DE19645064A1 - Verbrennungsmotor-Steuersystem mit verbesserter Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers - Google Patents

Verbrennungsmotor-Steuersystem mit verbesserter Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Steuersysteme für Verbrennungsmotoren und insbeson­ dere ein Verbrennungsmotor-Steuersystem, mit dem die bestmögliche Reinigungsleistung eines katalytischen Umsetzers erzielt und die Verschlechterung der Antriebs­ eigenschaften eines Fahrzeugs oder dergleichen verhindert werden können.
Im Hinblick auf den Umweltschutz werden Beschränkungen für verschiedene Komponenten im Abgas von Kraftfahrzeugen immer strenger. Als Antwort darauf sind verschiedene Einrichtungen für die wirksame Reinigung des Abgases vorgeschlagen worden. Insbesondere dann, wenn das Abgas mittels eines katalytischen Umsetzers gereinigt wird, ist es ein großes Problem, die Reinigungswirkung des kataly­ tischen Umsetzers maximal zu machen. Beispielsweise ist aus der JP 62-203946-A und aus der JP 2-271046-A eine Einrichtung bekannt, die das Phänomen der Verbesserung der Reinigungsrate des katalytischen Umsetzers durch Variation des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in der Umge­ bung des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses ausnutzt.
Darüber hinaus ist aus der JP 200802-A eine Vorrichtung zum Einstellen veränderlicher Werte des Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses in Abhängigkeit von Betriebsbe­ dingungen des Fahrzeugs und von einer Verschlechterung des Katalysators bekannt.
Um andererseits das obenerwähnte Phänomen zu nutzen, ist in den genannten Einrichtungen des Standes der Technik vorgesehen, geringe Oszillationen der Kraftstoffzufuhr­ menge an den Motor zu erzeugen. Obwohl es eine Oszillati­ onsamplitude und eine Oszillationsperiode gibt, die für die Verbesserung der Reinigungsrate des katalytischen Umsetzers bei solchen geringen Oszillationen geeignet sind, verursachen diese jedoch Schwankungen des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments, wie in den Fig. 7 und 9 gezeigt ist. Um daher die Antriebseigen­ schaften nicht zu verschlechtern, ist die Verwendung einer idealen Oszillationsperiode und einer idealen Oszillationsamplitude für den katalytischen Umsetzer aufgegeben worden. Falls der katalytische Umsetzer nicht ausreichend aktiviert worden ist und/oder die Reinigungs­ leistung des katalytischen Umsetzers sich verschlechtert hat, kann der katalytische Umsetzer mit derjenigen Oszil­ lationsperiode und derjenigen Oszillationsamplitude, die für den Zustand geeignet sind, in dem der katalytische Umsetzer mit ausreichender Reinigungsleistung arbeitet, das Abgas nicht vollständig reinigen, so daß die Zusam­ mensetzung des Abgases verschlechtert wird.
Die Erfindung ist angesichts der obigen Probleme gemacht worden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für Verbrennungsmotoren zu schaffen, mit dem die maximale Reinigungsleistung eines katalytischen Umsetzers erzielt und eine Verschlechterung der Antriebs­ eigenschaften des Fahrzeugs oder dergleichen verhindert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verbrennungsmotor-Steuersystem, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Das erfindungsgemäße Steuersystem für Verbrennungsmotoren enthält einen katalytischen Umsetzer zum Reinigen des Abgases des Verbrennungsmotors, eine Verbrennungsmotor­ betriebsbedingung-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, eine Verbren­ nungsmotor-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft- /Kraftstoffverhältnisses des dem Motor zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs oder des abgegebenen Motor­ drehmoments des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, eine Triggersignal-Erzeugungs­ einrichtung zum Erzeugen eines Triggersignals, mit dem eine Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite ausgelöst werden kann, eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung, die auf das Triggersignal anspricht, um das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis zur fetten Seite oder zur mageren Seite zu verändern, wobei das abgegebene Motordrehmoment auf der Grundlage des Triggersignals korrigiert wird, um den Reinigungsbetrieb des katalytischen Umsetzers bei begrenzter Drehmomentschwankung maximal zu machen.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung enthalten, die die momentane Abgasreinigungsleistung des katalytischen Umsetzers erfaßt, wobei die Variations­ amplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors oder als Ergebnis der Erfassung der Reinigungsleistung verändert wird. Daher kann eine von der Reinigungslei­ stung des katalytischen Umsetzers abhängende Steuerung unabhängig von den Betriebsbedingungen des Verbrennungs­ motors selbst dann ausgeführt werden, wenn sich der katalytische Umsetzer nicht im aktiven Zustand befindet oder sich in einem ermüdeten Zustand befindet.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem, in dem das Triggersignal jeweils nach einem vorgegebenen Zeitintervall erzeugt wird, enthält ferner eine Drehmo­ mentkorrekturrichtung-Bestimmungseinrichtung zum Bestim­ men der Richtung, in der die Korrektur des Drehmoments erfolgen soll, um das abgegebene Motordrehmoment zu reduzieren, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten Seite verändert wird, und um das abgegebene Motor­ drehmoment zu erhöhen, wenn das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis zur mageren Seite verändert wird, um eine Drehmomentkorrektur in einer auf dem Bestimmungsergebnis basierenden Richtung auszuführen. Das Erzeugungs­ zeitintervall für das Triggersignal ist in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors oder vom Ergebnis der Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers veränderlich.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner versehen sein mit einem Luft-/Kraftstoff­ verhältnis-Sensor, der stromaufseitig vom katalytischen Umsetzer vorgesehen ist und das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis anhand einer Abgaskomponente erfaßt, einer Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbrennungs­ motor zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs zu einem Sollwert in Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Luft- /Kraftstoffverhältnis-Sensors und einer Fett/Mager- Beurteilungseinrichtung zum Vergleichen des Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses des zugeführten Luft-/Kraftstoff­ gemischs mit einem vorgegebenen Wert und zum Beurteilen, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft- /Kraftstoffgemischs fett oder mager ist, wobei das Triggersignal erzeugt wird, wenn sich das Beur­ teilungsergebnis von fett nach mager oder von mager nach fett ändert. Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann in diesem Fall ferner die Drehmomentkorrekturrichtung- Bestimmungseinrichtung enthalten, um die Richtung zu bestimmen, in der die Drehmomentkorrektur erfolgen soll, um das abgegebene Drehmoment bezüglich des Triggersignals zu erhöhen, wenn sich das Beurteilungsergebnis von fett nach mager ändert, und um das abgegebene Drehmoment bezüglich des Triggersignals zu reduzieren, wenn sich das Beurteilungsergebnis von mager nach fett ändert, wobei die Drehmomentkorrektur in der auf dem Bestimmungsergeb­ nis basierenden Richtung ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner eine Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungseinrich­ tung enthalten, um einen Drehmomentkorrekturbetrag auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmo­ tors oder einer durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis- Einstelleinrichtung hervorgerufenen Luft-/Kraftstoffver­ hältnis-Variationsamplitude zu bestimmen, wobei der Dreh­ momentkorrekturbetrag für die Drehmomentkorrektur in Abhängigkeit vom Bestimmungsergebnis veränderlich ist. Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner eine Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung enthalten, in die in der Anfangsstufe der Erzeugung des Triggersignals der von der Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungs­ einrichtung bestimmte Drehmomentkorrekturbetrag als An­ fangswert eines Drehmomentkorrekturbetrags eingegeben wird, um anschließend den Drehmomentkorrekturbetrag in der Weise zu steuern, daß er allmählich reduziert wird, wobei die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage des Steuerergebnisses ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem kann ferner eine Triggersignal intervall-Meßeinrichtung zum Messen eines Intervalls, in dem das Triggersignal erzeugt wird, enthalten, wobei die Reduzierungsgeschwindigkeit des Korrekturbetrags der Drehmomentkorrektur in Abhängig­ keit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors oder von dem von der Triggersignalintervall-Meßeinrich­ tung gemessenen Erzeugungsintervall des Triggersignals veränderlich ist. Das Verbrennungsmotor-Steuersystem kann in diesem Fall ferner eine Verzögerungsperioden-Setzein­ richtung enthalten, um eine vorgegebene Verzögerungsperi­ ode zwischen dem Triggersignal und dem Beginn der Drehmo­ mentkorrektur zu setzen, wobei die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage der Verzögerungsperiode, die von der Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung gesetzt worden ist, begonnen wird.
Die Verzögerungsperiode kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors veränderlich sein. Die Korrektur des abgegebenen Motordrehmoments des Verbrennungsmotors kann durch Einstellen wenigstens eines der folgenden Parameter ausgeführt werden: Zündzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Abgasrückführungsdurchfluß­ menge (AGR-Durchflußmenge), Ansaugluftdurchflußmenge, Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, Kraftstoffpartikel- Durchmesser, Einlaßventil- oder Auslaßventil-Öffnungs­ zeit, Einlaßventilhub, Ansaugleitungslänge, Motorlast.
Die Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrich­ tung in dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor-Steuersy­ stem, das wie oben angegeben konstruiert ist, ist so beschaffen, daß sie die Motordrehzahl, die Last, die Kühlmitteltemperatur und den Drosselklappenöffnungswinkel oder dessen Veränderungsgeschwindigkeit erfaßt, während die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung die Kraftstoffzu­ fuhrmenge, die Ansaugluftdurchflußmenge, das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis des zugeführten Gemischs, den Zünd­ zeitpunkt, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, die AGR- Durchflußmenge, die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, den Kraftstoffpartikel-Durchmesser, die Einlaßventil- oder Auslaßventil-Öffnungszeit, den Einlaßventilhub, die Ansaugleitungslänge, die Motorlast und dergleichen steu­ ert.
Die Triggersignal-Erzeugungseinrichtung ist so beschaf­ fen, daß sie das Triggersignal zum Auslösen einer Verän­ derung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbren­ nungsmotor zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs zur fetten Seite oder zur mageren Seite erzeugt und auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beurteilt, ob das Triggersignal erzeugt werden soll oder nicht. Wenn das Triggersignal erzeugt werden soll, wird es von selbst oder als Antwort auf ein äußeres Signal erzeugt. Die Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung er­ faßt den Aktivierungszustand und/oder den Verschlechte­ rungsgrad der Abgasreinigungsleistung des katalytischen Umsetzers.
Der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor ist dazu vorgesehen das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der Zusammensetzung des Abgases zu erfassen. Die Luft- /Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung steuert die Kraftstoffzufuhrmenge und/oder die Ansaugluftdurchfluß­ menge, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbren­ nungsmotor zuzuführenden Gemischs in Abhängigkeit vom Erfassungsergebnis durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis- Erfassungseinrichtung zum Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis zu steuern.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotors, der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ brennungsmotor-Steuersystems enthält;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, das den Aufbau eines Computers in einer Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor- Steuersystems veranschaulicht;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die allgemeine Funktion einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verbrennungsmotor-Steuersystems veranschaulicht;
Fig. 4A, B Signalform-Diagramme, die die Beziehung zwischen dem Signal 24a der Luft-/Kraft­ stoffverhältnis-Oszillationsamplitude und dem Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillations­ amplitude des Verbrennungsmotor-Steuersystems bzw. die Verzögerungszeit zwischen dem Beginn der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillations­ amplitude und dem Beginn der Zündzeitpunkt- Korrektur veranschaulichen;
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild, das die allgemeine Funktion einer weiteren Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungs­ motor-Steuersystems veranschaulicht;
Fig. 6 ein Signalform-Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Signal 24a der Luft-/Kraft­ stoffverhältnis-Oszillationsperiode und dem Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillations­ amplitude des Verbrennungsmotor-Steuersystems von Fig. 5 veranschaulicht;
Fig. 7 den bereits erwähnten Graphen, der die Bezie­ hung zwischen der Luft-/Kraftstoffverhältnis- Oszillationsamplitude (ΔL/K), dem Reinigungs­ verhältnis eines Katalysators und dem über­ schüssigen Drehmoment des Verbrennungsmotors angibt;
Fig. 8 einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Periode der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszil­ lation (ΔL/K) und einem Anfangswert der Zünd­ zeitpunkt-Oszillationsamplitude angibt; und
Fig. 9 den bereits erwähnten Graphen, der eine Beziehung zwischen der ΔL/K-Frequenz, dem Reinigungsverhältnis des katalytischen Umset­ zers und dem überschüssigen Drehmoment des Verbrennungsmotors angibt.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Verbrennungsmotors sowie einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Steuersystems für diesen Verbrennungsmotor.
In einem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 ist eine Verbrennungskammer 1c durch einen Kolben 1a und einen Zylinder 1b definiert. Mit dem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 1c sind eine Ansaugleitung 1d und eine Abgasleitung 1e verbunden.
In der Ansaugleitung 1d sind eine Kraftstoffeinspritzein­ richtung 8 zum Einspritzen von Kraftstoff, der von einem Kraftstoffzufuhrsystem zugeführt wird, das einen Kraft­ stofftank 11, einen Kanister 12, ein Stoßsteuerventil usw. enthält, ein Leerlauf-Luftdurchflußmengen-Einstell­ ventil 10 und dergleichen angeordnet. In der Verbren­ nungskammer 1c ist eine Zündkerze 9 angeordnet. Anderer­ seits ist in der Abgasleitung 1e eine katalytische Umset­ zereinheit 15 vorgesehen. Zwischen der Ansaugleitung 1d und der Abgasleitung 1e ist ein AGR-System angeordnet, das ein elektromagnetisches AGR-Ventil, ein Abgasrückfüh­ rungsventil 14a und dergleichen enthält.
Im Verbrennungsmotor 1 sind ferner ein Motordrehzahl- Sensor 2, ein Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 3, ein Ansaugluftdurchflußmengen-Sensor 4 sowie ein Drosselklap­ penstellungs-Sensor 5, die als Erfassungseinrichtungen für die Erfassung von Betriebsbedingungen des Verbren­ nungsmotors dienen, angeordnet. Ferner ist in der Abgas­ leitung 1e ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 7 für die Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbrennungsmotor 1 zuzuführenden Luft-/Kraftstoff­ gemischs angeordnet.
Ein Steuersystem 6 empfängt Erfassungssignale von der Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrichtung, die die verschiedenen Erfassungssensoren enthält, und steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine (nicht gezeigte) Zündspule, die Zündkerze 9, das Leerlauf-Luft­ durchflußmengen-Einstellventil 10 und dergleichen.
Das Steuersystem 6 enthält eine Verbrennungsmotor-Steuer­ einrichtung, eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung, eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung, eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung, eine Luft- /Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung, eine Fett/Mager- Beurteilungseinrichtung usw., wie später genauer erläu­ tert wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt das Steuersystem 6 eine Eingangsschaltung 191, einen A/D-Umsetzer 192, eine Zentraleinheit 193, einen Festwertspeicher ROM 194, einen Schreib-Lese-Speicher RAM 195 und eine Ausgangsschaltung 196. Die Eingangsschaltung 190 empfängt Eingangssignale (beispielsweise Signale vom Motorkühlmitteltemperatur- Sensor 3, vom Ansaugluftdurchflußmengen-Sensor 4, vom Drosselklappenstellungs-Sensor 5, vom Luft-/Kraftstoff­ verhältnis-Sensor 7 usw.), beseitigt Rauschkomponenten aus den empfangenen Signalen und gibt die verarbeiteten Signale zum A/D-Umsetzer 192 aus. Der A/D-Umsetzer 192 führt die A/D-Umsetzung der Signale aus und gibt die umgesetzten Signale zur Zentraleinheit 193 aus. Die Zentraleinheit 193 empfängt die aus der A/D-Umsetzung sich ergebenden Signale und führt verschiedene Steuerungen und Diagnosen aus, indem sie im ROM 194 gespeicherte vorgegebene Programme ausführt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Ergebnisse der arith­ metischen Operationen und die Ergebnisse der A/D-Umset­ zung vorübergehend im RAM 195 gespeichert werden. Außer­ dem werden die Ergebnisse der arithmetischen Operationen als Steuerausgangssignale über die Ausgangsschaltung 196 ausgegeben, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 und dergleichen zu steuern. Es wird ferner darauf hingewie­ sen, daß die Konstruktion des Steuersystems 6 nicht auf die gezeigte Konstruktion eingeschränkt ist.
Fig. 3 zeigt die Konstruktion der Steuerfunktion der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems.
Informationen 20a, die verschiedene Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 angeben und von der Verbren­ nungsmotorbetriebsbedingung-Erfassungseinrichtung 20 er­ halten werden, werden zur Verbrennungsmotor-Steuerein­ richtung 21 geliefert. Dann wird der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 durch Ausführen der Steuerung durch die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 21a und durch die Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 21b in Abhängigkeit von den die Betriebsbedingungen angebenden Informationen 20a hergestellt.
Andererseits werden die die Betriebsbedingungen angeben­ den Informationen 20a zur Triggersignal-Erzeugungsein­ richtung 22 geliefert und dort für die Beurteilung ver­ wendet, ob das Triggersignal 22a erzeugt werden soll oder nicht. Beispielsweise wird die Beurteilung, ob das Trig­ gersignal 22a erzeugt werden kann oder nicht, ausgeführt, indem geprüft wird, ob ein die Motorkühlmitteltemperatur angebendes Signal des Motorkühlmittelsensors 3 eine Motorkühlmitteltemperatur angibt, die größer oder gleich einer vorgegebenen Motorkühlmitteltemperatur ist, ob ein Motordrehzahlsignal des Motordrehzahlsensors 2 eine Motordrehzahl angibt, die größer oder gleich einer vorge­ gebenen Drehzahl ist, oder ob ein die Abgastemperatur angebendes Signal eines Abgastemperatur-Sensors (nicht gezeigt) eine Abgastemperatur angibt, die größer oder gleich einer vorgegebenen Abgastemperatur ist. Falls beurteilt wird, daß das Triggersignal 22a erzeugt werden kann, wird ein Zeitintervall für die Erzeugung des Trig­ gersignals in Abhängigkeit von den die Betriebsbedingun­ gen angebenden Informationen 20a und von den Reinigungs­ leistungs-Erfassungsinformationen 29a der Einrichtung für die Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers bestimmt. Auf der Grundlage dieser Beurteilung wird das Triggersignal 22a erzeugt. Es wird darauf hinge­ wiesen, daß in dem Fall, in dem die Reinigungsleistung- Erfassungsinformationen 29a eine Verschlechterung der katalytischen Umsetzungseinheit 15 über ein vorgegebenes Ausmaß hinaus angibt, die Erzeugung des Triggersignals 22a als solches angehalten werden kann.
Die Einrichtung 29 für die Erfassung der Reinigungslei­ stung des katalytischen Umsetzers kann verwirklicht werden, indem in Abhängigkeit vom Signal des Abgastempe­ ratursensors beurteilt wird, ob der katalytische Umsetzer aktiv ist oder nicht, oder indem der Grad der Verschlech­ terung des katalytischen Umsetzers aus der Anzahl der Übergänge ihrer Ausgangssignale während der Luft- /Kraftstoffverhältnis-Steuerung auf der Grundlage des Signals vom (nicht gezeigten) Luft-/Kraftstoffverhältnis- Sensor, der stromabseitig von der katalytischen Umset­ zereinheit 15 vorgesehen ist, erhalten wird. Die Art der Verwirklichung der Einrichtung 29 für die Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers ist jedoch nicht darauf eingeschränkt.
Die Amplitude der Oszillation des Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses des dem Verbrennungsmotor 1 zuzu­ führenden Luft-/Kraftstoffgemischs, die synchron mit dem erzeugten Triggersignal 22a angelegt wird, wird durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 be­ stimmt. Die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich­ tung 24 bestimmt das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbrennungsmotor 1 zugeführten Gemischs auf der Grund­ lage der Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen 29a und der die Betriebsbedingungen angebenden Informationen 20a.
Ein mit dem Triggersignal 22a synchronisiertes Luft- /Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a, das von der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich­ tung 24 bestimmt wird, wird zur Kraftstoffeinspritz- Steuereinrichtung 21b geliefert, so daß die Oszillati­ onsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemischs auf der Grundlage des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensi­ gnals 24a erzeugt wird.
Andererseits werden an eine Drehmomentkorrekturrichtung- Bestimmungseinrichtung 23 Informationen bezüglich der durch das Triggersignal 22a bewirkten Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des zugeführten Gemischs zur fetten Seite oder zur mageren Seite geliefert. Die Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungseinrichtung 23 be­ urteilt, ob das Drehmoment erniedrigt oder erhöht werden soll.
In der gezeigten Ausführungsform wird die Ausführung der Drehmomentkorrektur auf der Grundlage unterschiedlicher Zündzeitpunkte beschrieben. Es ist jedoch möglich, die Drehmomentkorrektur durch Verwenden entweder des Kraft­ stoffeinspritzzeitpunkts, der Abgasrückführungsrate, der Ansaugluftdurchflußmenge, der Ansaugluftströmungsge­ schwindigkeit, des Kraftstoffpartikel-Durchmessers, des Einlaßventil- und Auslaßventilzeitpunkts, des Einlaßven­ tilhubs, der Ansaugleitungslänge oder der Motorlast oder dergleichen auszuführen.
Was insbesondere den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt be­ trifft, kann das zu korrigierende Drehmoment, da der Zündzeitpunkt eines Dieselmotors durch den Kraftstoffein­ spritzzeitpunkt gesteuert werden kann, effektiv korri­ giert werden.
Was die Abgasrückführungsrate betrifft, kann das zu erzeugende Drehmoment durch Reduzieren des effektiven Zylindervolumens durch Rückführen eines Inertgases zur Einlaßseite durch das Abgasrückführungsventil 14a oder durch Absenken der Verbrennungsgeschwindigkeit korrigiert werden.
Was die Ansaugluftdurchflußmenge betrifft, kann das zu erzeugende Drehmoment durch Einstellen der Ansaugluft­ durchflußmenge mittels des Leerlauf-Luftdurchflußmengen- Einstellventils 10 oder eines (nicht gezeigten) Drossel­ klappenöffnungswinkel-Betätigungselements korrigiert wer­ den.
Was die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit betrifft, kann durch Ausnutzen der Tatsache, daß die Verbrennungsge­ schwindigkeit bei Erzeugen eines starken Druckabfalls oder Wirbels durch ein (nicht gezeigtes) Gasströmungs­ steuerelement schneller wird, das zu erzeugende Drehmo­ ment korrigiert werden.
Was den Kraftstoffpartikel-Durchmesser betrifft, wird die vom Ansaugluftdurchflußmengensensor 4 gemessene Ansaug­ luft in die Umgebung der Einspritzöffnung der Kraftstoff­ einspritzeinrichtung 8 über ein mit einer Hilfsluftlei­ tung (nicht gezeigt) in Verbindung stehendes Hilfsluft­ steuerventil geliefert, um die Verbrennung zu verbessern, indem die zerstäubten Partikel des Kraftstoffs kleiner gemacht werden. Dadurch kann das zu erzeugende Drehmoment korrigiert werden.
Was die Einlaßventil- und Auslaßventil-Öffnungszeit betrifft, kann durch Einstellen der Überlappungsgröße der Öffnungsdauer der Einlaß- und Auslaßventile durch einen (nicht gezeigten) variablen Ventilzeitmechanismus das zu erzeugende Drehmoment korrigiert werden, indem die Tatsa­ che ausgenutzt wird, daß sich der Volumenwirkungsgrad in Abhängigkeit von der Überlappungsgröße der Öffnungsdauer der Einlaß- und Auslaßventile ändert.
Was den Einlaßventilhub betrifft, kann das zu erzeugende Drehmoment durch Einstellen des Hubbetrags des Einlaßven­ tils mittels eines (nicht gezeigten) Einstellmechanismus für variablen Ventilhubbetrag und durch Ausnutzen der Veränderung des Beschickungswirkungsgrades in Abhängig­ keit vom Ventilhubbetrag korrigiert werden. Ferner kann in einen Motor mit einem Mehrventilmechanismus dann, wenn die Einlaßventile unter Verwendung des Einstellmechanis­ mus für variablen Ventilhubbetrag wahlweise geöffnet werden, das zu erzeugende Drehmoment durch Ausnutzen der Tatsache korrigiert werden, daß die Verbrennungsgeschwin­ digkeit schneller wird, wenn ein starker Druckabfall oder Wirbel, der die Gasströmungsgeschwindigkeit erhöht, erzeugt wird.
Was die Länge der Ansaugleitung betrifft, kann das zu erzeugende Drehmoment durch Ausnutzen des veränderlichen Einflußgrades der Wirkung der Trägheit der Ansaugluft korrigiert werden, indem die Länge der Ansaugleitung mittels eines (nicht gezeigten) Mechanismus zum Einstel­ len der Ansaugleitungslänge eingestellt wird.
Was die Motorlast betrifft, kann das zu erzeugende Drehmoment durch Steuern der Last auf den Verbrennungsmo­ tor 1 korrigiert werden, indem die Leistungserzeugung eines Generators mittels einer (nicht gezeigten) Lade­ system-Steuervorrichtung gesteuert wird.
Andererseits wird in der Drehmomentkorrekturrichtung- Bestimmungseinrichtung 23 beurteilt, ob der Zündzeitpunkt zur nacheilenden Seite oder zur voreilenden Seite verän­ dert werden soll. Informationen bezüglich des Nacheilens oder des Voreilens, die durch die Drehmomentkorrektur­ richtung-Bestimmungseinrichtung 23 erzeugt werden, werden synchron mit dem Triggersignal zur Drehmomentkorrekturbe­ trag-Bestimmungseinrichtung 25 geliefert. Die Drehmoment­ korrekturbetrag-Bestimmungseinrichtung 25 bestimmt die Größe der Nacheilung oder der Voreilung des Zündzeit­ punkts. Hierbei wird ein Anfangswert des Nacheilungs- oder Voreilungsbetrags für den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden Informa­ tion 20a und der Oszillationsamplitude des Luft- /Kraftstoffverhältnisses, die durch die Luft- /Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 bestimmt wird, bestimmt. Eine Anfangswertinformation 25a bezüglich des von der Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungseinrich­ tung 25 bestimmten Nacheilungsbetrags oder Voreilungsbe­ trags wird zu einer Drehmomentkorrekturbetrag-Steuerein­ richtung 26 geliefert, um zu bestimmen, ob der Nach­ eilungsbetrag oder der Voreilungsbetrag gegenüber dem Anfangswert reduziert werden muß. In der Drehmomentkor­ rekturbetrag-Steuereinrichtung 26 wird in Abhängigkeit von den die Betriebsbedingungen angebenden Informationen 20a und eines Erzeugungszeitintervalls für das Triggersi­ gnal, das durch eine Triggersignalintervall-Meßeinrich­ tung 28 gemessen wird, eine Reduzierungsgeschwindigkeit bestimmt.
Das Nacheilungs- oder Voreilungssignal 26a für den Zünd­ zeitpunkt wird synchron mit dem wie oben angegeben be­ stimmten Triggersignal an eine Verzögerungsperioden- Setzeinrichtung 27 geliefert. Die Verzögerungsperioden- Setzeinrichtung 27 bestimmt eine Verzögerungsperiode auf der Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden Informationen 20a, um das Nacheilungs- oder Voreilungs­ signal 26a zusammen mit der bestimmten Verzögerungsperi­ ode als Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensignal 27a zur Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 21a zu liefern. Auf der Grundlage des Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensi­ gnals 27a wird der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 1 zur nacheilenden Seite oder zur voreilenden Seite gesteu­ ert.
Fig. 4A zeigt eine Beziehung zwischen dem Luft- /Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a und der durch die Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung 27 erzeugten Verzögerungsperiode für die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform des Steuersystems.
Das Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitudensi­ gnal 24a ändert sich wiederholt und synchron mit dem nicht gezeigten Triggersignal zwischen fett und mager. Die Oszillationsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnis- Oszillationsamplitudensignals 24a wird durch die Luft- /Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 auf der Grundlage der Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen 29a und der die Betriebsbedingungen angebenden Informa­ tionen 20a bestimmt. Das Zündzeitpunkt-Oszillationsampli­ tudensignal 27a wird nach der vorgegebenen Verzögerungs­ periode auf den Anfangswert gesetzt. Der Anfangswert wird auf der Grundlage der die Betriebsbedingungen angebenden Informationen 20a und der Oszillationsamplitude des Luft- /Kraftstoffverhältnisses, die durch die Luft-/Kraft­ stoffverhältnis-Einstelleinrichtung 24 bestimmt wird, bestimmt. Das Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitudensignal 27a wird durch die Drehmomentkorrekturrichtung- Bestimmungseinrichtung 23 in Nacheilungsrichtung gesetzt, um das zu erzeugende Drehmoment zu reduzieren, wenn sich das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten Seite ändert, und in Voreilungsrichtung gesetzt, um das zu erzeugende Drehmoment zu erhöhen, wenn sich das Luft- /Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite ändert. Die Reduzierungsgeschwindigkeit des Anfangswertes wird durch die Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung 26 be­ stimmt, so daß der der Verzögerungskorrektur unterlie­ gende Zündzeitpunkt allmählich voreilt bzw. der der Voreilungskorrektur unterliegende Zündzeitpunkt allmäh­ lich nacheilt, um schließlich den Korrekturbetrag dem Wert Null anzunähern.
Fig. 4B veranschaulicht eine Verzögerungsperiode zwischen dem Auftreten des Triggersignals und dem Beginn der Zündzeitpunktkorrektur.
Ähnlich wie oben wechselt das Luft-/Kraftstoffverhältnis- Oszillationsamplitudensignal 24a mit der vorgegebenen Periode zwischen fett und mager. Eine Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpulses 21bs wird in der Weise korri­ giert, daß sie in Abhängigkeit vom Luft-/Kraftstoff­ verhältnis-Oszillationsamplitudensignal 24a eine größere oder eine kleinere Breite erhält. Andererseits wird der Zündzeitpunkt wie oben erwähnt in Nacheilungs bzw. in Voreilungsrichtung korrigiert, wobei die Vorderflanke des Zündzeitpunktsignals 21as für einen voreilenden Zünd­ zeitpunkt nach links (in Fig. 4B) bzw. für einen nacheilenden Zündzeitpunkt nach rechts (in Fig. 4B) verschoben wird.
Wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite verschoben wird, wird mit der Ausgabe des Kraftstoffein­ spritzimpulses mit geringerer Breite zum Zeitpunkt 21bL begonnen. Wenn jedoch der nachfolgende Einspritzvorgang wie in Fig. 4B gezeigt ausgeführt werden soll, wird, da der Kraftstoffeinspritzimpuls normalerweise im Ausstoßhub jedes Zylinders ausgegeben wird, der durch den Ein­ spritzimpuls 21bL eingespritzte Kraftstoff tatsächlich zum Zeitpunkt 21aL komprimiert und verbrannt. Daher muß das Anliegen des korrigierten Zündzeitpunkts mit Vor­ eilungskorrektur für die Kompensation des zur mageren Seite geänderten Luft-/Kraftstoffverhältnisses bis zum Zeitpunkt 21aL verzögert werden. Falls die Voreilungskor­ rektur sofort ausgeführt würde, würde sie zum Zeitpunkt 21aR wirksam. Da jedoch zum Zeitpunkt 21aR die Zündung für den zum unmittelbar vorhergehenden Einspritzzeitpunkt eingespritzten fetten Kraftstoff eingeleitet werden soll, wird die Zündzeitvoreilung verzögert. Indem wie oben beschrieben der Beginn der Korrektur des Zündzeitpunkts verzögert wird, können die Korrektur des Luft- /Kraftstoffverhältnisses und die Korrektur des Zündzeit­ punkts im Verbrennungshub synchronisiert werden.
Während in der Ausführungsform von Fig. 3 das Triggersi­ gnal durch die Triggersignal-Erzeugungseinrichtung 22 von selbst erzeugt wird, zeigt Fig. 5 eine weitere Ausfüh­ rungsform, in der das Triggersignal als Antwort auf ein externes Signal erzeugt wird.
Das Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors 7 wird an die Fett/Mager-Beurteilungseinrichtung 30 ge­ schickt, in der eine Fett/Mager-Beurteilung durch Ver­ gleichen des Signals 7a vom Luft-/Kraftstoffverhältnis- Sensor mit dem vorgegebenen Wert ausgeführt wird. Auf der Grundlage eines Beurteilungssignals 30a wird das Trigger­ signal in der Triggersignal-Erzeugungseinrichtung 22 erzeugt. Da in diesem Fall das Triggersignal synchron mit dem Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors erzeugt wird, kann die Luft-/Kraftstoffverhältnis­ steuerung unter Verwendung dieses Signals ausgeführt werden.
Selbstverständlich entspricht die Geschwindigkeit der Luft-/Kraftstoffverhältnissteuerung, d. h. die Größe einer Proportionalkomponente P und die Größe einer Inte­ gralkomponente I der Oszillationsamplitude des Luft- /Kraftstoffverhältnisses in der Ausführungsform von Fig. 3. In der gezeigten Ausführungsform wird die Ge­ schwindigkeit der Luft- /Kraftstoffverhältnissteuerung ähnlich wie in der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstell­ einrichtung 24 der Ausführungsform von Fig. 3 auf der Grundlage von Reinigungsleistung-Erfassungsinformationen 29a und von die Betriebsbedingungen angebenden Informa­ tionen 20a bestimmt. Der übrige Aufbau der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist derjenigen der Ausführungs­ form von Fig. 3 ähnlich.
Fig. 6 zeigt eine Beziehung zwischen dem Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors, dem Signal 24a der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitude, d. h. dem Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuerkoeffizienten, und dem Signal 27a der Zündzeitpunkt-Oszillationsamplitude.
Das Signal 7a des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensors wird mit einem Fett/Mager-Beurteilungsschwellenwert 30t ver­ glichen, um zu beurteilen, daß das Gemisch fett ist, wenn das Signal 7a größer als der Schwellenwert ist, bzw. daß das Gemisch mager ist, wenn das Signal 7a kleiner als der Schwellenwert ist. Das Beurteilungsergebnis wird als binäres Signal 30a ausgegeben. In Abhängigkeit vom Beur­ teilungsergebnis wird durch eine PI-Regelung eine Rück­ kopplungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses aus­ geführt. Beim Wechsel des Beurteilungsergebnisses von fett nach mager wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten Seite geregelt, wobei die P-Komponente addiert wird, anschließend wird die I-Komponente kontinuierlich und allmählich zur fetten Seite geregelt, bis das Beur­ teilungsergebnis erneut zu fett wechselt, um so das Signal 24a der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszillati­ onsamplitude, das von mager nach fett gewechselt hat, zu handhaben, um eine Regelung ähnlich wie in Fig. 3 auszu­ führen.
Fig. 7 zeigt eine Beziehung zwischen der Luft- /Kraftstoffverhältnis-Oszillationsamplitude (ΔL/K) und der Reinigungsrate des katalytischen Umsetzers sowie eine Beziehung zwischen der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Oszil­ lationsamplitude (ΔL/K) und einem überschüssigen Drehmo­ ment des Motors.
Bei ansteigendem ΔL/K wird die Reinigungsrate des kataly­ tischen Umsetzers verbessert. In Verbindung damit wird jedoch das überschüssige Drehmoment erhöht, womit mögli­ cherweise eine Verschlechterung der Antriebseigenschaften einher geht. Im Hinblick auf das Reinigungsverhältnis ist (B) das optimale ΔL/K. Bei diesem ΔL/K steigt das über­ schüssige Drehmoment über den zulässigen Wert an. Daher kann das (B) entsprechende ΔL/K nicht verwendet werden. Aus diesem Grund wird das (A) entsprechende ΔL/K verwen­ det, wobei das Reinigungsverhältnis kleiner ist. Wenn jedoch für den Zündzeitpunkt eine Oszillationsamplitude vorgesehen ist, kann die Verschlechterung des überschüs­ sigen Drehmoments reduziert werden, so daß es möglich ist, das ΔL/K von (A) auf (B) zu setzen, so daß ein ΔL/K im optimalen Punkt bei verbesserten Antriebseigenschaften verwendet werden kann.
Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen ΔL/K und dem An­ fangswert der Oszillationsamplitude des Zündzeitpunkts.
Wenn ΔL/K von ±10 zur fetten Seite oder zur mageren Seite zunimmt, wird der Anfangswert der Oszillationsamplitude des Zündzeitpunkts auf einen größeren Wert gesetzt.
Das Reinigungsverhältnis des katalytischen Umsetzers neigt bei höherer ΔL/K-Frequenz zu besseren Werten. Umgekehrt wird das überschüssige Drehmoment im Vergleich zu dem Zustand, in dem kein ΔL/K angewendet wird, ins ge­ samt erhöht. Andererseits strebt das überschüssige Drehmoment bei höherer ΔL/K-Frequenz zu höheren Werten. Um ein besseres Reinigungsverhältnis zu erhalten, ist es wünschenswert, das ΔL/K mit höherer Frequenz anzulegen. Im Hinblick auf die Erhöhung des überschüssigen Drehmo­ ments kann jedoch die ΔL/K-Frequenz nicht höher als die (A) entsprechende Frequenz gesetzt werden. Indem jedoch die Oszillationsamplitude des Zündzeitpunkts wie oben angegeben gesetzt wird, kann eine Erhöhung des überschüs­ sigen Drehmoments unterdrückt werden, so daß die Erhöhung der Frequenz von ΔL/K von der (A) entsprechenden Frequenz zu der (B) entsprechenden Frequenz möglich ist. Somit kann die Frequenz von ΔL/K im optimalen Bereich gesetzt werden, so daß die Antriebseigenschaften ebenfalls ver­ bessert werden können.
Obwohl die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungs­ formen veranschaulicht und beschrieben worden ist, können die Fachleute selbstverständlich verschiedene Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen vornehmen, ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben angegebenen spezifischen Ausführungsformen eingeschränkt, sondern soll sämtliche möglichen Ausführungsformen umfas­ sen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente möglich sind.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bestimmt das erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuersystem die Oszillationsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemischs auf der Grundlage der erfaßten Informationen bezüglich der Reini­ gungsleistung des katalytischen Umsetzers und der Infor­ mationen bezüglich der Betriebsbedingungen von der Motor­ betriebsbedingung-Erfassungseinrichtung und verändert den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der bestimmten Oszilla­ tionsamplitude des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, um ein maxi­ males Reinigungsverhältnis des katalytischen Umsetzers bei Vermeidung einer Verschlechterung der Antriebseigen­ schaften zu erzielen.

Claims (11)

1. Verbrennungsmotor-Steuersystem, das einen kataly­ tischen Umsetzer (15) zum Reinigen der Abgase des Ver­ brennungsmotors (1) umfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung-Erfas­ sungseinrichtung (20), die Betriebsbedingungen des Ver­ brennungsmotors (1) erfaßt,
eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung (21), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbrennungs­ motor (1) zuzuführenden Luft-/Krafstoffgemischs oder ein vom Verbrennungsmotor (1) abgegebenes Motordrehmoment in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen steuert,
eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung (22), die ein Triggersignal erzeugt, mit dem eine Veränderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite ausgelöst werden kann, und
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Einstelleinrich­ tung (24), die auf das Triggersignal anspricht, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur fetten oder zur mageren Seite zu ändern,
wobei das abgegebene Motordrehmoment auf der Grundlage des Triggersignals korrigiert wird.
2. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reinigungsleistung-Erfassungseinrichtung (29) vorgesehen ist, die die momentane Abgasreinigungs­ leistung des katalytischen Umsetzers (15) erfaßt, und
die Variationsamplitude des Luft-/Kraftstoff­ verhältnisses durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis- Einstelleinrichtung (24) auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder des Ergebnisses der Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers verändert wird.
3. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Triggersignal jeweils in einem gegebenen Zeitintervall erzeugt wird und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein­ richtung (23) vorgesehen ist, die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert wird, um das abgegebene Motordrehmoment zu reduzieren, wenn das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis zur fetten Seite verändert werden soll, oder um das abgegebene Drehmoment zu erhöhen, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite verändert werden soll, so daß die Drehmomentkorrektur in einer durch die Bestimmung festgelegten Richtung erfolgt.
4. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugungszeitintervall für das Triggersignal in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbren­ nungsmotors (1) oder vom Ergebnis der Erfassung der Reinigungsleistung des katalytischen Umsetzers (15) ver­ ändert werden kann.
5. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor (7), der stromaufseitig vom katalytischen Umsetzer (15) vorgesehen ist und das Luft-/Kraftstoffverhältnis aus Abgaskomponen­ ten erfaßt,
eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung (6), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Verbren­ nungsmotor (1) zuzuführenden Luft-/Kraftstoffgemischs in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Luft- /Kraftstoffverhältnis-Sensors (7) zu einem Sollwert steuert,
eine Fett/Mager-Beurteilungseinrichtung (30), die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft- /Kraftstoffgemischs mit einem vorgegebenen Wert ver­ gleicht und beurteilt, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs fett oder mager ist, wobei das Triggersignal erzeugt wird, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager oder von mager nach fett wechselt, und
eine Drehmomentkorrekturrichtung-Bestimmungsein­ richtung (23), die die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment korrigiert werden soll, um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu erhö­ hen, wenn das Beurteilungsergebnis von fett nach mager wechselt, oder um das abgegebene Motordrehmoment in bezug auf das Triggersignal zu reduzieren, wenn das Beurtei­ lungsergebnis von mager nach fett wechselt, wobei die Drehmomentkorrektur in der bestimmten Richtung erfolgt.
6. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Drehmomentkorrekturbetrag-Bestimmungsein­ richtung (25) vorgesehen ist, die einen Drehmomentkorrek­ turbetrag auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) oder einer Luft-/Kraftstoff­ verhältnis-Veränderungsamplitude von der Luft-/Kraft­ stoffverhältnis-Einstelleinrichtung (24) bestimmt, und
ein Drehmomentkorrekturbetrag in der Drehmoment­ korrektur in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Bestimmung veränderlich ist.
7. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Drehmomentkorrekturbetrag-Steuereinrichtung (26), in die der von der Drehmomentkorrekturbetrag-Be­ stimmungseinrichtung (25) bestimmte Drehmomentkorrektur­ betrag in einer Anfangsstufe der Erzeugung eines Trigger­ signals als Anfangswert eines Drehmomentkorrekturbetrags eingegeben wird, damit sie anschließend den Drehmoment­ korrekturbetrag in der Weise steuert, daß er allmählich reduziert wird, wobei die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage des Steuerergebnisses ausgeführt wird.
8. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) vorgesehen ist, die das Intervall mißt, in dem die Trig­ gersignale erzeugt werden, und
die Reduzierungsgeschwindigkeit des Korrekturbe­ trags der Drehmomentkorrektur in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) und/oder dem von der Triggersignalintervall-Meßeinrichtung (28) gemessenen Triggersignal-Erzeugungsintervall veränderlich ist.
9. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) vorgesehen ist, die eine vorgegebene Verzögerungsperiode zwischen dem Triggersignal und dem Beginn der Drehmoment­ korrektur setzt, und
die Drehmomentkorrektur auf der Grundlage der von der Verzögerungsperioden-Setzeinrichtung (27) gesetzten Verzögerungsperiode begonnen wird.
10. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsperiode in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (1) veränder­ lich ist.
11. Verbrennungsmotor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des vom Verbrennungsmotor (1) abgegebenen Motordrehmoments ausgeführt wird, indem wenigstens einer der folgenden Parameter eingestellt wird: Zündzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Abgas­ rückführungsdurchflußmenge, Ansaugluftdurchflußmenge, Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, Kraftstoffpartikel- Durchmesser, der Einlaßventil- oder Auslaßventilzeit, Einlaßventilhub, Ansaugleitungslänge, Motorlast.
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DE112010006093B4 (de) * 2010-12-27 2014-10-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

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