DE102023109329A1

DE102023109329A1 - Abgassteuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine und Abgassteuerungsverfahren für dieselbe

Info

Publication number: DE102023109329A1
Application number: DE102023109329.0A
Authority: DE
Inventors: Kenji Furui
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2023-04-13
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2043-04-14
Also published as: DE102023109329B4; US20230407776A1; CN117266973A; JP2024000806A

Abstract

Eine Abgassteuerungsvorrichtung für die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Katalysator (20), welcher in einem Auslassdurchlass angeordnet ist, einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in den Katalysator (20) einströmenden Einströmabgases erfasst, einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus dem Katalysator (20) ausströmenden Ausströmabgases erfasst, und eine elektronische Steuerungseinheit (31), welche derart konfiguriert ist, dass diese das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuert. Die elektronische Steuerungseinheit (31) ist derart konfiguriert, dass diese, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage einer Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42) steuert, ohne eine Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41) zu verwenden. Die elektronische Steuerungseinheit (31) ist derart konfiguriert, dass diese, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41) steuert.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und ein Abgassteuerungsverfahren für die Verbrennungskraftmaschine.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Bei Verbrennungskraftmaschinen ist bisher bekannt, dass ein Katalysator, welcher Sauerstoff speichern kann, in einem Auslassdurchlass angeordnet ist, um HC, CO, NOx und dergleichen im Abgas zu steuern. Die JP 2020-067071 A , die JP 2010-159672 A , die JP 2007-218096 A und die JP 2006-022755 A beschreiben, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, welches in einen Katalysator strömt, auf der Grundlage von Ausgaben bzw. Ausgängen von einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, welcher auf einer Stromaufwärtsseite des Katalysators angeordnet ist, und einem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, welcher auf einer Stromabwärtsseite des Katalysators angeordnet ist, gesteuert wird, um das Abgas unter Verwendung des Katalysators wirkungsvoll zu steuern.
Kurzfassung der Erfindung
Wenn der Verbrennungszustand eines Luft-Kraftstoff-Gemischs jedoch instabil ist, wie im Falle eines Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine, wird Abgas mit einer großen Menge unverbrannter Polymer-Kohlenwasserstoffe bzw. unverbrannter polymerisierter Kohlenwasserstoffe (HC) in den Auslassdurchlass abgegeben. Da der Diffusionskoeffizient von Polymer-Kohlenwasserstoff zu dieser Zeit klein ist, weicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasst wird, von einem tatsächlichen Wert hin zu einer mageren Seite ab. Wenn daher eine Feedback- bzw. Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage der Ausgabe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors durchgeführt wird, kann das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem Sollwert hin zu einer fetten Seite abweichen, was die Abgasemissionen verschlimmern kann.
In Anbetracht des Vorstehenden ist es notwendig, die Verschlimmerung der Abgasemissionen aufgrund der Ausgabeabweichung des auf der Stromaufwärtsseite des Katalysators angeordneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors zu unterdrücken.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Katalysator, einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, einem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und einer elektronischen Steuerungseinheit. Der Katalysator ist in einem Auslassdurchlass angeordnet. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist derart konfiguriert, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in den Katalysator einströmenden Einströmabgases erfasst. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist derart konfiguriert, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus dem Katalysator ausströmenden Ausströmabgases erfasst. Die elektronische Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuert. Die elektronische Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage einer Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor steuert, ohne eine Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor zu verwenden. Die elektronische Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor steuert.
Bei der Abgassteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit derart konfiguriert sein, dass diese, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases ohne Verwendung der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor steuert, um zu veranlassen, dass das von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
Bei der Abgassteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die vorbestimmte Bedingung darin liegen, dass ein Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist.
Bei der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Abgassteuerungsvorrichtung kann die elektronische Steuerungseinheit derart konfiguriert sein, dass diese bestimmt, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigt.
Bei der Abgassteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die vorbestimmte Bedingung darin liegen, dass eine Ansaugluftmenge kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Bei der Abgassteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die vorbestimmte Bedingung darin liegen, dass ein Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Abgassteuerungsverfahren für eine Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Katalysator, einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, einem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und einer elektronischen Steuerungseinheit. Der Katalysator ist in einem Auslassdurchlass angeordnet. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist derart konfiguriert, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in den Katalysator einströmenden Einströmabgases erfasst. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist derart konfiguriert, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus dem Katalysator ausströmenden Ausströmabgases erfasst. Die elektronische Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuert. Das Abgassteuerungsverfahren umfasst: (i) Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Einströmabgases auf der Grundlage einer Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ohne Verwendung einer Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist; und (ii) Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist.
