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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere eine Steuerung zum Fördern einer frühen Aktivierung eines Abgasreinigungs-Katalysators.
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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.
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Als Verfahren zur frühen Aktivierung eines Katalysators sind ein Verfahren zum Zuführen unverbrannter Komponenten (HC, CD) 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
JP H09-79 057 A ).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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DE 199 27 951 B4 ist auf eine Steuervorrichtung für einen Motor mit elektromagnetisch betriebenen Einlassventilen gerichtet. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlassventile dieses Zylinders werden so gesteuert, dass sie sich von jenen eines anderen Zylinders unterscheiden, wobei alle Zylinder mit derselben Kraftstoffmenge versorgt werden, sodass die Zylinder mit Gemischen verschiedener Luft/Kraftstoffverhältnisse beschickt werden, um die Temperatur des Motorkatalysators zu erhöhen.
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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.
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Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau einer Steuerung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur des Verbrennungsmotors des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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3 ist ein Diagramm, das eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Kennlinie für reiche Zylinder und magere Zylinder des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zum Einstellen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von jedem von Zylindern des ersten Ausführungsbeispiels zeigt; und
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur des Verbrennungsmotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung werden hierin nachfolgend beschrieben werden.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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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.
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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.
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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.
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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 α) von einem Gaspedalpositionssensor, etc., und diese Signale werden zur ECU 10 eingegeben, wie es in 1 gezeigt ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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/Kraftstoffverhältnisses 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.
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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 darauf Folgendes Multiplizieren des berechneten Verhältnisses und der Sollbasis-Ec wie im Fall des Schritts S107 berechnet werden.
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Ein Schritt S109 bildet ein Kraftstoffzufuhrmengen-Einstellmittel. Im Schritt S109 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.
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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.
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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 IGTl 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Verzogerungskorrekturausmaßes der Zündperiode in den Schritten S110, 111 des in 2 gezeigten Ablaufdiagramms gemäß dem folgenden Verfahren implementiert werden.
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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.
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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.
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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 unverbrannten 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.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zuerst werden, wie im Fall der 2 des ersten Ausführungsbeispiels, verschiedene Arten von Variablen in den Schritten S101 bis S105 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.
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Darauffolgend wird die Soll-Ec des Zylinders zum Mägermachen 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
