DE19549633C2 - Air=fuel ratio controller for catalyser engine vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Kraft stoff-Luftverhältnisses eines Motors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for regulating the force Material-air ratio of an engine with the characteristics of claim 1.
Bei einem bekannten Regelverfahren dieser Art (JP 5- 272 382 A) sind Meßvorrichtungen zum Messen der Fett- und Magerzeiten gesondert für jede Bank sowie eine Kor rekturvorrichtung vorgesehen, welche auf die Regeleinrich tung im Sinne einer Angleichung der Fett- und Magerzeiten für beide Bänke einwirkt.In a known control method of this type (JP 5- 272 382 A) are measuring devices for measuring the fat and lean times separately for each bank and a cor rectification device provided, which on the Regeleinrich treatment in the sense of an adjustment of the fat and lean times acts for both banks.
Im Beispielsfalle eines Boxer-Motors mit horizontal ge genüberliegenden, rechten und linken Zylinderbänken mit jeweils mehreren Zylindern ist auch das Saugsystem in rechte und linke Einlaßrohre stromabwärts von dem Dros selventil aufgeteilt, und die beiden Einlaß- oder Ansaug rohre sind mit den Zylindern über einen Ansaugkrümmer verbunden. Im Abgastrakt sind ebenfalls die Zylinder der rechten und der linken Bank mit jeweils rechten und linken Abgasrohren über entsprechende Abgaskrümmer verbun den, und die rechten und linken Abgasrohre sind ferner zu einem einzigen Sammelrohr zusammengefaßt, dessen eines Ende an einen Auspufftopf angeschlossen ist.In the example of a boxer engine with horizontal ge opposite, right and left cylinder banks with the suction system is also in several cylinders right and left inlet pipes downstream of the Dros selventil divided, and the two inlet or intake pipes are with the cylinders over an intake manifold connected. The cylinders are also in the exhaust tract right and left bank with right and left respectively Connect the exhaust pipes via the corresponding exhaust manifold and the right and left exhaust pipes are also closed summarized in a single manifold, one of which End is connected to a muffler.
Als Abgasreinigungssystem für den oben beschriebenen Motor ist ein Katalysatorsystem bekannt, bei dem jeweils ein Katalysator im linken Abgasrohr und im rechten Abgas rohr, sowie ein Zusatzkatalysator im Sammelrohr vorgese hen sind. Außerdem hat ein Kraftstoff-Luftverhältnis-Re gelsystem der vorgeschlagenen Bauart einen Sauerstoffsen sor jeweils im rechten und im linken Abgasrohr, wobei das Kraftstoff-Luftverhältnis für jede Zylinderbank ausgehend von den Signalen des rechten und des linken Sauerstoffsen sors bestimmt wird, um die entsprechende Kraftstoffein spritzmenge entsprechend festzulegen. Bei diesem System wird das Abgas von den Katalysatoren in den rechten und linken Abgasrohren gereinigt, worauf die Abgase, welche aus den rechten und linken Zylinderbänken kommen, weiter mittels des Zusatzkatalysators stromabwärts von den Haupt katalysatoren gereinigt werden.As an exhaust gas purification system for the one described above A catalyst system is known in the engine, in each case a catalyst in the left exhaust pipe and in the right exhaust gas tube, as well as an additional catalyst in the header hen are. It also has a fuel-air ratio re Gel system of the proposed type an oxygen sensor sor in the right and left exhaust pipe, the Air-fuel ratio based on each cylinder bank from the signals of the right and left oxygen sensors sors is determined to be the appropriate fuel to determine the injection quantity accordingly. With this system the exhaust gas from the catalysts in the right and left exhaust pipes cleaned, whereupon the exhaust gases, which coming from the right and left cylinder banks, further by means of the additional catalyst downstream of the main catalysts are cleaned.
Bei einem Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelverfahren nach dem oben beschriebenen Stand der Technik wird das Kraft stoff-Luftverhältnis für jede Zylinderbank gesondert gere gelt. Wenn daher Differenzen des Kraftstoff-Luftverhältnis ses oder in der Sensor-Ausgabe oder in der Sensor-Charak teristik zwischen der rechten und der linken Zylinderbank vorliegen, können beide Kraftstoff-Luftverhältnisse auf Werte naht dem stöchiometrischen Wert geregelt werden. Die Reinigungsbedingungen des Hauptkatalysators können mit diesem Verfahren optimiert werden. Wenn jedoch eine Differenz zwischen den Ausgängen der beiden Sauerstoff sensoren besteht, ergibt sich die folgende Schwierigkeit. Da die Abgase aus den rechten und linken Abgasrohren strom aufwärts von dem Zusatzkatalysator zusammengefaßt wer den, tendiert der Reinigungszustand bzw. die Reinigungsbe dingung des Zusatzkatalysators dazu, eine Phasendifferenz zwischen den beiden Sauerstoffsensor-Ausgängen einzu schließen mit dem Ergebnis, daß es oft unmöglich ist, eine ausreichende Reinigungswirkung zu erreichen.With a fuel-air ratio control method according to the prior art described above will be the force Substance-air ratio separately for each cylinder bank If there are differences in the air-fuel ratio ses or in the sensor output or in the sensor character between the right and the left cylinder bank both fuel-air ratios can be present Values approach the stoichiometric value. The main catalyst cleaning conditions can can be optimized with this method. However, if one Difference between the outputs of the two oxygen sensors, the following difficulty arises. There the exhaust gases flow from the right and left exhaust pipes who summarized upwards of the additional catalyst the, the cleaning condition or the cleaning area tends condition of the additional catalyst, a phase difference between the two oxygen sensor outputs conclude with the result that it is often impossible to find one to achieve sufficient cleaning effect.
Wie in den Kurven (a) und (b) der Fig. 6 gezeigt ist, wer den Auspuffgase aus den rechten und linken Abgasrohren im Falle einer bestehenden Phasendifferenz zwischen den Ausgängen der Sauerstoffsensoren der rechten und der lin ken Bank dem Zusatz-Katalysator unter der Bedingung zu geführt, daß die Phasen der Fett-Mager-Zustände voneinan der abweichen. Folglich stören sich die Fett-/Mager-Bedin gungen gegenseitig, so daß, wie in der Kurve (c) der Fig. 6 für den Zusatz-Katalysator dargestellt ist, keine eindeutigen periodischen Fett-/Mager-Veränderungen erhalten werden können, was zu einer Verschlechterung der Reinigungsfunk tion führt. Demgemäß muß bei dem Katalysatorsystem mit einem Hauptkatalysator für jede Zylinderbank und einem Zusatz-Katalysator für beide, Zylinderbänke (nach dem Sammeln) das Kraftstoff-Luftverhältnis jeder der drei Kata lysatoren auf einen optimalen periodischen Fett-/Mager-Zu stand geregelt werden.As shown in curves (a) and (b) of Fig. 6, who the exhaust gases from the right and left exhaust pipes in the event of an existing phase difference between the outputs of the oxygen sensors of the right and the left bank of the additional catalyst under the Condition that the phases of the fat-lean states differ from one another. As a result, the rich / lean conditions interfere with each other, so that, as shown in curve (c) of FIG. 6 for the additional catalyst, no definite periodic rich / lean changes can be obtained, which leads to deterioration of the cleaning function leads. Accordingly, in the catalyst system with a main catalyst for each cylinder bank and an additional catalyst for both cylinder banks (after collection), the fuel-air ratio of each of the three catalysts must be regulated to an optimal periodic rich / lean state.
