DE4320880A1

DE4320880A1 - Steuervorrichtung zur Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4320880A1
Application number: DE4320880A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Hosoya; Toshiki Kuroda; Hideaki Katashiba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2013-06-24
Also published as: DE4320880C2; JPH0674029A; US5493858A; US5724810A; JPH11125111A; JPH11148341A; US5566547A; KR960002349B1; KR940005870A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung zum Einführen von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, um Abgase zu reinigen.

Ein Katalysator ist im allgemeinen vorgesehen in einer Abgaspassage, um Abgase von einer Brennkraftmaschine zu reinigen. Sofort nach dem Starten einer Brennkraftmaschine, bei der die Katalysatortemperatur niedrig und die Reinigungseffizienz niedrig ist, führt man gewöhnlicherweise Luft in eine Abgasleitung stromaufwärts des Katalysators ein, um die Oxidation von HC, CO und dergleichen in dem Katalysator voranzutreiben und dadurch den Temperaturanstieg des Katalysators und zu beschleunigen und die Reinigungseffizienz zu vergrößern.

Fig. 46 zeigt eine Konfiguration einer herkömmlichen Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, wobei ein Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine; 2 ein Getriebe; 3 eine Ansaugleitung; 4 eine Abgasleitung; 5 einen in der Abgasleitung 4 angeordneten Katalysator; 6 ein in der Ansaugleitung 3 angeordnetes Drosselventil; 7 einen in einem Einlaßabschnitt der Ansaugleitung 3 angeordneten Luftfilter; 8 eine an der Brennkraftmaschine 1 angebrachte Luftpumpe; 9 eine Lufteinführungsleitung zum Einführen von Luft an die Abgasleitung 4 stromaufwärts des Katalysators 5 mittels der Luftpumpe 8; und 10 ein Sperrventil angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9 zum Verhindern des Rückwärtsfließens von Abgasen aus der Abgasleitung 4 bezeichnen.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der herkömmlichen Vorrichtung. Die Luftpumpe 8 führt Luft in die Abgasleitung 4 über die Lufteinführungsleitung 9 entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 ein, und die ins Innere der Abgasleitung 4 eingeführte Luft reagiert mit Abgaskomponenten CO und HC in der Abgasleitung 4 und im Katalysator 5 und wandelt dieselben in H₂O und CO₂ um, um dadurch die Reinigung der Abgase zu bewirken. Die Einführung von Luft in die Abgasleitung 4 wird gleichzeitig mit dem Ein-Betrieb eines nicht illustrierten Starterschalters begonnen, wie in Fig. 47 gezeigt. Die dabei eingeführte Luftmenge ist im wesentlichen zeitmäßig festgelegt, wie in Fig. 48 gezeigt und die Temperatur der eingeführten Luft ist die der atmosphärischen Luft.

Fig. 49 zeigt eine Konfiguration einer weiteren herkömmlichen Vorrichtung, wobei das Bezugszeichen 11 ein Steuerventil angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9 zum Einstellen der Luft der einzuführenden Luftmenge; 15 eine Heizung zum Heizen der Luft, die durch die Lufteinführungsleitung 9 tritt; 16 ein Hilfsventil angebracht am Steuerventil 11; und 12 einen Kontroller zum Steuern des Steuerventils 11 und der Heizung 15 bezeichnen. Die weitere Konfiguration ist die gleiche wie die von Fig. 46.

Als nächtes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der herkömmlichen Vorrichtung wie gezeigt in Fig. 49. Zur gleichen Zeit wie ein nicht illustrierter Schlüsselschalter eingeschaltet wird, öffnet das Steuerventil 11 die Passage durch Steuerung durch den Kontroller 12. Während die Brennkraftmaschine kurbelt (wenn der Starterschalter eingeschaltet ist), wird die Luftpumpe 8 angetrieben durch die Brennkraftmaschine 1 und führt die Luft in die Abgasleitung 4 über die Lufteinführungsleitung 9, das Steuerventil 11, die Heizung 15 und das Sperrventil 10 ein. Die in die Abgasleitung 4 eingeführte Luft reagiert mit den Abgaskomponenten HC und CO in der Abgasleitung 4 und dem Katalysator 5, um dadurch die Reinigung der Abgase zu bewirken. Fig. 50 zeigt einen Plan des Betriebs zu dieser Zeit, wobei der Starterschalter ebenfalls gleichzeitig eingeschaltet wird wie der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, die Brennkraftmaschine 1 ebenfalls gleichzeitig damit zu drehen beginnt und die Luftpumpe 8 antreibt, um dadurch eine Luftmenge entsprechend ihrer Drehzahl in die Abgasleitung 4 einzuführen. Dabei wird die Luft durch die Heizung 15 geheizt und die Temperatur der Luft am Auslaß der Heizung 15 ändert sich mit der Zeit, wie in Fig. 51 gezeigt.

Zusätzlich zeigt Fig. 52 noch eine weitere herkömmliche Vorrichtung, wobei das Bezugszeichen 8a eine Luftpumpe eines elektrisch gesteuerten Typs angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9; und 22 einen Luftströmungssensor zum Messen der Ansaugluftmenge bezeichnet. Der Betrieb ist ähnlich dem der oben erwähnten herkömmlichen Vorrichtung.

Fig. 53 zeigt eine Konfiguration einer weiteren herkömmlichen Vorrichtung, bei der das Bezugszeichen 46 einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor angeordnet in der Abgasleitung 4 zum Erfassen des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Abgase bezeichnet, und die weitere Konfiguration dieselbe wie oben beschrieben ist. Obwohl der Betrieb ähnlich zum oben beschriebenen ist, erfaßt der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 46 das Luft-Kraftstoffverhältnis eine Luft-Kraftstoffmischung eingeführter Luft und die Abgase zur Zeit der Einführung der Luft und ist in der Lage, das Luft-Kraftstoffverhältnis auf der Basis davon zu steuern.

Die herkömmlichen Vorrichtungen zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine sind wie oben beschrieben angeordnet, und die Normaltemperatur der Luft wird eingeführt in die Abgasleitung 4 sofort nach dem Starten, wenn die Abgastemperatur niedrig ist, so daß es ein Problem insofern gibt, als das die Temperatur der Abgase weiter erniedrigt wird durch die eingeführte Luft, was in einer Abnahme in der Effizienz des Reinigens der Abgase in dem Katalysator 5 resultiert.

Zusätzlich tritt, da die Luft eingeführt wird in die Abgasleitung 4 gleichzeitig wenn der Starterschalter eingeschaltet wird, die Luft durch das Innere der Heizung 15 bevor die Heizung 15 eine vorbestimmte Temperatur erreicht, und die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Heizung 15 ist verzögert. Daher gibt es ein Problem, als daß die Effizienz des Reinigens der Abgase im Katalysator abnimmt.

Weiterhin ist die Menge eingeführter Luft konstant unabhängig von der Betriebsbedingung des Motors und des Typs und den Zustand des Katalysators 5, so daß es ein Problem insofern gibt, als daß eine optimale Reinigungseffizienz nicht erhalten werden kann.

Zusätzlich ist es, da die hohe Temperatur der Abgase von der Abgasleitung 4 auf das Sperrventil 10, die Heizung 15 und das Steuerventil 11 angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9 wirkt, schwierig für diese Elemente ordentlich über lange Zeitspannen zu arbeiten, was auf die Dauer in der Abnahme der Reinigungseffizienz resultiert.

Bei den herkömmlichen Vorrichtungen beginnt die Einführung von Luft gleichzeitig mit dem Starten, und wie gezeigt in Fig. 54, wird die Einführung von Luft in die Abgasleitung 4 sogar nach dem Passieren eines Zeitpunkts (Punkt A) fortgesetzt, wenn die Katalysatoreinlaßtemperatur (durchgezogene Linie) und die Katalysatorauslaßtemperatur (gestrichelte Linie) in der Abgasleitung 4 miteinander übereinstimmen. Daraus resultierend wird der Temperaturanstieg des Katalysators 5 gesättigt, so daß eine weitere Verbesserung in der Reinigungseffizienz durch den Katalysator 5 gehemmt ist. Dabei wird die Bedingung so daß Sauerstoff in einem Zustand des Überschusses ist, und die Wirkung des Reduzierens von Stickstoffoxyden mittels des Katalysators nimmt ab, so daß es ein Problem insofern gibt, als daß der Betrag der emittierten Stickstoffoxyde zunimmt.

Zusätzlich gibt es ein Problem, da die Luft eingeführt wird an die oberstromige Seite des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 46, als daß das Luft-Kraftstoffverhältnis der Abgase allein nicht genau erfaßt werden kann, was es unmöglich macht, eine genaue Kraftstoffsteuerung zu bewirken.

Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden und es ist ihre Aufgabe, eine Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche in der Lage ist, die Effizienz der Abgasreinigungsreaktion in der Abgasleitung und dem Katalysator zu erhöhen, den Betrag der emittierten Stickstoffoxyde zu reduzieren und eine genaue Kraftstoffsteuerung zu ermöglichen.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit dieser Erfindung umfaßt:
eine Einrichtung zum Senden von Luft zur Abgasseite über eine Lufteinführungsleitung; und eine Steuereinrichtung zum Stoppen der Einführung von Luft an die Abgasseite während des Startens der Brennkraftmaschine oder während des Startens und einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten.

Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine:
eine Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft; und eine Steuereinrichtung zum Stoppen der Einführung der geheizten Luft an eine Abgasseite während des Startens oder während einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten.

Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine:
eine Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft und eine Steuereinrichtung zum Starten der Einführung der geheizten Luft in die Abgasleitung nach einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Starten des Motors und zum Ändern der Luftmenge, die zu einem vorbestimmten Zeitintervall eingeführt wird.

Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine:
eine Heizeinrichtung angeordnet zwischen dem Katalysator in der Abgasleitung und einem Verbindungsabschnitt der Lufteinführungsleitung, um Abgase und die von der Ansaugseite eingeführte Luft zu heizen.

Bei der Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine wird die Heizeinrichtung in der Abgasleitung eine vorbestimmte Zeitdauer lang sogar nach dem Stoppen des Motors betrieben.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
eine Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft und eine Steuereinrichtung zum Variieren der Luftmenge, die in die Abgasleitung zu einem vorbestimmten Zeitintervall eingeführt wird.

Bei der Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine wird zumindest ein Zeitintervall, zu dem die Luft in die Abgasleitung eingeführt wird, der Betrag der Änderung oder der Betrag des Heizens durch die Heizeinrichtung geändert in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
eine Luftheizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft; eine Katalysatorheizeinrichtung zum Heizen des Katalysators; und eine Steuereinrichtung zum Variieren der Luftmenge, die zu einem vorbestimmten Zeitintervall in die Abgasleitung eingeführt wird.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt weiterhin:
einen Abgastemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Abgasen und einen Katalysatortemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Menge geheizter Luft und des Zeitintervalls der Variation davon in Übereinstimmung mit der Abgastemperatur oder der Katalysatortemperatur.

In der Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine wird zumindest ein Zeitintervall, zu dem die Menge eingeführter Luft geändert wird, der Betrag der Änderung, der Betrag der geheizten Luft oder der Betrag des geheizten Katalysators geändert in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
eine Steuereinrichtung zum Starten der Einführung der Luft in die Abgasleitung nach einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Starten des Motors und zum Ändern der Menge der zu einem vorbestimmten Zeitintervall eingeführten Luft.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt eine Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators; eine Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasbypasspassage über eine Lufteinführungsleitung; eine Einrichtung zum Heizen der eingeführten Luft; ein Umschaltventil zum Umschalten der Strömung der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und eine Steuereinrichtung zum Umschalten des Umschaltventils, so daß die Abgase in die Abgasleitung fließen vor einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Stoppen der Einführung von Luft.

Bei der Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine wird die Einführung von Luft gestartet nach einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Starten des Motors.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
eine Einrichtung zum Erfassen einer Wärmekapazität auferlegt dem Katalysator durch die Abgase; und eine Einrichtung zum Starten der Einführung von Luft an die Abgasseite, wenn die Wärmekapazität einen vorbestimmten Wert erreicht.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
Abgastemperatursensoren zum Erfassen der Abgastemperatur an einem Einlaß und einem Auslaß des Katalysators; und eine Einrichtung zum Stoppen der Einführung von Luft in die Abgasleitung, wenn die Einlaßtemperatur und die Auslaßtemperatur des Katalysators miteinander übereinstimmen oder wenn die Temperaturdifferenz ein vorbestimmter Wert oder weniger geworden ist.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor angeordnet in der Abgasleitung stromaufwärts eines Verbindungsabschnitts der Lufteinführungsleitung, um so ein Luft-Kraftstoffverhältnis von Abgasen zu erfassen; einen Sauerstoffsensor zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration in der Abgasleitung; und eine Steuereinrichtung zum Bewirken einer Kraftstoffsteuerung und Steuerung der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit den Ausgaben der jeweiligen Sensoren.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine umfaßt:
eine Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators; eine Heizeinrichtung angeordnet in der Abgasbypasspassage; ein Umschaltventil zum Umschalten des Flusses der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und eine Steuereinrichtung zum Umschalten des Umschaltventils, so daß die Abgase in die Abgasleitung fließen, wenn die Einführung von Luft gestoppt ist.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung umfaßt:
eine Einrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft und eine Steuereinrichtung zum Ändern der Luftmenge, die eingeführt wird in die Abgasleitung zu einem vorbestimmten Zeitintervall und zum Variieren von ebenfalls der Größe der Menge der eingeführten Luft.

Die Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung umfaßt:
eine Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators; eine Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasbypasspassage über eine Lufteinführungsleitung; eine Einrichtung zum Heizen der eingeführten Luft; ein Umschaltventil zum Umschalten des Flusses der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und eine Steuereinrichtung zum Verhindern der Einführung von Luft an die Abgasbypasspassage für eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem Starten und zum Betreiben des Umschaltventils vor einer vorbestimmen Zeitdauer vor der Einführung von Luft, um zu erlauben, daß die Abgase in die Abgasbypasspassage fließen.

Bei dieser Erfindung wird die Einführung von Luft an die Abgasleitung nicht bewirkt während eines Startens oder während eines Startens und einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten, mit dem Resultat, daß eine weitere Abnahme in der Temperatur der Abgase, deren Temperatur niedrig ist, verhindert wird, und eine Abnahme in der Reinigungseffizienz des Katalysators sofort nach dem Starten nicht auftritt.

Zusätzlich wird die Einführung geheizter Luft an die Abgasleitung verhindert während des Motorstartens oder einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten, so daß ein Abfall in der Abgastemperatur während der Einführung der auf Niedrigtemperatur geheizten Luft nicht auftritt, um dadurch einen Abfall in der Reinigungseffizienz des Katalysators zu verhindern.

Zusätzlich wird die geheizte Luft an die Abgasleitung eingeführt nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten, so daß eine Abnahme in der Reinigungseffizienz des Katalysators aus Gründen eines Abfalls in der Abgastemperatur nicht auftritt. Weiterhin wird die Menge geheizter Luft, die eingeführt wird, zu vorbestimmten Zeitintervallen geändert und die Atmosphäre des Reaktionssystems des Katalysators wird alternierend geändert auf die fette Seite und die magere Seite, um dadurch die Reinigungseffizienz des Katalysators zu verbessern.

Zusätzlich werden die Abgase und die von der Ansaugseite eingeführte Luft geheizt durch die Heizeinrichtung angeordnet in der Abgasleitung, mit dem Resultat, daß die Abgastemperatur ansteigt, um dadurch den Abgasreinigungsbetrieb in der Abgasleitung und dem Katalysator voranzutreiben.

Zusätzlich wird die Heizeinrichtung in der Abgasleitung betrieben sogar nach dem Stoppen des Motors, und der Ruß, der am Inneren der Heizeinrichtung anhaftet, durch welche die Abgase aufgehört haben zu fließen, wird verbrannt.

Zusätzlich wird die in die Abgasleitung eingeführte Luft geheizt und die Menge eingeführter Luft wird geändert zu vorbestimmten Zeitintervallen, um dadurch die Reinigungseffizienz des Katalysators zu verbessern.

Zusätzlich wird zumindest ein Zeitintervall, zu dem die eingeführte Luftmenge in die Abgasleitung variiert wird, der Betrag der Variation oder der Betrag des Heizens durch die Heizeinrichtung variiert in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors. Daher wird eine optimale Reinigungseffizienz erhalten in Übereinstimmung mit den Bedingungen der Abgase und des Katalysators.

Zusätzlich wird die in die Abgasleitung eingeführte Luft und der Katalysator geheizt, und die Reaktionsgeschwindigkeit in der chemischen Reaktion wird beschleunigt. Dabei wird der Betrag eingeführter Luft variiert zu vorbestimmten Zeitintervallen, um dadurch die Reinigungseffizienz des Katalysators zu verbessern.

Zusätzlich wird die Menge eingeführter Luft und das Zeitintervall der Variation davon gesteuert in Übereinstimmung mit der Abgastemperatur und der Katalysatortemperatur. Daraus resultierend wird das Überheizen des Katalysators verhindert und eine optimale Einführung von Luft bewirkt in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung des Motors.

Zusätzlich wird zumindest ein Zeitintervall, zu dem die Menge in die Abgasleitung eingeführter Luft variiert wird, der Betrag der Variation, die Menge geheizter Luft oder die Menge des geheizten Katalysators geändert in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors, so daß eine optimale Reinigungseffizienz erhalten wird in Übereinstimmung mit den Bedingungen der Abgase und des Katalysators.

Zusätzlich wird die Einführung von Luft in die Abgasleitung gestartet nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Motorstarten, so daß eine Abnahme in der Reinigungseffizienz des Katalysators aufgrund einer Abnahme in der Abgastemperatur nicht auftritt. Zusätzlich wird der Betrag eingeführter Luft periodisch variiert, um dadurch den Abgasreinigungsbetrieb voranzutreiben.

Zusätzlich werden die Abgase fließen gelassen in die Abgasbypasspassage nur während der Einführung von Luft an die Abgasseite, um dadurch den Effekt der Wärme der Abgase auf die Heizung und dergleichen zu vermindern.

Zusätzlich wird die Einführung von Luft gestartet nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten, so daß ein Abfall in der Katalysatortemperatur auf der sofort nach dem Starten eingeführten Luft nicht auftritt.

Zusätzlich wird die Wärmekapazität, die durch die Abgase dem Katalysator auferlegt wird, nachdem das Motorstarten erfaßt wird, der Grad der Aktivität des Katalysators erfaßt von dieser Wärmekapazität und die Einführung von Luft an die Abgasseite gestartet, wenn der Grad der Aktivität einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

Zusätzlich werden die Einlaß- und Auslaßtemperatur des Katalysators erfaßt und, ob oder ob nicht der Katalysator einen aktiven Zustand angenommen hat, wird erfaßt aus diesen Temperaturen und die Einführung von Luft an die Abgasleitung wird gestoppt, wenn der Katalysator den aktiven Zustand angenommen hat. Daraus resultierend wird der Temperaturanstieg des Katalysators vorangetrieben und ein Anstieg im Betrag der emittierten Stickstoffoxyde aufgrund einer Überversorgung mit Sauerstoff wird vermieden.

Zusätzlich wird, da der Luft-Kraftstoffverhältnissensor in der Abgasleitung stromaufwärts des Verbindungsabschnitts der Lufteinführungsleitung gelegen ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis der Abgase allein erfaßt, so daß eine genaue Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung ausgeführt wird. Zusätzlich wird die Sauerstoffkonzentration in der Nähe des Katalysators erfaßt durch den Sauerstoffsensor und Luft wird dementsprechend so eingeführt, daß ein Betrag von Sauerstoff, der notwendig für den Katalysator ist, erhalten wird, um dadurch die Reinigungseffizienz des Katalysators zu verbessern.

Zusätzlich werden die Abgase fließen gelassen in die Abgasbypasspassage nur während der Einführung von Luft von der Ansaugseite an die Abgasseite, so daß der Effekt der Wärme der Abgase auf die Heizung und die Lufteinführungsleitung erleichtert wird.

Zusätzlich wird die an die Abgasleitung eingeführte Luft geheizt, die eingeführte Luftmenge wird variiert zu bestimmten Zeitintervallen, und ihre Größe wird ebenfalls variiert.

Zusätzlich wird die Einführung von Luft an die Abgasseite nicht ausgeführt eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Starten, so daß eine Abnahme in der Reinigungseffizienz nicht auftritt. Zusätzlich werden die Abgase fließen gelassen an die Abgasbypasspassage nur während der Einführung von Luft an die Abgasseite, um dadurch den Effekt der Wärme des Abgases zu eliminieren.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 1 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 2 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 1 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 2 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 4 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 2 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm von Fluktuationen der Auslaßtemperatur der Heizung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 2 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 3 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 7 ein Diagramm einer Variation der in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 3 der Vorrichtung dieser Erfindung eingeführten Luftmenge;

Fig. 8 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 4 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm des Betriebs der Heizeinrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 4 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 10 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 5 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 11 ein Diagramm einer Variation der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 5 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 12 ein Diagramm einer Variation der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 5 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 13 ein Diagramm einer Variation der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 5 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 14 ein Diagramm einer Variation der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 6 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 15 ein Diagramm einer Variation der Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 16 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Ansaugluftmenge und der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 17 ein Diagramm einer Variation der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 18 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Kühlflüssigkeitstemperatur und der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 19 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Motorengeschwindigkeit und der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 20 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Drosselöffnung und der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 21 ein Datenfeld der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 8 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 22 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Motorengeschwindigkeit und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 23 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Motorengeschwindigkeit und der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 24 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 25 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 26 ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Betrag einer Ansaugluftmenge und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 27 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Ansauglufttemperatur und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 28 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Temperatur der eingeführten Luft und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 29 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Drosselklappenöffnung und dem Heizbetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 9 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 30 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 10 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 31 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 15 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 32 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 16 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 33 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 16 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 34 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 17 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 35 ein Diagramm einer Ausgabe eines Abgastemperatursensors in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 17 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 36 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 18 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 37 ein Diagramm einer Ausgabe des Abgastemperatursensors in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 18 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 38 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 18 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 39 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 19 dieser Erfindung;

Fig. 40 ein Diagramm der Beziehung zwischen der eingeführten Luftmenge und der Katalysatortemperatur in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 19 dieser Erfindung;

Fig. 41 ein Diagramm der Beziehung zwischen der eingeführten Luftmenge in die Heizung und der Auslaßtemperatur in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 19 dieser Erfindung;

Fig. 42 ein Diagramm der Beziehung zwischen der eingeführten Luftmenge und dem Wärmebetrag in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 19 dieser Erfindung;

Fig. 43 einen Zeitablaufplan zum Umschalten der Luftmenge in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 19 dieser Erfindung;

Fig. 44 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 23 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 45 ein schematisches Diagramm in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 24 der Vorrichtung dieser Erfindung;

Fig. 46 ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 47 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs einer ersten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 48 einen Zeitablaufplan der eingeführten Luftmenge bei der ersten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 49 ein schematisches Diagramm einer zweiten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 50 einen Zeitablaufplan zum Illustrieren des Betriebs der zweiten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 51 ein Diagramm zur Fluktuation einer Auslaßtemperatur einer Heizung bei der zweiten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 52 ein schematisches Diagramm einer dritten herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 53 ein schematisches Diagramm einer vierten herkömmlichen Vorrichtung; und

Fig. 54 ein Diagramm einer Ausgabe des Abgastemperatursensors einer herkömmlichen Vorrichtung.

Ausführungsform 1

Im folgenden wird eine Beschreibung gegeben werden der Ausführungsform dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 1, wobei wie beim Stand der Technik das Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine; 2 ein Getriebe; 3 eine Ansaugleitung; 4 eine Abgasleitung; 5 ein in der Abgasleitung 4 angeordneten Katalysator; 6 ein in der Ansaugleitung 3 angeordnetes Drosselventil; 7 einen in dem Einlaßbereich der Ansaugleitung 3 angeordneten Luftfilter; 8 eine an der Brennkraftmaschine 1 angebrachte Luftpumpe; 9 eine Lufteinführungsleitung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung 4 stromaufwärts des Katalysators 5 mittels der Luftpumpe 8; 10 ein Sperrventil angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9 zum Verhindern des Rückflusses von Abgasen aus der Abgasleitung 4 und 11 ein Steuerventil angeordnet in der Lufteinführungsleitung 9 zum Einführen der Menge der einzuführenden Luft bezeichnet.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 17 einen Kontroller zum Steuern dem Steuerventils 11; 13 einen Starterschalter und 14 eine Batterie.

Als nächstes wird eine Beschreibung der Ausführungsform 1 gegeben werden. Während und nach dem Starten einer Brennkraftmaschine 1 wird Luft in eine Ansaugleitung 3 zugeführt in eine Lufteinführungsleitung 9 mittels einer Luftpumpe 8. Dabei empfängt der Kontroller 17 ein EIN/AUS-Signal des Starterschalters 13, wie gezeigt im (a)-Teil von Fig. 2 und erlaubt nicht, daß das Steuerventil 11 betrieben wird während der "EIN-Periode" des Starterschalters 13, wie gezeigt im (b)-Teil oder während des Verstreichens einer vorbestimmten Zeitdauer T₁ nach dem Einschalten des Starterschalters 13, wie im (c)-Teil gezeigt. Dementsprechend bleibt während dieser Periode das Steuerventil 11 geschlossen, und die Einführung von Luft in die Abgasleitung 4 wird nicht bewirkt, um es dadurch möglich zu machen, einen Abfall in der Reinigungseffizienz aufgrund eines Temperaturabfalls der Abgase in der Abgasleitung 4 sofort nach dem Starten zu verhindern. Darauffolgend wird das Steuerventil 11 geöffnet, um Luft in die Abgasleitung 4 einzuführen, und während dieser Periode ist es möglich, die Effizienz des Reinigens der Abgase, deren Temperatur gestiegen ist, zu verbessern.

Es sollte bemerkt werden, daß obwohl bei der Ausführungsform 1 das Steuerventil 11 gesteuert wird mittels des Kontrollers 17, in einem Fall, in dem die Luftpumpe 8 von einem elektrisch betriebenen Typ ist, ein ähnlicher Effekt erhalten werden kann, falls der Betrieb der Luftpumpe 8 gesteuert wird.

Ausführungsform 2

Fig. 3 zeigt eine Konfiguration einer Ausführungsform 2, bei der das Bezugszeichen 15 eine Heizung zum Heizen der Luft, die durch die Lufteinführungsleitung 9 tritt; 16 ein Hilfsventil angebracht am Steuerventil 11; 18 einen Kontroller zum Steuern des Steuerventils 11 und der Heizung 15 bezeichnet, und die übrige Konfiguration ist die gleiche wie oben beschrieben.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 2. Einschalten des Starterschalters 13 zur Zeit des Startens führt die Spannung der Batterie 14 an den Kontroller 18. Der Kontroller 18 betreibt die Heizung 15, wenn der Starterschalter eingeschaltet wird. Während und nach dem Starten der Brennkraftmaschine 1 wird Luft eingeführt in die Lufteinführungsleitung 9 in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, wenn die Luftpumpe 8 betrieben wird. Jedoch, wie gezeigt im (b)-Teil von Fig. 4, wird, da der Kontroller 18 nicht das Steuerventil 11 während der vorbestimmten Zeitdauer T₁ nach dem Einschalten des Starterschalters 13 öffnet, Luft nicht zugeführt an die Abgasleitung 4. Nach dem Verstreichen der Zeitdauer T₁ wird das Steuerventil 11 geöffnet, so daß die geheizte Luft der Abgasleitung 4 zugeführt wird.

In diesem Fall ist die Lufttemperatur am Auslaß der Heizung 15, wie gezeigt in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie b, und die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs wird schneller als beim herkömmlichen Fall, gezeigt durch eine durchgezogene Linie a, mit dem Resultat, daß die Effizienz der Reinigung am Katalysator 5 besser wird.

Obwohl bei der Ausführungsform 2 das Steuerventil 11 nicht geöffnet wird während der Zeitdauer T₁ nach dem Einschalten des Starterschalters 13, kann ein gleicher Effekt erhalten werden, falls das Steuerventil nicht geöffnet wird während des Startens, das heißt während der "EIN-Periode" des Starterschalters 13, wie gezeigt im (c)-Teil von Fig. 4. Zusätzlich kann in einem Fall, in dem die Luftpumpe 8 von einem elektrisch betriebenen Typ ist, die Luftpumpe 8 nicht betrieben werden während des Startens oder während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Starten ohne Benutzung des Steuerventils 11.

Ausführungsform 3

Fig. 6 zeigt eine Konfiguration von der Ausführungsform 3, wobei das Bezugszeichen 19 einen Kontroller zum Steuern des Steuerventils 11 und der Heizung 15 bezeichnet. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie oben beschrieben.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 3. Zur Zeit, wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, wird Luft eingeführt in die Lufteinführungsleitung 9 durch den Betrieb der Luftpumpe 8. Jedoch schaltet der Kontroller 19 nicht das Steuerventil 11 für eine Zeitdauer S₁, nachdem der Starterschalter 13 eingeschaltet ist, ein. Aus diesem Grund ist die eingeführte Luftmenge an die Abgasseite Null für die Zeitdauer S₁, wie gezeigt in Fig. 7. Dabei betreibt der Kontroller 19 die Heizung 15 gleichzeitig mit dem Starten. Nach Verstreichen der Zeitdauer S₁ folgend dem Starten öffnet der Kontroller 19 das Steuerventil 11 und die von der Ansaugseite eingeführte Luft wird zugeführt an die Abgasleitung 4 über das Sperrventil 10 und die Heizung 15. Dementsprechend ist die Temperatur der an die Abgasleitung 4 zugeführten Luft erhöht auf einen geeigneten Temperaturpegel, und der Abfall in der Katalysatoreffizienz aufgrund des Abfalls in der Abgastemperatur tritt nicht auf.

Zusätzlich wird der Betrag von in die Abgasleitung 4 eingeführter Luft variiert alternierend um Q₂ und Q₃ oberhalb oder unterhalb Q₁, das als Referenz gesetzt ist, und zwar zu vorbestimmten Zeitintervallen in T₂ und T₃ durch Steuerung durch den Kontroller 19. Daraus resultierend wird, wie beschrieben in 861012 "Verbesserung der Niedrigtemperaturaktivität von ternären Katalysatoren" in JSAE, Frühlingstreffen Proceedings 861, 1986-5, die Atmosphäre eines Reaktionssystems, bei dem ein ternärer Katalysator benutzt wird, periodisch geändert zur fetten Seite und zur mageren Seite, um es möglich zu machen, die Reinigungseffizienz des Katalysators wesentlich zu verbessern. Die Periode von T₂ + T₃ ist normalerweise auf 1 bis 10 Hz oder in der Gegend gesetzt, und diese Periode ist zusammen mit Q₁ bis Q₃ ist auf einen Optimalwert in Übereinstimmung mit dem benutzten Katalysator gesetzt.

Bei der Ausführungsform 3 wird die geheizte Luft nicht eingeführt in die Abgasleitung 4 während der Zeitdauer S₁ nach dem Starten des Motors, und in dem Fall, in dem die Luftpumpe 8 vom elektrisch betriebenen Typ ist, kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden, falls die Luftpumpe 8 durch den Kontroller 19 ohne Vorsehen des Steuerventils 11 gesteuert wird.

Ausführungsform 4

Fig. 8 illustriert eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 4, wobei das Bezugszeichen 20 einen Kontroller zum Steuern der Heizung 15 bezeichnet, und 21 einen Schlüsselschalter bezeichnet, wobei die Heizung 15 angeordnet ist zwischen dem Katalysator 5 und einem Verbindungsabschnitt der Lufteinführungsleitung 9 in der Abgasleitung 4. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie oben beschrieben.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 4. Wenn sich die Brennkraftmaschine 1 dreht, rotiert die Luftpumpe 8, was verursacht, daß Luft eingeführt wird in die Abgasleitung 4 über die Lufteinführungsleitung 9. Dabei wird die Heizung 15 betrieben durch den Kontroller 20 zur selben Zeit wie bei dem Starten des Motors. Die in die Abgasleitung 4 eingeführte Luft wird gemischt mit den Abgasen und gesendet an die Heizung und wird dadurch geheizt. Dementsprechend steigt die Temperatur der Gasmischung, so daß die Effizienz der Reinigung der Abgase in dem Katalysator 5 wächst. Zusätzlich, wie gezeigt in Fig. 9, hält, da die Heizung 15 betrieben wird für die Zeitdauer T₁, sogar nach dem der Schlüsselschalter 21 ausgeschaltet ist, die Heizung 15 die Heizbedingung und, wenn der Motor gestoppt wird und die Abgase nicht länger durch die Heizung 15 strömen, wird der Ruß anhaftend in der Heizung 15 verbrannt. Aus diesem Grund ist die Heizung 15 in der Lage, die Abgase in konstanter Weise zufriedenstellend strömen zu lassen.

Ausführungsform 5

Fig. 10 illustriert eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 5, wobei das Bezugszeichen 22 einen Luftströmungssensor zum Erfassen der Luftmenge angesaugt in die Brennkraftmaschine 1 bezeichnet; 23 einen Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1; 24 einen Kühlmitteltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Kühlmittels zum Kühlen der Brennkraftmaschine 1; 25 einen Öltemperatursensor zum Erfassen der Öltemperatur der Brennkraftmaschine 1 und des Getriebes; 26 einen Ansaugverteilerdrucksensor zum Erfassen des stromabwärts führenden negativen Drucks des Drosselventils 6; 27 einen Ansauglufttemperatursensor zum Erfassen der Ansauglufttemperatur der atmosphärischen Luft; 28 einen atmosphärischen Drucksensor zum Erfassen des atmosphärischen Drucks der Außenluft; 29 einen Drosselventilöffnungssensor zum Erfassen der Öffnung des Drosselventils 6; 30 einen Abgasdrucksensor zum Erfassen des Drucks der Abgase, die durch den Abgasverteiler fließen; 31 einen Abgastemperatursensor; 32 einen Einführungslufttemperatursensor; 36 einen Katalysatortemperatursensor; und 33 einen Kontroller, an den verschieden Parameter der Brennkraftmaschine 1 eingegeben werden und welcher verschiedene Bestimmungen und Berechnungen in Übereinstimmung mit diesen Parametern durchführt, um die Heizung 15 und das Steuerventil 11 zu steuern.

Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der Ausführungsform 5 gegeben werden. Wenn die Brennkraftmaschine 1 sich dreht, rotiert die Luftpumpe 8, was verursacht, daß Luft eingeführt wird in die Abgasleitung 4 über die Lufteinführungsleitung 9. Die dabei eingeführte Luftmenge wird alternierend variiert auf die magere Seite und die fette Seite zu vorbestimmten Zeitintervallen T₁, T₂ oder T₃₁ T₄, wie gezeigt in den Fig. 11(a) und 11(b) durch Steuern des Steuerventils 11 mittels des Kontrollers 33. Die Reinigungseffizienz verbessert sich durch solche Änderungen, wie oben beschrieben. Zusätzlich wird die eingeführte Luft geheizt durch die Heizeinrichtung 15, wodurch sich die Reinigungseffizienz ebenfalls verbessert. Die Zeitintervalle T₁ bis T₄ sind eingestellt, Perioden von 1 bis 10 Hz oder in der Nähe davon zu sein, und sie werden variiert in Übereinstimmung mit dem Typ, dem Betrag und dem Zustand des Katalysators 5, welcher benutzt wird.

Obwohl bei der Ausführungsform 5 die eingeführte Luftmenge variiert wird zu den Zeitintervallen T₁ bis T₄ durch Ändern des Verhältnisses zwischen einem Zeitintervall T₆ oder T₈, wenn die eingeführte Luftmenge groß ist und einem Zeitintervall T₅ oder T₇, wenn sie klein ist, das heißt dem Arbeitsverhältnis, wie gezeigt in den Fig. 12 und 13, ist es möglich, zu erlauben, daß die mittlere Strömungsrate einen Optimalwert in Übereinstimmung mit der Komponente, Menge und dem Zustand des Katalysators 5 und der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1 annimmt. Zusätzlich kann, obwohl die Luft von der Ansaugseite eingeführt wird von dem stromabwärts des Drosselventils 6 gelegenen Ansaugverteiler mittels der Luftpumpe 8, die Luft eingeführt werden von der oberstromigen Seite des Drosselventils 6 oder von der oberstromigen Seite des Luftströmungssensors 22 durch Vorsehen eines Einführungstors getrennt von dem Luftfilter 7. Weiterhin ist es möglich als das Steuerventil 11 eine lineare Spule zum Steuern der Öffnung mittels eines Arbeitssignals einer Arbeitsspule zum Steuern der Strömungsrate mittels eines EIN-Aussignals, eines Ventils, welches durch einen Schrittmotor, eines Gleichstrommotors oder eines Ultraschallmotors gesteuert wird, oder eines Ventils zum Steuern der Öffnung durch negativen Druck zu benutzen.

Ausführungsform 6

Obwohl in der Ausführungsform 5 ein Fall gezeigt worden ist, wobei die Zeitintervalle variiert werden, kann eine Anordnung vorgesehen sein, so daß die Amplitude der Variation (Variationsbetrag) der eingeführten Luft variable gemacht wird, um somit einen optimalen Wert in Übereinstimmung mit der Komponente, dem Betrag und der Bedingung und dem Zustand des Katalysators 5 und der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1 anzunehmen. Das heißt, es gibt einen Fall, in dem nur-die Amplitude der Variation geändert wird in Übereinstimmung mit der Kapazität des Katalysators 5, wie gezeigt in den Fig. 11(a) und 11(b), und es gibt einen Fall, in dem sowohl der Wert, wenn die eingeführte Luftmenge groß ist und der Wert, wenn sie klein ist, geändert werden in Übereinstimmung mit dem Zustand des Katalysators 5 und der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1, wie gezeigt in den Fig. 14(a) und 14(b), um somit die Werte auf Optimalwerte zu setzen.

Ausführungsform 7

Durch Kombinieren der Ausführungsformen 5 und 6 werden sowohl die Zeitintervalle der Variation der eingeführten Luftmenge als auch die Amplitude der Variation davon geändert und optimal gesetzt in Übereinstimmung mit der Komponente, Menge und dem Zustand des Katalysators 5 und der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1.

Ausführungsform 8

Durch Ändern der Zeitintervalle der Variation der eingeführten Luftmenge und dem Betrag der Änderung davon in Übereinstimmung mit den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine 1 wird feiner abgestufte Steuerung möglich und somit kann die Reinigung der Abgase in einer idealen Art und Weise implementiert werden. Als die Betriebsparameter ist es möglich, unter anderem die Abgastemperatur, Katalysatortemperatur, den Abgasdruck, die Motorengeschwindigkeit, die Ansaugluftmenge, die Drosselklappenöffnung, den Ansaugverteilerdruck, die Kühlmitteltemperatur, die Öltemperatur, die Ansauglufttemperatur und den Atmosphärendruck zu nennen. Eine Beschreibung wird gegeben werden von einem Fall, in dem, falls beispielsweise die Menge von Ansaugluft in die Maschine Q_A ist und der Betrag in die Abgasleitung 4 eingeführter Luft Q_B ist,

Q_B = K · Q_A (1)

und der Betrag der eingeführten Luft Q_B variiert wird in Übereinstimmung mit dem Betrag der Ansaugluft Q_A.

Wenn Q_A mit der Zeit ansteigt, wie in der Fig. 15 gezeigt, muß Q_B dementsprechend erhöht werden. Dabei genügt es, falls Q_A und Q_B in linearer Beziehung zueinander stehen, wie gezeigt in Fig. 16, falls Q_B wie in Fig. 17 eingestellt wird. Der Betrag an Ansaugluft Q_A kann gemessen werden durch den Luftströmungssensor 22, aber ein Wert äquivalent zum Betrag an Ansaugluft kann bestimmt werden durch den Drosselklappenöffnungssensor 29, den Ansaugverteilerdruck 26, oder dergleichen. Insbesondere kann, da die Drosselklappenöffnung es möglich macht, schnell das beschleunigende oder verlangsamende Verhalten des Fahrzeugfahrers zu versichern, Q_B schnell geändert werden im Ansprechen auf eine schnelle Änderung in der Betriebsbedingung des Motors.

Fig. 18 zeigt eine Beziehung zwischen einer Motorenkühlmitteltemperatur T_W und der eingeführten Luftmenge Q_B. Wenn die Kühlmitteltemperatur T_W niedrig ist, wird eine fette Luft-Kraftstoffmischung normalerweise an den Motor geliefert, und die Effizienz des Reinigens unverbrannter Abgaskomponenten kann verbessert werden durch Erhöhen des Betrages eingeführter Luft Q_B. Da jedoch Komponenten der Abgase sich tatsächlich in verschiedenen Arten ändern aufgrund der Einstellung des Luft-Kraftstoffverhältnisses und dergleichen, ist es möglich, eine optimale Menge eingeführter Luft Q_B durch Berücksichtigung verschiedener Bedingungen zu erhalten.

Fig. 19 zeigt die Beziehung zwischen der Motorengeschwindigkeit und Q_B, und Q_B wird erhöht unter der Annahme, daß eine Erhöhung in der Motorengeschwindigkeit N_e einer Erhöhung in der Ansaugluft pro Zeit mit sich bringt. In einem Bereich hoher Drehzahl wird der Betrag erzeugter Wärme aufgrund der Oxidationsreaktion in dem Katalysator 5 übermäßig groß, so daß Q_B reduziert wird. Fig. 20 zeigt die Beziehung zwischen einer Drosselklappenöffnung R und Q_B.

Fig. 21 zeigt einen Fall, in dem ein Parameter zum Bestimmen von Q_B vorgesehen ist als Feldwerte bezüglich zweier Parameter, der Motorengeschwindigkeit N_e und dem Betrag von Ansaugluft Q_A, und durch Benutzen von Koeffizienten K₁ bis K₉ von neun Zonen wird Q_B bestimmt auf der Basis von

Q_B = K_n · Q_A (2)

Zusätzlich kann Q_B bestimmt werden unabhängig von Q_A unter Benutzung der Koeffizienten K₁ bis K₉. Das heißt, Q_B kann gleich K_n gemacht werden. Weiterhin kann unter der Annahme, daß T_e die Abgastemperatur, T₀ die Öltemperatur, P_b der Atmosphärendruck, T_a die Ansauglufttemperatur, P_i der Ansaugverteilerdruck, T_c die Katalysatortemperatur, T₁ die Temperatur eingeführter Luft und Funktionen, die sie als Variable benutzen, FQ_A(X), FT_W(X), FN_e(X), FR(x), FT_eX), FT₀(X), FP_e(X), FT_a(X), FP_i(X), FT_c(X) und FT₁(X) sind, eine Einstellung wie folgt vorgesehen werden:

Q_B = FQ_A(Q_A) + FT_W(T_W) + FN_e(N_e) + FR(R) + FT_e(T_e) + FT₀(T₀) + FP_b(P_b) + FT_a(T_a) + FP_i(P_i) + FT_c(T_c) + FT₁(T₁) (3)

Alternativ dazu können die Funktionen durch die Multiplikation wie folgt kombiniert werden:

Q_B = FQ_A(Q_A) · FT_W(T_W) · FN_e(N_e) · FR(R) · FT_e(T_e) · FT₀(T₀) · FP_b(P_b) · FT_a(T_a) · FP_i(P_i) · FT_c(T_c) · FT₁(T₁) (4)

Zusätzlich ist es möglich, Addition und Multiplikation zu kombinieren, oder es ist möglich, eine Funktion von F(X₁, X₂, X₃, . . . X_n) zu benutzen, welche durch zwei oder mehr Parameter bestimmt ist. Obwohl eine Beschreibung gegeben wurde des Falls, in dem die eingeführte Luftmenge Q_B variiert wird in Übereinstimmung mit den Parametern der Betriebsbedingung des Motors, können die sich periodisch ändernden Zeitintervalle und der Betrag der Variation der eingeführten Luftmenge Q_B variiert werden in Übereinstimmung mit den Parametern.

Ausführungsform 9

Obwohl bei der Ausführungsform 8 der Betrag eingeführter Luft, welche zu steuern ist, variiert wird in Übereinstimmung mit den Betriebsparametern des Motors, kann die Wärmemenge, welche der Heizung 15 aufzuerlegen ist, zusätzlich variiert werden in Übereinstimmung mit den Motorenparametern. Zum Beispiel wird nach Fig. 19 Q_B abgesenkt, da die erzeugte Wärmemenge aufgrund der Oxidationsreaktion in dem Katalysator im Bereich sehr hoher Drehzahlen übermäßig groß wird. Dabei kann eine Anordnung so vorgesehen sein, daß sie wie in Fig. 22 gezeigt die Wärmemenge in der Heizung 15 reduziert oder abgeschnitten wird und bei Normaltemperatur Luft eingeführt wird, um somit den Katalysator 5 zu kühlen oder, wie gezeigt in Fig. 23 kann ein Versuch unternommen werden, Q_B nicht abzusenken. Die Fig. 24 bis 29 zeigen Beispiele, wobei die Menge eingeführter Luft geheizt durch die Heizung 15 variiert wird in Übereinstimmung mit der Kühlmitteltemperatur T_W, dem Betrag von Luft Q_A, die in die Maschine gesaugt wird, der Ansauglufttemperatur T_a, bzw. der Temperatur eingeführter Luft T₁.

Ausführungsform 10

Fig. 30 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 10, wobei das Bezugszeichen 8a eine elektrisch betriebene Luftpumpe vom beispielsweise Turbotyp oder Hubtyp und angetrieben über einen DC Motor zeigt; 34 einen Katalysatorheizer zum Heizen des Katalysators 5, 36 einen Katalysatortemperatursensor; und 37 einen Kontroller, an den die verschiedenen Parameter der Brennkraftmaschine 1 eingegeben werden und welcher verschiedene Bestimmungen und Berechnungen in Übereinstimmung mit diesen Parametern durchführt, um die Heizungen 15, 34 und das Steuerventil 11 zu steuern. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie oben beschrieben.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 10. Die Luft, welche gereinigt worden ist durch Passieren des Luftfilters 7, wird angesaugt durch die Luftpumpe 8a und wird eingeführt in die Lufteinführungsleitung 9. Das Steuerventil 11 empfängt ein Steuersignal von dem Kontroller 35 und variiert das Luft-Kraftstoffverhältnis alternierend auf die magere Seite und die fette Seite zu Zeitintervallen T₁ und T₂. Das Verhältnis zwischen T₁ und T₂ und die Periode T sind im voraus gespeichert in dem Speicher in dem Kontroller 35. Beispielsweise ist T₁ : T₂ = 1 : 1, T = 0,1-5,0 Sekunden.

Es sollte bemerkt werden, daß die Zeitintervalle und Periode eingestellt werden können als T₃, T₄ und T in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1, wie in Fig. 11(b) gezeigt.

Die eingeführte Luft gesteuert durch den Kontroller 11 wird eingespeist an die Heizung 15, wird geheizt auf eine vorbestimmte Temperatur und wird eingeführt in die Abgasleitung 4 stromaufwärts des Katalysators 5 über das Sperrventil 10. Zusätzlich wird die Katalysatorheizung 34 mit Energie versorgt durch die Steuerung durch den Kontroller 35 zur gleichen Zeit, wie die Brennkraftmaschine 1 gestoppt wird, um somit den Katalysator 5 zu heizen. Da eine obere Grenze der Wärmewiderstandstemperatur des Katalysators 5 900°C ist, wird der Katalysator 5 verschlechtert, falls die Temperatur diesen Pegel überschreitet. Aus diesem Grund wird die Energieversorgung der Katalysatorheizung 34 gestoppt nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit (zum Beispiel 200 Sekunden). Somit wird bei der Ausführungsform 10 die eingeführte Luftmenge variiert zu vorbestimmten Zeitintervallen, und es ist möglich, die Effizienz der Reinigung des Katalysators 5 zu verbessern. Weiterhin werden die eingeführte Luft und der Katalysator 5 geheizt, so daß die Temperatur der gemischten Luft und des Katalysators 5 erhöht sind, um es dadurch zu ermöglichen, daß der Reinigungsbetrieb verbessert wird.

Obwohl bei der Ausführungsform 10 die Zeitintervalle, zu denen die eingeführte Luftmenge variiert wird, auf T₁ bis T₄ eingestellt sind, können die Zeitintervalle auf T₅ bis T₈ eingestellt sein, wie gezeigt in den Fig. 12 und 13. Zusätzlich können für den Abschnitt der Luftansaugseite, von dem die eingeführte Luft einzuführen ist, oder die Art des Steuerventils 11, das anzuwenden ist, modifiziert werden ähnlich wie die der Ausführungsform 5.

Ausführungsform 11

Obwohl bei der Ausführungsform 10 die Zeitintervalle periodisch variiert werden, kann eine Anordnung vorgesehen werden, so daß die Amplitude der Variation (Variationsbetrag) der eingeführten Luftmenge variabel gemacht wird und auf einen optimalen Wert eingestellt wird in Übereinstimmung mit der Komponente, dem Betrag und dem Zustand des Katalysators 5 und der Betriebsbedingung des Motors. In diesem Fall werden Modifikationen gemacht auf die gleiche Art und Weise wie bei der Ausführungsform 6, wie gezeigt in den Fig. 11 und 14.

Ausführungsform 12

Obwohl bei den Ausführungsformen 10 und 11 die Zeitintervalle, zu denen die eingeführte Luftmenge variiert wird oder der Betrag der Variation variiert wird, werden bei der Ausführungsform 12 der Betrag eingeführter Luft mittels des Steuerventils 11 und die Zeitintervalle der Variation davon gesteuert in Übereinstimmung mit einer Ausgabe von zumindest der Ausgabe des Abgastemperatursensors 31 zum Erfassen der Temperatur der Abgase oder der Ausgabe des Katalysatortemperatursensors 36 zum Erfassen der Temperatur des Katalysators 5. Daraus resultierend ist es zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen möglich, die Verschlechterung des Katalysators aufgrund des Überheizens zu verhindern. Dabei ist es möglich, eine optimale Steuerung der eingeführten Luftmenge in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung des Motors zu erzielen und den Betrieb des Reinigens der Abgase unabhängig von der Betriebsbedingung zu verbessern.

Ausführungsform 13

Bei der Ausführungsform 13 werden die eingeführte Luftmenge, die Zeitintervalle, zu denen sie variiert wird und der Betrag der Variation variiert in Übereinstimmung mit den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine 1. Daraus resultierend ist es möglich, eine Feinsteuerung zu bewirken und eine Reinigung der Abgase auf ideale Art und Weise zu implementieren. Da diese Steuerung ausgeführt wird in einer Art und Weise ähnlich der Ausführungsform 8, wird eine Beschreibung davon ausgelassen werden.

Ausführungsform 14

Obwohl bei der Ausführungsform 13 die Menge eingeführter Luft, welche zu steuern ist, variiert wird in Übereinstimmung mit den Betreibungsparametern des Motors, können die Wärmemengen, welche den Heizungen 15 und 34 aufzuerlegen sind, zusätzlich variiert werden in Übereinstimmung mit den Motorenparametern. Beispielsweise wird bei Fig. 19 die eingeführte Luftmenge Q_B abgesenkt, da der Betrag erzeugter Wärme aufgrund der Oxidationsreaktion in dem Katalysator 5 in einem Bereich sehr hoher Drehzahl übermäßig groß wird. Dabei kann eine Anordnung so vorgesehen sein, daß, wie gezeigt in Fig. 22, die Wärmemengen bei den Heizungen 15 und 34 reduziert oder abgeschnitten werden, und die Normaltemperaturluft eingeführt wird, um so den Katalysator 5 zu kühlen, oder wie gezeigt in Fig. 23, kann ein Versuch gemacht werden, Q_B nicht abzusenken. Die Fig. 24 bis 29 zeigen Beispiele, wobei die Menge eingeführter Luft, welche geheizt wird, und der Betrag des geheizten Katalysators variiert werden in Übereinstimmung mit den Motorenparametern.

Ausführungsform 15

Fig. 31 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 15, wobei das Bezugszeichen 37 einen Kontroller zum Steuern des Steuerventils 11 bezeichnet und die andere übrige Konfiguration die gleiche wie oben beschrieben ist.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 15. Die Luft wird eingeführt in die Lufteinführungsleitung 9 durch den Betrieb der Luftpumpe 8 zu der Zeit, wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird. Jedoch schaltet der Kontroller 37 das Steuerventil 11 nicht ein während der Zeitdauer S₁ nach dem Einschalten des Starterschalters 13, wie gezeigt in Fig. 7. Aus diesem Grund ist die eingeführte Luftmenge an die Abgasseite Null während der Zeitdauer S₁. Nach dem Verstreichen der Zeitdauer S₁ folgend dem Start setzt der Kontroller 37 das Steuerventil 11 in den offenen Zustand, und die von der Ansaugluftseite eingeführte Luft wird an die Abgasleitung 4 zur Verfügung gestellt über das Steuerventil 10. Dementsprechend wird verhindert, daß die Temperatur des Niedrigtemperaturabgases sofort nach dem Starten niedriger als Resultat des Einmischens der Niedrigtemperaturluft von der Ansaugluftseite wird, und eine Abnahme in der Reinigungseffizienz des Katalysators wird verhindert. Die Zeitdauer S₁ nimmt einen Wert von einigen zu einigen Dutzend Sekunden an. Zusätzlich wird die eingeführte Luftmenge in die Abgasleitung 4 variiert, nämlich alternierend um Q₂ und Q₃ oberhalb oder unterhalb Q₁, welches als eine Referenz gesetzt ist, und zwar zu vorbestimmten Zeitintervallen T₂ und T₃ durch Steuern des Steuerventils 11, und dadurch wird es möglich gemacht, die Reinigungseffizienz des Katalysators 5 zu verbessern.

Es sollte bemerkt werden, daß bei der Ausführungsform 15 genauso in einem Fall, in dem die Luftpumpe 8 von einem elektrisch betriebenen Typ ist, die oben beschriebene Steueroperation durchgeführt werden kann durch Steuern der Luftpumpe 8, ohne Vorsehen des Steuerventils 11.

Ausführungsform 16

Fig. 32 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 16, wobei das Bezugszeichen 38 eine Abgasbypasspassage vorgesehen in einem Abschnitt der Abgasleitung 4 stromaufwärts des Katalysators 5 bezeichnet, wobei die Lufteinführungsleitung 9, deren eines Ende verbunden ist mit der Ansaugseite und ein anderes Ende verbunden ist mit dieser Abgasbypasspassage 38. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet ein Umschaltventil zum Umschalten der Strömung der Abgase, die von der Brennkraftmaschine 1 emittiert werden, zwischen der Abgasleitungsseite 4 und der Abgasbypasspassagenseite 38; 40 einen Verbindungsmechanismus für das Umschaltventil 39; 41 einen Aktuator zum Betätigen des Umschaltventils 39 über den Verbindungsmechanismus 40; und 42 einen Kontroller zum Steuern der Heizung 15 und des Aktuators 41.

Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der Ausführungsform 16 mit Bezug auf Fig. 33 gegeben werden. Die Luft wird eingeführt in die Lufteinführungsleitung 9 mittels der Luftpumpe 8 zu derselben Zeit, wie die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird. Der Kontroller 42 erfaßt das Starten durch den Betrieb des Starterschalters 13 und betreibt die Heizung 15. In einer kurzen Zeit wird das Umschaltventil 39 betrieben auf der Basis eines Befehls von dem Kontroller 42 über den Aktuator 41 und den Verbindungsmechanismus 40 und wird so umgeschaltet, daß es erlaubt, daß die Abgase in die Abgasbypasspassage 38 fließen. Nach der Zeitdauer T₄ folgend dem Betrieb dieses Umschaltventils 39, das heißt nach der Zeitdauer T₁ folgend dem Starten, öffnet der Kontroller 42 das Steuerventil 11, so daß Luft durchtritt durch das Sperrventil 10, geheizt wird durch die Heizung 15 und eingeführt wird an die Abgasbypasspassage 38. Nachdem das Steuerventil 11 geöffnet wird für die Zeitdauer T₂, wird das Steuerventil 11 wieder geschlossen.

Daraus resultierend werden die Abgase vermischt mit der geheizten Luft und die HC- und CO-Komponenten werden effektiv gereinigt in der Abgasbypasspassage 38 und dem Katalysator 5. Zusätzlich wird die Energieversorgung der Heizung 15 gestoppt vor der Zeitdauer T₃ vor dem Schließen des Steuerventils 11, wohingegen das Umschaltventil 39 betrieben wird und umgeschaltet wird vor der Zeitdauer T₅ vor dem Schließen des Steuerventils 11, so daß es erlaubt, daß die Abgase in die Abgasleitung 4 fließen. Dementsprechend fließen, während die Luft nicht eingeführt wird, die Abgase nicht durch die Abgasbypasspassage, so daß der Effekt der Hitze der Abgase auf die Heizung 15 und dergleichen gelindert wird. Zusätzlich tritt, da die Einführung von Luft nicht bewirkt wird während einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten ein Abfall nicht auf in der Reinigungseffizienz aufgrund des Abfalls in der Katalysatortemperatur sofort nach dem Starten.

Es sollte bemerkt werden, daß in einem Fall, in dem die Luftpumpe 8 von einem elektrisch betriebenen Typ ist die Lufteinführungssteuerung effektiv bewirkt werden kann mittels der Luftpumpe 8, sogar falls das Steuerventil 11 nicht vorgesehen ist. Zusätzlich kann, obwohl das Umschaltventil 39 angeordnet ist an der Einlaßseite der Abgasbypasspassage 38, das Umschaltventil 39 an der Auslaßseite davon angeordnet sein.

Ausführungsform 17

Fig. 34 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 17, wobei das Bezugszeichen 43 einen Kontroller zum Steuern des Steuerventils 11 beim Empfang von Signalen von dem Abgastemperatursensor 31 und dem Starterschalter 13 bezeichnet. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie oben beschrieben.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 17. Abgase treten durch die Abgasleitung 4 und den Katalysator 5 aus zur Zeit, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Der Abgastemperatursensor, der in der Nähe eines Einlasses des Katalysators 5 angeordnet ist, erfaßt die Temperatur der Abgase und liefert eine Ausgabe gezeigt unter Ψ in Fig. 35(a) an den Kontroller 43. Zu dieser Zeit ist die Abgastemperatur an einem Auslaß des Katalysators 5, wie gezeigt bei b in Fig. 35(a). Beim Empfang des Ein-Signals von dem Starterschalter 13 integriert der Kontroller 43 die Ausgabe des Abgastemperatursensors 31 wie in Fig. 35(b) gezeigt, erfaßt die Wärmekapazität, die dem Katalysator 5 auferlegt ist, und bestimmt den Grad der Aktivität des Katalysators 5. Wenn der integrierte Wert alpha wird, öffnet der Kontroller 43 das Steuerventil 11 und führt die Luft von der Ansaugseite in die Abgasleitung 4 ein, wie in Fig. 35(c) gezeigt. Der vorbestimmte Wert alpha wird eingestellt im voraus in Übereinstimmung mit dem Katalysator 5. Somit wird bei der Ausführungsform 17 die Wärmekapazität, die dem Katalysator 5 auferlegt ist, erfaßt, der Grad der Aktivität des Katalysators 5 wird bestimmt aus dieser Wärmekapazität, und die Einführung von Luft wird bewirkt, nachdem der Grad der Aktivität den vorbestimmten Wert erreicht, um es damit möglich zu machen, die Reinigungseffizienz des Katalysators 5 zu verbessern.

Obwohl bei der Ausführungsform 17 die Wärmekapazität, die dem Katalysator 5 auferlegt ist, erfaßt wird von dem Abgastemperatursensor, kann die Wärmekapazität erfaßt werden von der Ansaugmenge in oder Abgasmenge von dem Motor und der Abgastemperatur. Zusätzlich kann, falls die Luftpumpe 8 vom elektrisch gesteuerten Typ ist, die Lufteinführungssteuerung durchgeführt werden durch Steuern der Luftpumpe ohne Vorsehen des Steuerventils 11.

Ausführungsform 18

Fig. 36 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 18, wobei ein Bezugszeichen 8 die Luftpumpe angetrieben durch die Rotation der Brennkraftmaschine 1; 11 das Steuerventil zur Arbeitssteuerung unter Benutzung eines elektromagnetischen Solenoids; 31 den Abgastemperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Abgase an dem Einlaß des Katalysators 5; 44 einen Abgastemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Abgases an dem Auslaß des Katalysators 5; und 45 einen Kontroller zum Empfangen von Ausgaben von den Abgastemperatursensoren 31 und 44 und Senden eines Steuersignals S₁ an das Steuerventil 11 bezeichnen.

Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der Ausführungsform 18 gegeben werden. Fig. 37 zeigt Änderungen in der Temperatur am Einlaß und Auslaß des Katalysators 5, wenn der Motor beschleunigt wird nach dem Starten und stetiges Laufen bewirkt wird, wobei die durchgezogene Linie die Einlaßtemperatur anzeigt, während die gestrichelte Linie die Auslaßtemperatur anzeigt, wobei ein Punkt ein Schnittpunkt der zwei Linien A ist. Zusätzlich zeigt Fig. 38 die eingeführte Luftmenge, das Steuersignal S₁ und den Betrieb des Starterschalters.

Die Luft, welche durch den Luftfilter 7 durchgetreten ist, wird eingesogen mittels der Luftpumpe 8 und wird dann zugeführt an das Steuerventil 11. Zur Zeit, wenn der Starterschalter eingeschaltet wird, empfängt das Steuerventil 11 das Steuersignal S₁ von dem Kontroller 42 und wird dabei in den offenen Zustand gesetzt, so daß die Einführung von Luft in die Abgasleitung 4 gestartet wird. Bezüglich der eingeführten Luftmenge Q wird eine feste Menge eingeführt in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung des Motors, wie in Fig. 38(a) gezeigt. Es sollte bemerkt werden, daß die eingeführte Luftmenge zu vorbestimmten Zeitintervallen geändert werden kann.

Dabei wird die eingeführte Luft eingeführt in die Abgasleitung 4 über das Steuerventil 10, wird gemischt mit den von der Brennkraftmaschine 1 emittierten Abgasen, wird zu dem Katalysator 5 geschickt und untergeht einer Oxidations- und Reduktionsreaktion, um Wärme in dem Katalysator zu erzeugen. Daraus resultierend zeigt die Temperatur des Katalysators 5 an und die Abgastemperatur an der Auslaßseite davon steigt über die Abgastemperatur an der Einlaßseite davon. Die Temperatur der Abgase vor und hinter dem Katalysator 5 steigt nämlich mit einer Tendenz sowie derjenigen, die in Fig. 37 gezeigt ist. Dementsprechend werden sowohl die Einlaßtemperatur als auch die Auslaßtemperatur erfaßt durch die Abgastemperatursensoren 31 und 44, die erfaßten Werte werden an den Kontroller 45 gesendet und der Kontroller 45 vergleicht die zwei erfaßten Werte. Wenn die erfaßten Werte miteinander übereinstimmen (am Punkt A) oder wenn die Temperaturdifferenz dazwischen ein vorbestimmter Wert wird oder weniger, wird eine Bestimmung gemacht, daß der Katalysator 5 in einen aktivierten Zustand versetzt worden ist, so daß das Steuerventil 11 in den geschlossenen Zustand gesetzt wird, um die Einführung von Luft zu stoppen. Daraus resultierend wird der Temperaturanstieg nach der Aktivierung des Katalysators 5 vorangetrieben, um es dadurch möglich zu machen, die Reinigungseffizienz weiter zu verbessern und den Betrag der Emission von Stickstoffoxyden zu reduzieren.

Obwohl bei der Ausführungsform 18 die Einführung von Luft gesteuert wird durch Steuern des Steuerventils 11, kann in einem Fall, in dem die Luftpumpe 8 von einem Turbotyp oder einem Hubtyp ist, welche einen DC-Motor beinhaltet und angesteuert wird durch eine Gleichstromversorgung, die Lufteinführung bewirkt werden durch Steuern der Luftpumpe 8.

Ausführungsform 19

Fig. 39 zeigt eine Ausführungsform dieser Erfindung, wobei das Bezugszeichen 180 einen Temperaturdetektor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators bezeichnet.

Eine Beschreibung wird gegeben werden des Betriebs dieser Ausführungsform bezüglich der Ausführungsform, die in Fig. 39 gezeigt ist. Zur Zeit des Startens der Brennkraftmaschine oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten wird die Luftpumpe betrieben durch einen Kontroller 140 und entlädt Luft. Zu dieser Zeit gibt der Kontroller 140 eine Luftpumpensteuerausgabe so aus, daß er verursacht, daß die Luftpumpe 8 eine Maximalmenge von Luft entlädt.

Zusätzlich wird ein elektrischer Strom zugeführt an eine Heizung 15 über das Heizungsrelais 170, nachdem der Kontroller 140 eine Ausgabe zum Betreiben eines Heizungsrelais 170 zur selben Zeit wie dem Starten der Maschine liefert.

Darauffolgend ändert, wenn die Temperatur des Katalysators erfaßt wird durch den Temperatursensor 180 und eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist, der Kontroller 140 den Zustand zum Steuern des Betriebs der Luftpumpe 8 von dem Zustand, in den die Luftpumpe den Maximalbetrag an Luft entlädt, auf eine Steuerung, in dem die Luftpumpe 8 eine vorbestimmte Luftmenge nötig für den Katalysator entlädt.

Weiterhin ist Fig. 40 ein Diagramm zum Illustrieren eines Betrags zu Ändern eines Betrags der Luft in Übereinstimmung mit der Katalysatortemperatur. Die vorgesehene Anordnung ist so, daß bis zu T1 vom Starten des Motors die vorerwähnte Luftmenge (Q1 l/min in Fig. 40) eingeführt wird und nach T1 eine vorbestimmte Luftmenge (Q1 l/min in Fig. 40) notwendig für den Katalysator eingeführt wird.

Die Wärmemenge, welche dem Katalysator auferlegt wird durch die Steuerung der vorher erwähnten Luftpumpe und der Heizung ist in Fig. 41 gezeigt. Als Charakteristik der Heizung gibt es eine Tendenz, daß die Temperatur der von den Heizungen ausgegebenen Luft, wobei die Kapazitäten der Heizungen und die auferlegte elektrische Leistung an die Heizungen identisch sind, proportional ist zu einem Anstieg in der Strömungsrate und die Temperatur nicht abfällt. Daraus resultierend kann die Wärmemenge, die von einer Heizung erhalten wird ausgedrückt werden durch die folgende Formel:

Wärmemenge = Strömungsrate x (Heizungsauslaßtemperatur - Heizungseinlaßtemperatur).

Wie in Fig. 42 gezeigt, zeigt die Wärmemenge (Ha), wenn die Flußrate a ist, eine Wärmemenge, die erhältlich ist von einer Heizung bei einer herkömmlichen Vorrichtung, während die Wärmemenge (Hb), wenn die Flußrate b ist, eine Wärmemenge zeigt, die erhältlich ist nach dieser Erfindung.

Wie oben beschrieben, wird die eingeführte Luftmenge in die Heizung erhöht nach dem Starten des Motors und die Luftmenge wird geändert auf eine Menge notwendig für die Reaktion des Katalysators, wenn die Katalysatortemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht, wodurch es möglich wird, die Wärmemenge zu erhöhen, welche dem Katalysator auferlegt wird, um es dadurch zu ermöglichen, ein Anwachsen in der Katalysatortemperatur zu beschleunigen und die Effizienz der Reinigung der Abgase zu verbessern.

Ausführungsform 20

Obwohl bei der oben erwähnten Ausführungsform der Temperaturdetektor im Katalysator angeordnet ist, um die Temperatur des Katalysators zu erfassen, kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden, falls der Temperaturdetektor die Abgastemperatur an dem Katalysatorauslaß erfaßt oder in der Abgasleitung stromabwärts des Katalysators.

Ausführungsform 21

Obwohl bei den obigen Ausführungsformen die Temperatur des Katalysators oder die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators erfaßt wird, kann ein Zeitpunkt zum Umschalten der Flußrate bewirkt werden bezüglich der Zeit nach dem Starten des Motors, nachdem die Luft begonnen wurde eingeführt zu werden in die Heizung, wobei ein ähnlicher Effekt erhalten wird.

Ausführungsform 22

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Steuerung so vorgesehen ist, daß der Betrag eingeführter Luft plötzlich geändert wird bezüglich der Temperatur des Katalysators, der Abgastemperatur oder der Zeit nach dem Starten, kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden, falls die Strömungsrate geändert wird in Schritten in vorbestimmten Bereichen der Temperatur oder des Katalysators, der Abgastemperatur oder der Zeit nach dem Starten.

Im weiteren wird eine Beschreibung gegeben werden der Ausführungsformen mit Bezug auf Fig. 43. Diese Zeichnung ist ein Zeitablaufplan über die Luftmenge in einem Fall, in dem die Luft eingeführt wird an die Heizung von dem Starten des Motors an und die eingeführte Luftmenge nach einer vorbestimmten Zeitdauer umgeschaltet wird.

Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs gegeben werden. Da die Periode von t1 bis t2 eine Periode ist, in der die Aktivität des Katalysators noch nicht vollständig aktiviert worden ist, zeigt diese Periode einen Zustand, in dem die Luftmenge schrittweise geändert wird mit dem Verstreichen von Zeit. Zusätzlich wird während der Periode bis t1 vom Starten des Motors an und der Periode folgend t2 eine Steuerung bewirkt, um die Luftmenge einzuführen auf dieselbe Art und Weise wie bei den Ausführungsformen 1 und 2, wobei die Katalysatortemperatur erfaßt wird oder die Abgastemperatur erfaßt wird.

Zusätzlich muß nicht erwähnt werden, daß bei der Erfassung der Katalysatortemperatur eine Erfassung der 14545 00070 552 001000280000000200012000285911443400040 0002004320880 00004 14426Abgastemperatur die Erfassung realisiert wird durch Vorsehen einer Steuerung, wobei die Strömungsrate eingeführt wird in Übereinstimmung mit der Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs.

Ausführungsform 23

Fig. 44 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 23, wobei das Bezugszeichen 47 einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor angeordnet an einem Abschnitt der Abgasleitung 4 stromaufwärts eines Verbindungsabschnitts der Lufteinführungsleitung 8 und zum Erfassen des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Abgase bezeichnet; 48 einen Sauerstoffsensor angeordnet in der Nähe des Einlasses oder Auslasses des Katalysators 8 in der Abgasleitung 4 und zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration in der Abgasleitung 4; und 49 einen Kontroller, an den die Ausgaben des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 47 und des Sauerstoffsensors 48 eingegeben werden, um somit eine Kraftstoffsteuerung zu bewirken und um das Steuerventil 11 zu steuern.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 23. Starten wird bewirkt in dem Kaltzustand in der Brennkraftmaschine 1, und während des Aufwärmens erfaßt der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 47 das Luft-Kraftstoffverhältnis aus den Abgasen in der Abgasleitung 4 in einigen Dutzend Sekunden nach dem Starten. Zusätzlich führt zur Zeit des Startens die Luftpumpe 8 Luft über die Lufteinführungsleitung 9 ein. Der Kontroller 49 berechnet eine Sauerstoffmenge, die notwendig ist für eine Reaktion in dem Katalysator 5 auf der Basis eines Sauerstoffkonzentrationssignals von dem Sauerstoffsensor 48, steuert das Steuerventil 11 dementsprechend an und erlaubt, daß die eingeführte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung 4, so daß die notwendige Sauerstoffmenge erhalten werden kann. Weiterhin berechnet der Kontroller 49 eine angemessene Menge von Kraftstoff in Übereinstimmung mit der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 47 und steuert dementsprechend eine nicht illustrierte Einspritzung, um dadurch eine Kraftstoffsteuerung zu bewirken.

Obwohl bei der Ausführungsform 23 eine mechanische Luftpumpe 8, welche angetrieben wird durch die Rotation der Brennkraftmaschine 1, benutzt wird, ist es möglich, eine elektrisch betriebene zu benutzen, wobei das Steuerventil 11 ausgelassen werden kann. Zusätzlich kann, obwohl die Kraftstoffsteuerung und die Steuerung der eingeführten Luftmenge durch den identischen Kontroller 49 bewirkt werden, diese zwei Typen von Steuerungen durch separate Kontroller bewirkt werden.

Ausführungsform 24

Fig. 45 zeigt eine Konfiguration in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform 24, wobei das Bezugszeichen 50 einen Kontroller zum Steuern der Heizung 15 des Steuerventils 11 und des Aktuators 41 bezeichnet, wobei die Heizung 15 in der Abgasbypasspassage 38 angeordnet ist. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie in Fig. 32.

Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben werden des Betriebs der Ausführungsform 24. Zur Zeit, wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, wird Luft eingeführt in die Abgasbypasspassage 38 über die Lufteinführungsleitung 9, das Steuerventil 11 und das Sperrventil 10 durch den Betrieb der Luftpumpe 8. Zusätzlich steuert, wenn der Starterschalter 13 eingeschaltet wird, der Kontroller 50 das Steuerventil 11, die Heizung 15 und den Aktuator 41 und die in die Abgasbypasspassage 38 eingeführte Luft wird durch die Heizung 15 geheizt. Unterdessen wird das Umschaltventil 39 in den illustrierten Zustand durch den Aktuator 41 über den Verbindungsmechanismus 41 gesetzt, und die von der Brennkraftmaschine 1 emittierten Abgase werden nicht in die Abgasleitung 4 eingeführt und werden eingeführt in die Abgasbypasspassage 38, werden vermischt mit der eingeführten Luft und werden geheizt durch die Heizung 15, so daß die HC- und CO-Komponenten enthalten in den Abgasen gereinigt werden in der Abgasbypasspassage 38 und dem Katalysator 5. Wenn andererseits das Steuerventil 11 geschlossen wird durch den Kontroller 50, wird die Einführung von Luft an die Abgasseite gestoppt und das Umschaltventil 39 wird umgeschaltet, so daß es erlaubt, daß die Abgase durch die Abgasleitung 4 fließen. Dementsprechend kann, da die Abgase durch die Abgasbypasspassage 38 nur fließen, wenn sie notwendig sind, der Effekt der Wärme der Abgase auf die Heizung 15 und die Lufteinführungsleitung 9 vermindert werden.

Obwohl bei der Ausführungsform 24 eine mechanische Luftpumpe 8 benutzt wird, kann ein elektrisch betriebener Typ alternativ benutzt werden.

Wie oben beschrieben wird in Übereinstimmung mit der Erfindung in die Abgasleitung einzuführende Luft nicht eingeführt während des Motorstartens oder während des Startens und einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten, so daß es möglich ist, eine Abnahme in der Reinigungseffizienz des Katalysators in einem Zustand, in dem die Abgastemperatur sofort nach dem Starten niedrig ist, zu verhindern.

Zusätzlich kann, da die Einführung von Luft in die Abgasleitung verzögert wird, bis die Auslaßtemperatur der Heizung ansteigt, die Temperatur der eingeführten Luft in die Abgasleitung auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellt werden, und es ist möglich, die Reinigungseffizienz der Abgase zu erhöhen.

Zusätzlich kann in Übereinstimmung mit der Erfindung, da geheizte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung nach einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Maschinenstarten, eine Situation vermieden werden, in der die Abgastemperatur abfällt aufgrund der Einführung von Normaltemperatur-(ungeheizter)-Luft sofort nach dem Starten und die Reinigungseffizienz des Katalysators abnimmt. Weiterhin wird die eingeführte Luftmenge variiert zu vorbestimmten Zeitintervallen, so daß die Reinigungseffizienz des Katalysators voll dargestellt werden durch Ändern der Atmosphäre in dem Reaktionssystem des Katalysators auf die fette und magere Seite.

Zusätzlich ist in Übereinstimmung mit der Erfindung, da die Abgase und die eingeführte Luft von der Ansaugseite geheizt werden, die Temperaturabgase zu erhöhen, um es dadurch möglich zu machen, die Reinigungseffizienz des Katalysators zu erhöhen.

Zusätzlich ist es in Übereinstimmung mit der Erfindung, da die Heizeinrichtung in der Abgasleitung betrieben wird, sogar nach dem Motorenstopp, möglich, den Ruß, der dem Inneren anhaftet, wenn die Abgase nicht fließen, zu verbrennen, um es dadurch möglich zu machen, die Strömung der Abgase in einer zufriedenstellenden Art und Weise zu halten.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird durch Heizen der in die Abgasleitung einzuführenden Luft die chemische Reaktion beschleunigt und durch periodisches Ändern der eingeführten Luftmenge kann die Reinigungseffizienz der Abgase verbessert werden.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden die Zeitintervalle, zu denen die eingeführte Luftmenge variiert wird, der Variationsbetrag und der Betrag eingeführter geheizter Luft durch die Heizeinrichtung variiert in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung des Motors, so daß die Reinigungseffizienz des Katalysators optimal gesteuert werden kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird, da die eingeführte Luft und der Katalysator geheizt werden, die Oxidationsreaktion in dem Katalysator beschleunigt und die Reinigungseffizienz verbessert sich. Weiterhin wird die eingeführte Luftmenge erhöht oder abgesenkt zu vorbestimmten Zeitintervallen, um es dadurch zu ermöglichen, daß die Reinigungseffizienz sich verbessert.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden die geheizte Luftmenge und die Zeitintervalle der Variation davon gesteuert in Übereinstimmung mit entweder der Abgastemperatur oder der Katalysatortemperatur, um es möglich zu machen, eine Verschlechterung aufgrund des Überheizens des Katalysators zu verhindern. Zur selben Zeit ist es möglich, optimale Luft einzuführen in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung des Motors und die Reinigungsaktion der Abgase wird vorangetrieben, unabhängig von den Betriebsbedingungen.

Die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung vorgesehene Anordnung ist so, daß die geheizte Luft eingeführt wird in einer größeren Menge an die oberstromige Seite des Katalysators vom Starten der Maschine an bis zur Aktivierung des Katalysators und die Menge geheizter und eingeführter Luft wird geändert auf eine für die Reaktion des Katalysators optimal geeignete Menge und wird eingeführt in Übereinstimmung mit der Aktivierung des Katalysators. Dementsprechend ist es möglich, eine Aktivierung und Anregung des Katalysators zu erhalten und es ist möglich, eine große Verbesserung in der Effizienz der Reinigung von HC und CO, welches die Abgaskomponenten sind, zu erhalten.

Weiterhin ist es möglich, da es möglich ist eine optimale Luftmenge in Übereinstimmung mit der Aktivierung des Katalysators einzuführen, die Menge von NOx auf ein Minimum zu unterdrücken, die emittiert wird aufgrund des Überversorgungszustandes an Luft.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Einführung von Luft von der Ansaugseite an die Abgasseite nicht bewirkt während einer vorbestimmten Zeitdauer nachfolgend dem Starten, so daß es möglich ist, einen Abfall in der Reinigungseffizienz aufgrund eines Abfalls in der Katalysatortemperatur zu vermeiden. Zusätzlich ist es möglich, da die Menge eingeführter Luft periodisch variiert wird, die Reinigungseffizienz des Katalysators zu erhöhen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, da die Einführung von Luft gestartet wird nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Motorstarten, eine Abnahme in der Reinigungseffizienz aufgrund eines Abfalls in der Katalysatortemperatur zu verhindern. Zusätzlich ist es möglich, da die Menge eingeführter Luft periodisch variiert wird, den Betrieb des Reinigens der Abgase zu verbessern.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es möglich, da die Abgase in die Abgasbypasspassage nur fließen gelassen werden während der Einführung von Luft, den Effekt der Wärme der Abgase auf die Heizung und dergleichen, welche in der Lufteinführungsleitung angeordnet sind, welche mit der Abgasbypasspassage verbunden ist, zu vermindern. Daher ist die Lebensdauer der Heizung und dergleichen verlängert, und es ist möglich, hohe Reinigungseffizienz aufrecht zu erhalten. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform 3 ist es möglich, da die Einführung von Luft nicht sofort nach dem Starten bewirkt wird, eine Abnahme in der Reinigungseffizienz aufgrund eines Abfalls in der Katalysatortemperatur zu verhindern.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird der Grad der Aktivität des Katalysators erfaßt durch Erfassen der Wärmekapazität des Katalysators und die Einführung von Luft wird bewirkt, wenn dieser Grad der Aktivität einen vorbestimmten Wert erreicht, wodurch es ermöglicht wird, die Reinigungseffizienz des Katalysators zu verbessern.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden die Temperaturen der Abgase vor und hinter dem Katalysator erfaßt und, wenn die zwei Temperaturen miteinander übereingestimmt haben oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten gefallen sind, wird eine Bestimmung gemacht, daß der Katalysator in den aktiven Zustand versetzt ist, so daß Luft nicht in die Abgasleitung eingeführt wird. Daher ist es möglich, die Reinigungseffizienz nach der Aktivierung des Katalysators zu verbessern und es ist möglich, die Menge emittierter Stickstoffoxyde zu reduzieren.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es möglich, da der Luft-Kraftstoffverhältnissensor in der Abgasleitung stromaufwärts eines Verbindungsabschnitts in der Lufteinführungsleitung angeordnet ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis der Abgase allein zu erfassen und es ist möglich, genau eine Kraftstoffsteuerung während der Einführung von Luft zu bewirken. Zusätzlich ist es möglich, daß eine Menge von Sauerstoff, die notwendig ist für den Katalysator, durch den Sauerstoffsensor erfaßt wird, und Luft dementsprechend eingeführt wird, die Reinigungseffizienz zu verbessern.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist die Abgasbypasspassage vorgesehen für die Abgasleitung und die Abgase werden eingeführt an die Abgasbypasspassage nur dann, wenn die Luft an die Abgasseite eingeführt wird, und es ist möglich, den Effekt der Wärme der Abgase auf die Heizung zu vermindern, welche in der Abgasleitung angeordnet ist, wobei die Lufteinführungsleitung an die Abgasleitung angeschlossen ist. Daher ist es möglich, die Lebensdauer dieser Komponenten zu verlängern und es ist möglich, eine hohe Reinigungseffizienz aufrecht zu erhalten.

Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die eingeführte Luftmenge periodisch variiert wird bis zu ihrer Größe, ist es möglich, die Effizienz des Reinigens der Abgase zu verbessern.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Einführung von Luft nicht ausgeführt während einer bestimmten Zeitdauer sofort nach dem Starten, so daß es möglich ist, eine Abnahme in der Reinigungseffizienz aufgrund eines Abfalls in der Katalysatortemperatur zu verhindern. Da die Abgase nur während der Einführung von Luft an die Abgasseite an die Abgasbypasspassage fließen gelassen werden, ist es zusätzlich möglich, den Effekt der Wärme der Abgase zu eliminieren.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einführung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
und
einer Steuereinrichtung zum Stoppen der Einführung von Luft an die Abgasseite während des Startens der Brennkraftmaschine oder während des Startens und einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten.

2. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
eine Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft; und
einer Steuereinrichtung zum Stoppen der Einführung der geheizten Luft an eine Abgasseite während des Startens der Brennkraftmaschine oder während einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten.

3. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft; und
einer Steuereinrichtung zum Starten der Einführung der geheizten Luft in die Abgasleitung nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors und zum Variieren einer eingeführten Luftmenge zu einem vorbestimmten Zeitintervall.

4. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
und
einer Heizeinrichtung angeordnet zwischen dem Katalysator in der Abgasleitung und einem Verbindungsabschnitt der Lufteinführungsleitung, zum Heizen von Abgasen und der eingeführten Luft von der Lufteinführungsleitung.

5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung während einer vorbestimmten Zeitdauer sogar nach dem Stoppen des Motors betrieben wird.

6. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Heizeinrichtung zum Heizen der in die Lufteinführungsleitung eingeführten Luft; und
einer Steuereinrichtung zum Variieren einer Menge eingeführter Luft in die Abgasleitung zu einem vorbestimmten Zeitintervall.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zeitintervall, zu dem die in die Abgasleitung eingeführte Luftmenge variiert wird, ein Betrag der Variation oder ein Betrag des Heizens durch die Heizeinrichtung variiert wird in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors.

8. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Luftheizeinrichtung zum Heizen der eingeführten Luft in die Lufteinführungsleitung;
einer Katalysatorheizeinrichtung zum Heizen des Katalysators; und
einer Steuereinrichtung zum Variieren einer eingeführten Luftmenge in die Abgasleitung zu einem vorbestimmten Zeitintervall.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Abgastemperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Abgase und einen Katalysatortemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators, wobei die eingeführte Luftmenge und das Zeitintervall der Variation davon in Übereinstimmung mit der Abgastemperatur und der Katalysatortemperatur gesteuert werden.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zeitintervall, zu dem die in die Abgasleitung eingeführte Luftmenge variiert wird, ein Betrag der Variation, eine Menge der geheizten Luft oder ein Betrag des geheizten Katalysators variiert wird in Übereinstimmung mit einem Betriebsparameter des Motors.

11. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
und
einer Steuereinrichtung zum Starten der Einführung von Luft in die Abgasleitung nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors zum Variieren einer eingeführten Luftmenge zu einem vorbestimmten Zeitintervall.

12. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators;
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasbypasspassage über eine Lufteinführungsleitung;
eine Heizeinrichtung angeordnet in der Lufteinführungsleitung, um die eingeführte Luft zu heizen;
einem Umschaltventil zum Umschalten des Flusses der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und
einer Steuereinrichtung zum Steuern der Einführung von Luft und zum Umschalten des Umschaltventils, so daß die Abgase in die Abgasleitung fließen vor einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Stoppen der Einführung von Luft an die Abgasseite.

13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung von Luft an die Abgasseite gestartet wird nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors und das Umschaltventil umgeschaltet wird zu der Zeit, so daß die Abgase an die Abgasbypasspassage fließen.

14. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Einrichtung zum Erfassen einer Wärmekapazität auferlegt dem Katalysator durch die Abgase; und
einer Einrichtung zum Starten der Lieferung von Luft an die Abgasseite, wenn die Wärmekapazität einen vorbestimmten Wert erreicht.

15. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
Abgastemperatursensoren zum Erfassen der Abgastemperatur an einem Einlaß und einem Auslaß des Katalysators in der Abgasleitung; und
einer Einrichtung zum Stoppen der Einführung von Luft in die Abgasleitung, wenn die Einlaßtemperatur und die Auslaßtemperatur des Katalysators miteinander übereinstimmen oder wenn die Temperaturdifferenz ein vorbestimmter Wert oder weniger wird.

16. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor angeordnet in der Abgasleitung stromaufwärts eines Verbindungsabschnitts der Lufteinführungsleitung, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis der Abgase zu erfassen;
einem Sauerstoffsensor zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration in der Abgasleitung; und
einer Steuereinrichtung zum Bewirken einer Kraftstoffsteuerung in Übereinstimmung mit der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors und zum Steuern einer Menge eingeführter Luft in Übereinstimmung mit der Ausgabe des Sauerstoffsensors.

17. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators;
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasbypasspassage über eine Lufteinführungsleitung;
einer Heizeinrichtung angeordnet in der Abgasbypasspassage, um eine Mischung der Abgase und der eingeführten Luft zu heizen;
einem Umschaltventil zum Umschalten des Flusses der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und
einer Steuereinrichtung zum Umschalten des Umschaltventils, so daß die Abgase in die Abgasleitung fließen, wenn die Einführung von Luft an die Abgasseite gestoppt ist.

18. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts des Katalysators über eine Lufteinführungsleitung;
einer Heizeinrichtung zum Heizen der eingeführten Luft in die Lufteinführungsleitung; und
einer Steuereinrichtung zum Variieren einer Menge eingeführter Luft in die Abgasleitung zu einem vorbestimmten Zeitintervall und zum Variieren von ebenfalls der Größe der Menge eingeführter Luft.

19. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit:
einer Abgasbypasspassage angeordnet in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts eines Katalysators;
einer Einrichtung zum Einführen von Luft in die Abgasbypasspassage über eine Lufteinführungsleitung;
einer Einrichtung angeordnet in die Lufteinführungsleitung, um die eingeführte Luft zu heizen;
einem Umschaltventil zum Umschalten des Flusses der Abgase zwischen der Abgasleitung und der Abgasbypasspassage; und
einer Steuereinrichtung zum Verhindern der Einführung von Luft an die Abgasbypasspassage während einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten und zum Betreiben des Umschaltventils vor einer vorbestimmten Zeitdauer vor einem Zeitpunkt der Einführung von Luft, um so die Abgase an die Abgasbypasspassage fließen zu lassen.

20. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb einer Luftpumpe bewirkt wird zu derselben Zeit wie der Betrieb einer Heizung oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten des Motors, so daß eine Luftmenge von der Luftpumpe, die geheizt ist, eingeführt wird an die Abgasleitung in einer Menge größer als einem Minimalwert von Luft notwendig zur Reaktion, wenn der Katalysator aktiviert ist, bis die Temperatur des Katalysators eine vorbestimmte Temperatur erreicht und daß die eingeführte Luftmenge in die Heizung reduziert wird und gesteuert wird auf eine Menge von Luft notwendig für den Katalysator, wenn die Temperatur des Katalysators höher als ein vorbestimmter Wert ist.

21. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb einer Luftpumpe bewirkt wird zu derselben Zeit wie die Operation einer Heizung oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Starten des Motors, daß eine Luftmenge von der Luftpumpe, die geheizt ist, eingeführt wird an die Abgasleitung in einer Menge größer als einem Minimalwert von Luft notwendig zur Reaktion, wenn der Katalysator aktiviert ist, bis die Temperatur von Abgasen stromabwärts des Katalysators eine vorbestimmte Temperatur erreicht und daß die eingeführte Luftmenge in die Heizung reduziert und gesteuert wird auf die Luftmenge, die nötig ist für den Katalysator, wenn die Temperatur der Abgase stromabwärts des Katalysators höher als eine vorbestimmte Temperatur wird.

22. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb einer Luftpumpe bewirkt wird zu derselben Zeit wie das Starten des Motors oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors, daß geheizte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung zu einer vorbestimmten Strömungsrate in einer Menge größer als eine Menge von Luft erfordert, wenn die Katalysator aktiviert ist, und daß der Betrag eingeführter Luft in die Abgasleitung reduziert wird nach einer vorbestimmten Zeitdauer und gesteuert wird auf die Menge von erforderter Luft, wenn der Katalysator aktiviert ist.

23. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb einer Luftpumpe bewirkt wird zu derselben Zeit wie das Starten des Motors oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors, daß geheizte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung einer vorbestimmten Strömungsrate in einer Menge größer als eine Menge von Luft erforderlich, wenn der Katalysator aktiviert ist, und daß die Menge eingeführter Luft geändert wird und gesteuert wird in Übereinstimmung mit der Katalysatortemperatur, während die Temperatur des Katalysators in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist.

24. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zur selben Zeit wie dem Starten des Motors geheizte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung zu einer vorbestimmten Strömungsrate in einer Menge größer als eine Menge von Luft erfordert, wenn der Katalysator aktiviert ist, und daß die Menge eingeführter Luft geändert und gesteuert wird in Übereinstimmung mit der Abgastemperatur, während die Temperatur des Steuerventils stromabwärts des Katalysators in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist.

25. Vorrichtung zum Steuern der Einführung von Luft in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zum Einführen geheizter Luft in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb einer Luftpumpe bewirkt wird zur selben Zeit wie dem Starten des Motors oder nach einer vorbestimmten Zeitdauer folgend dem Starten des Motors, daß geheizte Luft eingeführt wird in die Abgasleitung zu einer vorbestimmten Strömungsrate in einer Menge größer als einer Menge von Luft erfordert, wenn der Katalysator aktiviert ist, und daß die Menge eingeführter Luft geändert wird und gesteuert wird in Übereinstimmung mit dem Verstreichen von Zeit von einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Starten des Motors.