Gemäß der Abgassteuerungsvorrichtung für die Verbrennungskraftmaschine und dem Abgassteuerungsverfahren für die Abgassteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Verschlimmerung bzw. Verschlechterung von Abgasemissionen aufgrund der Ausgabeabweichung des auf der Stromaufwärtsseite des Katalysators angeordneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors zu unterdrücken.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ein Beispiel der Steuereigenschaften eines Dreiwegekatalysators darstellt;
3 eine Teil-Schnittansicht eines in 1 dargestellten stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors ist;
4 Spannungs-Strom-Charakteristika des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors darstellt;
5 eine Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas und einem Ausgangsstrom bei dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors darstellt, wenn eine angelegte Spannung konstant ist;
6 ein Zeitdiagramm verschiedener Parameter ist, wenn die Verbrennungskraftmaschine aufgewärmt wird;
7 ein Zeitdiagramm verschiedener Parameter ist, wenn eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während eines Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird; und
8 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerroutine der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bestandteile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Zunächst wird die gesamte Verbrennungskraftmaschine beschrieben. 1 stellt eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dar. Bei der in 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine handelt es sich um eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist an einem Fahrzeug montiert und dient als eine Leistungs- bzw. Antriebsquelle für das Fahrzeug.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Maschinenkörper 1, welcher einen Zylinderblock 2 und einen Zylinderkopf 4 umfasst. Innerhalb des Zylinderblocks 2 ist eine Mehrzahl von (beispielsweise vier) Zylindern ausgebildet. In jedem Zylinder ist ein Kolben 3 angeordnet, der sich in Richtung einer Achse des Zylinders hin und her bewegt. Zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinderkopf 4 ist eine Verbrennungskammer 5 ausgebildet.
In dem Zylinderkopf 4 sind ein Ansaugkanal 7 und ein Auslasskanal 9 ausgebildet. Der Ansaugkanal 7 und der Auslasskanal 9 sind mit der Verbrennungskammer 5 verbunden.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst auch ein Einlassventil 6 und ein Auslassventil 8, welche im Zylinderkopf 4 angeordnet sind. Das Einlassventil 6 öffnet und verschließt den Ansaugkanal 7. Das Auslassventil 8 öffnet und verschließt den Auslasskanal 9.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst eine Zündkerze 10 und ein Kraftstoffeinspritzventil 11. Die Zündkerze 10 ist im mittleren Abschnitt der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 4 angeordnet und erzeugt im Ansprechen auf ein Zündsignal einen Funken. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 ist am peripheren Abschnitt der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 4 angeordnet und spritzt im Ansprechen auf ein Einspritzsignal Kraftstoff in die Verbrennungskammer 5 ein. In der vorliegenden Ausführungsform wird Ottokraftstoff bzw. Benzin mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 14,6 als der Kraftstoff verwendet, welcher dem Kraftstoffeinspritzventil 11 zugeführt werden soll.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst außerdem einen Ansaugkrümmer 13, einen Ausgleichsbehälter 14, eine Ansaugleitung 15, einen Luftfilter 16 und ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 18. Der Ansaugkanal 7 eines jeden Zylinders ist über den entsprechenden Ansaugkrümmer 13 mit dem Ausgleichsbehälter 14 gekoppelt. Der Ausgleichsbehälter 14 ist über die Ansaugleitung 15 mit dem Luftfilter 16 gekoppelt. Der Ansaugkanal 7, der Ansaugkrümmer 13, der Ausgleichsbehälter 14, die Ansaugleitung 15 und dergleichen bilden einen Ansaugdurchlass, welcher Luft zur Verbrennungskammer 5 führt. Die Drosselklappe 18 ist in der Ansaugleitung 15 zwischen dem Ausgleichsbehälter 14 und dem Luftfilter 16 angeordnet und wird von einem Drosselklappen-Antriebsstellglied 17 (beispielsweise einem Gleichstrom (DC)-Motor) angetrieben. Die Drosselklappe 18 wird von dem Drosselklappen-Antriebsstellglied 17 gedreht, um den Öffnungsbereich des Ansaugdurchlasses in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Drosselklappe 18 verändern zu können.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst außerdem einen Auslasskrümmer 19, einen Katalysator 20, ein Gehäuse 21 und eine Auslassleitung 22. Der Auslasskanal 9 eines jeden Zylinders ist mit dem Auslasskrümmer 19 gekoppelt. Der Auslasskrümmer 19 besitzt eine Mehrzahl von verzweigten Abschnitten, welche mit den jeweiligen Auslasskanälen 9 gekoppelt sind, und einen zusammengeführten Abschnitt, an dem die verzweigten Abschnitte zusammengeführt sind. Der zusammengeführte Abschnitt des Auslasskrümmers 19 ist mit dem Gehäuse 21 gekoppelt, in dem der Katalysator 20 bereitgestellt ist. Das Gehäuse 21 ist mit der Auslassleitung 22 gekoppelt. Der Auslasskanal 9, der Auslasskrümmer 19, das Gehäuse 21, die Auslassleitung 22 und dergleichen bilden einen Auslassdurchlass, welcher ein durch die Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer 5 erzeugtes Abgas abführt.
Das Fahrzeug, an dem die Verbrennungskraftmaschine montiert ist, ist mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 31 versehen. Die elektronische Steuerungseinheit (ECU) 31 dient als eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorrichtung. Wie in 1 dargestellt, ist die ECU 31 ein digitaler Computer und umfasst einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 33, einen Nurlesespeicher (ROM) 34, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 35, einen Eingangsanschluss 36 und einen Ausgangsanschluss 37, welche über einen bidirektionalen Bus 32 miteinander verbunden sind. Während in der vorliegenden Ausführungsform eine ECU 31 bereitgestellt ist, kann für jede Funktion eine Mehrzahl von ECUs bereitgestellt sein.
Die ECU 31 führt eine verschiedenartige Steuerung der Verbrennungskraftmaschine aus, die beispielsweise auf den Ausgaben von verschiedenen Sensoren basiert, welche im Fahrzeug oder in der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt sind. Daher werden die Ausgänge bzw. Ausgaben von den verschiedenen Sensoren an die ECU 31 übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform werden Ausgaben von einem Luftströmungsmesser 40, einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, einem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42, einem Kühlmitteltemperatursensor 43, einem Lastsensor 45 und einem Kurbelwinkelsensor 46 an die ECU 31 übertragen.
Der Luftströmungsmesser 40 ist in dem Ansaugdurchlass der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, insbesondere in der Ansaugleitung 15 auf einer Stromaufwärtsseite der Drosselklappe 18. Der Luftströmungsmesser 40 erfasst die Strömungsrate von Luft, die durch den Ansaugdurchlass strömt. Der Luftströmungsmesser 40 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des Luftströmungsmessers 40 wird über einen entsprechenden Analog-Zu-Digital (AD)-Wandler 38 bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben.
Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 ist in dem Auslassdurchlass auf einer Stromaufwärtsseite des Katalysators 20 angeordnet, insbesondere an dem zusammengeführten Abschnitt des Auslasskrümmers 19. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 erfasst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, welches in dem Auslasskrümmer 19 strömt, das heißt, des aus den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine ausgestoßenen und in den Katalysator 20 strömenden Abgases. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 wird über einen entsprechenden AD-Wandler 38 bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben.
Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ist in dem Auslassdurchlass auf einer Stromabwärtsseite des Katalysators 20 angeordnet, insbesondere in der Auslassleitung 22. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 erfasst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, welches in der Auslassleitung 22 strömt, das heißt, von Abgas, das aus dem Katalysator 20 ausströmt. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 42 wird über einen entsprechenden AD-Wandler 38 bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben.
Der Kühlmitteltemperatursensor 43 ist in einem Kühlmitteldurchlass der Verbrennungskraftmaschine angeordnet und erfasst die Temperatur eines Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine (Maschinenkühlmitteltemperatur). Der Kühlmitteltemperatursensor 43 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des Kühlmitteltemperatursensors 43 wird über einen entsprechenden AD-Wandler 38 bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben.
Der Lastsensor 45 ist mit einem Gaspedal 44 verbunden, welches in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, an dem die Verbrennungskraftmaschine montiert ist, und erfasst den Betrag des Niederdrückens des Gaspedals 44 (Gaspedalbetätigungsbetrag). Der Lastsensor 45 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des Lastsensors 45 wird über einen entsprechenden AD-Wandler 38 bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben. Die ECU 31 berechnet eine Maschinenlast auf der Grundlage der Ausgabe von dem Lastsensor 45.
Der Kurbelwinkelsensor 46 erzeugt jedes Mal, wenn sich eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise 10 Grad) dreht, einen Ausgangsimpuls. Der Kurbelwinkelsensor 46 ist elektrisch mit der ECU 31 verbunden. Eine Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 46 wird bei dem Eingangsanschluss 36 eingegeben. Die ECU 31 berechnet eine Maschinendrehzahl auf der Grundlage der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 46.
Der Ausgangsanschluss 37 der ECU 31 ist mit der Zündkerze 10, dem Kraftstoffeinspritzventil 11 und dem Drosselklappen-Antriebsstellglied 17 über entsprechende Ansteuerschaltungen 39 verbunden, wodurch die ECU 31 die Zündkerze 10, das Kraftstoffeinspritzventil 11 und das Drosselklappen-Antriebsstellglied 17 steuern kann. Insbesondere steuert die ECU 31 den Zündzeitpunkt der Zündkerze 10, den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge des von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 einzuspritzenden Kraftstoffs sowie den Öffnungsgrad der Drosselklappe 18.
Obwohl die vorstehend beschriebene Verbrennungskraftmaschine eine nicht aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ist, welche Ottokraftstoff als Kraftstoff verwendet, ist die Konfiguration der Verbrennungskraftmaschine nicht auf die vorstehende Konfiguration beschränkt. So kann die spezifische Konfiguration der Verbrennungskraftmaschine, wie beispielsweise die Zylinderanordnung, die Art der Kraftstoffeinspritzung, die Konfiguration des Ansaug- und Auslasssystems, die Konfiguration des Ventilbewegungsmechanismus und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Laders, von der in 1 dargestellten Konfiguration abweichen. Beispielsweise kann das Kraftstoffeinspritzventil 11 so angeordnet sein, dass dieses Kraftstoff in den Ansaugkanal 7 einspritzt. Die Verbrennungskraftmaschine kann mit einer Komponente versehen sein, welche die Rückführung von Abgasrückführungs (AGR)-Gas aus dem Auslassdurchlass in den Ansaugdurchlass ermöglicht.
Die Abgassteuerungsvorrichtung für die Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden einfach als „Abgassteuerungsvorrichtung“ bezeichnet) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Die Abgassteuerungsvorrichtung umfasst den Katalysator 20, den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 und die ECU 31. Wie vorstehend beschrieben, dient die ECU 31 in der vorliegenden Ausführungsform als die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorrichtung.
Der Katalysator 20 ist in dem Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine angeordnet und steuert Abgas, welches durch den Auslassdurchlass strömt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Katalysator 20 einem Dreiwegekatalysator, welcher Sauerstoff speichern und beispielsweise Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxid (NOx) gleichzeitig steuern kann. Der Katalysator 20 umfasst einen Träger (Basis) aus Keramik oder Metall, Edelmetall mit katalytischer Wirkung (beispielsweise Platin (Pt), Palladium (Pd) oder Rhodium (Rh)) und einen Promotor mit einer Sauerstoffspeicherfähigkeit (beispielsweise Ceroxid (CeO₂)). Das Edelmetall und der Promotor sind vom Träger getragen.
2 stellt ein Beispiel für die Steuerungseigenschaften des Dreiwegekatalysators dar. Wie in 2 dargestellt, ist die Steuerungsrate von HC, CO und NOx durch den Dreiwegekatalysator signifikant hoch, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Dreiwegekatalysator strömenden Abgases in einem Bereich in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses liegt (Steuerungsfenster A in 2). Somit kann der Katalysator 20 HC, CO und NOx wirkungsvoll steuern, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gehalten wird.
Der Katalysator 20 speichert Sauerstoff in Abhängigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases unter Verwendung des Promotors und gibt diesen ab. Insbesondere speichert der Katalysator 20 überschüssigen Sauerstoff im Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Der Katalysator 20 gibt Sauerstoff ab, der zur Oxidation von HC und CO fehlt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Dadurch wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis an der Oberfläche des Katalysators 20 in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gehalten, auch wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases leicht vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweicht. Somit werden HC, CO und NOx im Katalysator 20 wirkungsvoll gesteuert.
Wie in 1 dargestellt, sind der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 im Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ist auf einer Stromabwärtsseite des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 angeordnet. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 erfassen jeweils das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches durch den Auslassdurchlass strömt.
3 ist eine Teil-Schnittansicht des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41. Da die Konfiguration des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 bekannt ist, wird die Konfiguration im Folgenden kurz beschrieben. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 besitzt die gleiche Konfiguration wie diese des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41.
Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 umfasst ein Sensorelement 411 und Heizelemente 420. In der vorliegenden Ausführungsform ist der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 ein gestapelter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, welcher durch Stapeln einer Mehrzahl von Schichten gebildet wird. Wie in 3 dargestellt, besitzt das Sensorelement 411 eine Festelektrolytschicht 412, eine Diffusionsbeschränkungsschicht 413, eine erste undurchlässige Schicht 414, eine zweite undurchlässige Schicht 415, eine auslassseitige Elektrode 416 und eine atmosphärenseitige Elektrode 417. Zwischen der Festelektrolytschicht 412 und der Diffusionsbeschränkungsschicht 413 ist eine Messgaskammer 418 ausgebildet. Eine Atmosphärenkammer 419 ist zwischen der Festelektrolytschicht 412 und der ersten undurchlässigen Schicht 414 ausgebildet.
Das Abgas wird über die Diffusionsbeschränkungsschicht 413 als zu messendes Gas in die Messgaskammer 418 eingeleitet. Die Atmosphäre wird in die Atmosphärenkammer 419 eingeleitet. Wenn der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases erfasst, wird an das Sensorelement 411 eine Spannung angelegt, so dass das Potenzial der atmosphärenseitigen Elektrode 417 höher ist als das Potenzial der auslassseitigen Elektrode 416. Wenn die Spannung an das Sensorelement 411 angelegt wird, bewegen sich Oxidionen zwischen der auslassseitigen Elektrode 416 und der atmosphärenseitigen Elektrode 417 in Abhängigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf der auslassseitigen Elektrode 416. Infolgedessen ändert sich ein zwischen der auslassseitigen Elektrode 416 und der atmosphärenseitigen Elektrode 417 fließender Strom, das heißt, ein Ausgangsstrom des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41, in Abhängigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases.
4 stellt Spannungs-Strom (V-I)-Charakteristika des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 dar. Wie in 4 dargestellt, nimmt ein Ausgangsstrom I zu, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zunimmt (magerer wird). Eine V-I-Linie für jedes Luft-Kraftstoff-Verhältnis besitzt einen Bereich, der im Wesentlichen parallel zu einer V-Achse verläuft, das heißt, einen Bereich, in dem sich der Ausgangsstrom kaum ändert, obwohl sich die an den Sensor angelegte Spannung ändert. Dieser Spannungsbereich wird als „Grenzstrombereich“ bezeichnet, und der Strom zu dieser Zeit wird als „Grenzstrom“ bezeichnet. In 4 werden der Grenzstrombereich und der Grenzstrom, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases 18 beträgt, durch W₁₈ bzw. I₁₈ dargestellt.
Ein Grenzstromwert IL des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors wird im Allgemeinen durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt. $IL = D \times (4 FP / RT) \times (S / L) \times ln (1 - (P_{o 2} / P))$
wobei D der Diffusionskoeffizient, F die Faraday-Konstante, P der Gesamtdruck des Abgases, R die Gaskonstante, T die Absoluttemperatur, S der Elektrodenoberflächenbereich, L die Diffusionsstrecke und P_o2 der Sauerstoffpartialdruck des Abgases ist.
5 stellt eine Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases und dem Ausgangsstrom I im stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 dar, wenn die angelegte Spannung konstant ist. In dem Beispiel in 5 wird eine Spannung von 0,45 V an das Sensorelement 411 angelegt. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist der Ausgangsstrom I gleich null, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Bei dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 steigt der Ausgangsstrom I mit zunehmender Sauerstoffkonzentration im Abgas, das heißt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases magerer ist. Somit können der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 und der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, der die gleiche Konfiguration wie der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 besitzt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases kontinuierlich (linear) erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren vom Grenzstromtyp als der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 verwendet. Als stromaufwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und stromabwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 können auch andere Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren als die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren vom Grenzstromtyp verwendet werden, solange sich die Ausgabe linear zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ändert. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 können Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren sein, die unterschiedliche Strukturen besitzen.
Die ECU 31 steuert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, das in den Katalysator 20 strömt (im Folgenden als „Einströmabgas“ bezeichnet). Wie vorstehend beschrieben, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 erfasst. Daher steuert die ECU 31 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41. Insbesondere wird bei der der Verbrennungskammer 5 zuzuführenden Kraftstoffmenge eine Feedbacksteuerung durchgeführt, so dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 mit einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt. Das „Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis“ steht für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend einem Ausgabewert von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, das heißt, einem von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines von dem Katalysator 20 ausströmenden Abgases (nachfolgend als „Ausströmabgas“ bezeichnet) von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 erfasst. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases gibt einen Steuerungszustand des Abgases in dem Katalysator 20 an. Wenn das Abgas in dem Katalysator 20 nicht geeignet gesteuert wird, weicht das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 42 von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ab. Daher korrigiert die ECU 31 die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42. Die ECU 31 korrigiert beispielsweise das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42. Daher kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf einem geeigneten Wert gesteuert werden, und der Katalysator 20 kann das Abgas wirkungsvoll steuern.
Wenn der Verbrennungszustand eines Luft-Kraftstoff-Gemisches jedoch instabil ist, wie im Falle eines Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine, wird Abgas mit einer großen Menge an unverbranntem Polymer-HC in den Auslassdurchlass abgegeben, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis desselben wird durch den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 erfasst. Wenn das Abgas eine große Menge an Polymer-HC enthält, ist der Diffusionskoeffizient D in dem vorstehenden Ausdruck (1) des Grenzstromwerts IL kleiner als ein vorbestimmter Wert, beispielsweise auf der Grundlage der Porosität der Diffusionsbeschränkungsschicht 413. Folglich ist der Ausgangsstrom von dem Sensorelement 411 größer als ein Wert entsprechend dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, und das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 weicht von dem tatsächlichen Wert hin zu der mageren Seite ab. Daher kann, wenn die Feedback-Steuerung bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 durchgeführt wird, das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Sollwert hin zu der fetten Seite abweichen, was Abgasemissionen verschlimmern kann.
6 ist ein Zeitdiagramm verschiedener Parameter, wenn die Verbrennungskraftmaschine aufgewärmt wird. 6 zeigt als die verschiedenen Parameter die Temperatur des Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine (Maschinenkühlmitteltemperatur), die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, auf welchem die Verbrennungskraftmaschine montiert ist (Fahrzeuggeschwindigkeit), das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases, welches von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 erfasst wird (erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis), und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases, welches durch eine Berechnung berechnet wird (berechnetes Luft-Kraftstoff-Verhältnis). In dem oberen Diagramm von 6 ist das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, das berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit ist mit einer lang-kurz-gestrichelten Linie dargestellt.
In dem Beispiel von 6 ist die Maschinenkühlmitteltemperatur nach dem Verstreichen von 100 Sekunden niedrig und das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine ist nicht abgeschlossen. Zu dieser Zeit wird das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gehalten, das berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches in etwa dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, ist jedoch fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Das heißt, das Ergebnis in 6 zeigt, dass in einem Fall, wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Halten des Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 auf dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird, das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases aufgrund des Einflusses von Polymer-HC in dem Abgas fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Selbst wenn das Abgas, das eine große Menge an unverbranntem Polymer-HC enthält, in den Auslassdurchlass abgegeben wird, wird das Polymer-HC in dem Abgas im Katalysator 20 entfernt oder zu HC mit einem geringeren Molekulargewicht zersetzt. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Ausgabeabweichung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 in dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 auftritt, welcher auf der Stromabwärtsseite des Katalysators 20 angeordnet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die ECU 31 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ohne Verwendung der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, und diese steuert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist. Somit kann der Einfluss der Ausgabeabweichung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 reduziert werden. Darüber hinaus kann die Verschlimmerung der Abgasemissionen aufgrund der Ausgabeabweichung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 unterdrückt werden.
Die vorbestimmte Bedingung entspricht einer Bedingung, bei welcher die Konzentration von Polymer-HC in dem in den Auslassdurchlass abgegebenen Abgas hoch ist. Die vorbestimmte Bedingung liegt beispielsweise darin, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist. In diesem Fall steuert die ECU 31 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases während der Zeitdauer vom Start der Verbrennungskraftmaschine bis zum Abschluss des Aufwärmens der Verbrennungskraftmaschine auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ohne Verwendung der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41. Auch vor dem Abschluss des Aufwärmens der Verbrennungskraftmaschine kann der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 durch Erwärmen des Sensorelements mit den Heizelementen früh aktiviert werden.
Wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, steuert die ECU 31 in der vorliegenden Ausführungsform das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases ohne Verwendung der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41, um zu veranlassen, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt. Somit kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht werden, und die Verschlimmerung der Abgasemissionen kann unterdrückt werden. In diesem Fall stellt die ECU 31 beispielsweise das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf einen Wert ein, welcher magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 kleiner oder gleich einem vorbestimmten Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und diese stellt das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf einen Wert ein, welcher fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 höher bzw. größer oder gleich einem vorbestimmten Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Nachfolgend wird die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm beschrieben. Die vorstehend beschriebene Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 im Detail beschrieben. 7 ist ein Zeitdiagramm verschiedener Parameter, wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird. 7 zeigt für die verschiedenen Parameter das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 (Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis vom stromabwärtigen Sensor), das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases, das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 (Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis vom stromaufwärtigen Sensor), die Temperatur des Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine (Maschinenkühlmitteltemperatur), und ein Aufwärm-Abschluss-Flag. Das Aufwärm-Abschluss-Flag ist auf 0 eingestellt, wenn die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, und dieses ist auf 1 eingestellt, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist.
In dem Beispiel von 7 ist zum Zeitpunkt t0 das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen, und das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 ist kleiner oder gleich einem Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett. Daher ist das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf ein Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager eingestellt, welches magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Zu dieser Zeit weicht die Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 aufgrund des Einflusses von Polymer-HC ab, und das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 ist magerer als das Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager. Da die Konzentration von Polymer-HC im Abgas mit zunehmender Maschinenkühlmitteltemperatur allmählich abnimmt, nähert sich das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 nach dem Zeitpunkt t0 allmählich dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases an.
Nach dem Zeitpunkt t0 verändert sich das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 in Richtung hin zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und erreicht zum Zeitpunkt 11 das Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett. Infolgedessen wird das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases von dem Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (14,6) verändert.
Zu einem Zeitpunkt t2 erreicht das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 aufgrund des Einflusses einer Störung oder dergleichen ein Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager. Infolgedessen wird das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein Fett-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFfett verändert, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen.
Zu einem Zeitpunkt t3 nach dem Zeitpunkt t2 nimmt das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 auf das Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager ab, und das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases wird von dem Fett-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFfett auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff Verhältnis verändert.
Nach dem Zeitpunkt t3 wird das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine fortgesetzt. Nach einem Zeitpunkt t4 erreicht die Maschinenkühlmitteltemperatur eine vorbestimmte Temperatur Tth. Infolgedessen erfolgt eine Bestimmung, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, und das Aufwärm-Abschluss-Flag wird auf 1 gesetzt. Zum Zeitpunkt t4 ist die Ausgabeabweichung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 beseitigt und das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 ist gleich dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases (stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis). Nach dem Zeitpunkt t4 wird eine Feedback-Steuerung bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt, so dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases übereinstimmt.
Nachfolgend wird ein Flussdiagramm der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beschrieben. Ein Verarbeitungsablauf der vorstehend beschriebenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 8 beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, welches eine Steuerroutine der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die vorliegende Steuerroutine wird von der ECU 31, welche als die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorrichtung dient, in vorbestimmten Ausführungsintervallen wiederholend ausgeführt.
In Schritt S101 bestimmt die ECU 31 zunächst, ob das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist. Die ECU 31 bestimmt beispielsweise, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigt. Die Maschinenkühlmitteltemperatur wird von dem Kühlmitteltemperatursensor 43 erfasst. Die vorbestimmte Temperatur ist beispielsweise auf 40°C bis 60°C eingestellt.
Die ECU 31 kann beispielsweise dann, wenn ein integrierter Wert von Strömungsraten des in den Auslassdurchlass abgegebenen Abgases nach dem Start der Verbrennungskraftmaschine einen vorbestimmten Wert erreicht, bestimmen, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist. In diesem Fall wird die Strömungsrate des Abgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem Luftströmungsmesser 40 berechnet oder von einem in dem Auslassdurchlass auf einer Stromaufwärtsseite des Katalysators 20 bereitgestellten Strömungsratensensor erfasst. Die ECU 31 kann beispielsweise dann, wenn die Temperatur des Katalysators 20 (Betttemperatur) auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigt, bestimmen, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist. In diesem Fall wird die Temperatur des Katalysators 20 auf der Grundlage vorbestimmter Zustandsgrößen der Verbrennungskraftmaschine (beispielsweise Maschinenkühlmitteltemperatur, Ansaugluftmenge und Maschinenlast) berechnet oder von einem in dem Katalysator 20 oder in dem Auslassdurchlass in der Nähe des Katalysators 20 bereitgestellten Temperatursensor erfasst. Die ECU 31 kann beispielsweise dann, wenn eine verstrichene Zeitdauer ausgehend vom Start der Verbrennungskraftmaschine eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht, bestimmen, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist.
Wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist und die Konzentration von Polymer-HC in dem Einströmabgas abnimmt, wird die Ausgabeabweichung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 beseitigt und die Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 wird stabilisiert. Daher kann die ECU 31 beispielsweise dann, wenn der Änderungsbetrag in der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 während einer vorbestimmten Zeitdauer kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, bestimmen, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist. Der Änderungsbetrag in der Ausgabe wird beispielsweise als eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Ausgabe während der vorbestimmten Zeitdauer oder eine Varianz (quadratische Abweichung) der während der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Ausgabe berechnet.
Wenn in Schritt S101 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S102 voran. In Schritt S102 bestimmt die ECU 31, ob ein Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 kleiner oder gleich dem Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett ist. Das Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett ist als ein Wert vorbestimmt, welcher angibt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und dieses ist auf einen Wert eingestellt, welcher geringfügig fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (beispielsweise 14,55 bis 14,58).
Wenn in Schritt S102 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 kleiner oder gleich dem Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett ist, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S103 voran. In Schritt S103 stellt die ECU 31 ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAF des Einströmabgases auf das Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager ein, um das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen. Das Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager ist auf ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (beispielsweise 14,7 bis 15,7) eingestellt, welches magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Nach Schritt S103 wird die Steuerroutine beendet.
Wenn in Schritt S102 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 magerer ist als das Fett-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFfett, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S104 voran. In Schritt S104 bestimmt die ECU 31, ob das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 größer oder gleich dem Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager ist. Das Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager ist als ein Wert vorbestimmt, welcher anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und dieses ist auf einen Wert eingestellt, welcher geringfügig magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (beispielsweise 14,62 bis 14,65).
Wenn in Schritt S104 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 größer oder gleich dem Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager ist, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S105 voran. In Schritt S105 stellt die ECU 31 das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAF des Einströmabgases auf das Fett-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFfett ein, um das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen. Das Fett-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFfett ist auf ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (beispielsweise 13,5 bis 14,5) eingestellt, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Steuerroutine wird nach Schritt S 105 beendet.
Wenn in Schritt S104 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 fetter ist als das Mager-Bestimmungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis JAFmager, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S106 voran. In Schritt S106 stellt die ECU 31 das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAF des Einströmabgases auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (14,6) ein, um das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFdwn von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 auf dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu halten. Die Steuerroutine wird nach Schritt S106 beendet.
Wenn in Schritt S101 eine Bestimmung dahingehend erfolgt, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S107 voran. In Schritt S107 führt die ECU 31 eine Feedback-Steuerung hinsichtlich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 durch. Die Feedback-Steuerung wird insbesondere hinsichtlich der der Verbrennungskammer 5 zuzuführenden Kraftstoffmenge durchgeführt, so dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases übereinstimmt. Das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases ist beispielsweise auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt. Das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases kann auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 korrigiert werden. Die ECU 31 kann das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 zwischen dem Fett-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFfett und dem Mager-Einstellungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TAFmager umschalten, so dass die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 20 zwischen null und der maximalen Sauerstoffspeichermenge variiert. Die Steuerroutine wird nach Schritt S 107 beendet.
Es ist außerdem wahrscheinlich, dass der Verbrennungszustand des Luft-Kraftstoff-Gemisches instabil ist, wenn die Ansaugluftmenge klein bzw. gering ist, wie in einem Fall, in dem die Last niedrig ist. Daher kann die vorbestimmte Bedingung darin liegen, dass die Ansaugluftmenge kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. In diesem Fall bestimmt die ECU 31 in Schritt S101, ob die Ansaugluftmenge größer ist als der vorbestimmte Wert. Die Ansaugluftmenge wird beispielsweise auf der Grundlage der Ausgabe von dem Luftströmungsmesser 40 berechnet. Das heißt, die ECU 31 kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 steuern, ohne die Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 zu verwenden, wenn die Ansaugluftmenge kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
Es ist außerdem wahrscheinlich, dass der Verbrennungszustand des Luft-Kraftstoff-Gemisches instabil ist, wenn ein Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird. Daher kann die vorbestimmte Bedingung darin liegen, dass der Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird. Der Leerlauf steht für einen Betriebszustand, in dem die Maschinendrehzahl durch eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches auf einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl (beispielsweise 400 bis 800 Umdrehungen/min) gehalten wird, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag gleich null ist. In diesem Fall bestimmt die ECU 31 in Schritt S101, ob der Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird. Wenn der Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird, schreitet die Steuerroutine zu Schritt S102 voran. Das heißt, die ECU 31 kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 steuern, ohne die Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 zu verwenden, wenn der Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird.
Es werden weitere Ausführungsformen beschrieben. Obwohl vorstehend die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und es können verschiedene Überarbeitungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche erfolgen. Beispielsweise kann die ECU 31, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, eine Feedback- bzw. Rückkopplungssteuerung, wie eine Proportional-Integral-Derivativ (PID)-Steuerung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 42 durchführen, um zu bewirken, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 42 mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
In der Verbrennungskraftmaschine kann ein stromabwärts gelegener Katalysator, der dem Katalysator 20 ähnlich ist, im Auslassdurchlass auf einer Stromabwärtsseite des Katalysators 20 angeordnet sein. In diesem Fall kann die ECU 31, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuern, um den Zustand des stromabwärtigen Katalysators (Sauerstoffspeichermenge oder dergleichen) zu steuern, ohne die Ausgabe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 41 zu verwenden, um zu bewirken, dass das Ausgangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 42 mit einem vorbestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt, welches sich von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis unterscheidet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020067071 A [0002]
JP 2010159672 A [0002]
JP 2007218096 A [0002]
JP 2006022755 A [0002]

Claims

Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Abgassteuerungsvorrichtung aufweist: einen Katalysator (20), welcher in einem Auslassdurchlass angeordnet ist; einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in den Katalysator (20) einströmenden Einströmabgases erfasst; einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus dem Katalysator (20) ausströmenden Ausströmabgases erfasst; und eine elektronische Steuerungseinheit (31), welche derart konfiguriert ist, dass diese das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuert, wobei die elektronische Steuerungseinheit (31) derart konfiguriert ist, dass diese, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage einer Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42) ohne Verwendung einer Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41) steuert, und die elektronische Steuerungseinheit (31) derart konfiguriert ist, dass diese, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41) steuert.
Abgassteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerungseinheit (31) derart konfiguriert ist, dass diese, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases ohne Verwendung der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41) steuert, um zu bewirken, dass das von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42) erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff Verhältnis übereinstimmt.
Abgassteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorbestimmte Bedingung darin liegt, dass ein Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist.
Abgassteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuerungseinheit (31) derart konfiguriert ist, dass diese bestimmt, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigt.
Abgassteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorbestimmte Bedingung darin liegt, dass eine Ansaugluftmenge kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Abgassteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorbestimmte Bedingung darin liegt, dass ein Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird.
Abgassteuerungsverfahren für eine Abgassteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Abgassteuerungsvorrichtung einen Katalysator (20), welcher in einem Auslassdurchlass angeordnet ist, einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in den Katalysator (20) einströmenden Einströmabgases erfasst, einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus dem Katalysator (20) ausströmenden Ausströmabgases erfasst, und eine elektronische Steuerungseinheit (31), welche derart konfiguriert ist, dass diese das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Einströmabgases steuert, umfasst, wobei das Abgassteuerungsverfahren aufweist: Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Einströmabgases auf der Grundlage einer Ausgabe von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (42) ohne Verwendung einer Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41), wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist; und Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Einströmabgases auf der Grundlage der Ausgabe von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (41), wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist.