlich von denjenigen der 2 sind.
Die Verarbeitung basierend auf diesen geänderten Schritten
wird hierin nachfolgend beschrieben werden.
-
Zuerst
werden, wie im Fall der 2 des ersten Ausführungsbeispiels,
verschiedene Arten von Variablen in den Schritten S101 bis S106
berechnet, die den Antriebszustand darstellen. Wenn die Bedingung
zum Implementieren der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
erfüllt ist, werden die Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
für sowohl Zylinder zum Reichmachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses als
auch Zylinder zum Magermachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
berechnet und werden Zylinder mit jeweiligen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen
bestimmt. Dann wird im Schritt S207 die Soll-Ladeeffizienz für
jeden der Zylinder zum Reichmachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
berechnet. Dieser Punkt ist derselbe wie der Schritt S107 der 2,
jedoch ist das Berechnungsverfahren anders. Beim zweiten Ausführungsbeispiel
wird die Kraftstoffzufuhrmenge für jeden von allen Zylindern
im später beschriebenen Schritt S209 berechnet, jedoch
wird die Kraftstoffzufuhrmenge so berechnet, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in Bezug auf die Sollbasis-Ec reich ist. Daher wird in dem Schritt
S207 die Sollbasis-Ec direkt als die Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen
für jeden der Zylinder zum Reichmachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
eingesetzt.
-
Darauffolgend
wird die Soll-Ec des Zylinders zum Magermachen als die Soll-Ladeeffizienz
für jeden der Zylinder zum Magermachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
berechnet. Wie es oben beschrieben ist, wird die Kraftstoffzufuhrmenge
so eingestellt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis reich
ist, und somit ist es nötig, das die Soll-Ec des Zylinders
zum Magermachen durch Unterziehen der Sollbasis-Ec der Ausmaßerhöhungskorrektur
berechnet wird, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
selbst angesichts der obigen Einstellung der Kraftstoffzufuhrmenge
noch mager ist.
-
Spezifisch
wird im Fall der Sollbasis-Ec die Kraftstoffzufuhrmenge so bestimmt,
dass die Sollbasis-Ec gleich RTAF als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für jeden der Zylinder zum Reichmachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ist (was später beim Schritt S209 beschrieben ist). Daher
wird das Verhältnis zwischen RTAF und LTAF, das das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für jeden der Zylinder zum Magermachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ist, berechnet und mit der Sollbasis-Ec multipliziert, um dadurch
das Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen zu berechnen. Beispielsweise
gilt in dem Fall der Sollbasis-Ec = 25%, RTAF = 13, LTAF = 16,5,
für die Soll-Ec des Zylinders zum Reichmachen = 25% × 16,5 ÷ 13
= 31,73%, und als Ergebnis wird die Lufteinlassmenge derart korrigiert,
dass sie erhöht wird.
-
Dann
wird die Kraftstoffzufuhrmenge für jeden von allen Zylindern
im Schritt S209 berechnet. Dieser Schritt ist auch bezüglich
eines Berechnungsverfahrens unterschiedlich vom Schritt S109. In 2 wird
die Kraftstoffzufuhrmenge derart eingestellt, dass sie das stöchiometrische
Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Bezug auf die Sollbasis-Ec
ist. Die gleichermaßen berechnete Kraftstoffzufuhrmenge wird
der Korrekturberechnung unterzogen, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
reich ist. Spezifisch wird die Basis-Kraftstoffzufuhrmenge als die
Funktion Fqf (Sollbasis-Ec, Ne) berechnet, die Sollbasis-Ec, Ne als
Argumente enthält, und mit dem Verhältnis zwischen
dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
und dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis RTAF auf der reichen
Seite multipliziert, und dann wird das Multiplikationsergebnis mit
dem gesamten Korrekturkoeffizienten Ctotal der verschiedenen Arten
von Korrekturkoeffizienten multipliziert.
-
Darauffolgend
wird in den Schritten S110, S111 die Zündzeitgabe für
jeden von allen Zylindern berechnet, wird im Schritt S115 das Sollöffnungsausmaß der
Drossel entsprechend jedem Zylinder berechnet und wird dann die
Verarbeitung beendet. Weiterhin wird dann, wenn die Bedingung zum
Implementieren der Katalysator-Temperaturerhöhungssteuerung
im Schritt S104 nicht erfüllt ist, dieselbe Verarbeitung
wie in 2 in den Schritten S112 bis S114 ausgeführt.
-
Es
ist allgemein bekannt, dass unter dem Zustand eines kalten Antreibens
des Motors eine Verbrennung instabil ist, und es wahrscheinlich
ist, dass sie insbesondere dann instabil ist, wenn die Lufteinlassmenge
klein ist. Demgemäß wird dann, wenn die Lufteinlassmenge
derart korrigiert wird, dass sie reduziert wird, die Lufteinlassmenge
exzessiv klein, und ist somit eine Verbrennung instabil, so dass
eine Drehmomentvariation induziert werden kann. Andererseits wird
gemäß dem Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels
die Kraftstoffzufuhrmenge derart korrigiert, dass sie einheitlich
erhöht wird, so dass das Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
angereichert wird, und wird die Lufteinlassmenge für nur
jeden der Zylinder zum Abmagern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
erhöht. Daher kann die Temperaturerhöhungsförderungssteuerung
zum Aktivieren des Katalysators früh durchgeführt
werden, ohne die Zylinder zum Reichmachen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
zu korrigieren, so dass die Lufteinlassmenge davon reduziert wird.
Daher kann die Sorge vermieden werden, dass die Lufteinlassmenge
exzessiv klein ist und somit eine Verbrennung instabil ist.
-
Weiterhin
kann selbst dann, wenn durch Kombinieren des ersten und des zweiten
Ausführungsbeispiels die Kraftstoffzufuhrmenge so eingestellt
wird, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis reich ist, das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis davon derart eingestellt wird,
dass es etwas näher zum stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis für jeden
der Zylinder zum Reichmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ist, die Lufteinlassmenge für jeden der Zylinder zum Reichmachen des
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses derart korrigiert wird, dass
sie etwas reduziert wird, und die Lufteinlassmenge für
jeden der Zylinder zum Magermachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
derart korrigiert wird, dass sie erhöht wird, derselbe
Effekt erreicht werden.
-
Jedes
der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist unter der
Annahme des Aufbaus beschrieben, dass die Drosselklappe zu dem Lufteinlassrohr
jedes Zylinders vorgesehen ist. Jedoch kann durch Verwenden eines
Mechanismus zum direkten Antreiben eines Lufteinlassventils 12 mit
einem elektromagnetischen Stellglied zum kontinuierlichen Ändern
eines Ventilanhebeausmaßes und einer Ventilöffnungsperiode
die Lufteinlassmenge derart korrigiert werden, dass sie für
jeden Zylinder erhöht/reduziert wird, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz zwischen
Zylindern zur Verfügung zu stellen, so dass derselbe Effekt
wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erreicht
werden kann.
-
Weiterhin
kann beispielsweise dann, wenn ein Mechanismus zum kontinuierlichen Ändern
des maximalen Ventilanhebeausmaßes und der Ventilöffnungsperiode
der Lufteinlassventile von allen Zylindern gemeinsam, wie es unter
Bezugnahme auf die
2 und
3 in
JP2004-176644A beschrieben ist,
verwendet wird, die Lufteinlassmenge gleichermaßen derart
korrigiert werden, dass sie für jeden Zylinder erhöht/reduziert
wird, und kann die Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz
zwischen Zylindern zur Verfügung gestellt werden, wenn
das für jede Periode entsprechend einem Einlasshub jedes
Zylinders eingestellte Soll-Ventilanhebeausmaß auf einen Wert
entsprechend der Lufteinlassmenge eingestellt wird, die derart korrigiert
wird, dass sie für jeden Zylinder erhöht/reduziert
wird, so dass derselbe Effekt wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
erreicht werden kann.
-
Verschiedene
Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung werden
Fachleuten auf dem Gebiet klar werden, ohne von dem Schutzumfang und
dem Sinngehalt dieser Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden
werden, dass diese nicht auf die hierin aufgezeigten illustrativen
Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 9-79057
A [0003]
- - JP 2004-176644 A [0067]