Ein Beispiel für den Stand der Technik eines Kraftstoff- Luftverhältnis-Regelsystems für einen Motor mit mehreren Zylinderbänken offenbart die JP-POS 64-8332, bei der das Kraftstoff-Luftverhältnis jeder Zylindergruppe unabhängig voneinander auf der Basis des Sauerstoffsensorsignals mit Rückführung geregelt wird. Zum Vermeiden der Schwierig keit bezüglich der Phasendifferenz im Kraftstoff-Luftver hältnis zwischen den entsprechenden Zylindergruppen ist ein zusätzlicher Hilfs-Sauerstoffsensor stromabwärts vom Sammelabschnitt der Abgasrohre angeordnet, und jeder Rückführ-Korrekturkoeffizient wird auf der Basis des Hilfs- Sauerstoffsensorausganges korrigiert, derart, daß die Kraft stoff-Luftverhältnisse der entsprechenden Zylindergruppen abgeglichen werden können.An example of the state of the art of a fuel Air ratio control system for one engine with several Cylinder banks are disclosed in JP-POS 64-8332, in which the The air-fuel ratio of each cylinder group is independent from each other on the basis of the oxygen sensor signal Repatriation is regulated. To avoid the difficult speed with regard to the phase difference in the fuel-air ratio ratio between the corresponding cylinder groups an additional auxiliary oxygen sensor downstream of the Collection section of the exhaust pipes arranged, and each The feedback correction coefficient is based on the auxiliary Corrected oxygen sensor output so that the force material-air ratios of the corresponding cylinder groups can be compared.
Als zweites Beispiel für ein bekanntes Kraftstoff-Luftver hältnis-Regelsystem eines Motors mit mehreren Zylinder bänken offenbart die JP-POS 3-26845, daß drei Kraftstoff- Luftverhältnissensoren ebenso wie beim ersten Beispiel vor gesehen sind, und daß die Kraftstoff-Luftverhältnisse der beiden Zylinderbänke unabhängig voneinander basierend auf jedem Ausgang der drei Kraftstoff-Luftverhältnis-Sen soren geregelt werden. Ferner ist eine der Bänke auf den Ausgang des Hilfs-Kraftstoff-Luftverhältnissensors einge stellt, während die andere Bank basierend auf der Differenz des Kraftstoff-Luftverhältnisses zwischen den beiden Bän ken eingestellt wird, so daß die genannte Differenz zwi schen den beiden Zylinderbänken eliminiert werden kann.As a second example of a known fuel-air supply Ratio control system of an engine with several cylinders JP-POS 3-26845 discloses that three fuel Air ratio sensors as in the first example are seen, and that the air-fuel ratio of the two cylinder banks based independently of each other on each outlet of the three air-fuel ratio sen sensors are regulated. Furthermore, one of the benches is on the Auxiliary fuel-air ratio sensor output on poses while the other bank based on the difference the air-fuel ratio between the two banks ken is set so that the said difference between between the two cylinder banks can be eliminated.
Ferner offenbart als drittes Beispiel für ein bekanntes Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelsystem für einen Motor mit mehreren Zylinderbänken die JP-GM-OS 63-79449, daß ein Haupt-Kraftstoff-Luftverhältnissensor in einem der Abgas rohre untergebracht ist, daß ein Hilfs-Kraftstoff-Luftverhält nissensor im Sammelrohr vorgesehen ist und daß die Kraft stoff-Luftverhältnisse der beiden Bänke auf das gleiche Ni veau basierend auf dem Haupt-Kraftstoff-Luftverhältnissen sorsignal geregelt werden und ferner basierend auf dem Hilfs-Kraftstoff-Luftverhältnissensorsignal korrigiert wer den.Also disclosed as a third example of a known one Air-fuel ratio control system for an engine with several cylinder banks the JP-GM-OS 63-79449 that a Main air-fuel ratio sensor in one of the exhaust gases pipes is housed that an auxiliary fuel-air ratio nissensor is provided in the manifold and that the force air / material ratios of the two banks to the same Ni veau based on the main air-fuel ratio Sorsignal are regulated and also based on the Auxiliary fuel-air ratio sensor signal corrected who the.
Bei den drei zuletzt beschriebenen Regeleinrichtungen nach dem Stand der Technik ist ein Zusatz-Sauerstoffsensor im Sammelrohr vorgesehen, so daß die Anzahl der Sauer stoffsensoren erhöht ist. Ferner werden bei dem ersten und dem zweiten Beispiel die Kraftstoff-Luftverhältnisse der beiden Zylinderbänke unabhängig voneinander und so auf der Basis des Hilfs-Sauerstoffsensorausganges korrigiert, daß die Differenz des Kraftstoff-Luftverhältnisses zwischen den Zylinderbänken eliminiert werden kann. Daher ist das Regelsystem ziemlich kompliziert. Ferner werden bei dem dritten Beispiel die beiden Kraftstoff-Luftverhältnisse der beiden Zylinderbänke basierend auf derselben Regelgröße geregelt, wenn die Verteilung des Kraftstoff-Luftverhältnis ses nicht einförmig ist. Dies führt zu der Schwierigkeit, daß das Kraftstoff-Luftverhältnis der anderen Bank nicht ange messen geregelt werden kann.With the three control devices described last according to the prior art is an additional oxygen sensor provided in the manifold so that the number of Sauer fabric sensors is increased. Furthermore, in the first and the second example the air-fuel ratio of the two cylinder banks independently and so on corrected the base of the auxiliary oxygen sensor output, that the difference in air-fuel ratio between the cylinder banks can be eliminated. So that's it Control system quite complicated. Furthermore, the third example the two fuel-air ratios of the two cylinder banks based on the same controlled variable regulated when the distribution of the air-fuel ratio it is not uniform. This leads to the difficulty that the fuel / air ratio of the other bank is not specified measure can be regulated.
Um diesen Schwierigkeiten abzuhelfen, ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1 so zu gestalten, daß selbst bei einer Differenz der Ausgänge des rechten und des linken Sauerstoffsensors der Einsatz eines Hilfs-Sauer stoffsensors oder von Meßvorrichtungen für Fett-/Magerzei ten der beiden Bänke vermieden und die Reinigungswirkung des im Sammelrohr vorgesehenen Katalysators ver bessert werden.To remedy these difficulties, the task of Invention, a method with the features of To design the preamble of claim 1 so that even with a difference in the outputs of the right and the left oxygen sensor the use of an auxiliary acid substance sensor or measuring devices for fat / lean time ten of the two banks avoided and the cleaning effect of the catalyst provided in the header pipe ver be improved.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Ver fahren gemäß Patentanspruch 1 vor.To achieve this object, the invention provides a ver drive according to claim 1.
Dabei ist bevorzugt, wenn das Verfahren ferner die Merkmale des Anspruchs 2 aufweist.It is preferred if the method is also the Features of claim 2.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:The invention is schematic below Drawings on an embodiment with others Details explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines gesamten Kraftstoff- Luftsystems der Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of an entire fuel air system of the invention;
Fig. 2 Schwingungs-Diagramm, welches vergleichend die Ausgänge rechter und linker Sauerstoffsensoren dar stellt; Fig. 2 vibration diagram, which compares the outputs of right and left oxygen sensors.
Fig. 3 ein Flußdiagramm für eine Regelprozedur zum Er fassen einer Differenz zwischen zwei Sauerstoffsensoren; Fig. 3 is a flowchart for a control procedure for detecting a difference between two oxygen sensors;
Fig. 4 ein Flußdiagramm für eine Regelprozedur zum Set zen eines Korrekturkoeffizienten basierend auf der Diffe renz zwischen den beiden Sauerstoffsensoren; Fig. 4 is a flow chart of a control procedure for a correction coefficient set based on the zen Diffe ence between the two oxygen sensors;
Fig. 5 ein Blockschaltbild mit einer Modifikation des Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelsystems gemäß der Erfin dung, wobei eine Lernvorrichtung zusätzlich vorgesehen ist, und Fig. 5 is a block diagram with a modification of the air-fuel ratio control system according to the inven tion, wherein a learning device is additionally provided, and
Fig. 6 ein Schwingungs-Diagramm, welches die Aus gangssignale von Sauerstoffsensoren darstellt, die repräsen tativ für Fett-Mager-Zustände eines Zusatz-Katalysators bei einem Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelverfahren nach dem Stand der Technik sind. Fig. 6 is a vibration diagram showing the output signals from oxygen sensors, which are representative of rich-lean conditions of an additional catalyst in a fuel-air ratio control method according to the prior art.
Anhand der Fig. 1 sei ein System zum Regeln eines Kraft stoff-Luftverhältnisses eines Boxer-Motors beschrieben. Der Boxer-Motor 1 ist in eine rechte Zylinderbank 2 mit drei Zylindern (z. B. #1, #3 und #5) und eine linke Zylinderbank 3 mit drei Zylindern (z. B. #2, #4 und #6) unterteilt. Im Ab gassystem kommunizieren die entsprechenden Zylinder der rechten Bank 2 mit einem rechten Abgasrohr 5 über einen Auspuffkrümmer 4 und in gleicher Weise die entsprechen den Zylinder der linken Bank 3 mit einem linken Abgasrohr 7 über einen Auspuffkrümmer 6. Ferner sind die rechten und linken Abgasrohre 5 und 7 über ein Sammelrohr 8 miteinan der verbunden. Einspritzer 11 und 12 sind in Einlaßkrüm mern 9 bzw. 10 der rechten bzw. linken Bank 2, 3 zur Kraft stoffeinspritzung angeordnet.With reference to FIG. 1, a system is for controlling a fuel-air ratio of a Boxer-engine described. The boxer engine 1 is in a right cylinder bank 2 with three cylinders (e.g. # 1, # 3 and # 5) and a left cylinder bank 3 with three cylinders (e.g. # 2, # 4 and # 6) divided. In the gas system, the corresponding cylinders from the right bank 2 communicate with a right exhaust pipe 5 via an exhaust manifold 4 and, in the same way, correspond to the cylinders of the left bank 3 with a left exhaust pipe 7 via an exhaust manifold 6 . Furthermore, the right and left exhaust pipes 5 and 7 are connected to each other via a manifold 8 . Injectors 11 and 12 are arranged in inlet manifolds 9 and 10 of the right and left banks 2 , 3 for fuel injection.
Der Boxer-Motor hat ein dreifaches katalytisches Kon vertersystem 20. Das katalytische System 20 umfaßt zwei Hauptkatalysatoren 21 und 22, die jeweils in den rechten und linken Abgasrohren 5 und 7 jeweils stromaufwärts von dem Sammelrohr 8 angeordnet sind, und ferner einen Zu satz-Katalysator 23 im Sammelrohr 8 in dessen stromabwär tigen Abschnitt, um ein zwei-stufiges katalytisches System zu bilden. Entsprechend können toxische Anteile im Abgas der sechs Zylinder der rechten und der linken Zylinderbänke 2 und 3 mittels der drei Katalysatoren 21 bis 23 gereinigt werden.The boxer engine has a triple catalytic converter system 20 . The catalytic system 20 comprises two main catalysts 21 and 22 , which are arranged in the right and left exhaust pipes 5 and 7, respectively, upstream of the manifold 8 , and also a catalytic converter 23 in the manifold 8 in its downstream section to one to form two-stage catalytic system. Correspondingly, toxic components in the exhaust gas of the six cylinders of the right and left cylinder banks 2 and 3 can be cleaned by means of the three catalysts 21 to 23 .
Bei dem Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelsystem sind zwei Sauerstoffsensoren 25 und 26 jeweils stromaufwärts von den Hauptkatalysatoren 21 und 22 der rechten und linken Abgasrohre 5 und 7 vorgesehen, um das Kraftstoff-Luftver hältnis (fett oder mager) des Abgases ausgehend von der Sauerstoffkonzentration zu messen. Die entsprechenden Ausgänge der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 bilden Eingänge einer Regeleinheit 30 zur Rückführregelung der Kraftstoff-Luftverhältnisse der rechten und linken Zylinder bänke 2 und 3.In the air-fuel ratio control system, two oxygen sensors 25 and 26 are provided upstream of the main catalysts 21 and 22 of the right and left exhaust pipes 5 and 7 , respectively, to measure the air-fuel ratio (rich or lean) of the exhaust gas based on the oxygen concentration , The corresponding outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 form inputs of a control unit 30 for feedback control of the air-fuel ratios of the right and left cylinder banks 2 and 3 .
Nachfolgend sei das Prinzip der Kraftstoff-Luftverhält nis-Rückführregelung beschrieben. Wenn die Kraftstoff- Luftverhältnisse der rechten und linken Bänke 2 und 3 si multan basierend auf dem Ausgang nur des rechten Sauer stoffsensors 25 geregelt werden, synchronisieren die Fett- /Mager-Veränderungsperioden der Abgase in den rechten und linken Abgasrohren 5 und 7 miteinander, und die glei che periodische Fett-/Mager-Variation wiederholt sich deut lich in dem im Sammelrohr 8 gesammelten Abgas, so daß die Reinigungsbedingung für den Zusatz-Katalysator 23 op timiert wird. In diesem Fall kann das Kraftstoff-Luftverhält nis der rechten Bank 2 in der Nachbarschaft des stöchiome trischen Kraftstoff-Luftverhältniswertes mittels des rechten Sauerstoffsensors 25 geregelt werden, so daß die Reini gungsbedingung des Haupt-Katalysators 21 ebenfalls opti miert ist.The principle of the fuel-air ratio feedback control is described below. When the air-fuel ratios of the right and left banks 2 and 3 are controlled multan based on the output of only the right oxygen sensor 25, the rich / lean change periods of the exhaust gases in the right and left exhaust pipes 5 and 7 synchronize with each other, and the same che periodic fat / lean variation is repeated significantly Lich in the exhaust gas collected in the manifold 8 , so that the cleaning condition for the additional catalyst 23 is optimized. In this case, the air-fuel ratio of the right bank 2 in the vicinity of the stoichiometric fuel-air ratio value can be regulated by means of the right oxygen sensor 25 , so that the cleaning condition of the main catalytic converter 21 is also optimized.
Wenn der Ausgang des linken Sauerstoffsensors 26 unter der Bedingung detektiert wird, daß der rechte Sauerstoffsen sor 25 die Sauerstoffkonzentration bei stöchiometrischem Kraftstoff-Luftverhältnis erfaßt, kann eine Differenz des Kraftstoff-Luftverhältnisses zwischen den beiden Zylinder bänken 2 und 3 basierend auf einer Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 diskriminiert werden. Wenn daher das Kraftstoff-Luftver hältnis der linken Bank 3 basierend auf der Phasendifferenz zwischen den Ausgängen der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 geregelt wird, ist auch möglich, das Kraftstoff-Luft verhältnis der linken Bank 3 grob auf das stöchiometrische Kraftstoff-Luftverhältnis so zu regeln, daß die Reinigungs bedingung des Haupt-Katalysators 22 optimiert werden kann.When the output of the left oxygen sensor 26 is detected under the condition that the right oxygen sensor 25 detects the oxygen concentration at the stoichiometric air-fuel ratio, a difference in air-fuel ratio between the two cylinders 2 and 3 can be based on a difference between the output signals of the two oxygen sensors 25 and 26 are discriminated. Therefore, if the fuel-air ratio of the left bank 3 is controlled based on the phase difference between the outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 , it is also possible to roughly regulate the fuel-air ratio of the left bank 3 to the stoichiometric air-fuel ratio that the cleaning condition of the main catalyst 22 can be optimized.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bestimmt eine Regeleinheit 30 die Kraftstoff-Einspritzmenge, die Zündzeitpunkte, usw. Die Regeleinheit 30 umfaßt eine Kraftstoff-Luftverhältnis- Diskriminiervorrichtung 31, eine Korrekturkoeffizient-Setz vorrichtung 32, eine Differenz-Detektiervorrichtung 33, eine Korrekturvorrichtung 34, eine Grund-Rechenvorrich tung 35 zur Berechnung einer Grundeinspritz-Pulsbreite, eine Rechenvorrichtung 36 zum Berechnen der Kraftstof feinspritz-Pulsbreite für die rechte Bank 2 und eine Rechen vorrichtung 37 für die Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite für die linke Bank 3.Referring to FIG. 1, a control unit 30 determines the fuel injection amount, the ignition timing, etc. The control unit 30 includes a fuel-air ratio discriminating device 31 , a correction coefficient setting device 32 , a difference detecting device 33 , a correcting device 34 , one Basic computing device 35 for calculating a basic injection pulse width, a computing device 36 for calculating the fuel injection pulse width for the right bank 2 and a computing device 37 for the fuel injection pulse width for the left bank 3 .
Der Ausgang des Sauerstoffsensors 25 der rechten Bank 2 wird in die Diskriminiervorrichtung 31 eingegeben. Nach Starten und Aufwärmen des Motors 1 kann das Abgas mit tels der Katalysatoren gereinigt werden. Daher diskriminiert die Diskriminiervorrichtung 31 den Fett-/Mager-Zustand des Abgases basierend auf dem Ausgangssignal des Sauer stoffsensors 25 der rechten Bank 2. Das Diskriminierergeb nis wird in die Korrekturkoeffizient-Setzvorrichtung 32 ein gegeben. Die Korrekturkoeffizient-Setzvorrichtung 32 setzt einen zweckmäßigen Rückführ-Korrekturkoeffizienten LAMBDA für das Kraftstoff-Luftverhältnis gemäß dem Diskriminierergebnis. Die Ausgänge der beiden Sauerstoff sensoren 25 und 26 der rechten und der linken Bank 2, 3 werden in die Differenz-Detektiervorrichtung 33 eingege ben. Diese Vorrichtung 33 detektiert eine Differenz e zwi schen den beiden Ausgangssignalen der beiden Sauerstoff sensoren 25 und 26, d. h. einen Unterschied hinsichtlich des Fett-/Mager-Zustandes zwischen den beiden Bänken 2 und 3 basierend auf den Ausgängen der beiden Sauerstoffsenso ren 25 und 26. Das detektierte Differenzsignal wird in die Korrekturvorrichtung 34 eingegeben. Diese Korrekturvor richtung 34 ermittelt einen geeigneten Korrekturkoeffizien ten Ke entsprechend der detektierten Differenz zwischen den beiden Sensorsignalen, d. h. den Unterschied des Kraft stoff-Luftverhältnisses zwischen den beiden Bänken 2 und 3.The output of the oxygen sensor 25 of the right bank 2 is input into the discriminating device 31 . After starting and warming up the engine 1 , the exhaust gas can be cleaned by means of the catalysts. Therefore, the discriminating device 31 discriminates the rich / lean state of the exhaust gas based on the output signal of the oxygen sensor 25 of the right bank 2 . The discrimination result is input to the correction coefficient setting device 32 . The correction coefficient setting device 32 sets an appropriate feedback correction coefficient LAMBDA for the air-fuel ratio according to the discrimination result. The outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 of the right and left banks 2 , 3 are entered into the difference detection device 33 . This device 33 detects a difference e between the two output signals of the two oxygen sensors 25 and 26 , ie a difference in the fat / lean state between the two banks 2 and 3 based on the outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 . The detected difference signal is input into the correction device 34 . This correction device 34 determines a suitable correction coefficient Ke according to the detected difference between the two sensor signals, ie the difference in the fuel-air ratio between the two banks 2 and 3 .
Verschiedene Motor-Betriebsbedingungen, wie die von
einem Luftmengenmesser erfaßte Luftansaugmenge, die
von einem Kurbelwinkelsensor erfaßte Motordrehzahl, usw.
werden in die Rechenvorrichtung 35 zum Berechnen der
Grundeinspritz-Pulsbreite eingegeben. Die Rechenvorrich
tung 35 berechnet eine Grundeinspritz-Pulsbreite Tp basie
rend auf den erfaßten Motorbetriebszuständen. Die berech
nete Grundeinspritz-Pulsbreite Tp und der Rückführ-Kor
rekturkoeffizient LAMBDA werden in die Rechenvorrich
tung 36 für die Berechnung der Kraftstoffeinspritz-Puls
breite der rechten Bank eingegeben. Die Rechenvorrichtung
36 berechnet eine entsprechende Kraftstoffeinspritz-Puls
breite TiR unter Verwendung eines anderen Korrekturkoef
fizienten COEF wie folgt:
Various engine operating conditions, such as the air intake amount detected by an air flow meter, the engine speed detected by a crank angle sensor, etc., are input to the arithmetic device 35 for calculating the basic injection pulse width. The computing device 35 calculates a basic injection pulse width Tp based on the detected engine operating conditions. The calculated basic injection pulse width Tp and the feedback correction coefficient LAMBDA are input into the computing device 36 for calculating the fuel injection pulse width of the right bank. The computing device 36 calculates a corresponding fuel injection pulse width TiR using another correction coefficient COEF as follows:
TiR = Tp × LAMBDA × COEF.TiR = Tp × LAMBDA × COEF.
Ein Einspritzsignal der berechneten Kraftstoffeinspritz- Pulsbreite TiR wird zum Einspritzer 11 der rechten Bank 2 ausgegeben.An injection signal of the calculated fuel injection pulse width TiR is output to the injector 11 of the right bank 2 .
Ferner werden die Grundeinspritz-Pulsbreite Tp, der
Rückführ-Korrekturkoeffizient LAMBDA und der Korrekt
urkoeffizient Ke zur Rechenvorrichtung 37 für die Berech
nung der Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite der linken Bank ein
gegeben. Die Rechenvorrichtung 37 berechnet eine geeig
nete Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite TiL unter Verwendung
eines weiteren Korrekturkoeffizienten COEF wie folgt:
Furthermore, the basic injection pulse width Tp, the feedback correction coefficient LAMBDA and the correction coefficient Ke are input to the arithmetic device 37 for calculating the fuel injection pulse width of the left bank. The computing device 37 calculates a suitable fuel injection pulse width TiL using a further correction coefficient COEF as follows:
TiL = Tp × LAMBDA × Ke × COEF.TiL = Tp × LAMBDA × Ke × COEF.
Ein Einspritzsignal mit der berechneten Pulsbreite TiL wird zum Einspritzer 12 der rechten Bank 3 ausgegeben.An injection signal with the calculated pulse width TiL is output to the injector 12 of the right bank 3 .
Im folgenden ist der Betrieb des Kraftstoff-Luftverhält nis-Regelsystems gemäß der Erfindung beschrieben. Wenn der Motor läuft, strömen die Abgase der rechten und linken Bänke 2 und 3 durch die rechten und linken Abgasrohre 5 und 7 und somit durch die Hauptkatalysatoren 21 und 22 des Katalysatorsystemes. Darauf werden die Abgase aus den rechten und linken Abgasrohren im Sammelrohr 8 gesam melt. Das gesammelte Gasgemisch durchströmt den Zusatz- Katalysator 23. Die Sauerstoffkonzentrationen in den Ab gasrohren 5 und 7 werden getrennt durch die beiden Sauer stoffsensoren 25 und 26 detektiert, um die Kraftstoff-Luft verhältnisse jeweils in den rechten und linken Zylinderbän ken zu erhalten.The operation of the air-fuel ratio control system according to the invention is described below. When the engine is running, the exhaust gases of the right and left banks 2 and 3 flow through the right and left exhaust pipes 5 and 7 and thus through the main catalysts 21 and 22 of the catalyst system. Then the exhaust gases from the right and left exhaust pipes are collected in the collecting pipe 8 . The collected gas mixture flows through the additional catalyst 23 . The oxygen concentrations in the gas pipes 5 and 7 are separately detected by the two oxygen sensors 25 and 26 in order to obtain the fuel-air ratios in the right and left cylinder banks, respectively.
Nun wird der Ausgang des Sauerstoffsensors 25 der rech ten Bank in die Diskriminiervorrichtung 31 der Regeleinheit 30 eingegeben. Nach der Aufwärmphase des Motors können die Abgase durch die Katalysatoren gereinigt werden, wobei die Diskriminiervorrichtung 31 den Fett-/Mager-Zustand des Kraftstoffes basierend auf den Sensorausgängen diskri miniert. Ausgehend von den diskriminierten Fett-/Mager- Zuständen setzt die Korrekturkoeffizient-Setzvorrichtung 32 einen Rückführ-Korrekturkoeffizienten LAMBDA des Kraftstoff-Luftverhältnisses. Ausgehend von der Grundein spritz-Pulsbreite Tp, welche von der Rechenvorrichtung 35 erhalten wurde, und dem Rückführ-Korrekturkoeffizienten LAMBDA, welcher von der Korrekturkoeffizienten-Setz vorrichtung 32 gesetzt wurde, berechnet die Rechenvorrich tung 36 für die Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite der rechten Bank die Kraftstoffeinspritz-Pulsbreiten TiR = Tp × LAMBDA × COEF. Ausgehend von der Grundeinspritz- Pulsbreite Tp, welche von der Rechenvorrichtung 35 ermit telt wurde, dem Rückführ-Korrekturkoeffizienten LAMBDA, der von der Korrekturkoeffizient-Setzvorrich tung 32 erhalten wurde, und dem Korrekturkoeffizienten Ke, der von der Korrekturvorrichtung 34 erhalten wurde, berechnet die Rechenvorrichtung 37 für die Kraftstoffein spritz-Pulsbreite der linken Bank die Kraftstoffeinsptitz- Pulsbreite TiL = Tp × LAMBDA × Ke × COEF.Now the output of the oxygen sensor 25 of the right bank is entered into the discrimination device 31 of the control unit 30 . After the engine has warmed up, the exhaust gases can be cleaned by the catalytic converters, with the discriminating device 31 discriminating the rich / lean state of the fuel based on the sensor outputs. Based on the discriminated rich / lean conditions, the correction coefficient setting device 32 sets a feedback correction coefficient LAMBDA of the air-fuel ratio. Starting from the basic injection pulse width Tp, which was obtained from the computing device 35 , and the feedback correction coefficient LAMBDA, which was set by the correction coefficient setting device 32 , the computing device 36 calculates the fuel injection for the fuel injection pulse width of the right bank Pulse widths TiR = Tp × LAMBDA × COEF. Based on the basic injection pulse width Tp determined by the computing device 35 , the feedback correction coefficient LAMBDA obtained from the correction coefficient setting device 32 , and the correction coefficient Ke obtained from the correction device 34 , the computing device calculates 37 for the fuel injection pulse width of the left bank, the fuel injection pulse width TiL = Tp × LAMBDA × Ke × COEF.
Beide, die berechneten Kraftstoffeinspritz-Pulsbreiten re präsentierenden Einspritzsignale werden an die Einspritzer 11 und 12 abgegeben, so daß die Kraftstoffeinspritzung ge mäß den Motorbetriebszuständen und den Kraftstoff-Luft verhältniszuständen beider Bänke 2 und 3 geregelt werden können.Both, the calculated fuel injection pulse width re presenting injection signals are output to the injectors 11 and 12 , so that the fuel injection ge according to the engine operating conditions and the fuel-air ratio conditions of both banks 2 and 3 can be controlled.
Somit kann das Kraftstoff-Luftverhältnis der rechten Bank 2, wie durch die durchgezogene Kurve R in Fig. 2 ge zeigt ist, rückführgeregelt werden, wobei sich eine Fett- /Mager-Variation benachbart dem stöchiometrischen Kraft stoff-Luftverhältnis wiederholt. Wenn daher das Abgas der rechten Bank 2 über den Haupt-Katalysator 21 geleitet wird, können toxische Komponenten aus dem Abgasen wirksam entfernt werden.Thus, the fuel-air ratio of the right bank 2 , as shown by the solid curve R in Fig. 2 ge, can be feedback-controlled, with a rich / lean variation repeating the stoichiometric fuel-air ratio. Therefore, when the exhaust gas of the right bank 2 is passed through the main catalyst 21 , toxic components can be effectively removed from the exhaust gas.
Unter diesen Umständen wird auch das Kraftstoff-Luft verhältnis der linken Bank 3 simultan auf der Basis des Aus gangssignales des Sauerstoffsensors 25 der rechten Bank 2 so geregelt, daß die Fett-/Mager-Variation der linken Bank 3 mit der entsprechenden Variation der rechten Bank 2 syn chronisiert wird, wie durch die durchgezogene Kurve L in Fig. 2 dargestellt ist. Folglich wird das im Sammelrohr 8 ge sammelte Abgas durch den Zusatz-Katalysator 23 während einer stabilen Fett-/Mager-Periode ohne Störung durch die Fett-/Mager-Zustände der beiden Bänke hindurch geleitet. Unter diesen Bedingungen kann eine hinreichende katalyti sche Wirkung im Zusatz-Katalysator 23 erhalten werden, so daß es möglich ist, wirkungsvoll toxische Komponenten aus den Abgasen zur Abgasreinigung zu entfernen.Under these circumstances, the fuel-air ratio of the left bank 3 is simultaneously controlled on the basis of the output signal from the oxygen sensor 25 of the right bank 2 so that the rich / lean variation of the left bank 3 with the corresponding variation of the right bank 2 syn chronized, as shown by the solid curve L in Fig. 2. Consequently, the exhaust gas collected in the manifold 8 is passed through the additional catalyst 23 during a stable rich / lean period without being disturbed by the rich / lean states of the two banks. Under these conditions, a sufficient catalytic effect can be obtained in the additional catalytic converter 23 , so that it is possible to effectively remove toxic components from the exhaust gases for exhaust gas purification.
Bei dem oben beschriebenen System detektiert die Diffe renz-Detektiervorrichtung 33 die Differenz der Kraftstoff- Luftverhältnisse der beiden Zylinderbänke 2 und 3 basie rend auf der Ausgängen der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 der rechten und linken Bänke 2 und 3, um das Kraft stoff-Luftverhältnis der linken Bank 3 zu korrigieren. Diese Korrekturregelung ist im folgenden detailliert anhand der Flußdiagramme der Fig. 3 und 4 beschrieben.In the system described above, the difference detection device 33 detects the difference in air-fuel ratios of the two cylinder banks 2 and 3 based on the outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 of the right and left banks 2 and 3 by the fuel-air ratio the left bank 3 to correct. This correction control is described in detail below with reference to the flow diagrams of FIGS . 3 and 4.
Die Regeleinheit 30 (im folgenden einfach als Regler be zeichnet) diskriminiert gemäß Schritt S1 in Fig. 3, ob der Ausgang des Sauerstoffsensors 25 der rechten Bank 2 inver tiert ist oder nicht. Wenn das Sensorsignal vom Magerzu stand zu einem Fettzustand gemäß Punkt a oder von einem Fettzustand zu einem Magerzustand gemäß Punkt b in Fig. 2 invertiert oder übergeht, diskriminiert der Regler, daß der Sensorausgang invertiert ist. Das dargestellte Invertier-Kri terium (stöchiometrischer Wert) dieses Invertierniveaus kann durch ein Niveau an jeder Zwischenstelle zwischen maximalem Fettzustand und minimalem Magerzustand er setzt werden.The control unit 30 (hereinafter simply referred to as controller) discriminates according to step S1 in FIG. 3 whether the output of the oxygen sensor 25 of the right bank 2 is inverted or not. If the sensor signal from the lean condition to a rich state according to point a or from a rich state to a lean state according to point b in Fig. 2 inverts or transitions, the controller discriminates that the sensor output is inverted. The inverting criterion shown (stoichiometric value) of this inverting level can be replaced by a level at each intermediate point between the maximum fat state and the minimum lean state.
Nach Diskriminieren des Invertierzustandes in Schritt S1 aktiviert der Regler einen Zeitgeber (in Schritt S2) und prüft, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Invertieren des Sensorausganges verstrichen ist, in Schritt S3. Bei "JA" wird zu den folgenden Schritten übergegangen, um Schwan kungen zu verhindern, welches durch unmittelbares Korri gieren des Kraftstoff-Luftverhältnisses nach Invertieren der Sensorausgänge hervorgerufen werden könnte. Der Regler detektiert dabei die Ausgänge der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 beider Zylinderbänke 2 und 3 in Schritt S4. Basie rend auf den detektierten Ausgabesignalen diskriminiert der Regler die Differenz der Kraftstoff-Luftverhältnisse der rechten und linken Bänke 2 und 3 in Schritt S5.After discriminating the invert state in step S1, the controller activates a timer (in step S2) and checks whether a predetermined time has passed after the sensor output has been inverted in step S3. If "YES", the following steps are taken to prevent fluctuations which could be caused by immediately correcting the air-fuel ratio after inverting the sensor outputs. The controller detects the outputs of the two oxygen sensors 25 and 26 of both cylinder banks 2 and 3 in step S4. Based on the detected output signals, the controller discriminates the difference in air-fuel ratios of the right and left banks 2 and 3 in step S5.
Wenn nun das Kraftstoff-Luftverhältnis der linken Bank 3 bezüglich desjenigen der rechten Bank 2 zur mageren Seite hin abweicht, wie mit der durchgezogenen Kurve L in Fig. 2 dargestellt ist, ist der Ausgang des Sauerstoffsensors 26 an beiden Punkten a und b mager. Wenn die Sensorcharakteri stik der linken Bank 3 gleich wie diejenige der rechten Bank 2 ist, kann das Kraftstoff-Luftverhältnis beider Bänke 2 und 3 gleich sein. Wenn die Sensorausgänge eine Differenz trotz der Tatsache aufweisen, daß beide Bänke simultan basierend nur auf dem Ausgang des Sauerstoffsensors 25 der rechten Bank 2 geregelt werden (z. B. bei "mager" am Punkt a, je doch "fett" am Punkt b), zeigt dieses eine Anomalität des Kraftstoffsystems an, so daß es auch möglich ist, die Diffe renz-Detektion als Diagnose für das Kraftstoffsystem zu nutzen.If the fuel-air ratio of the left bank 3 now deviates from that of the right bank 2 to the lean side, as shown by the solid curve L in FIG. 2, the output of the oxygen sensor 26 is lean at both points a and b. If the sensor characteristic of the left bank 3 is the same as that of the right bank 2 , the air-fuel ratio of both banks 2 and 3 may be the same. If the sensor outputs have a difference in spite of the fact that both banks are controlled simultaneously only on the basis of the output of the oxygen sensor 25 of the right bank 2 (eg in the case of "lean" at point a, but "rich" at point b) , this indicates an abnormality of the fuel system, so that it is also possible to use the differential detection as a diagnosis for the fuel system.
Im Schritt S5, in welchem die Differenz des Kraftstoff- Luftverhältnisses der linken Bank 3 bezüglich desjenigen der rechten Bank 2 detektiert wird, wenn das Kraftstoff- Luftverhältnis der linken Bank gleich wie dasjenige der rechten Bank 2 ist (d. h., daß die Ausgangswerte der beiden Sauerstoffsensoren 25 und 26 gleich auf der fetten oder ma geren Seite sind), setzt der Regler den Zeitgeber in Schritt S7 zurück und beendet die Regelprozedur. Wenn dagegen das Kraftstoff-Luftverhältnis der linken Bank 3 sich von demjenigen der rechten Bank 2 unterscheidet (d. h. wenn der Ausgangswert eines der beiden Sauerstoffsensoren 25, 26 auf der fetten Seite und derjenige des anderen Sauerstoff sensors auf der mageren Seite liegen), bildet der Regler ei nen Korrekturkoeffizienten Ke in Schritt S6 und setzt dann den Zeitgeber in Schritt S7 zurück. Wenn hierbei das Kraft stoff-Luftverhältnis wie in der durchgezogenen Kurve L in Fig. 2 gezeigt zu mageren Seite hin abweicht, wird der Kor rekturkoeffizient Ke zu Ke < 1 gesetzt.In step S5, in which the difference of the air-fuel ratio of the left bank 3 with respect to that of the right bank 2 is detected when the air-fuel ratio of the left bank is the same as that of the right bank 2 (that is, the output values of the two oxygen sensors 25 and 26 are the same on the rich or lean side), the controller resets the timer in step S7 and ends the control procedure. If, on the other hand, the fuel-air ratio of the left bank 3 differs from that of the right bank 2 (ie if the output value of one of the two oxygen sensors 25 , 26 is on the rich side and that of the other oxygen sensor is on the lean side), the controller forms correction coefficient Ke in step S6 and then resets the timer in step S7. If the fuel-air ratio deviates toward the lean side as shown in the solid curve L in FIG. 2, the correction coefficient Ke is set to Ke <1.
Wenn der Korrekturkoeffizient Ke somit zu Ke < 1 ge setzt ist, wird die Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite TiL der lin ken Bank 3 basierend auf diesem Korrekturkoeffizienten Ke berechnet, und das Einspritzsignal wird mit einem so korri gierten Kraftstoff-Luftverhältnis-Wert ausgegeben.Thus, when the correction coefficient Ke is set to Ke <1, the fuel injection pulse width TiL of the left bank 3 is calculated based on this correction coefficient Ke, and the injection signal is output with a fuel-air ratio value thus corrected.
Im Detail gemäß Fig. 4 diskriminiert der Regler nach dem Setzen des Korrekturkoeffizienten Ke zu Ke < 1 (in Schritt S11) ob diese Korrektur die erste Korrektur nach dem Inver tieren des Ausgangs des Sauerstoffsensors 25 der rechten Bank 2 gemäß Schritt S12 ist. Im Falle von "JA" erhöht die Regelung den Korrekturkoeffizienten Ke mit einer großen Proportional-Zuwachsrate (+PR), um das Kraftstoff-Luft verhältnis in Schritt S13 scharf zu korrigieren. Im Falle von "NEIN" bei einer zweiten oder häufigeren Korrektur erhöht der Regler den Korrekturkoeffizienten Ke mit einer kleinen integralen Zuwachsrate (+I), um das Kraftstoff-Luftverhält nis gemäß Schritt S14 schwach oder "sanft" zu korrigieren.In detail, as shown in FIG. 4 discriminates the controller after setting the correction coefficient Ke Ke <1 (in step S11) whether this correction animals, the first correction after the Inver the output of the oxygen sensor 25 of the right bank 2 in step S12. In the case of "YES", the control increases the correction coefficient Ke with a large proportional increase rate (+ PR) to sharply correct the air-fuel ratio in step S13. In the case of "NO" in a second or more frequent correction, the controller increases the correction coefficient Ke with a small integral growth rate (+ I) in order to correct the air-fuel ratio weakly or "smoothly" according to step S14.
Wenn im Gegensatz dazu das Kraftstoff-Luftverhältnis in der Phase zur fetten Seite hin verlagert ist, und somit der Korrekturkoeffizient zu Ke < 1 gesetzt ist, schreitet die Re gelung von Schritt S11 zum Schritt S15 und weiter zu den Schritten S16 oder S17 fort. Somit diskriminiert der Regler, ob diese Korrektur die erste Korrektur nach Invertierung des Ausgangs des Sauerstoffsensors 26 der linken Bank 3 ge mäß Schritt S15 ist. Im Falle von "JA" vermindert der Reg ler den Korrekturkoeffizienten Ke mit einer großen propor tionalen Verminderungsrate (-PR), um das Kraftstoff-Luft verhältnis in Schritt S16 deutlich oder scharf zu korrigieren. Im Falle von "NEIN" nach zweimaliger oder häufigerer Korrektur vermindert der Regler den Korrekturkoeffizienten Ke mit einer kleinen integralen Rate (-I), um das Kraftstoff- Luftverhältnis im Schritt S17 schwach oder sanft zu korri gieren.In contrast, when the air-fuel ratio is shifted in phase to the rich side, and thus the correction coefficient is set to Ke <1, the control proceeds from step S11 to step S15 and further to steps S16 or S17. Thus, the controller discriminates whether this correction is the first correction after inverting the output of the oxygen sensor 26 of the left bank 3 according to step S15. In the case of "YES", the controller lowers the correction coefficient Ke with a large proportional decrease rate (-PR) to correct the air-fuel ratio significantly or sharply in step S16. In the case of "NO" after two or more corrections, the controller lowers the correction coefficient Ke at a small integral rate (-I) to weakly or gently correct the air-fuel ratio in step S17.
Unter diesen Bedingungen wird das Kraftstoff-Luftver hältnis der linken Bank 3, wie durch die strich-punktierte Kurve L' wie in Fig. 2 gezeigt, zunehmend korrigiert, um eine Annäherung an das Kraftstoff-Luftverhältnis der Bank 2 herbeizuführen. Wenn demgemäß das Abgas der linken Bank 3 durch den Hauptkatalysator 22 geleitet wird, können die toxischen Komponenten des Abgases 12 wirksam ent fernt werden. Wie oben beschrieben, können in dem Kataly satorsystem die Kraftstoff-Luftverhältnisse in den beiden Haupt-Katalysatoren 21 und 22 für die rechten und linken Bänke 2 und 3, wie auch für den Zusatz-Katalysator 23 im Sammelrohr 8 optimiert werden, so daß toxische Bestand teile in den Abgasen höchst effektiv mittels der Zweistufen- Reinigung mit dem Ergebnis entfernt werden können, daß der Gesamtwirkungsgrad der Reinigung verbessert wird.Under these conditions, the fuel-air ratio of the left bank 3 , as shown by the dash-dotted curve L 'as shown in Fig. 2, is increasingly corrected to bring the fuel-air ratio of the bank 2 closer. Accordingly, when the exhaust gas of the left bank 3 is passed through the main catalyst 22 , the toxic components of the exhaust gas 12 can be effectively removed. As described above, in the catalyst system, the air-fuel ratios in the two main catalysts 21 and 22 for the right and left banks 2 and 3 , as well as for the additional catalyst 23 in the manifold 8, can be optimized so that toxic inventory parts in the exhaust gases can be removed most effectively by means of the two-stage cleaning with the result that the overall efficiency of the cleaning is improved.
Fig. 5 zeigt eine Modifikation der Erfindung, bei welcher das Kraftstoff-Luftverhältnis mittels Lerneffekten geregelt wird. Diese Modifikation basiert auf dem System nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß eine Kraftstoff-Luftverhältnis- Lernvorrichtung 40 der Korrekturkoeffizient-Setzvorrich tung 32 vorgeschaltet ist und daß eine Korrektur-Lernvor richtung 41 der Korrekturvorrichtung 34 vorgeschaltet ist. Die Kraftstoff-Luftverhältnis-Lernvorrichtung 40 speichert eine Lern-Map- oder -Tabelle mit für den Rückführ-Kor rekturkoeffizienten LAMBDA für das Kraftstoff-Luftver hältnis repräsentativen Werten entsprechend den verschie denen Motorbetriebsbedingungen (Drehzahl, Last usw.) in aktualisierbarer Form. Somit kann der Rückführ-Korrektur koeffizient LAMBDA auf der Basis einer Differenz zwi schen dem vorangegangenen Wert und dem aktuellen Wen ausgegeben werden, wodurch die Ansprecheigenschaften der Kraftstoff-Luftverhältnis-Regelung weiter verbessert werden. Fig. 5 shows a modification of the invention in which the air-fuel ratio is controlled by means of learning effects. This modification is based on the system of FIG. 1 with the exception that a fuel-air ratio learning device 40 is connected upstream of the correction coefficient setting device 32 and that a correction learning device 41 is connected upstream of the correction device 34 . The air-fuel ratio learning device 40 stores a learning map or table with values representative of the return correction coefficient LAMBDA for the air-fuel ratio in accordance with the various engine operating conditions (speed, load, etc.) in an updatable form. Thus, the feedback correction coefficient LAMBDA can be output based on a difference between the previous value and the current Wen, thereby further improving the responsiveness of the air-fuel ratio control.
Die Korrektur-Lernvorrichtung 41 speichert die Diffe renz-Korrekturkoeffizienten Ke in der Lerntabelle, und der Korrekturwert wird immer dann aktualisiert, wenn die Pha sendifferenz korrigiert wird. Während der Korrektur wird ein Lernvorgang in der Weise ausgeführt, daß eine laufende Korrektur durch Multiplizieren des vorangehenden Wertes mit dem aktualisierten Wert vorgenommen wird. Es ist da her möglich, die Schwankungen des Kraftstoff-Luftverhält nisses zu minimieren.The correction learning device 41 stores the difference correction coefficients Ke in the learning table, and the correction value is updated whenever the phase difference is corrected. During the correction, a learning process is carried out such that an ongoing correction is made by multiplying the previous value by the updated value. It is therefore possible to minimize the fluctuations in the air-fuel ratio.
Wie oben beschrieben werden bei dem Kraftstoff-Luft verhältnis-Regelsystem und dem Verfahren gemäß der Er findung für einen Motor mit rechten und linken Zylinder bänken mit einem zweistufigen Katalysatorsystem mit Hauptkatalysatoren und einem Zusatzkatalysator sowie ei nem in jedem Abgasrohr stromaufwärts vom Hauptkatalysa tor angeordneten Sauerstoffsensor die Kraftstoff-Luftver hältnisse beider Bänke simultan ausgehend von dem Aus gangssignal nur eines Sauerstoffsensors geregelt, und das Kraftstoff-Luftverhältnis der anderen Zylinderbank wird entsprechend der Differenz zwischen den Ausgängen der beiden Sauerstoffsensoren korrigiert. Somit ist es ermög licht, die Kraftstoff-Luftverhältnisse beider Bänke basierend auf der Differenz zwischen den beiden Sauerstoffsensor- Ausgängen angemessen zu regeln. Hierdurch kann die Rei nigungskapazität des Zusatzkatalysators im Sammelrohr besser genutzt werden.As described above, the fuel air ratio control system and the procedure according to the Er invention for an engine with right and left cylinders benches with a two-stage catalyst system Main catalysts and an additional catalyst and egg nem in each exhaust pipe upstream of the main catalytic converter arranged oxygen sensor the fuel air ver Ratios of both banks simultaneously starting from the end output signal controlled only one oxygen sensor, and that Air-fuel ratio of the other cylinder bank corresponding to the difference between the outputs of the corrected both oxygen sensors. So it is possible light, based on the fuel-air ratio of both banks on the difference between the two oxygen sensor Regulate outputs appropriately. As a result, the Rei cleaning capacity of the additional catalyst in the manifold be better used.
Ferner können die Kraftstoff-Luftverhältnisse beider Bänke simultan basierend auf dem Ausgang eines der bei den Sauer stoffsensoren so geregelt werden, daß die Rege lung vereinfacht ist. Da nur zwei Sauerstoffsensoren einge setzt werden, ist die Anzahl der Sauerstoffsensoren vermin dert. Ferner läßt sich basierend auf der Differenz zwischen den beiden Sauerstoffsensoren auf deren Ursachen zurück schließen, so daß es möglich ist, das Kraftstoffsystem leicht zu diagnostizieren.Furthermore, the air-fuel ratios of both Banks simultaneously based on the output of one of the the oxygen sensors are controlled so that the rain is simplified. Since only two oxygen sensors turned on the number of oxygen sensors is reduced changed. Furthermore, based on the difference between the two oxygen sensors back to their causes close so that it is possible to light the fuel system to diagnose.
Wenn darüber hinaus die Kraftstoff-Luftverhältnis-Rege lung unter Ausnutzung von Lerneffekten durchgeführt wird, kann das Kraftstoff-Luftverhältnis der korrigierten Bank ba sierend auf einem aktuell gelernten Korrekturkoeffizienten korrigiert werden. Dies ermöglicht ein Minimieren der Schwankungen des Kraftstoff-Luftverhältnisses.In addition, the air-fuel ratio rule is carried out using learning effects, can the fuel-air ratio of the corrected bank ba based on a currently learned correction coefficient Getting corrected. This enables minimizing the Fluctuations in the air-fuel ratio.
Claims (2)
daß eine Differenz (e) zwischen den Kraftstoff-/Luftverhältnissen der ersten und der zweiten Zylinderbank ausgehend von den beiden gemessenen Sauerstoffkonzentrationen erfaßt und ein Differenzsignal ausgegeben wird;
ausgehend von dem Differenzsignal ein Korrekturkoeffizient (Ke) entsprechend der er faßten Differenz (e) gesetzt und ein korrigiertes Differenzsignal ausgegeben wird und
abhängig von dem Korrektursignal und dem korrigierten Differenzsignal in der zweiten Rechenvorrichtung (37) die zweite Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite (TiL) basierend auf ei nem Grundeinspritzbreitensignal (Tp) aus einer Grundeinspritz-Pulsbreiten- Berechnungsvorrichtung (35) berechnet wird, um das Kraftstoff-/Luftverhältnis bei allen Betriebsbedingungen des Motors auf einen Optimalwert zu regeln.1. A method for regulating the fuel / air ratio of an engine with a first cylinder bank ( 2 ) on one side of the engine, a second cylinder bank ( 3 ) on the other side of the engine, a first inlet pipe ( 9 ), a second inlet pipe ( 10 ) connected to the second cylinder bank, a first exhaust pipe ( 5 ) connected to the first cylinder bank for discharging gases from the first cylinder bank, a second exhaust pipe ( 7 ) connected to the second cylinder bank for discharging gases from the second cylinder bank, a manifold ( 8 ) connected to the first and the second exhaust pipe for collecting the gases coming from these exhaust pipes, a first catalytic converter ( 21 ) in the first exhaust pipe (S) for cleaning those from the first Cylinder bank ( 2 ) coming exhaust gases, egg nem a second catalyst ( 22 ) in the second exhaust pipe ( 7 ) for cleaning the gases coming from the two th bank ( 3 ), one Additional catalyst ( 23 ) in the manifold ( 8 ) for further cleaning of the exhaust gases coming from the first and second exhaust pipes, egg nem first oxygen sensor ( 25 ) in the first exhaust pipe ( 5 ) between the first cylinder bank and the first catalyst for detecting a first oxygen concentration in the first exhaust pipe and for emitting a first oxygen concentration signal, egg nem a second oxygen sensor ( 26 ) in the second exhaust pipe ( 7 ) between the second cylinder bank and the second catalyst for detecting a second oxygen concentration in the second exhaust pipe and for emitting one second oxygen concentration signal, a discrimination device ( 31 ) for the fuel / air ratio, which discriminates a rich / lean state in the first exhaust pipe ( 5 ) and emits a discrimination signal on the first oxygen concentration signal, a correction coefficient setting device ( 32 ) which, based on the discrimination signal, has a feedback hr correction coefficient for the air / fuel ratio (LAMBDA) is based on the discriminated rich / lean state and outputs a correction signal, a first computing device ( 36 ) which, based on the correction signal, has a first fuel injection pulse width (TiR ) for the first cylinder bank ( 2 ) based on a basic injection pulse width (Tp) and the set feedback correction coefficient (LAMBDA) for the air-fuel ratio, and a second computing device ( 37 ) which has a second fuel injection pulse width (TiL) for calculates the second cylinder bank, characterized in that
that a difference (e) between the fuel / air ratios of the first and the second cylinder bank is detected based on the two measured oxygen concentrations and a difference signal is output;
starting from the difference signal, a correction coefficient (Ke) corresponding to the difference (e) it detects and a corrected difference signal is output and
depending on the correction signal and the corrected difference signal in the second computing device ( 37 ), the second fuel injection pulse width (TiL) is calculated based on a basic injection width signal (Tp) from a basic injection pulse width calculation device ( 35 ) by the fuel / air ratio to be adjusted to an optimal value in all engine operating conditions.
in einer Kraftstoff-/Luftverhältnis-Lernvorrichtung (40), die Bestandteil der Korrektur koeffizienten-Setzvorrichtung (32) bildet, Rückführ-Korrekturkoeffizienten /LAMBDA) für das Kraftstoff-/Luftverhältnis, die entsprechend verschiedener Betriebsbedingungen bestimmt sind, gespeichert und aktualisiert werden, und daß ein zwischen einem vorange henden Wert und einem laufenden Wert liegende Differential-Korrekturkoeffizient ausge geben wird, und
daß in einer Korrektur-Lernvorrichtung (41), die Bestandteil der Korrekturvorrichtung bildet, verschiedene Korrekturkoeffizienten (Ke), die entsprechend den verschiedenen Betriebszuständen des Motors definiert sind, gespeichert und aktualisiert werden, und daß ein Korrekturkoeffizient (Ke) basierend auf dem vorangehenden Wert ausgegeben wird.2. The method according to claim 1, characterized in that
stored and updated in a fuel / air ratio learning device ( 40 ) which forms part of the correction coefficient setting device ( 32 ), feedback correction coefficients (LAMBDA) for the fuel / air ratio, which are determined according to various operating conditions, and that a differential correction coefficient between a previous value and a current value is given, and
that various correction coefficients (Ke) defined in accordance with the various operating conditions of the engine are stored and updated in a correction learning device ( 41 ) which is part of the correction device, and that a correction coefficient (Ke) is output based on the previous value becomes.
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