DE69106029T2 - Gerät und Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffemission im Abgas der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. - Google Patents

Gerät und Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffemission im Abgas der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.

Info

Publication number
DE69106029T2
DE69106029T2 DE69106029T DE69106029T DE69106029T2 DE 69106029 T2 DE69106029 T2 DE 69106029T2 DE 69106029 T DE69106029 T DE 69106029T DE 69106029 T DE69106029 T DE 69106029T DE 69106029 T2 DE69106029 T2 DE 69106029T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
air
exhaust gas
probe
fuel ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69106029T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69106029D1 (de
Inventor
Michael John Anderson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Werke GmbH
Original Assignee
Ford Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Werke GmbH filed Critical Ford Werke GmbH
Publication of DE69106029D1 publication Critical patent/DE69106029D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69106029T2 publication Critical patent/DE69106029T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage und ein Verfahren zur Reinigung von Kraftfahrzeugemissionen, und insbesondere auf eine solche Anlage bzw. ein Verfahren, die/das gleichzeitig eine Katalyse und eine Rückführung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Maximierung der Reinigung einsetzt.
  • Zur Verbesserung des Umwandlungswirkungsgrades in einem Katalysatorsystem beschreitet die herkömmliche Technik im wesentlichen zwei Wege: (i) Veränderung der chemischen oder physikalischen Auslegung der Katalysatorelemente innerhalb der Wandlerkammer, oder (ii) Veränderung der an die Wandlerkammer abgegebenen Gasemissionen. In bezug auf die Änderung der Katalysatorelemente ist aus dem bisherigen Stand der Technik ein Dreiwegekatalysator hervorgegangen (der HC, CO und NOx umwandelt), und zwar durch Einsatz einer Kombination aus Edelmetallen, die als Beschichtung auf ein stabilisiertes Aluminiumoxid-Substrat aufgetragen werden, das wiederum von einem monolithischen Keramik- Wabenkern getragen wird. Der Kern ist so konstruiert, daß die Gasemissionen mit veränderlicher Raumgeschwindigkeit in einem geradlinigen, ununterbrochenen Axialstrom durch ihn hindurchfließen. Durch eine derartige Katalysatorkonstruktion allein können die auf unregelmäßigen und statistisch nicht vorhersehbaren Sauerstoffpegelschwankungen (chemisches "Rauschen") sowie auf statistisch vorhersehbaren Abweichungen des Sauerstoffpegels (Übergangs-Abweichungen) beruhenden Mängel in der Umwandlung nicht behoben werden, die insbesondere beim Warmlauf und beim Kaltstart des Motors auftreten können. Chemisches "Rauschen" im Abgas entsteht durch die Vermischung von turbulenten fetten und mageren Wirbelströmen, die sich jeweils aus veränderlichen Zylinderabgasen und unvollständiger Verbrennung in den Zylindern ergeben. Die explosionsartige Verbrennung schwankt naturgemäß von einem Zylinder zum anderen aufgrund unterschiedlicher Verbrennungsgeschwindigkeiten und unterschiedlichen Impulswellen. Zu diesen Schwankungen addieren sich die unterschiedlichen Längen der Auslaßkanäle bis zur Mischung der Abgase zu einem gemeinsamen Strom. Die Abweichungen beim chemischen "Rauschen" sind nicht voraussagbar und mache eine ideale Regelung des Sauerstoffpegels unmöglich. Übergangs-Abweichungen bezeichnen eine zeitweilige reelle Abweichung von einem Durchschnitts-Sauerstoffpegel aufgrund unvollständiger Verbrennung, und sollten zwecks Kompensierung präzis gemessen werden. Übergangs-Abweichungen werden nicht als unregelmäßig angesehen und sind voraussagbar.
  • Bezüglich der Änderungen in den zugeführten Abgasen hat sich beim bisherigen Stand der Technik gezeigt, daß das Volumen an der Katalysatorkammer zur Umwandlung zugeführten Schadstoffen (HC, CO, NOx) um so niedriger ist, je enger das Luft-Kraftstoff- Verhältnis (A/F) im Motor an dem stöchiometrischen Verhältnis liegt. Obwohl A/F-Rückführungssysteme zum Einsatz gebracht wurden, bestehen weiterhin vorübergehende und unregelmäßige Verbrennungseffekte, die verhindern, daß die Katalysatoren die gewünschten hohen Umwandlungswerte erreichen, die zur Einhaltung der zu erwartenden staatlichen Emissionsschutzvorschriften so notwendig sind. Selbst geringfügige Ungenauigkeiten der A/F- Messung oder geringfügiger Verzug zwischen der Messung am Geber und der Rückmeldung können zum Pendeln der Luft-Kraftstoff-Regelung führen und zu deren Unfähigkeit, die für 1994 zu erwartenden staatlichen Emissionsschutzvorschriften einzuhalten, und zwar (in gm/mi bei einem Zählerstand des Fahrzeuges von ca. 75.000 bis 100.000 Meilen) von 0,25-0,31 HC, 3,4-4,2 CO, 0,4 NOx und 0,29- 0,36 THC (Kohlenwasserstoff-Gesamtanteil). Außerdem werden solche unregelmäßigen Effekte durch das Altern des Katalysators und des Rückmeldesystems im Laufe der Zeit allmählich verstärkt, so daß die Anlage die zu erwartenden bundesgesetzlichen Langzeitanforderungen, die ab dem Jahr 2002 und darüber hinaus wirksam werden (bei 100.000 Meilen), und welche im wesentlichen auf die Hälfte der für 1994 zu erwartenden Vorschriften reduziert sind, nicht mehr einhalten kann.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wurde eine ganz erhebliche Verbesserung festgestellt, wenn ein dicht beschickter Filterkatalysator mit geringer Masse stromoberhalb eines linearen Breitband-Universal-Abgas-Sauerstoffsensors (UEGO) in einer Rückkopplungsschleife mit einer Verstellvorrichtung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kombiniert wird; bei einer solchen Kombination werden die Abgase vor ihrem Eintritt in einen Haupt-Wandlerkatalysator verarbeitet. Der Anmelderin ist keine Vorrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik bekannt, die (a) den Einsatz von Filterkatalysatoren in Betracht zieht (welche unregelmäßige Verbrennungseffekte und chemisches "Rauschen" herausfiltern können), wobei diese in der Regel nur einen geringen Anteil der Schadstoffemissionen eines fahrenden Fahrzeuges umwandeIn; (b) einen einzelnen, dem Hauptkatalysator vorgeschalteten und dem Filterkatalysator nachgeschalteten "UEGO"-Sauerstoffsensor verwendet; und (c) einen automatischen Ausgleich des Leistungsabfalls des Katalysators oder der Ansprechzeit des Sensors gewährleistet.
  • Die erste Grundkonstruktion eines nicht-umschaltenden (stetigen) Abgassensors, der für die vorliegende Erfindung erforderlich ist, stammt aus dem Jahre 1981, mit der Ausgabe der US- Patentschrift Nr. 4,272,329 von Hetrick (erteilt an die Ford Motor company). Diese Patentschrift beschreibt einen Mehrzellen- Sauerstoffsensor, der sich besser für die Einhaltung engerer Emissionsschutznormen eignet. Ein Geber nach diesem Patent liefert ein linearisiertes Ausgangssignal, das mit größerer Genauigkeit ein breiteres Band des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mißt, während es im wesentlichen temperaturunempfindlich ist, so daß temperaturbedingte Ungenauigkeiten vermieden werden. Zwischen 1986 und 1988 veröffentlichte Aufsätze zeugen von der Anerkennung solcher "UEGO"-Sensoren in technischen Kreisen, wenn die Sensoren bei großen Bandbreiten von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen unter Einsatz eines geschlossenen Rückkopplungssystems angewendet werden (wobei geschlossene Rückkopplung hierin bedeutet, daß eine kontrollierte gemessene Menge mit einem die gewünschte Leistung darstellenden Sollwert verglichen wird). Zu solchen Aufsätzen zählen: (1) I.Murase, A.Moriyama und M.Nakai, "A Portable Fast Response Air-Fuel Ratio Meter Using An Extended Range oxygen Sensor" (Tragbares Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Meßgerät mit einem Breitband-Sauerstoffsensor), SAE Aufsatz Nr. 880559, 29.Feb. 1988; (2) J.Ishii, M.Amano, T.Yamauchi und N.Kurihara, "Wide- Range Air-Fuel Ratio Control Systems" (Breitband-Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Steuersysteme), SAE Aufsatz Nr. 880134, 29.Feb. 1988; (3) S. Ueno, N.Ichikawa, S.Suzuki und K.Terakado, "Wide-Range Air-Fuel Ratio Sensor" (Breitband-Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sensor), SAE Aufsatz Nr. 860409, 1986; und (4) S.Suzuki, T.Sasayama, M.Miki, M.Ohsuga und S.Tanaka, Air-Fuel Ratio Sensor for Rich, Stoichioietric and Lean Ranges" (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor für fette, stöchiometrische und magere Bereiche), SAE Aufsatz 860408, 1986.
  • Was die konstruktive Weiterentwicklung von "UEGO"-Sensoren nicht beschreibt, ist die Art und Weise, wie diese in einem System so eingesetzt werden, daß deren potentielle Präzision genutzt werden kann. Bei Anwendungsfällen von einfacheren Abgassensoren (Zweipunktsensoren) nach dem Stand der Technik kommen (a) einzelne Zweipunktsensoren mit einem oder zwei Katalysatorkörpern oder (b) doppelte Zweipunktsensoren mit einem oder zwei Katalysatorkörpern zum Einsatz. Zweipunktsonden (unstetige Sensoren) weisen eine sehr steile Signaländerung bei oder im Bereich der Stöchiometrie auf.
  • Ein einzelner Abgassensor der unstetigen Art, der stromoberhalb in bezug auf den Katalysatorkörper angeordnet ist, wurde in der US-PS 4,000,614 (1977) verwendet. Der Sensor wurde in einer Rückkopplungsschleife angeordnet und konnte nur eine Meßgenauigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von ± 1-2 % um den Bereich der Stöchiometrie erzielen. Dieser schlechte Toleranzbereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist charakteristisch für übermäßiges Pendeln und Überkorrektur durch die Sauerstoffsonde, was teilweise durch deren Anordnung und teilweise durch den Einsatz einer Zweipunkt-Sonde bedingt ist, wie es für die in den 70er Jahren verwendeten Sonden charakteristisch ist.
  • Mit der US-PS 3,961,477 (1976) wurde ein Versuch unternommen, eine Abgassonde zwischen zwei Katalysatorkörpern anzuordnen, wobei der stromaufwärtige Körper ein Oxydationskatalysator ist, und der stromabwärtige KörPer ein Reduktionskatalysator ist. Dieses Patent ist auch ein frühes Beispiel für eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung im geschlossenen Regelkreis, und ist stellvertretend für eines der wirksamsten Konzepte der 70er Jahre. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Toleranz ist gering, teilweise aufgrund des Einsatzes eines Abgassensors mit Zweipunktcharakteristik, und aufgrund der Lufteinspritzung unmittelbar stromoberhalb des Sensors, welche dessen Fähigkeit, den Sauerstoffgehalt der Abgase genau zu messen, beeinträchtigt. Dieses Referenzdokument beschreibt den Katalysator nicht in bezug auf seine Füllung oder seinen Wirkungsgrad.
  • Der Einsatz von mehr als einem Abgassensor ist in den US-Patentschriften 3,939,654, 4,251,990 und 4,761,950 beschrieben. In der US-A-3,939,654, werden unstetige Sauerstoffsonden (Zweipunkt-Sensoren) jeweils stromoberhalb und stromunterhalb von einem Katalysatorkörper angeordnet, während ein Rückführungssystem in geschlossenem Regelkreis zu einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung geführt wird. Dieses Patent weist auf Probleme mit der Ansprechzeit und der Genauigkeit der Sauerstoffsensoren hin und führt einige der Probleme auf den Katalysator selbst zurück, unabhängig dabvon, welcher Art er ist. Zur Steuerung der Rückkopplungsschleife des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses werden ein Komparator und ein Integrator eingesetzt. Wenn auch damit die Langzeit-Präzision um ein gewisses Maß gegenüber einem einzelnen Zweipunkt-Sensor erhöht wird, so kann damit doch keine Verbesserung der Genauigkeit auf unter ± 1 % erzielt werden.
  • In der US-A-4,251,990 werden Doppelsensoren verwendet; eine Abgassensor ist stromoberhalb von zwei in Reihe geschalteten Katalysatoren angeordnet. Auch hier werden wieder Zweipunktsensoren verwendet, die Ungenauigkeiten in Übergangssituationen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung und Ansprechverzögerung gegenüber den zu vergleichenden Signalen mit sich bringen, was zur dauerndem Pendeln und schlechten Ansprechverhalten führt.
  • Die US-A-4,761,950 verwendet ein Programm (siehe Rücklauf-Steueralgorithmus in Figur 4D), bei welchem die Informationnen des stromabwärtigen Gebers dazu eingesetzt werden, einen stromoberhalb in der Nähe eines einzelnen Katalysatorkörpers angeordneten Sensor zu verändern, worauf die Informationen zu Steuerzwecken verglichen werden. Auch hier handelt es sich wieder um Zweipunktsensoren, und das System leidet an der ungenauen Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und an der Verzögerung des Komparators.
  • US-A-4,251,990 offenbart den Einsatz einer zwischen einem Start- und einem Hauptkatalysator angeordneten Lambda- Sonde.
  • Keine der bisherigen patentierten Vorrichtungen verbessert die Ansprechzykluszeit der Geber innerhalb oder unabhängig von einem System.
  • Erfindungsgemäß wird eine Anlage zur Reinigung der bei der Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgasstromes geschaffen, welche Anlage einen ersten im Abgasstrom angeordneten Dreiwegekatalysator aufweist, einen stromunterhalb des besagten ersten Katalysators angeordneten zweiten Dreiwege-Hauptkatalysator zur Reduzierung der verbleibenden Schadstoffemissionen auf den gewünschten Pegel, eine zwischen den besagten Katalysatoren in besagtem Gasstrom angeordnete Abgas-Sauerstoffsonde zur Anzeige des Sauerstoffgehalts in dem aus dem ersten Katalysator austretenden Gasstrom, und Steuermittel zur Einstellung, im geschlossenen Regelkreis, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des besagten Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte erste Katalysator ein Dreiwege-Filter-Katalysator mit geringer Masse ist, der unter Nicht-Leerlauf-Bedingungen des Motors 40 bis 60 % der Schadstoffemissionen aus besagtem Gasstrom herausfiltert und unter Leerlauf-Bedingungen des Motors bis zu 80 bis 85 % der Schadstoffemissionen aus besagtem Gasstrom herausfiltert, daß die besagte Sonde eine Sonde für kontinuierlichen Betrieb mit einer Ansprechzeit von weniger als 60 Millisekunden ist, und daß besagte Steuermittel Proportionalsteuermittel sind, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in besagtem Gemisch im geschlossen Regelkreis durch interaktives Ansprechen auf eine Abweichung des gemessenen Sauerstoffgehaltes von einem Sauerstoff-Sollgehalt einstellen.
  • Das die Erfindung verkörpernde System regelt unerwünschte Emissionen auf einen bisher noch nicht erreichten niedrigen Wert, indem eine geschlossene Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungsschleife zwischen einem Motor und einem Katalysator verbessert wird. Das System bietet eine höhere Rückmeldegüte bei Frequenzen von 3-6 Hz für den Regelkreis, und einen Geber, der innerhalb eines Zeitraumes anspricht, der unter 60 Millisekunden liegt, und es bietet eine Reglerauf lösung zur Einhaltung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Bereich von ± 0,01-0,02% um die Stöchiometrie, unabhängig von unregelmäßigen Verbrennungseffekten, Schwankungen in der Kraftstoffeinspritzung, Schwankungen des Einlaßluftanteils, Schwankungen der Bedingungen von einem Zylinder zum anderen und Schwankungen der Abgasturbulenzen.
  • Der "UEGO"-Sensor ist interaktiv mit dem Filterkatalysator verbunden, so daß chemisches "Rauschen" ausgeschaltet werden kann und der Verstärkungsfaktor der Luft-Kraftstoff-Rückmeldeschleife zur Kompensation der Alterungserscheinungen verändert werden können. Diese Interaktion wird dadurch erreicht, daß der "UEGO"-Sensor stromunterhalb des Filterkatalysators angeordnet wird, daß der Umwandlungswirkungsgrad des Filterkatalysators begrenzt wird, und daß die Interaktionsbeziehung zwischen Sensor und dem die Kraftstoffeinspritzung und damit den Filterkatalysator beeinflussenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regler so ausgelegt wird, daß dessen Ansprechvermögen erheblich verbessert wird. Durch eine derartige Interaktion wird gewährleistet, daß der Sensor komplementär und in dem Empfindlichkeitsverlauf des Filterkatalysators entgegengesetzter Richtung arbeitet, um so chemisches "Rauschen" auszuschalten.
  • Geringe Masse bedeutet vorzugsweise eine Masse von weniger als 500 Gramm, und geringes Volumen bedeutet vorzugsweise ein Volumen von weniger als 328 cm³ (20 in³); hohe Masse bedeutet eine Masse von mehr als 1000 Gramm, und hohes Volumen bedeutet ein Volumen von mehr als 656 cm³ (40 in³). Der Filterkatalysator hat eine vorbestimmte begrenzte Umwandlungswirkung von 40-60 % bei Nicht-Leerlaufbedingungen, und von 80-85 % bei Leerlaufbedingungen, wenn der Motor eine Leerlauf-Raumgeschwindigkeit von 20 K/h aufweist. Der Filterkatalysator ist vorzugsweise dicht mit Edelmetall gefüllt (d.h. im Bereich von 1430 bis 2145 Gramm pro m³ (40 bis 60 Gramm pro Kubikfuß)) und weist eine Länge von 5-10 cm (2-4 Zoll) und ein Volumen von 262-328 cm³ (16-20 in³) auf. Der Filterkatalysator ist vorzugsweise in einem Abstand von 1-4 Zoll von der Quelle eines ganzheitlichen Abgasstromes angeordnet und stellt etwa 10-20 % der gesamten Katalysatorkapazität.
  • In bezug auf die UEGO-Sonde bedeutet stromabwärtige Anordnung, daß sie in Strömungsrichtung unten angeordnet ist, Breitbandsonde bedeutet, daß sie universell zur präzisen Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter fetten, mageren und etwa stöchiometrischen Bedingungen geeignet ist.
  • Die Sonde ist vorteilhaft so konstruiert, daß sie zwei oder mehrere Zellen (d.h. Pump- und Referenzzellen) aufweist, um so eine kontinuierliche lineare Ausgangscharakteristik und (über bzw. unter Stöchiometrie) eine symmetrische Ansprechzeit zu erreichen. Eine derartige Sonde besitzt in der Regel eine von den Elektroden entfernte Spinellschicht und eine Dünnwand-Diffusionsstrecke, die durch eine poröse Beschichtung des Diffusionshohlraumes gebildet wird. Die Sonde besitzt Geberelemente mit geringer Masse von weniger als fünf Gramm und bringt vorzugsweise vier gekapselte Elektroden zum Einsatz, wobei die Sonde eine Ansprechzeit von weniger als 60 Millisekunden hat. Eine solche linearisierte Sonde zeichnet sich durch eine Genauigkeit von ± 3 % (in bezug auf den Betriebspunkt) aus, bei Lambdawerten von 0,7 und 1,4, wobei die Präzision zu Lambda 1 hin zunimmt, wo ihre Streuung nicht mehr als ± 0 07 % beträgt; Lambda bedeutet hier das Verhältnis von tatsächlichem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • Der Hauptkatalysator ist vorzugsweise etwa vier Zoll von dem stromoberhalb befindlichen Filterkatalysator entfernt angeordnet und ist so beschickt, daß er bis zu 90 % der Emissionen bei einer Raumgeschwindigkeit von 400 K/h bei hoher Motorbelastung umwandelt.
  • Das Verfahren zur Kompensation der chemischen Alterung einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Katalysatoranlage aus zwei in Reihe geschalteten Katalysatoren und einer den beiden Katalysatoren zwischengeschalteten linearisierten UEGO-Sonde, wobei der stromaufwärtige Katalysator so beschickt ist, daß er eine begrenzte Umwandlung der Schadstoffemissionen ausführt und die unregelmäßigen Verbrennungseffekte der Emissionen herausfiltert, und wobei Spannungsschwankungen der Sonde zur Regelung des Luft-Kraftstoffgemisches in einem bestimmten Bereich bzw. um diesen Bereich herum eingesetzt werden, beinhaltet die folgenden Schritte: (a) empirische Bestimmung der chemischen Abnutzung des stromaufwärtigen Katalysators bei einer vorbestimmten Verwendungsart, die den Umwandlungswirkungsgrad allmählich reduziert und einen größeren Anteil an Schadstoffgasemissionen durchläßt; (b) empirische Bestimmung der Abnutzungsrate der Sonde bei normalem Einsatz, der eine allmähliche Verzögerung der AnsPrechzeit und Verminderung des Verstärkungsfaktors der Sonde herbeiführt; (c) Erstellen einer ursprünglichen Verstärkungscharakteristik für die Rückkopplungsschleife, ausgehend von der empirisch bestimmten Abnutzungsrate, so daß mit zunehmender Alterung der Sonde deren Verlust an Verstärkungscharakteristik den aufgrund der Abnutzung erhöhten Durchsatz an Schadstoffgasen durch den stromaufwärtigen Katalysator kompensiert, wodurch ein gleichbleibendes Ansprechverhalten des Regelkreises und ein gleichbleibendes Umwandlungsniveau der Gasemissionen im stromabwärtigen Katalysator gewährleistet wird.
  • Der Verstärkungsfaktor der besagten Rückkopplungsschleife wird vorzugsweise 20 % unter dein Wert angesetzt, der für den normalen Meßbetrieb nötig ist. Die Konstruktion der Sonde sollte die Fähigkeit einer höheren Ansprechfrequenz als derjenigen gewährleisten, die für den maximalen Wirkungsgrad eines gealterten Katalysators erforderlich ist.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert, dabei zeigen:
  • Figur 1: eine Kombinationsansicht eines Motors im Stirnschnitt sowie einer perspektivischen Darstellung des Abgaskrümmers und der Katalysatorkörper und interaktiven Steuere inrichtungen für die vorliegende Erfindung;
  • Figur 2: eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Zweipunkt-Sauerstoff sonde (bisheriger Stand der Technik);
  • Figur 3: eine Kurve der Ausgangsspannung als Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für die Zweipunkt-Sauerstoffsonde der Figur 2;
  • Figur 4: eine schematische Darstellung einer Universal-Abgas-Sauerstoffsonde für den Einsatz in der Anlage und in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 5: eine Kurve des Luft-Kraftstoff-Ausgangssignals als Funktion des Luftüberschusses für die Sonde nach Figur 4;
  • Figur 6: ein schematisches Steuerdiagramm des erfindungsgemäßen Systems; und
  • Figur 7: eine Reihe von graphischen Darstellungen von Daten, welche den Betrieb in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife nach der vorliegenden Erfindung illustrieren.
  • Ein die Erfindung verkörperndes interaktives Rückführungssystem zwischen Katalysator und Kraftstoffeinspritzvorrichtung erzielt eine bisher noch nicht erreichte Feinheit der Regelung des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Echt zeit mit einem Auflösungsvermögen von ± 0 01-0,02 % um die Stöchiometrie, d.h. innerhalb einer Ansprechzeit von weniger als 60 Millisekunden, und gleicht die Alterung des Katalysatorkörpers oder des Kraftstoffsteuersystems im Laufe der Zeit aus, wobei das System eine solche hohe Auf lösung und kurze Ansprechzeit trotz solcher Änderungen der Motorkennwerte und der Abnutzung des Katalysatorkörpers oder des Kraftstoffsystems über der Zeit gewährleistet, die eine solche hohe Auflösung und kurze Ansprechzeit sonst beeinträchtigen. Dies wird hierbei durch eine einzigartige Kombination eines Filterkatalysators mit geringer Masse und einer linearen Breitband-Mehrzellen-Abgassauerstoffsonde mit geringer Masse erreicht, die gegen Verschmutzung und Umgebungstemperatur geschützt ist, wobei diese Kombination stromoberhalb eines herkömmlichen Dreiwegekatalysators angeordnet ist.
  • Wie Figur 1 zeigt, umfassen die Elemente einer Anlage zur Reinigung der bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine erzeugten Gasemissionen: einen Motor 10 mit einem Brennraum 11 und einer Luft-Kraftstoff-Versorgung 12 mit einem Lufteinlaß 15, einer Luftdrosselklappe 17, einem Luft-Kraftstoff-Messer 16 und einer Einpunkt-Kraftstoffeinspritzdüse 13; in bestimmten Fällen kann ein Ultraschall-Kraftstoffzerstäuber 14 eingesetzt werden. Von jedem Verbrennungszylinder bzw. Brennraum 11 her zusammengeführte Abgaskanäle 18 vereinigen sich zu einem gemeinsamen Abgasstrom 19. In diesen Abgasstrom 19 ist nahe der Stelle, an welcher die Abgaskanäle zu einem gemeinsamen Abgasstrom zusammengeführt werden, ein Filterkatalysator 20 mit geringer Masse eingesetzt. Eine Breitband-Universal-Abgassauerstoffsonde (UEGO) 21 ist unmittelbar unterhalb des Filterkatalysators angeordnet, und ein Hauptkatalysator 22 ist unterhalb der Sonde 21 angeordnet. Eine interaktive Steuerung 23 ist teilweise in die Abgassondenkonstruktion integriert und verbindet die Sonde 21 zum Teil mit der Kraftstoffeinspritzdüse 13 und mit anderen Motorparametern in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife.
  • Filterkatalysator
  • Der Filterkatalysator 20 muß mit großer Sorgfalt im Abgasstrom angeordnet werden und muß so strukturiert sein, daß er bei geringer Volumenmasse eine derartige Dreiwegekapazität aufweist, daß er die unregelmäßigen Verbrennungseffekte aus dem Abgasstrom herausfiltern kann. Unregelmäßige Verbrennungseffekte treten dann auf, wenn turbulente fette und magere Wirbelströme, die aus den sich verändernden Verbrennungsbedingungen in den einzelnen Verbrennungszylindern entstehen, aufeinander treffen; diese Wirbelströme stellen ein Gemisch aus normalen vollständig verbrannten Zylinderabgasen und unvollständigen Verbrennungsprodukten der Zylinder dar. Die Wirbelströme sind unregelmäßig. Um als Filter und Vorkatalysator zu arbeiten, sollte der Katalysator 20 eine geringe Masse von etwa 300 bis 500 Gramm und ein geringes Volumen von etwa 246-328 cm³ (15-20 in³) aufweisen, die zusammengenommen vorzugsweise Frequenzen über 10 Hz herausfiltern. Der Filterkatalysator sollte bei rundem Querschnitt nur eine relativ kurze Länge von etwa 2-4 Zoll aufweisen. Der Filterkatalysator sollte so ausgelegt sein, daß eine hohe Raumgeschwindigkeit entsteht (d.h. wenigstens 50 K/h bei Motorleerlauf und wenigstens 350 K/h bei voll geöffneter Drosselk1appe). Der Filterkatalysator stellt nur 10-20 % des gesamten Katalysatorvolumens für das Systemganze dar (Filter plus Hauptkatalysator). Ein solcher Katalysator kann von einer Monolithstruktur mit einer Porendichte von 31-62 Zellen pro cm² (200-400 Zellen pro Quadratzoll) getragen werden, oder von einem Drahtnetz.
  • Der keramische Zellen-Monolithträger kann in unmittelbarer Nähe zu dem Auspuffkrümmer arbeiten; eine herkömmliche Washcoat-Glasur kann zur Stabilisierung des Monoliths für den Einsatz bei hohen Temperaturen an einer solchen Stelle verwendet werden. Der Filterkatalysator sollte vorzugsweise möglichst nahe an der Quelle des Abgasstromes angeordnet werden, ohne dabei die Wirkung des Filterkatalysators zu beeinträchtigen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist er in einem Abstand von 3-4 Zoll von der Quelle des Emissionsstromes 19 angeordnet (dort, wo die Abgasströme der Zylinder zu einem gemeinsamen Strom zusammentreffen).
  • Der Filterkatalysator muß eine dichte Edelmetallfüllung aufweisen, insbesondere eine Edelmetallfüllung im Bereich von 1430-2145 Gramm pro m³ (40-60 g/ft³). Das Edelmetall kann Platin, Palladium oder Rhodium sein, in Kombination oder getrennt vorliegend, um sowohl die Oxydation als auch die Reduktion der Schadstoffe in dem Abgasstrom zu gewährleisten, wie es allgemein bekannt ist. Dabei kommt es darauf an, daß ein solcher Filterkatalysator 40-60 % der Schadstoffelemente bei hoher Motorlast umwandeln kann, und bis zu 80-85 % bei Leerlaufbedingungen; dies wird durch entsprechende Berechnung der Masse, der Edelmetallfüllung, der Größe und der Raumgeschwindigkeit des Filterkatalysators erreicht.
  • Ein solcher Filterkatalysator muß chemisches "Rauschen" (Störeinflüsse) ausschalten können, da solches "Rauschen" eine recht hohe Frequenz genau im Filterbereich eines solchen gealterten oder nicht gealterten Katalysators mit kleiner Volumenmasse aufweist. Die niedrigste zu erwartende Frequenz des chemischen Rauschens, die von dem Verbrennungszylinder ausgesendet wird, liegt bei ca. 10 Hz; dies liegt genau in der Filterkapazität eines solchen Katalysators. Das Umwandlungsvermögen eines derartigen neuen Filterkatalysators geht etwas über das Herausfiltern von chemisches Rauschen erzeugenden unregelmäßigen Verbrennungseffekten hinaus, da die Katalysatorkonstruktion auch die unvermeidliche Alterung des Katalysators berücksichtigen muß.
  • Würde der Filterkatalysator so ausgelegt, daß anfangs eine höhere Umwandlungswirkung erzielt wird, als hier beschrieben, so würde dadurch die Ansprechzeit des Rückführungs-Steuersystems und der Sonde im ganzen nachteilig beeinflußt, da die Regelschleife damit gedämpft würde; eine stärker gedämpfte und langsamere Regelfrequenz (Grenzzyklusfrequenz) würde jedoch größere Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schwankungen zulassen, mit entsprechendem Wirkungsverlust des Katalysators. Die Grenzzyklusfrequenz ist der Kehrwert der Zeit, die nötig ist, um einen Umschwung des Steuerzyklus von fett nach mager und wieder zurück nach fett auszuführen. Die Grenzzyklusfrequenz wird durch die Summe der Reaktionszeiten in dem Regelkreis bestimmt und beinhaltet die Ansprechzeit der Sonde, die Gastransportzeit, Verzögerungen der Emissionsregelelektronik und Durchlauf zeiten der Programmalgorithmen.
  • Sonde
  • Die für das Zusammenwirken der Sonde in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung erforderlichen wesentlichen Eigenschaften der Sonde beinhalten wenigstens die Grundform der Nernst'schen elektrochemischen Zelle, oft auch als Zweipunkt-Sauerstoffsonde bezeichnet. Wenn dieser Grundbaustein auch wichtig für die Sonde ist, so kommt es doch darauf an, daß die komplette Sonde nicht zweipunktartig bzw. stufenweise arbeitet, sondern die hier beschriebenen Verfeinerungen beinhaltet.
  • Die in der Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Motorenbau im Laufe der 70er und 80er Jahre verwendeten Sonden waren im wesentlichen Zweipunkt-Sonden. Diese galvanischen Zweistufen-ZrO&sub2;-Sonden haben eine weit verbreitete Anwendung gefunden [auch als Sauerstoffsonde, EGO-Sonde (exhaust gas oxygen), HEGO- Sonde (heated exhaust gas oxygen), elektrochemische Zelle, Lambda-Sonde und Kraftstoffzelle bezeichnet]. Diese Sonden messen typischerweise den Sauerstoff-Partialdruck in von einem Motor erzeugten Abgas; die Sauerstoffkonzentration am Motorausgang wird dabei zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors in Beziehung
  • gesetzt. Wenn die Sauerstoffkonzentration am Motorausgang mit einem Gasanalysator gemessen wird, besteht keine eindeutige Beziehung zwischen Sauerstoffkonzentration und Luft-Kraftstoffverhältnis, insbesondere bei Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in der Nähe des stöchiometrischen Bereiches. Der Einsatz von katalytischen Werkstoffen in dem Sensor fördert eine ausgeglichene Sauerstoffmessung. Allerdings ist die Raumgeschwindigkeit an einer kleinen Sensorelektrode so groß, daß bei tatsächlichem Motorbetrieb nur ein geringer Ausgleich stattfindet. Diese Sonden schalten bei Stöchiometrie, wie die Nernst'sche Gleichung voraussagt, nur bei voll ausgeglichenem, stabilisiertem Betrieb bei hohen Temperaturen um. Leider liegen diese Bedingungen nie oder nur selten bei echtem Motorbetrieb vor, wie zahlreiche SAE-Aufsätze und Patentschriften andeuten.
  • Die Grenzen von Zweipunkt-Sauerstoffsensoren sind: (a) ihre Unfähigkeit, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einer Präzision von mehr als 1 % genau zu bestimmen, sowie unerwünscht lange Sensor-Ansprechzeit und Umschaltzeit; und (b) die Tatsache, daß sie Übergangsschwankungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Nähe des stöchiometrischen Bereiches nicht messen können, wie sie aus solchen Umständen wie Drosselklappenbewegungen oder Getriebeschaltungen entstehen, ohne daß dabei Erhöhung der Emissionen am Auspuf frohr eintritt. Die Ansprechzeit der Sonde ist die Zeit, welche die Sonde braucht, um Abgas-Gleichgewichtsbedingungen an der Elektroden-Elektrolyt-Grenzschicht herzustellen, nachdem eine Übergangszone des Gases die Sonde passiert hat. Die Schaltzeit ist diejenige Zeit, die der Sensor braucht, um eine Änderung der Spannung zu erreichen, nachdem die Gasgleichgewichtsbedingungen an der besagten Grenzschicht geschaffen wurden. Diese beiden Ansprechzeiten werden häufig addiert und als die Sensoransprechzeit beschrieben. Das Ansprechverhalten der Zweipunkt-Sonde ist komplex und ruft Nachstellungen hervor, die über das Ziel hinausschießen. Die Abgabespannung einer solchen Sonde schlägt bei jeder chemischen Änderung, wie sie in jeder Sekunde mehrfach eintritt, pendelartig stark aus. Diese großen Ausschläge werden gewöhnlich von dem Programm im Mikroprozessor bis auf einen oder zwei Ausschläge pro Sekunde gefiltert. Der Mikroprozessor gibt dann ein Signal weiter an die Kraftstoffeinpritzvorrichtung, das bei jedem Ausschlag abgestuft, aber in der gleichen Richtung wie die Spannungsabweichung verläuft. Daraus ergibt sich eine Änderung des Abgasstromes, die die chemische Änderung mit einer leichten Abschwächung der Spannungsspitzen kombiniert. Einige der Unzulänglichkeiten werden in den US-Patentschriften Nr. 4,251,990 und 4,272,329 näher besprochen.
  • Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurden in der Technik verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, wie z.B. zahlreiche Kombinationen von Zellenanordnungen, stromaufwärtige oder stromabwärtige Anbringung der Sonden, oder Zwangsalgorithmen. Die Anordnung alleine konnte keine Abhilfe für das Schwimmen der Zweipunkt-Sonde bringen. Solche Versuche können keine "Echtzeit"- Rückführung schaffen und komplizieren dafür das Regelsystem bei nur sehr geringem Gewinn in bezug auf die Kontrolle der alterungsbedingten Abweichungen.
  • Die Nernst'sche elektrochemische Zelle beinhaltet (wie in Figur 2 dargestellt) einen Feststoffelektrolyten 30, der im allgemeinen aus teilweise stabilisiertem Zirkonoxid besteht, das Sauerstoffionen zwischen jeweils an seinen gegenüberliegenden Seiten angeordneten (in der Regel aus Platin bestehenden) Elektroden 31, 32 leitet, wobei die Elektrode 31 an der Luft liegt und Elektrode 32 dem Abgasstrom ausgesetzt ist. Die Elektroden sind mit Spinell-Schutzschichten überzogen, und diese Schichten tragen zu der langen Ansprechzeit und Komplexität der Sonde bei. Eine elektromotorische Kraft (emf) entsteht aufgrund der Differenz des Sauerstoff-Partialdruckes jeweils an der Luft und in dem Abgas. Die Austrittsspannung V ändert sich sprungartig bei stöchiometrischen Pegeln (einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 14,7), wie es Figur 3 zeigt. Derartige Zweipunkt-Abgassonden können nur anzeigen, wann Stöchiometrie erreicht ist, jedoch nicht, wie mager oder fett das Luft-Kraftstoff-Verhältnis an einem beliebigen Punkt ist. Daher würde, auch wenn ein solcher Geber linearisiert würde, dessen Grundfunktion verhindern, daß mit diesem Geber die in der Systemkontrolle erforderlichen Verbesserungen erzielt werden.
  • Um diese Zweipunkt-Charakteristik auszuschalten, umfaßt die für die vorliegende Erfindung nötige Sonde (wie in Figur 4 dargestellt) noch die folgenden zusätzlichen Elemente: (a) Doppelzellen 40, 41 (wobei 41 die herkömmliche Nernst'sche Meßzelle ist, und 40 eine Pumpenzelle mit einem zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis proportionalen Pumpenstrom ist); (b) eine (vorzugsweise von einem Stopfen getragene) Diffusionsschicht 43, die den beiden Zellen zwischengeschaltet ist, bildet eine Öffnung zur Regulierung der Menge an Sauerstoffmolekülen, die in dem Hohlraum zwischen den Zellen ankommen, die Elektroden 42 ohne Überzug bzw. Beschichtung lassend [die Öffnung in dieser Diffusionsschicht kann durch eine spezielle poröse Diffusionsschicht verschlossen werden, um so wieder die gleichmäßige Ankunft von von Kontaminationseffekten freien Sauerstoffmolekülen zu kontrollieren]; (c) ein Umkehrkreis 44 zum Einpumpen von Sauerstoff in ein begrenztes Volumen zwischen den beiden Zellen bei fetten Abgaszuständen, sowie zum Abpumpen von Sauerstoff aus einem solchen begrenzten Volumen bei mageren Abgaszuständen. Dieser Umkehrkreis neigt dazu, in dem begrenzten Volumen ein stöchiometrisches Gemisch zu erhalten. Auf diese Weise werden Schwankungen in der Ansprechzeit vermieden. Schwankungen aufgrund der Temperaturbedingungen der Luft bzw. der Abgase werden dadurch ausgeschaltet, daß eingegossene Heizelemente 45, 46 in Keramikelementen verwendet werden, die im Abstand und außerhalb der beiden Zellen 40, 41 wie in Figur 4 angedeutet angeordnet sind. Temperatureinflüsse werden durch die Doppelzellenanordnung minimiert. Die Platinelektroden sind vorzugsweise unbeschichtet und frei von Spinellschichten, um das Ansprechverhalten der Sonde zu verbessern. Die Ausgangsspannung einer solchen Universal- oder Breitband-Abgassonde entspricht derjenigen in Figur 5. Ist der Luftüberschuß ganzzahlig (Lambda = 1), ist der Pumpenstrom gleich Null. Der Bereich des gemessenen Luftüberschusses kann konstruktionsmäßig in der externen Elektronik definiert werden. Eine solche Sensorkonstruktion ist mehrzellig, deckt ein breites Band ab, ist linearisiert und hat eine Ansprechzeit von weniger als 60 Millisekunden (die Ansprechzeit beträgt 63 % der Gesamt-Ansprechzeit der Luft-Kraftstoff-Änderung). Diese Konstruktion gewährleistet eine verbesserte Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors, und damit der Emissionen, indem sie die folgenden spezifischen Fähigkeiten bietet, die mit den gegenwärtigen Zweipunkt-Sonden nicht erreicht werden: (a) Messung aller im Motorbetrieb angetroffener Luft-Kraftstoff-Verhältnisse; (b) sehr präzise Messung des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses im Bereich der Stöchiometrie; (c) schnelleres Ansprechen auf Luft-Kraftstoff-Verhältnisänderungen; (d) stabileres und symmetrischeres Ansprechverhalten auf Luft- Kraftstoff-Verhältnisänderungen vom Fetten ins Magere und vom Mageren ins Fette; (e) größere Unempfindlichkeit gegen Abgastemperaturunterschiede; und (f) größere Flexibilität bei Konstruktionsänderungen in der gewünschten Ansprechzeit-Charakteristik.
  • Die Meßzellen haben eine geringe Masse von weniger als fünf Gramm, und die Sonde bietet eine Genauigkeit von ± 3 % (ab Betriebspunkt) bei Lambda-Werten von 0,7 und 1,4, wobei die Genauigkeit gegen Lambda 1 hin zunimmt, wo die Streuung nicht mehr als ± 0,07 % beträgt.
  • Interaktive Steuerung
  • Der Filterkatalysator, die Sonde und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung müssen so aufeinander abgestimmt werden, daß durch entsprechende Wahl des Verstärkungswertes der Regelschleife (d.h. des Faktors, mit dem das Sensorsignal multipliziert wird, um eine Nachstellkraft an der Luft-Kraftstoff-Regeleinrichtung oder der Kraftstoffeinspritzvorrichtung anzulegen) eine kurze Ansprechzeit und hohe eine Grenzzyklusfrequenz erreicht wird. Die Grenzzyklusfrequenz der Rückführungs-Regelschleife sollte 3 Hz oder mehr betragen, und der Verstärkungsfaktor sollte auf 20 % unter dem Normalpegel eingestellt werden, um die Schwankungen in der Ausstattung und der Alterung des Edelmetalls kompensieren zu können. Schwankungen sind hier die Unterschiede in der Kraftstoffeinspritzanlage von einem Motor zum anderen, Abweichungen der Sonde von einem System zum anderen, Schwankungen in dem Lufteinlaß von einem Zylinder zum anderen in ein und demselben Motor und Schwankungen der Verbrennung in einem einzelnen Zylinder des Motors. Alterung bedeutet hierin die Vergiftung bzw. Versinterung des Edelmetalls im Katalysator im Laufe der Zeit. Der Verstärkungsfaktor und die Phasenverschiebung sind so ausgelegt (z.B. durch Manipulation der Kapazität und des Diffusionskoeffizienten der UEGO-Sonde), daß die Sonde in Zusammenwirkung mit dem Filterkatalysator arbeitet.
  • Die einfachste Interaktion besteht darin, die Sonde mit der Kraftstoffeinspritzanlage in einer direkten Proportional- Rückkopplungsschleife zu verbinden, und gleichzeitig sicherzustellen, daß der Filterkatalysator so bemessen und abgestimmt ist, daß er der Ansprechcharakteristik der Sonde entspricht und nur als Filter tätig ist (chemisches "Rauschen" ausschaltet) und nur einen geringen Anteil der Schadstof fe in den Abgasen umwandelt. Proportional bedeutet hier eine kontinuierliche lineare Relation zwischen Ausgang und Eingang.
  • Es ist jedoch wünschenswert, daß die Primär-Rückkopplungsschleife eine Proportional-Integral-Regelcharakteristik (PI) bietet, ähnlich einem Teil der in der technischen SAE-Veröffentlichung von J.Ishii, M.Amano, T.Yamauchi und N.Kurihara mit dem Titel "wide-Range Air-Fuel Ratio Control Systems" (Breitband- Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuersysteme)," beschriebenen Regeleinrichtung, veröffentlicht am 29. Feb. 1988 (SAE Veröffentlichung Nr. 880134), unter der US-PS 3,939,654.
  • Unabhängige Algorithmen, ob proportional oder integral, werden dann als Verstärkungsfaktoren in dem Regelkreis angewendet. Die Algorithmen sind abhängig von dem Ausgangsverhalten der Sonde. Ein proportionaler Regelalgorithmus wirkt direkt entgegengesetzt und proportional zu dem von der UEGO-Sonde gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Ein integraler Regelalgorithmus integriert den Luft-Kraftstoff-Verhältniswert über einen bestimmten Zeitraum und bewirkt eine Korrektur des mittleren Luft-Kraftstoff-Wertes zur Berücksichtigung der Regelsystemlast, wie z.B. des Dampfspülwertes. Durch die Kombination von proportionlem und integralem Verfahren erzielt man so einen Ausgang, der einer linearen Kombination von Eingabe und Zeitintegral der Eingabe proportional ist. Ein typischer PI-Algorithmus wäre:
  • wobei:
  • b = proportionale Verstärkung / statische Verstärkung
  • I = integrale Wirkungszahl
  • P = proportionale Verstärkung
  • S = komplexe Variable
  • X = Eingabetransformation
  • Y = Ausgabetransformation
  • Das erfindungsgemäße Regelsystem erfordert nur eine P oder PI-Regelung. Liegt das Abgas z.B. im fetten Bereich, erhöht die Steuerlogik den Lambdawert, und befindet sich das Abgas im mageren Bereich, wird Lambda reduziert. Bei der (in Figur 6 dargestellten) Regelschleifenanordnung wird die Einspritzdüsenleistung über den durch den Einspritzdüsenkoeffizienten Ki korrigierten Luftdurchsatz und Lambda beeinflußt. Eine PI-Rückführungs-Regelung ist deshalb wichtig, weil, wenn sie in Zusammenwirkung mit einer UEGO-Sonde mit linearem Ausgang verwendet wird, der Steueralgorithmus erlaubt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im stöchiometrischen Bereich zu halten. Steueralgorithmen nach dem bisherigen Stand der Technik erlauben dies nicht.
  • Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit der Luft-Kraftstoffregelung kann weiterhin zusätzlich zu der Primär-Rückkopplungsschleife eine Anpassungsschleife mit integriert werden, die an den Koeffizienten für die Einspritzvorrichtung und die Optimalwertsonde Korrekturen zur Berücksichtigung verschiedener Kombinationen von Luftdurchsatz- und Fließgeschwindigkeit vornimmt.
  • Die Leistung der Einspritzvorrichtung wird im offenen Regelkreis (Optimalwertsteuerung) in Abhängigkeit von Informationen über die Temperatur, Motordrehzahl und Motorlast variiert.
  • Zum Ausgleich der Alterung des Systems muß die Verstärkungseinstellung der Rückkopplungsschleife so ausgelegt sein, daß sie um etwa 15-25 % unter derjenigen liegt, die zur normalen Verstärkung der zu erwartenden, von dem Filterkatalysator ausgehenden Signale bestimmt ist, wobei die Konstruktionsmasse und die Größe eines solchen Filterkatalysators berücksichtigt werden müssen. So werden bei einem frischen Filterkatalysator die Millisekunden-Amplitudenschwankungen des in den Filterkatalysator eintretenden Luft-Kraftstoff-Gemisches beim Austritt aus dem Filterkatalysator gedämpft, und zwar durch die Ausschaltung des chemischen "Rauschens". Die Amplitude dieser Schwankungen, bevor sie die Abgassonde passieren, wird bis auf die normalen Ausschläge und Übergangssprünge gedämpft. Die Sonde sendet dann mit sehr kurzer Ansprechzeit (0,060 Sekunden nach dem Phasensprung) ein sehr genaues Spannungssignal, das der gemessenen Amplitude entspricht, und der Mikroprozessor wandelt das Spannungssignal in einen entgegengesetzten Wert um, der die Leistungsfunktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entsprechend ändert und bewirkt, daß die Änderung des an den Filterkatalysator abgegebenen Luft-Kraftstoffgemisches gedämpft wird. Damit erhöht sich die Wirksamkeit des Haupt-Dreiwegekatalysators bei der Umwandlung der verbleibenden Schadstof fe, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ nahe am stöchiometrischen Bereich liegt, woraus sich eine Gesamtschwankung ergibt, die einer nahezu geraden Linie folgt.
  • Ist der Filterkatalysator wesentlich gealtert, wie es z.B. der Fall ist, wenn das Fahrzeug über mehr als 50.000 Meilen betrieben worden ist, pendelt die Amplitude des Luft-Kraftstoffverhältnisses übermäßig hin und her, und zwar aufgrund der Unfähigkeit des Filterkatalysators, solche Amplituden zu dämpfen und einen Teil der chemischen Störeinflüsse ("Rauschen") in der gleichen Weise wie bei einem frischen Katalysator auszuschalten. Die größeren Ausschläge des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die ab einem bestimmten Alter des Filterkatalysators auftreten, wirken sich verstärkend auf den Verstärkungsfaktor der Rückführungsschleife und somit erhöhend auf die Empfindlichkeit aus. Außerdem wird die Sonde in diesem Zeitraum ebenfalls eine gewisse Abnutzung erfahren haben, was bedeutet, daß sie einen geringeren Anteil der Luft-Kraftstoff-Verhältnisänderung feststellt. Die Abnutzung der Sonde wirkt sich derart aus, daß der Verstärkungsfaktor der Rückkopplungsschleife in geringerem Maße reduziert wird. Insgesamt ergibt die kombinierte Katalysator-Sensor-Zusammenwirkung eine Erhöhung des Verstärkungsfaktors der Rückkopplungsschleife mit zunehmendem Alter, woraus sich eine schnellere Korrektur der Luft-Kraftstoff-Verhältnisschwankungen ergibt. Ein gealterter Katalysator erfordert eine höhere Frequenz und geringeren Ausschlag der Luft-Kraftstoff-Verhältnisschwankungen, um einen hohen Umwandlungs-Wirkungsgrad zu erreichen.
  • Wie es Figur 7a zeigt, steigt der O&sub2;-Anteil über dem stöchiometrischen Wert sehr schnell an, die beste Umwandlungswirkung wird jedoch im stöchiometrischen Bereich erzielt (siehe Figur 7b), wobei die Spitzenwerte für den Filterkatalysator bei Vollast niedriger liegen als bei Leerlauf, die Spitzen für einen älteren Katalysator im Vergleich zu einem frischen Katalysator tiefer liegen, und die Spitzen für einen Filterkatalysator tiefer liegen als für einen Hauptkatalysator. Je näher sie an der Stöchiometrie liegen, desto geringer sind die Schwankungen des gemessenen O&sub2;-Wertes (Figur 7c). Die Korrekturverstärkung für einen gealterten Filterkatalysator ist größer als bei einem frischen Katalysator (Figur 7d).
  • Somit werden die Abgase, je näher sie der Stöchiometrie kommen, um so vollständiger umgewandelt, und um so geringer werden die Sauerstoffschwankungen; der Verstärkungsfaktor der Rückkopplungsschleife im Mikroprozessor nimmt ab, je näher das Gas der Stöchiometrie kommt, wird jedoch mit zunehmendem Alter erhöht, aufgrund der Zunahme der Amplitude der ungefilterten chemischen Bestandteile (Figur 7E).
  • Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung können die für das Jahr 2003 vorgesehenen staatlichen Emissionsschutz-Vorschriften eingehalten oder angenähert werden.

Claims (8)

1. Anlage zur Reinigung des bei der Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgasstromes, welche Anlage einen ersten im Abgasstrom angeordneten Dreiwegekatalysator (20) aufweist, einen stromunterhalb des besagten ersten Katalysators angeordneten zweiten Dreiwege-Hauptkatalysator (22) zur Reduzierung der verbleibenden Schadstoffemissionen auf den gewünschten Pegel, eine zwischen den besagten Katalysatoren in besagtem Gasstrom angeordnete Abgas-Sauerstoffsonde (21) zur Anzeige des Sauerstoffgehalts in dem aus dem ersten Katalysator austretenden Gasstrom, und Steuermittel (23) zur Einstellung, im geschlossenen Regelkreis, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des besagten Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte erste Katalysator (20) ein Dreiwege-Filter-Katalysator mit geringer Masse ist, der unter Nicht-Leerlauf-Bedingungen des Motors 40 bis 60 % der Schadstoffemissionen aus besagtem Gasstrom herausfiltert und unter Leerlauf-Bedingungen des Motors bis zu 80 bis 85 % der Schadstoffemissionen aus besagtem Gasstrom herausfiltert, daß die besagte Sonde (21) eine Sonde für kontinuierlichen Betrieb mit einer Ansprechzeit von weniger als 60 Millisekunden ist, und daß besagte Steuermittel Proportionalsteuermittel (23) sind, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in besagtem Gemisch im geschlossen Regelkreis durch interaktives Ansprechen auf eine Abweichung des gemessenen Sauerstoffgehaltes von einem Sauerstoff-Sollgehalt einstellen.
2. Anlage nach Anspruch 1, in welcher der besagte erste Katalysator einen Rauminhalt von weniger als 328 cm³ (20 in³) aufweist und mit Edelmetall im Bereich von 1430 bis 2145 Gramm pro m³ (40 bis 60 Gramm pro Kubikfuß) gefüllt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, in welcher besagter erster Filterkatalysator so bemessen ist, daß er eine Länge von 5-10 cm (2-4 Zoll) aufweist und mit einem Abstand von 2,5-10 cm (1-4 Zoll) von der Quelle des Flusses besagter Abgasemissionen getrennt ist.
4. Anlage nach Anspruch 1, in welcher der besagte zweite Katalysator eine wesentlich größere Masse als besagter Filterkatalysator hat und mit Edelmetall zu einem Anteil von nicht mehr als 1430 Gramm/m³ (40 Gramm/ft³) gefüllt ist.
5. Anlage nach Anspruch 1, in welcher besagter zweiter Katalysator in einem Bereich von 2,5-15 cm (1-6 Zoll) stromunterhalb des besagten Filterkatalysators angeordnet ist.
6. Anlage nach Anspruch 1, in welcher besagte Sonde aus einer Nernst'schen elektrochemischen Zelle besteht, einer Pumpenzelle, einer Referenzkammer, in welche Sauerstoff durch einen geregelten Kanal hineindiffundiert, wobei die besagte Kammer jeweils unmittelbar an der Kathode jeder Zelle angrenzend liegt, einem Umkehrkreis zum Einpumpen von Sauerstoff in die besagte Kammer bei fettem Abgaszustand und zum Herauspumpen bei magerem Abgaszustand, um so ein stöchiometrisches Gemisch in der Kammer einzuhalten, und einem externen Heizelement zur Ausschaltung von Einflüssen durch die Umgebungstemperatur.
7. Anlage nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, außerdem elektronische Mittel zur interaktiven Verbindung des Ausganges der besagten Sonde mit den besagten Steuermitteln in einem geschlossenen Regelkreis aufweisend, wobei besagte elektronische Mittel derart wirken, daß wenigstens eine Proportionalregelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in bezug auf besagten Sondenausgang gewährleistet ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, in welcher die besagten elektronischen Mittel Eingabeinformationen in bezug auf andere Betriebsparameter des besagten Motors erhalten und in Reaktion auf diese besagten Parameter anpassende Korrekturen in besagtem geschlossenem Regelkreis vornehmen.
DE69106029T 1990-02-12 1991-01-28 Gerät und Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffemission im Abgas der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Expired - Fee Related DE69106029T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/478,398 US5083427A (en) 1990-02-12 1990-02-12 Apparatus and method to reduce automotive emissions using filter catalyst interactive with uego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69106029D1 DE69106029D1 (de) 1995-02-02
DE69106029T2 true DE69106029T2 (de) 1995-05-04

Family

ID=23899784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69106029T Expired - Fee Related DE69106029T2 (de) 1990-02-12 1991-01-28 Gerät und Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffemission im Abgas der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5083427A (de)
EP (1) EP0453062B1 (de)
JP (1) JPH0688520A (de)
CA (1) CA2033400C (de)
DE (1) DE69106029T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9032714B2 (en) 2012-09-13 2015-05-19 Honda Motor Co. Ltd. Exhaust purification system for internal combustion engine

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248859A (en) * 1991-03-25 1993-09-28 Alexander Borla Collector/muffler/catalytic converter exhaust systems for evacuating internal combustion engine cylinders
JP3375645B2 (ja) * 1991-05-14 2003-02-10 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
US5313791A (en) * 1991-06-28 1994-05-24 Ford Motor Company Method for detecting catalyst malfunctions
CA2096382C (en) * 1992-05-19 1998-05-05 Ken Ogawa Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
US5535135A (en) * 1993-08-24 1996-07-09 Motorola, Inc. State estimator based exhaust gas chemistry measurement system and method
US5351484A (en) * 1993-12-16 1994-10-04 Ford Motor Company Light-off catalyst monitor
US5433071A (en) * 1993-12-27 1995-07-18 Ford Motor Company Apparatus and method for controlling noxious components in automotive emissions using a conditioning catalyst for removing hydrogen
US5492612A (en) * 1994-02-17 1996-02-20 General Motors Corporation Lean shift correction of potentiometric oxygen sensors
EP0668503A1 (de) * 1994-02-17 1995-08-23 General Motors Corporation Katalytische Keramikoxyd-Mikrozusammensetzungen für die Verwendung als Vorgleichgewichtszone in Abgasdetektoren
US6044644A (en) * 1994-12-06 2000-04-04 Engelhard Corporation Close coupled catalyst
US6021639A (en) * 1995-06-28 2000-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Black smoke eliminating device for internal combustion engine and exhaust gas cleaning system including the device
US5846502A (en) * 1996-01-16 1998-12-08 Ford Global Technologies, Inc. Mini-cascade catalyst system
JP3729295B2 (ja) * 1996-08-29 2005-12-21 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
DE19826284B4 (de) * 1997-06-19 2009-07-30 Volkswagen Ag Anordnung für eine Kfz-Abgasanlage mit Katalysator
US5848528A (en) * 1997-08-13 1998-12-15 Siemens Automotive Corporation Optimization of closed-loop and post O2 fuel control by measuring catalyst oxygen storage capacity
EP0915244B1 (de) * 1997-11-10 2003-08-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine
US6052989A (en) * 1998-01-23 2000-04-25 Ford Global Technologies, Inc. Emission control system for internal combustion engines
US6138452A (en) * 1999-03-05 2000-10-31 Ford Global Technologies, Inc. Catalytic monitoring method
US6365108B1 (en) * 1999-10-12 2002-04-02 Caterpillar Inc. Siloxane filter for O2 sensor for bio-gas engine
US7090806B1 (en) * 2000-05-01 2006-08-15 Peter Lenehan Portable oxygen sensor analyzer
JP3824959B2 (ja) * 2002-03-29 2006-09-20 本田技研工業株式会社 排ガスセンサの温度制御装置
JP3957180B2 (ja) * 2002-08-09 2007-08-15 本田技研工業株式会社 デシメーションフィルタを用いた内燃機関の空燃比制御装置
DE10239258A1 (de) * 2002-08-22 2004-03-04 Volkswagen Ag Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Kraftstoffregelungsvorrichtung
US6865472B2 (en) * 2002-09-27 2005-03-08 Horiba Ltd. Vehicle-installed exhaust gas analyzing apparatus
US7137382B2 (en) * 2002-11-01 2006-11-21 Visteon Global Technologies, Inc. Optimal wide open throttle air/fuel ratio control
WO2004059151A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-15 Volkswagen Ag Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines kraftstoff/luftverhältnisses für eine brennkraftmaschine
WO2005005797A2 (en) * 2003-06-12 2005-01-20 Donaldson Company, Inc. Method of dispensing fuel into transient flow of an exhaust system
DE102004035177A1 (de) * 2003-07-21 2005-02-10 Vaillant Gmbh Verfahren zur Kompensation der Alterung eines Sensors zur Erfassung einer Gaskonzentration
DE102004027907A1 (de) * 2004-06-09 2005-12-29 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Regelsystem für eine mobile Verbrennungskraftmaschine
JP3873999B2 (ja) * 2004-09-09 2007-01-31 いすゞ自動車株式会社 誘導構造及び排気ガス浄化装置
JP2006097605A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Honda Motor Co Ltd 自動二輪車における空燃比センサの配置構造
JP4392315B2 (ja) * 2004-09-30 2009-12-24 本田技研工業株式会社 自動二輪車における空燃比センサの配置構造
US20060101810A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Angelo Theodore G System for dispensing fuel into an exhaust system of a diesel engine
US7234455B2 (en) * 2005-09-02 2007-06-26 Ford Global Technologies, Llc Robust maximum engine torque estimation
US7581390B2 (en) * 2006-04-26 2009-09-01 Cummins Inc. Method and system for improving sensor accuracy
US8302496B2 (en) * 2006-06-03 2012-11-06 Eldon James Corporation Universal sensor fitting for process applications
US20080053070A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Andrew Hatton Apparatus and method for regenerating a particulate filter with a non-uniformly loaded oxidation catalyst
US8079351B2 (en) * 2008-01-10 2011-12-20 Ford Global Technologies, Llc Temperature sensor diagnostics
US8448424B2 (en) * 2009-01-16 2013-05-28 Ford Global Technologies, Llc. Emission control system with an integrated particulate filter and selective catalytic reduction unit
US20110064632A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Ford Global Technologies, Llc Staged Catalyst System and Method of Using the Same
DE102013208721A1 (de) * 2012-06-12 2013-12-12 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
US20150231617A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Ford Global Technologies, Llc Fe-SAPO-34 CATALYST FOR USE IN NOX REDUCTION AND METHOD OF MAKING
US10422292B2 (en) * 2017-03-27 2019-09-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust oxygen sensor operation

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2401417C2 (de) * 1974-01-12 1981-10-01 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zur Entgiftung der Abgase einer Brennkraftmaschine
DE2505339C2 (de) * 1975-02-08 1984-08-09 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Gemischverdichtender Verbrennungsmotor mit zwei Zylinderreihen und Abgasnachbehandlung
US3939654A (en) * 1975-02-11 1976-02-24 General Motors Corporation Engine with dual sensor closed loop fuel control
JPS5239027A (en) * 1975-09-22 1977-03-26 Hitachi Ltd A feedback controlled exhaust purification device
JPS5858848B2 (ja) * 1976-06-24 1983-12-27 ソニー株式会社 ヘテロダイン受信機
JPS5417414A (en) * 1977-07-08 1979-02-08 Nippon Soken Inc Exhaust gas purifying system
JPS5535181A (en) * 1978-09-05 1980-03-12 Nippon Denso Co Ltd Air fuel ratio control device
DE2937802C2 (de) * 1979-09-19 1987-02-19 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verbesserte Sonde zur Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen
US4272329A (en) * 1980-03-03 1981-06-09 Ford Motor Company Steady state mode oxygen sensor and method
JPS6260941A (ja) * 1985-09-10 1987-03-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
JPS62182645A (ja) * 1985-12-26 1987-08-11 Honda Motor Co Ltd 酸素濃度センサの制御方法
US4841934A (en) * 1987-02-20 1989-06-27 Ford Motor Company Oxygen pumping device for control of the air fuel ratio
EP0420462A3 (en) * 1989-09-28 1991-08-21 Rover Group Limited A catalytic converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9032714B2 (en) 2012-09-13 2015-05-19 Honda Motor Co. Ltd. Exhaust purification system for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0688520A (ja) 1994-03-29
EP0453062B1 (de) 1994-12-21
DE69106029D1 (de) 1995-02-02
US5083427A (en) 1992-01-28
CA2033400C (en) 2000-12-12
EP0453062A1 (de) 1991-10-23
CA2033400A1 (en) 1991-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69106029T2 (de) Gerät und Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffemission im Abgas der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.
DE2530847C3 (de) Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen
DE112008000369B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotor
DE112007000322B4 (de) Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
DE2823618C2 (de) Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE69306084T2 (de) Verfahren zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Innenbrennkraftmaschine
DE2517798C2 (de) Vorrichtung zur Steuerung eines mageren Verbrennungsgemisches für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahzeugen
DE19711295A1 (de) System zur Ermittlung einer Verschlechterung eines Katalysators zur Abgasreinigung
EP1336728B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsprozesses
DE3023430C2 (de) Vorrichtung zur Rückkopplungsregelung der Gemischzufuhr einer Brennkraftmaschine
DE3709136A1 (de) Steuereinrichtung fuer das luft-/kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine mit einem drei-wege-katalysator
DE2216705B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum entgiften der abgase einer brennkraftmaschine
DE2354313C3 (de) Einrichtung zum Regeln der Gemischzusammensetzung einer Brennkraftmaschine
DE3807907A1 (de) Sauerstoffuehler, und lambdaregelung fuer eine brennkraftmaschine mit einem solchen fuehler
DE10211781B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Überwachung und Regelung des Betriebes einer Brennkraftmaschine mit reduzierter NOx-Emission
EP0192084B1 (de) Verfahren zur Messung des Sauerstoffgehaltes im Abgas von Brennkraftmaschinen
DE19839791A1 (de) Luft-Brennstoffverhältnisregelung für eine Brennkraftmaschine
DE102006035356A1 (de) Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuergerät für eine Brennkraftmaschine und sein Steuerverfahren
DE102018127177B4 (de) Abgasreinigungssystem eines Verbrennungsmotors
EP2436899B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine sowie zur Ausführung des Verfahrens eingerichtetes Steuergerät
DE4235503C2 (de) Steuersystem für das Luft-/Kraftstoffverhältnis für Verbrennungsmotoren
EP2786001A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer kraftstoffregelers
EP2786002B1 (de) Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine sowie zur ausführung des verfahrens eingerichtetes steuergerät
EP1241336A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer externen Abgasrückführrate und/oder eines Luft Kraftstoff-Verhältnisses
DE102018131926A1 (de) Katalysatorverschlechterungs-Detektionssystem

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee