DE19506980C2 - Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem Katalysator zur Reduzierung von NO¶x¶ versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens - Google Patents

Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem Katalysator zur Reduzierung von NO¶x¶ versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens

Info

Publication number
DE19506980C2
DE19506980C2 DE19506980A DE19506980A DE19506980C2 DE 19506980 C2 DE19506980 C2 DE 19506980C2 DE 19506980 A DE19506980 A DE 19506980A DE 19506980 A DE19506980 A DE 19506980A DE 19506980 C2 DE19506980 C2 DE 19506980C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
fuel
ratio
fuel mixture
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19506980A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19506980A1 (de
Inventor
Takeshi Atago
Toshio Hori
Yuichi Kitahara
Osamu Kuroda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE19506980A1 publication Critical patent/DE19506980A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19506980C2 publication Critical patent/DE19506980C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F02D41/1463—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus
    • F02D41/1465—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1481—Using a delaying circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0811—NOx storage efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine und auf eine Regelungsvorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung zum Ausführen des Ver­ fahrens sowie insbesondere auf ein Verfahren zum Regeln der Kraft­ stoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine bzw. eines Verbren­ nungsmotors, welche bzw. welcher mit einem Katalysator zur Reduzierung von NOx, welcher die NOx-Konzentration des Abgases auf das geringst­ mögliche Maß ohne Verwendung einer Mehrzahl von Katalysatoren reduziert, und mit einer Regelungsvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung zum Ausführen des Verfahrens versehen ist.
Zum Stand der Technik wird in diesem Zusammenhang auf die DE 38 27 780 A1 verwiesen.
Obwohl die abgasreinigende Fähigkeit einer Abgasreinigungstechnik gemäß einer Erfindung, welche z. B. in der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 63-100919 (Kokai) offenbart ist, welche einen NOx-reduzierenden Katalysator verwendet, wirksam ist, wenn ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch angewendet wird, ist die abgasreinigende Fähigkeit derselben Technik nicht zuverlässig, wenn ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Gemisch mit einer verhältnismäßig geringen Sauerstoffkonzentration angewendet wird. Eine ähnliche Technik ist in der offengeleg­ ten japanischen Patentschrift Nr. 5-133260 (Kokai) beschrieben.
Diese bekannten Techniken benötigen zumindest zwei Arten von Kataly­ satoren, nämlich einen NOx-reduzierenden Katalysator und einen Oxida­ tionskatalysator oder einen Drei-Wege-Katalysator. Obwohl Drei-Wege- Katalysatoren angewendet worden sind und wirksame Drei-Wege-Katalysa­ toren verfügbar sind, besteht ein Wunsch nach der Entwicklung von wirksamen NOx-reduzierenden Katalysatoren.
Die vorliegende Erfindung erfolgte auf der Basis einer Tatsache, daß ein Drei-Wege-Katalysator, der durch Aufbringen von Rh, Pt und/oder Pd und La auf einen porösen Träger hergestellt wird, eine NOx-reduzierende Fähigkeit hat, wenn ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zur Verbren­ nung angewendet wird, und daß sich die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators mit der Betriebsdauer des Verbrennungsmotors bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch verschlechtert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung, welches in der Lage ist, den Drei-Wege-Kataly­ sator hinsichtlich seiner Fähigkeit voll ausnutzen zu lassen, sowie eine Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung zum Ausführen des Regelungsverfahrens für die Kraftstoffeinspritzung zu schaffen.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch ein Regelungsverfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 erreicht.
Die vorliegende Erfindung mißt die Betriebsdauer einer Verbrennungs­ kraftmaschine bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch und führt das magere Luft/Kraftstoff-Gemisch zu und mißt ein stöchiometrisches Luft/ Kraftstoff-Gemisch oder ein bezüglich des Kraftstoffes fettes Luft/ Kraftstoff-Gemisch abwechselnd bei einem Zeitverhältnis, um das NOx- Reduzierungsverhältnis auf einem hohen Niveau zu halten, während das magere Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird. Zum Beispiel ist bei einem LA4-Modus das NOx-Reduzierungsverhältnis von dem Verhältnis der Betriebsdauer der Verbrennungskraftmaschine bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch zu dem des Betriebes bei einem stöchiometri­ schen Luft/Kraftstoff-Gemisch (welches hiernachfolgend als "LS-Verhältnis" bezeichnet wird) abhängig. Deshalb ist die Regelung des LS-Verhältnis­ ses wichtig.
Die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators, der unter Aufbringung von Rh, Pt und/oder Pd und La auf einen porösen Träger hergestellt wird, ist wirksam, wenn ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch einem Verbrennungsmotor zugeführt wird, die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators verschlechtert sich mit der Betriebsdauer des Verbrennungsmotors bei dem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch, und die ursprüngliche NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators kann wiederhergestellt werden, wenn der Drei-Wege-Katalysator einem Abgas ausgesetzt wird, das von dem bei einem stöchiometrischen Luft/ Kraftstoff-Gemisch arbeitenden Verbrennungsmotor ausgestoßen wird. Deshalb muß das LS-Verhältnis richtig geregelt werden, damit der Drei- Wege-Katalysator wirksam funktionieren kann, wenn der Verbrennungs­ motor bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch arbeitet.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Luft/Kraftstoff-Zufuhrsystems ist, das durch eine Regelungsvorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegen­ den Erfindung geregelt wird;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Regelungsvorrichtung für die Kraftstoff­ einspritzung zur Regelung des Luft/Kraftstoff-Zufuhrsystems nach Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Variation des NOx-reduzierenden Verhaltens eines Drei-Wege-Katalysators bezüglich der Zeit zeigt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch die Regelungs­ vorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung gemäß Fig. 2 geregelt wird;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Abhängigkeit des NOx-Reduzierungs­ verhältnisses, bei welchem der Drei-Wege-Katalysator, welcher bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird, NOx reduziert, von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Variation des NOx-Reduzierungsver­ hältnisses, bei welchem der Drei-Wege-Katalysator; der bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird, NOx reduziert, mit der Zeit zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem NOx-Redu­ zierungsverhältnis, bei welchem der Drei-Wege-Katalysator, der bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird, NOx reduziert, und dem LS-Verhältnis zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm ist zur Unterstützung der Erklärung des ge­ wünschten NOx-Reduzierungsverhältnisses des Katalysators, der bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
Fig. 8 ein Diagramm ist, das ein geeignetes Luft/Kraftstoff-Verhältnis als eine Funktion von Parametern zeigt, welche den Betriebs­ zustand des Verbrennungsmotors angeben;
Fig. 9 ein Flußdiagramm des mit der Regelungsvorrichtung nach Fig. 2 für die Kraftstoffeinspritzung auszuführenden Regelungsver­ fahrens für die Kraftstoffeinspritzung ist; und
Fig. 10 ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung des Regelungs­ verfahrens für die Kraftstoffeinspritzung der vorliegenden Erfin­ dung in Zusammenhang mit Parametern ist, die den Betriebs­ zustand des Verbrennungsmotors angeben.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 7 (hiernachfolgend einfach als "Motor" bezeichnet) mit einem Luft/Kraftstoff-Zufuhrsystem versehen, das durch eine Regelungsvorrichtung für die Kraftstoffeinsprit­ zung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung geregelt wird. Das Luft/Kraftstoff-Zufuhrsystem weist ein Lufteinlaßsystem und ein Kraftstoffeinspritzsystem auf. Das Lufteinlaßsy­ stem weist auf: einen Luftfilter 1 mit einer Lufteinlaßöffnung 2, durch welche Luft durch die Saugwirkung des Motors 7 angesaugt wird, einen Luftströmungsmesser 3, eine Lufteinlaßleitung 4, eine Drosselklappe 5 mit einem Drosselklappenelement zum Regulieren der Einlaßluftströ­ mungsrate, einen Sammler 6 und eine Einlaßsammelleitung 8 zum Ver­ teilen der Einlaßluft zu den Zylindern (von denen nur einer gezeigt ist) des Motors 7. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist auf: einen Kraftstoff­ tank 9, welcher den Kraftstoff wie z. B. Benzin enthält, eine Kraftstoff­ pumpe 10 zum Heraufpumpen des Kraftstoffes von dem Kraftstofftank 10 und Ausgeben des Kraftstoffes mittels Druck, einen Kraftstoffdämpfer 11, einen Kraftstoffilter 12, Kraftstoffeinspritzventile 13 (von denen nur eins gezeigt ist) und einen Kraftstoffdruckregler 14 zum Beibehalten des Kraftstoffdruckes innerhalb eines angegebenen Bereiches. Der Kraftstoff wird in die Verzweigungsleitungen der Einlaßsammelleitung 8 durch die Kraftstoffeinspritzventile 13 eingespritzt, welche jeweils an den Verzwei­ gungsleitungen der Einlaßsammelleitung 8 vorgesehen sind. Das Kraft­ stoffeinspritzsystem wird durch die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoffeinspritzung geregelt bzw. gesteuert.
Der Luftströmungsmesser 3 gibt ein Signal, welches eine Einlaßluftströ­ mungsrate darstellt, an die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoffein­ spritzung. Ein Drosselsensor 18 erfaßt die Öffnung der Drosselklappe 5 und gibt ein Signal, welches die Öffnung der Drosselklappe 5 darstellt, an die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoffeinspritzung. Ein Verteiler 16 ist mit einem Kurbelwinkelsensor versehen, welcher ein Bezugswinkelsignal REF, welches den Kurbelwinkel der Kurbelwelle des Motors 7 kennzeichnet, sowie ein Winkelsignal POS zum Erfassen der Motordrehzahl an die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoffeinsprit­ zung. Ein Sauerstoffsensor 21, der in der Abgassammelleitung des Motors 7 vorgesehen ist, erfaßt die Sauerstoffkonzentration des Abgases zum Abschätzen des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und gibt ein Erfassungssignal an die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoff­ einspritzung. Der Sauerstoffsensor 21 ist nicht in der Lage, das tatsächli­ che Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu bestimmen. Der Sauerstoffsensor 21 liefert eine Ausgabe von etwa 1 V, wenn ein bezüglich des Kraftstoffes fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch, d. h. ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, welches kleiner als ein stöchiometrisches Luft/- Kraftstoff-Verhältnis ist, zugeführt wird, und liefert eine Ausgabe in der Größenordnung von 0,2 V, wenn ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch, d. h. ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das größer als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, zugeführt wird. Am wünschenswertesten ist es, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensor zu verwenden, der in der Lage ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemisches tatsächlich zu bestimmen, falls er vorhan­ den ist, und zwar anstelle des Sauerstoffsensors 21. Die Abgasleitung ist mit einem Drei-Wege-Katalysator 20 versehen, der die toxischen Kom­ ponenten einschließlich CO, Kohlenwasserstoffe und NOx des Abgases in nicht-toxische Substanzen umwandeln kann. Der Drei-Wege-Katalysator ist in der Lage, NOx zu reduzieren, was nachfolgend erklärt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraft­ stoffeinspritzung als prinzipielle Komponenten eine MPU (micro-processor unit = Mikroprozessoreinheit), ein EPROM (erasable programmable ROM = löschbares programmierbares ROM), ein RAM und eine E/A- Schnittstelle auf. Die MPU verarbeitet Signale, die durch Sensoren zum Erfassen der Werte von Parametern bereitgestellt werden, welche den Betriebszustand des Motors 7 kennzeichnen, und zwar einschließlich eines Motordrehzahlsensors und eines Motorlastsensors und die dem Motor über die E/A-Schnittstelle zugeführt werden, und liefert ein Impulssignal an die Kraftstoffeinspritzventile 13. Die Impulsbreite des Impulssignals wird auf der Basis der Werte der Parameter bestimmt, so daß ein Luft/Kraftstoff-Gemisch eines gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses dem Motor 7 zugeführt wird. Die MPU liefert des weiteren ein Zünd­ spulen-Steuersignal an eine Zündspule 17, um die Einspritzzeiten zu steuern. Somit regelt die Regelungsvorrichtung 15 für die Kraftstoffein­ spritzung sowohl das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als auch die Einspritzzei­ ten.
In beispielhafter Weise zeigt Fig. 3 die Variation der NOx-reduzierenden Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators 20 mit der Betriebsdauer des Motors 7, in welcher das gemessene NOx-Reduzierungsverhältnis auf der vertikalen Achse nach oben gemessen wird und die Zeit nach rechts auf der horizontalen Achse gemessen wird. In Fig. 3 sind die Zeitintervalle, die bei "L" angegeben sind, jene, in denen ein mageres Luft/Kraftstoff- Gemisch zugeführt wird, und sind bei "S" jene, in denen ein stöchiome­ trisches Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird. Wie es klar aus Fig. 3 erkennbar ist, ist das NOx-Reduzierungsverhältnis nahezu gleich 100%, während das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird. Wenn ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, verringert sich das NOx-Reduzierungsverhältnis allmählich mit der Zeit und verringert sich im schlechtesten Fall auf einen Wert in der Größenordnung von 50% oder darunter. Der Drei-Wege-Katalysator 20 wird durch Auf­ bringen von Rh, Pt und/oder Pd und La auf einen porösen Träger hergestellt. Die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators ist abhängig von den jeweiligen Mengen dieser katalytischen Metalle, wobei die NOx-reduzierende Fähigkeit durch Aufbringen zusätzlicher katalytischer Metalle auf den porösen Träger erhöht werden kann. Im allgemeinen verringert sich die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei- Wege-Katalysators mit der Betriebsdauer des Motors bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch, wobei es theoretisch unmöglich ist, eine der­ artigen Tendenz zu ändern, was ausführlicher nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben wird.
Fig, 4 zeigt die Abhängigkeit des NOx-Reduzierungsverhältnisses von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn der Motor 7 in einem stationären Zu­ stand arbeitet. Wenn ein bezüglich des Kraftstoffes fettes Luft/Kraft­ stoff-Gemisch zugeführt wird, d. h. wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einem Bereich eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist, in dem das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis kleiner ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff- Verhältnis von 14,7, ist das NOx-Reduzierungsverhältnis im wesentlichen 100%. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis über das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ansteigt, verringert sich das NOx-Reduzierungs­ verhältnis allmählich und verringert sich faktisch auf Null, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis etwa 22 ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist das NOx-Reduzierungsverhältnis am anfänglichen Betrieb sehr hoch, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von einem hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das höher ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, auf ein niedriges Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert wurde, das niedriger als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, da der Drei-Wege-Katalysa­ tor 20 in der Lage ist, NOx zu absorbieren. In diesem Zustand ver­ ringert sich das NOx-Reduzierungsverhältnis mit der Zeit und verringert sich faktisch auf Null in etwa zwei Minuten. Das hohe anfängliche NOx-Reduzierungsverhältnis kann durch Ändern des Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnisses von dem hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das höher ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, auf das niedrige Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis wiederhergestellt werden, das niedriger ist, als das stö­ chiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Somit kann die NOx-reduzieren­ de Fähigkeit des Drei-Wege-Katalysators 20 zyklisch durch Ändern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zwischen einem niedrigen Luft/Kraftstoff- Verhältnis und einem hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert werden.
Das NOx-Reduzierungsverhältnis wird nun weiter unter Bezug auf Fig. 6 untersucht. Im Hinblick auf die NOx-reduzierende Fähigkeit des Drei- Wege-Katalysators 20 sei angenommen, daß die Dauer der Zufuhr eines mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches beispielsweise zwei Minuten sei und das LS-Verhältnis variiert wird; d. h. die Dauer der Zufuhr eines mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches ist fest, während die Dauer der Zufuhr eines stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisches variiert wird. Wie es klar aus Fig. 6 ersichtlich ist, variiert das NOx-Reduzierungsverhältnis mit dem LS-Verhältnis. Wenn z. B. die NOx-Konzentration des Abgases des Motors 7 unter eine NOx-Konzentration begrenzt wird, die in dem Emissionsstandard spezifiziert ist, während der Motor 7 in dem LA4- Modus arbeitet, kann ein gewünschtes NOx-Reduzierungsverhältnis auf der Basis der bekannten NOx-Konzentration des Abgases des Motors 7 berechnet werden. In dem in Fig. 7 veranschaulichten Fall ist das gewünschte NOx-Reduzierungsverhältnis etwa 80%. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 6 ist das NOx-Reduzierungsverhältnis 80%, wenn das LS-Verhältnis 50% ist; d. h. wenn das LS-Verhältnis auf 50% gesetzt wird, ist die NOx-Konzentration des Abgases konform mit dem im Emissionsstandard spezifizierten Wert.
Fig. 8 zeigt die von dem Motor 7 für verschiedene Betriebszustände benötigte Luft/Kraftstoff-Verhältnisse. Ein Bereich A ist ein Bereich, bei dem ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, in welchem λ << 1 und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis 22 oder darüber ist; ein Bereich B ein Bereich ist, bei dem ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, bei dem λ = 1 ist; und ein Bereich C ein Bereich der Zufuhr eines bezüglich des Kraftstoffes fetten Luft/Kraftstoff-Gemisches ist, in welchem λ < 1 ist, um die notwendige Leistungsabgabe zu sichern und den Motor 7 zu schützen. Die Bereiche A, B und C können in einem einzigen Kennfeld bzw. in verschiedenen Kennfeldern spezifiziert werden. Im allgemeinen werden Luft/Kraftstoff-Gemische in den Bereichen A und B für Abgastests bei dem Betrieb in dem LA4-Modus zugeführt. Das Ausmaß bzw. die Größe des Bereiches A ist von der überschüssigen Leistungsabgabe des Motors 7 abhängig.
Ein Regelungsverfahren für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemäß der vor­ liegenden Erfindung wird nun hiernachfolgend unter Bezug auf Fig. 9 beschrieben, in welcher lediglich Schritte gezeigt sind, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung einschließlich der eines Motorregelungssy­ stems gezeigt sind.
In Schritt 101 werden Parameter, welche den Betriebszustand des Motors 7 kennzeichnen, wie z. B. Motordrehzahl Ne und Motorlast L gemessen, und einer der Bereiche A, B und C, die in Fig. 8 gezeigt sind, wird ausgewählt. In Schritt 102 wird ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis bestimmt. In Schritt 103 erfolgt eine Anfrage, um zu erkennen, ob eine Ungleichheit λ << 1 erfüllt ist oder nicht. Wenn die Antwort in Schritt 103 negativ ist, wird das Regelungsverfahren für das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis beendet. Wenn in Schritt 103 die Antwort bejahend ist, beginnt ein Zeitgeber die Zeit T(λ < 1) der Dauer eines Zustandes in dem Bereich A in Schritt 104 zu messen. Dann erfolgt eine Anfrage in Schritt 105, ob eine festgelegte Zeitspanne {X}, z. B. zwei Minuten, während der ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, wie es in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben ist, verstrichen ist. Wenn die festgelegte Zeitspanne {X} noch nicht verstrichen ist, wird der Regelbe­ trieb zum beibehalten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für den Bereich A fortgesetzt. Wenn die festgelegte Zeitspanne {X} verstrichen ist, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff- Verhältnis (λ 1) in Schritt 106 eingestellt. Selbst wenn das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, muß der Motor 7 durch die Motor­ regelungseinrichtung so geregelt werden, daß der Betriebszustand des Motors 7 sich überhaupt nicht ändert. In Schritt 107 mißt ein Zeitgeber die Zeit T (λ < 1) der Dauer der Zufuhr eines stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisches. In Schritt 108 wird die durch den Zeitgeber gemessene Zeitspanne T (λ < 1) mit einer Bezugszeitspanne K*T(λ < 1) verglichen. Wenn die Zeitspanne T(λ < 1) kürzer ist als die Bezugs­ zeitspanne K*T(λ < 1), kehrt die Prozedur zu Schritt 106 zurück, um den Regelungsbetrieb fortzusetzen. Wenn die durch den Zeitgeber gemessene Zeitspanne T(λ < 1) länger ist als die Bezugszeitspanne K*T(λ < 1), werden die Zeitgeber rückgesetzt. In der Bezugszeitspanne K*T(λ < 1) ist K das LS-Verhältnis, welches wahlweise gemäß der NOx- Konzentration, welche in dem Emissionsstandard spezifiziert ist, und dem gewünschten NOx-Reduzierungsverhältnis bestimmt wird. Fig. 10 ist ein Kennfeld eines K = LS-Verhältnisses für Motorlast und Motordrehzahl.
Obwohl das Ausführungsbeispiel unter einer Annahme beschrieben wor­ den ist, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des mageren Luft/Kraftstoff- Gemisches 22 ist, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des mageren Luft/ Kraftstoff-Gemisches wahlweise in Verbindung mit dem LS-Verhältnis bestimmt werden.
Obwohl die Erfindung in ihrem bevorzugten Beispiel mit einem gewissen Grad an Spezifik beschrieben worden ist, sind in klarer Weise viele Änderungen und Variationen darin möglich. Es soll deshalb verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung anderweitig als speziell hier beschrieben ausgeführt werden kann, ohne von deren Schutzumfang und Geist abzuweichen.

Claims (4)

1. Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung, welches das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis eines einer Verbrennungskraftmaschine zuzufüh­ renden Luft/Kraftstoff-Gemisches regelt, welche in ihrem Abgassy­ stem mit einem Katalysator zur Reduzierung von NOx versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Luft/Kraftstoff-Gemisch eines stöchiometrischen oder eines bezüglich des Kraftstoffes fetten Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses und ein zweites Luft/Kraftstoff-Gemisch eines bezüglich des Kraftstoffes mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abwechselnd während jeweiligen vorbestimmten Zeitintervallen zu­ geführt werden.
2. Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1, bei welchem das Verhältnis K des Zeitintervalls, in welchem das erste Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, zu dem Zeitintervall, in dem das zweite Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, wahlweise auf der Basis der NOx-Konzentration des Abgases der Verbrennungs­ kraftmaschine, der NOx-Konzentration, die in einem Emissionsstan­ dard spezifiziert ist, und des NOx-Reduzierungsverhältnisses des Katalysators zur Reduzierung von NOx bestimmt wird.
3. Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1, bei welchem das Verhältnis K des Zeitintervalls, in welchem das erste Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, zu dem Zeitintervall, in dem das zweite Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, entsprechend Parametern bestimmt wird, welche den Betriebszustand der Ver­ brennungskraftmaschine kennzeichnen.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Sauerstoffsensor (21) zum Ab­ schätzen des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches, der in einer Abgassammelleitung der Verbrennungskraftmaschine (7) vorgesehen ist und der ein entsprechendes Signal einer Regelungsvorrichtung (15) für die Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Gemisches und des Einspritzzeitintervalls des Kraftstoffs zuführt.
DE19506980A 1994-02-28 1995-02-28 Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem Katalysator zur Reduzierung von NO¶x¶ versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens Expired - Fee Related DE19506980C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02927394A JP3624429B2 (ja) 1994-02-28 1994-02-28 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19506980A1 DE19506980A1 (de) 1995-09-07
DE19506980C2 true DE19506980C2 (de) 1996-07-18

Family

ID=12271683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19506980A Expired - Fee Related DE19506980C2 (de) 1994-02-28 1995-02-28 Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem Katalysator zur Reduzierung von NO¶x¶ versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5791139A (de)
JP (1) JP3624429B2 (de)
KR (1) KR950033013A (de)
DE (1) DE19506980C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768176A1 (fr) 1997-09-11 1999-03-12 Bosch Gmbh Robert Moteur a combustion interne, notamment pour un vehicule automobile
FR2768181A1 (fr) 1997-09-11 1999-03-12 Bosch Gmbh Robert Moteur a combustion interne notamment pour vehicule automobile
DE19755600C2 (de) * 1997-12-15 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert Betrieb eines Verbrennungsmotors in Verbindungmit einem NOx-Speicherkatalysator

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6345496B1 (en) 1995-11-09 2002-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and device for purifying exhaust gas of an engine
DE69636436T2 (de) * 1995-11-17 2007-08-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota Abgasemissionsregelungsvorrichtung für brennkraftmaschinen
CA2235734C (en) * 1995-11-17 2002-02-19 Yukio Kinugasa Method and device for purifying exhaust gas of engine
DE19646651C1 (de) * 1996-11-12 1998-04-09 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
JP3456408B2 (ja) * 1997-05-12 2003-10-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
GB2326953A (en) * 1997-06-30 1999-01-06 Ford Motor Co Motor vehicle exhaust Catalyst regeneration
DE19801815A1 (de) * 1998-01-19 1999-07-22 Volkswagen Ag Mager-Regeneration von NOx-Speichern
DE19811257A1 (de) 1998-03-14 1999-09-16 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung der Abgasnachbehandlung eines DI-Otto- und Magermotors
DE19819461B4 (de) * 1998-04-30 2004-07-01 Siemens Ag Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung
DE19828928C2 (de) * 1998-06-29 2003-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer Brennkraftmaschine
GB2350206A (en) * 1999-05-11 2000-11-22 Ford Motor Co Switching between lean and rich fuel/air mixtures in an internal combustion engine
US6266955B1 (en) 1999-08-20 2001-07-31 Caterpillar Inc. Diagnostic system for an emissions control on an engine
JP3496593B2 (ja) * 1999-09-30 2004-02-16 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジンの制御装置
GB9927563D0 (en) * 1999-11-23 2000-01-19 Williamson Ian A process and method for blending a fuel containing a high molecular weight compound
EP1246894B1 (de) * 1999-11-23 2012-01-11 Tomah Products, Inc. Treibstoffzusatz, diesen zusatz enthaltende treibstoffzusammensetzungen und verfahren zu deren herstellung
US20040118034A1 (en) * 1999-11-23 2004-06-24 Williamson Ian Vernon Fuel composition containing heavy fraction
FR2804175B1 (fr) * 2000-01-20 2002-04-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
US7135153B2 (en) * 2002-03-07 2006-11-14 Southwest Research Institute NOx reduction system for diesel engines, using hydrogen selective catalytic reduction
JP3735594B2 (ja) * 2002-06-28 2006-01-18 株式会社東芝 光ディスク装置と光ディスク装置の待機方法
US7199088B2 (en) 2002-07-01 2007-04-03 Shell Oil Company Lubricating oil for a diesel powered engine and method of operating a diesel powered engine
US20100018476A1 (en) * 2007-05-31 2010-01-28 Svetlana Mikhailovna Zemskova On-board hydrogen generator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799110B2 (ja) * 1987-08-17 1995-10-25 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比フィ−ドバック制御方法
ES2104943T5 (es) * 1991-10-03 2005-04-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositivo de purificacion de los gases de escape de un motor de combustion interna.
US5437153A (en) * 1992-06-12 1995-08-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device of internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768176A1 (fr) 1997-09-11 1999-03-12 Bosch Gmbh Robert Moteur a combustion interne, notamment pour un vehicule automobile
FR2768181A1 (fr) 1997-09-11 1999-03-12 Bosch Gmbh Robert Moteur a combustion interne notamment pour vehicule automobile
DE19739848A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE19739847A1 (de) * 1997-09-11 1999-04-15 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
GB2329263B (en) * 1997-09-11 2000-10-18 Bosch Gmbh Robert Internal combustion engine in particular for a motor vehicle
DE19755600C2 (de) * 1997-12-15 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert Betrieb eines Verbrennungsmotors in Verbindungmit einem NOx-Speicherkatalysator

Also Published As

Publication number Publication date
US5791139A (en) 1998-08-11
DE19506980A1 (de) 1995-09-07
JPH07238852A (ja) 1995-09-12
KR950033013A (ko) 1995-12-22
JP3624429B2 (ja) 2005-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19506980C2 (de) Regelungsverfahren für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem Katalysator zur Reduzierung von NO¶x¶ versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens
DE102007005680B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102006014916B4 (de) Diagnoseverfahren für eine Abgassonde und Diagnosevorrichtung für eine Abgassonde
EP1336728B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsprozesses
DE19801626A1 (de) Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
WO2008095906A1 (de) Diagnoseverfahren und -vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE4411942C2 (de) Abgasemissionssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE69816256T2 (de) Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung der Abgasentgiftungsanlage einer Brennkraftmaschine
DE19938037A1 (de) Diagnose-System für einen Motor
DE19539024A1 (de) Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen Verbrennungsmotor
WO2000028201A1 (de) VERFAHREN ZUM ADAPTIEREN DER NOx-ROHKONZENTRATION EINER MIT LUFTÜBERSCHUSS ARBEITENDEN BRENNKRAFTMASCHINE
DE19545924B4 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern des Luft/Kraftstoffverhältnis-Lernens eines Motors mit innerer Verbrennung
DE3143398A1 (de) &#34;verfahren zur steuerung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses&#34;
WO2007036375A1 (de) Vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102007000359B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE19819461B4 (de) Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung
DE102016200158A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102008002128A1 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1730391B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschi­ne
DE102007034057A1 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zum Bewerten einer Abgassonde
DE102006035356A1 (de) Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuergerät für eine Brennkraftmaschine und sein Steuerverfahren
EP1611334A1 (de) Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine mit selbstzündung
DE102007063102B4 (de) Verfahren zur Erfassung eines periodisch pulsierenden Betriebsparameters
DE19908401C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch
EP2574760B1 (de) Verfahren und Steuervorrichtungen für einen Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee