DE69835791T2

DE69835791T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69835791T2
Application number: DE69835791T
Authority: DE
Inventors: Zenichiro Toyota-shi Mashiki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: EP0894962A3; EP0894962B1; KR100287056B1; US6058701A; EP0894962A2; JP3123474B2; JPH1144234A; DE69835791D1; KR19990014199A

Description

Deutschsprachige Übersetzung der Beschreibung der Europäischen Patentanmeldung Nr. 98 114 006.4-1263 des Europäischen Patents Nr. 0 894 962 Deutsches Aktenzeichen Nr. 698 35 791.4-08

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Abgasreinigungsgerät für Brennkraftmaschinen. Genauer betrifft die Erfindung ein Abgasreinigungsgerät, das einen Reduktionskatalysator für gespeichertes Stickoxid in einem Abgasdurchtritt aufweist.
Stand der Technik
In einer typischen Maschine wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffeinspritzer in eine Einlassöffnung eingespritzt, um ein homogenes Kraftstoff-/Luft-Gemisch in die zugeordnete Brennkammer zu laden. Ein Einlassdurchtritt wird durch ein Drosselventil geöffnet und geschlossen, das durch das Manipulieren eines Beschleunigerpedals betätigt wird. Die Öffnung des Drosselventils stellt die Einlassluftmenge (und schlussendlich die Menge des homogen gemischten Kraftstoffs und Luft) ein, die den Brennkammern der Maschine zugeführt wird. Dies steuert die Maschinenleistung.
Wenn jedoch das Durchführen der homogenen Ladungsverbrennung durchgeführt wird, wird durch die Drosselbetätigung des Drosselventils ein Vakuum erzeugt. Das Drosseln erhöht den Energieverlust wegen eines Pumpens, das entsteht, wenn das Gemisch aus der Einlassöffnung in die Brennkammer gezogen wird. Als Versuch, dieses Problem zu lösen, wurde eine schichtweise Ladungsverbrennung vorgeschlagen. Bei einer schichtweisen Ladungsverbrennung wird das Drosselventil weit geöffnet und Kraftstoff direkt in jede Brennkammer geliefert, wenn die Maschinenlast klein ist. Dies stellt ein Gemisch bereit, das ein relativ geringes Luft-/Kraftstoffverhältnis in der Nähe der Zündkerze aufweist. Als Ergebnis ist das Gemisch leichter zu zünden. Schichtweise Ladungsverbrennung verbessert den Kraftstoffverbrauch der Maschine und verringert den Energieverlust durch Pumpen.
Wenn eine Maschine unter einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis bei schichtweiser Ladungsverbrennung betrieben wird, ist ein NOx-Speicherreduzierender Katalysator eingesetzt, um Stickoxide zu reinigen, die sehr wahrscheinlich in dem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnisbereich erzeugt werden. Hauptbestandteil des Katalysatorgeräts ist z.B. Zeolith. Es wird angenommen, dass Zeolith vorübergehend Kohlenwasserstoffe in dem Abgas adsorbiert, was das NOx in dem Abgas reduziert. Z.B. offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 6-193487 ein Gerät, das einen Reduktionskatalysator für gespeichertes Nox aufweist. Das Gerät führt eine sogenannte Fettspitzensteuerung durch, um NOx zu reduzieren. Wenn die Maschine fortlaufend mit einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, erreicht das an den Katalysator adsorbierte NOx die Sättigung, und überschüssiges NOx wird in das Abgas abgegeben. Aus diesem Grund wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis gesteuert, vorübergehend fett zu sein. Die Steuerung erhöht die Menge von Kohlenwasserstoffen in dem Abgas und NOx wird zu Stickstoffgas (N₂) reduziert.
Ebenfalls ist in dem Gerät der japanischen Veröffentlichung ein Reichhaltigkeitsverhältnis eingestellt, die Schwankung des Maschinenmoments unter der Fettspitzensteuerung zu beschränken. Die Kraftstoffeinspritzmenge ist berechnet, die Maschinenmomente vor und nach der Fettspitzensteuerung gleich zu machen. Das Maschinenmoment bei einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis vor dem Beginn der Fettspitzensteuerung und das Maschinenmoment bei einem fetten Luft-/Kraftstoffverhältnis bei dem Beginn der Fettspitzensteuerung sind nämlich gleich gemacht.
Ein anderes Beispiel einer NOx-Reduktion ist in der nachveröffentlichten EP 0 872 633 offenbart.
Jedoch treten in dem Gerät der japanischen Veröffentlichung die folgenden Probleme auf. Wenn die Fettspitzensteuerung während eines instabilen Maschinenbetriebs durchgeführt wird (z.B. (1), wenn die schichtweise Ladungsverbrennung zu der homogenen Ladungsverbrennung umgeschaltet wird oder (2), wenn der Lufteinlass wesentlich variiert), tritt eine Schwankung der Maschinenleistung auf und Fehlzündungen können auftreten.
Zuerst wird der Fall (1) beschrieben. Allgemein wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht und die Zündzeit verzögert, wenn eine Fettspitzensteuerung unter homogener Ladungsverbrennung durchgeführt wird. Jedoch besteht während der schichtweisen Ladungsverbrennung ein starker Lufteinlass, und die Kraftstoffmenge muss im Wesentlichen erhöht werden, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis fett zu machen. Während der schichtweisen Verbrennung kann nicht das gleiche Steuerverfahren wie bei homogenen Verbrennung eingesetzt werden, da die Kraftstoffdichte um die Zündkerze wegen des Anstiegs des Kraftstoffs zu hoch ist. Wenn die Fettspitzensteuerung durchgeführt wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht und die Öffnungen der Drosselventile, des Wirbelsteuerventils (SCV), und des Abgasrezirkulations- (EGR) Ventils werden verengt und ein Pumpverlust wird erhöht. Dies beschränkt das Steigen des Maschinenmoments. Eine Fettspitzensteuerung während der schichtweisen Ladungsverbrennung ist konstruiert, die Verbrennungszustände denen der homogenen Ladungsverbrennung ähnlich zu machen. Alternativ kann die Verbrennungssteuerung auf homogene Ladungsverbrennung geändert werden. Mit anderen Worten muss die Fettspitzensteuerung während der schichtweisen Ladungsverbrennung durchgeführt werden.
Wenn die Verbrennungssteuerung zwischen der schichtweisen Ladungsverbrennung und der homogenen Ladungsverbrennung geändert wird, ändert sich entsprechend drastisch die Einlassluftmenge. In diesem Zustand tendiert die Fettspitzensteuerung dazu, eine Schwankung der Leistungsabgabe und Fehlzündungen zu verursachen.
Wenn die Einlassluftmenge einfach geändert wird (wie in dem Fall (2)), ist es wahrscheinlich, dass der tatsächliche Öffnungsgrad der verschiedenen Ventile (Drosselventil, SCV, EGR-Ventil) von dem erforderlichen Öffnungsgrad unterschiedlich ist. In diesem Fall tendieren die Lufteinlasszustände (Luft-/Kraftstoffverhältnis, Wirbelstärke, EGR-Menge) dazu, sich signifikant von den erforderlichen Zuständen zu unterscheiden. Wenn die Fettspitzensteuerung unter diesen Umständen durchgeführt wird, besteht die Tendenz, dass Schwankungen der Leistungsausgabe und Fehlzündungen auftreten.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abgasreinigungsgerät für Brennkraftmaschinen bereitzustellen. Das Gerät beschränkt Leistungsschwankungen bei der Durchführung einer Fettspitzensteuerung, und verhindert Fehlzündungen.
Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die Erfindung ein Abgasreinigungsgerät zum Reduzieren von Stickoxiden in dem Abgas bereit, das von einem Abgasdurchtritt einer Brennkraftmaschine abgegeben wird. Das Gerät hat einen Katalysator, eine Fettspitzensteuerung, eine Bestimmungseinrichtung und eine Erlaubniseinrichtung. Der Katalysator ist in dem Abgasdurchtritt angeordnet. Der Katalysator speichert Stickoxide, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Luft-/Kraftstoffgemisches mager ist, das zu der Brennkammer geliefert wird und reduziert und gibt die Stickoxide ab, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis fett ist. Die Fettspitzensteuerung, die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Luft-/Kraftstoffgemisches steuert, fett zu sein, wenn die in dem Katalysator gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden. Die Bestimmungseinrichtung beurteilt, ob der Maschinenbetrieb stabil ist. Die Erlaubniseinrichtung gestattet die Verwendung der Fettspitzensteuerung nur, wenn durch die Bestimmungseinrichtung beurteilt ist, dass der Maschinenbetrieb stabil ist.
Die Erfindung stellt ebenfalls ein Abgasreinigungsverfahren zum Reduzieren von Stickoxiden in dem Abgas bereit, das von dem Abgasdurchtritt der Brennkraftmaschine abgegeben wird, die einen Katalysator aufweist, um Stickoxide ausgewählt zu speichern und zu reduzieren. Das Verfahren hat die folgenden Schritte: ein Schritt Stickoxide durch den Katalysator zu speichern, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Luft-/Kraftstoffgemisches, das in die Brennkammer der Maschine geliefert wird, mager ist; ein Schritt der Beurteilung, ob er Katalysator mehr als eine vorbestimmte Menge von Stickoxiden gespeichert hat; ein Schritt der Beurteilung, ob ein Maschinenbetriebzustand stabil ist; ein Schritt das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu steuern, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis nur fett zu machen, wenn die Menge der gespeicherten Stickoxide größer ist als eine vorbestimmte Menge und der Maschinenbetrieb als stabil beurteilt ist, so dass der gespeicherte Stickstoff reduziert und abgegeben wird.
Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der vorliegenden Beschreibung deutlich werden, die in Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen zu betrachten ist und auf beispielhaftem Weg die Grundlagen der Erfindung darstellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen durch Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den anhängenden Zeichnungen am besten verstanden werden, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die ein Abgasreinigungsgerät einer Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Zylinder der Maschine darstellt;
3 ein Flussdiagramm einer Routine zum Einstellen von Zeigern ist, um eine Fettspitzensteuerung anzufordern;
4 ein Flussdiagramm einer Routine zum Ausführen einer Fettspitzensteuerung ist;
5 ein Kennfeld zum Bestimmen von verschiedenen Verbrennungsbetriebsarten gemäß einer Maschinendrehzahl und -last ist;
6 ein Flussdiagramm einer Routine zum Ausführen einer Fettspitzensteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist; und
7 ein Flussdiagramm einer Routine zum Ausführen einer Fettspitzensteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist.
Beschreibung von besonderen Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform eines Abgasreinigungsgeräts gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist eine Maschine 1 einer Zylindereinspritzbauart z.B. vier Zylinder 1a auf. Die Brennkammerstruktur von jedem Zylinder 1a ist in 2 gezeigt. Kolben sind in einem Zylinderblock 2 der Maschine 1 aufgenommen, um sich in entsprechenden Zylindern 1a hin- und herzubewegen. Ein Zylinderkopf 4 ist oben bei dem Zylinderblock 2 bereitgestellt, und eine Brennkammer 5 ist zwischen dem Kolben und dem Zylinderkopf ausgebildet. Jeder Zylinder 1a hat vier Ventile mit einem ersten Einlassventil 6a, einem zweiten Einlassventil 6b und einem Paar Abgasventilen 8. Vier Öffnungen sind in Zuordnung zu jedem Zylinder 1a des Zylinderkopfs 4 ausgebildet, wobei jede Öffnung einem der Ventile 6a, 6b und 8 zugeordnet ist. Die vier Öffnungen haben eine erste Einlassöffnung 7a, entsprechend dem ersten Einlassventil 6a, eine zweite Einlassöffnung 7b, entsprechend dem zweiten Einlassventil 6b, und ein Paar Abgasöffnungen 9 entsprechend dem Paar Abgasventile 8.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist eine schneckenartige Öffnung als erste Einlassöffnung 7a eingesetzt. Eine gerade Öffnung, die sich allgemein gerade erstreckt, ist als zweite Einlassöffnung 7b eingesetzt. Ein Zündkerze 10 ist auf der Innenwand des Zylinderkopfs 4 bereitgestellt, um zu jeder Brennkammer 5 gerichtet zu sein. Eine hohe Spannung wird von einem Zünder 12 mittels einem Verteiler (nicht gezeigt) auf die Zündkerze 10 angewendet. Die Zündzeit der Zündkerze wird durch die Ausgabezeit der hohen Spannung von dem Zünder 12 bestimmt. Ein Kraftstoffeinspritzer 11 ist in der Nähe der ersten und zweiten Einlassventile 6a, 6b auf der Innenwand des Zylinderkopfs 4 angeordnet, um zu jeder Brennkammer 5 gerichtet zu sein. Jeder Einspritzer spritzt Kraftstoff in der Brennkammer 5 direkt in den entsprechenden Zylinder 1a ein.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die ersten und zweiten Einlassöffnungen 7a, 7b von jedem Zylinder 1a, 1b mittels ersten und zweiten Einlassdurchtritten 15a, 15b, die in einem Einlasskrümmer 15 ausgebildet sind, mit einem Setztank 16 verbunden. Ein Wirbelsteuerventil (SCV) 17 ist in jedem zweiten Einlassdurchtritt 15b angeordnet. Die Wirbelsteuerventile 17 sind z.B. mit einem Schrittmotor 19 mittels einer gemeinsamen Welle 18 verbunden. Die Schrittmotoren 19 öffnen und schließen das Wirbelsteuerventil 17 ausgehend von einem Ausgangssignal von einer elektronischen Steuereinheit (im Folgenden ECU bezeichnet) 30. Das Wirbelsteuerventil 17 kann ebenfalls gemäß einem Gegendruck (Unterdruck) der Einlassöffnungen 7a, 7b anstelle von dem Schrittmotor 19 gesteuert werden.
Der Setztank 16 ist durch eine Einlassdurchführung 20 mit einem Luftfilter 21 verbunden. Die Einlassdurchführung 20 hat ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 23, das durch den Schrittmotor 22 ausgewählt geöffnet und geschlossen wird. Der Schrittmotor 22 öffnet und schließt das Drosselventil 23 ausgehend von einem Ausgangssignal der ECU 30 ausgewählt. Die Bewegung des Drosselventils 23 steuert die durch die Einlassdurchführung 20 zu jeder Brennkammer 5 eingebrachte Einlassluftmenge. Die Einlassdurchführung 20, der Setztank 16, die ersten und zweiten Einlassdurchtritte 15a, 15b bestimmen einen Lufteinlassdurchtritt. Ein Drosselsensor 25 ist in der Nähe des Drosselventils 23 angeordnet, um den Drosselöffnungsgrad zu erfassen.
Ein Abgaskrümmer 14 ist mit einem Paar Abgasöffnungen 9 von jedem Zylinder 1a verbunden. Die Abgase, die durch die Verbrennung in jeder Brennkammer erzeugt werden, werden durch den Abgaskrümmer 14 zu einer Abgasdurchführung 55 abgegeben. Der Abgaskrümmer 14 und die Abgasdurchführung 55 stellen einen Abgabedurchtritt dar.
Die Maschine 1 weist ein gut bekanntes Abgasrezirkulations-(EGR)Gerät 51 auf. Das EGR-Gerät 51 hat einen EGR-Durchtritt 52 und ein EGR-Ventil 53, das in dem Durchtritt 52 angeordnet ist. Der EGR-Durchtritt 52 verbindet die Einlassdurchführung 20, die stromabwärts von dem Drosselventil 23 angeordnet ist, mit der Abgasdurchführung 55. Das Abgas-Ventil 53 hat einen Ventilsitz, einen Ventilkörper und einen Schrittmotor (die alle nicht gezeigt sind). Der Schrittmotor verschiebt unterbrochen den Ventilkörper mit Bezug auf den Ventilsitz, und dies ändert den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 53. Wenn das EGR-Ventil offen ist, strömt einiges von dem Abgas in der Abgasdurchführung zu der Einlassdurchführung 20 durch den EGR-Durchtritt 52. Entsprechend wird einiges von dem Abgas mit der Einlassluft vermischt. Das EGR-Ventil 53 stellt die Rezirkulationsmenge des Abgases ein.
Die Abgasdurchführung 55 hat einen Reduktionskatalysator 56 für gespeichertes Stickoxid. Stickoxid (NOx) in dem Abgas wird in dem Katalysator 56 grundsätzlich gespeichert, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis mager ist. Wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis fett wird, steigen die Kohlenwasserstoffe in dem Abgas und das gespeicherte NOx in dem Katalysator 56 wird zu Stickstoffgas (N₂) reduziert, das in die Luft abgegeben wird.
Die ECU 30 hat einen digitalen Computer. Die ECU 30 weist ein RAM (Random Access Memory) 32, ein ROM (Read Only Memory) 33, eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 34, oder einen Mikroprozessor, eine Eingangsöffnung 35 und eine Ausgangsöffnung 36 auf, die alle mittels einem Zwei-Wege-Bus 31 verbunden sind.
Ein Beschleunigerpedal 24 ist mit einem Pedalwinkelsensor 26a verbunden, der im Verhältnis mit dem Ausmaß der Niederdrückung des Pedals 24 eine Ausgangsspannung erzeugt. Die Ausgangsspannung des Pedalwinkelsensors 26A wird durch einen Analog-Digitalwandler und die Eingabeöffnung 35 in die CPU 34 eingegeben. Das Beschleunigerpedal 24 hat einen vollständigen Schließschalter 26B, der den Zustand erfasst, bei dem das Beschleunigerpedal nicht niedergedrückt ist, es beträgt nämlich das Niederdrückausmaß des Pedals 24 null. Der Schalter 26B sendet durch die Eingabeöffnung 35 ein Signal eins zu der CPU 34, wenn das Beschleunigerpedal 24 nicht niedergedrückt ist, und null, wenn das Pedal 24 niedergedrückt ist.
Ein Sensor für den oberen Totpunkt sendet durch die Eingabeöffnung 35 Impulssignale zu der CPU 34, z.B. wenn der Kolben in dem ersten Zylinder 1a den oberen Totpunkt für seinen Einlasstakt erreicht. Ein Kurbelsensor 28 sendet durch die Eingabeöffnung 35 jedes Mal ein Impulssignal zu der CPU 34, wenn eine Kurbelwelle dreht, z.B. 30° CA (Kurbelwinkel).
Ein Wirbelsteuerventilsensor 29 erfasst den Drehwinkel einer Welle 18 zum Messen des Öffnungsgrads (SCV-Öffnungsgrad) SN des Wirbelsteuerventils 17. Der Wirbelsteuerventilsensor 29 sendet ein Signal ausgehend von dem erfassten Drehwinkel durch einen A/D-Wandler 37 und die Eingabeöffnung 35 zu der CPU 34. Der Drosselsensor 25 erfasst den Drosselöffnungsgrad CN und sendet ausgehend von dem Öffnungsgrad ein Signal durch den A/D-Wandler 37 und die Eingabeöffnung 35 zu der CPU 34.
Ein Einlassdrucksensor 61 erfasst den Druck in dem Setztank 16 (Einlassdruck PEM). Ein Wassertemperatursensor 62 erfasst die Temperatur des flüssigen Maschinenkühlmittels (Kühlmitteltemperatur THW).
Ein Sauerstoffsensor 62 ist stromaufwärts von der Abgasdurchführung 55 mit Bezug auf den Stickoxidspeicher reduzierenden Katalysator 56 bereitgestellt. Der Sauerstoffsensor 63 erfasst die Sauerstoffdichte OX in dem Abgas. Der Sauerstoffsensor 63 ändert plötzlich in der Nähe eines theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses seine Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung zeigt somit das Luft-/Kraftstoffverhältnis A/F an. Ein EGR-Sensor 64 ist in der Nähe des EGR-Ventils 53 angeordnet, um den Öffnungsgrad (EGR-Öffnungsgrad) EN des Ventils 53 zu erfassen. Diese Sensoren 61 bis 64 senden ausgehend von den erfassten Werten Signale durch den A/D-Wandler 37 und die Eingabeöffnung 35 zu der CPU 34.
Die Ausgangsöffnung 36 ist mit jedem der Schrittmotoren 19, 22, einem Zünder 12, einem Schrittmotor des EGR-Ventils durch einen entsprechenden Antriebsschaltkreis 38 verbunden. Die ECU 30 steuert den Kraftstoffeinspritzer 11, die Schrittmotoren 10, 22, den Zünder 12 und das EGR-Ventil 53 ausgehend von den Signalen, die von den Sensoren 25 bis 29, 61 bis 64 gesendet wurden, gemäß einem in dem ROM 31 gespeicherten Steuerprogramm in geeigneter Weise.
Verschiedene Steuerungen, die in dem obigen Abgasreinigungsgerät ausgeführt werden, werden nun mit Bezug auf ein Flussdiagramm erklärt. 3 ist ein Flussdiagramm einer Routine zum Einstellen eines Zeigers, um eine Fettspitze anzufordern. Die Routine bestimmt, ob ein Fettspitzen-Anforderungszeiger XRQ einzustellen ist, der anzeigt, ob anzufordern ist, dass die in dem Katalysator 56 gespeicherten Stickoxide (NOx) reduziert und abgegeben werden. Das Flussdiagramm wird durch die ECU 30 durch die Unterbrechung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkelabstand (z.B. 180° CA) ausgeführt.
Wenn die Routine der 3 ausgeführt wird, beurteilt die ECU 30, ob der Zeiger XRO für die Fettspitzensteuerungsausführung bei Schritt 101 null ist. Der Ausführungszeiger XRO bezeichnet, ob die Fettspitzensteuerung tatsächlich auszuführen ist oder nicht. Der Zeiger wird nämlich auf eins eingestellt, wenn die Fettspitzensteuerung ausführt wird und andernfalls auf null eingestellt. Wenn der Ausführungszeiger XRO null ist, beurteilt die ECU 30, dass die Fettspitzensteuerung nicht ausgeführt wird und der Katalysator 56 fährt damit fort, NOx zu speichern, und dann bewegt sich die ECU 30 zu dem Schritt 102.
Bei dem Schritt 102 berechnet die ECU 30 die NOx-Speichermenge Q des Katalysators 56 pro Zeiteinheit unter dem vorhandenen Betrieb der Maschine eins. Die Speichermenge Q wird aus vorbestimmten Funktionsdaten unter Verwendung von Parametern wie z.B. Maschinendrehzahl NE und Kraftstoffeinspritzmenge berechnet.
Bei Schritt 103 addiert die ECU 30 die Speichermenge Q, die bei Schritt 102 berechnet wurde, zu einer vorhandenen synthetischen Speichermenge SQ, und erneuert somit die synthetische Speichermenge SQ.
Bei Schritt 104 beurteilt die ECU 30, ob die vorhandene synthetische Speichermenge größer als ein vorbestimmter Grenzwert CQ ist. Der Grenzwert CQ ist ein Wert, der ein Maximum oder die Nähe einer maximalen Menge von NOx- Speicherung durch den Katalysator 56 anzeigt. Wenn die Speichermenge SQ nicht über dem Grenzwert CQ liegt, beendet die ECU 30 vorübergehend den Prozess. Wenn die Speichermenge SQ andererseits über dem Grenzwert CQ liegt, geht die ECU weiter zu Schritt 105.
Bei Schritt 105 stellt die ECU 30 den Zeiger XRQ zur Fettspitzenanforderung auf eins, um in dem Katalysator 56 gespeichertes NOx zu reduzieren und beendet dann vorübergehend die Routine.
Wenn der Zeiger XRO für die Fettspitzenausführung nicht null ist oder wenn er bei Schritt 101 eins ist, geht die ECU 30 zu Schritt 106 weiter, und beurteilt, dass die Fettspitzensteuerung ausgeführt wird, und in dem Katalysator 56 gespeichertes NOx wird reduziert und abgegeben.
Bei Schritt 106 berechnet die ECU 30 eine NOx-Reduktionsmenge QD des Katalysators 56 pro Zeiteinheit unter dem vorhandenen Betriebszustand der Maschine 1. Das NOx wird unter Verwendung von vorbestimmten Funktionsdaten ausgehend von den vorhandenen Maschinenzuständen (z.B. Maschinendrehzahl und Belastung) oder dem Luft-/Kraftstoffverhältnis berechnet.
Bei Schritt 107 erneuert die ECU 30 die synthetische Speichermenge SQ durch das Abziehen der Reduktionsmenge QD, die bei Schritt 106 berechnet wurde, von der vorhandenen synthetischen Speichermenge SQ.
Bei Schritt 108 beurteilt die ECU 30, ob die vorhandene synthetische Speichermenge SQ null ist. Falls die Speichermenge nicht null ist, beendet die ECU vorübergehend die Routine. Wenn andererseits die Speichermenge SQ null ist, geht die ECU 30 zu Schritt 109, da keine Notwendigkeit besteht, die Fettspitzensteuerung fortzusetzen.
Bei Schritt 109 stellt die ECU 30 den Ausführungszeiger XRO auf null und den Anforderungszeiger XRQ auf null und beendet vorübergehend die Routine.
Wie voranstehend erläutert wurde, wird in der Routine der 3 ein Anforderungszeiger XRQ für die Fettspitze gemäß der synthetischen Speichermenge SQ eingestellt.
Ein Steuerprozess zum Beurteilen, ob die Fettspitzensteuerung schlussendlich auszuführen ist oder nicht, wird nun mit Bezug auf 4 erläutert. 4 ist ein Flussdiagramm einer Fettspitzensteuerungsausführungsroutine, die durch die ECU 30 durch das Unterbrechen bei vorbestimmten Zeitabständen ausgeführt wird.
In der Routine der 4 stellt die ECU 30 bei Schritt 201 zuerst eine Verbrennungsbetriebsart F ausgehend von den tatsächlichen Maschinenbetriebszuständen ein. In dieser Ausführungsform wird die Verbrennungsbetriebsart F gemäß einem aus 5 ersichtlichen Kennfeld eingestellt. Das Kennfeld zeigt Funktionsdaten, wobei die Verbrennungsbetriebsart F gemäß der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenbelastung bestimmt wird. Die Verbrennungsbetriebsart F wird entweder auf schichtweise Ladungsverbrennung (F = 0), semi-schichtweise Ladungsverbrennung (F = 1), homogene, magere Verbrennung (F = 2), oder stöchiometrisches oder fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis-homogene Ladungsverbrennung (F = 3) eingestellt.
Bei dem Schritt 202 beurteilt die ECU 30, ob die derzeit eingestellte Verbrennungsbetriebsart F von der vorangehenden Verbrennungsbetriebsart FB geändert wurde. Wenn die vorhandene Verbrennungsbetriebsart sich ändert, wird der Wert CRS (eines Betriebszählers) bei Schritt 203 gelöscht oder auf 0 gestellt. Der Wert CRS bezeichnet die Dauer einer Verbrennungsbetriebsart F.
Bei Schritt 204 sind die Lufteinlasszustände (Luft-/Kraftstoffverhältnis, Wirbelstärke, EGR-Menge), direkt nachdem die Verbrennungsbetriebsart F geändert wurde, nicht stabil. Zum Verhindern der Fettspitzensteuerung setzt die ECU 30 einen Zeiger XRS zum Gestatten der Fettspitzensteuerung auf null, und dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt 208 voran.
Wenn andererseits bei Schritt 202 die vorhandene Verbrennungsbetriebsart F von der vorangehenden Verbrennungsbetriebsart FB unverändert bleibt, geht die ECU 30 weiter zu Schritt 205. Bei Schritt 205 erhöht die ECU 30 den Zählwert CRS um eins.
Bei Schritt 206 beurteilt die ECU 30, ob der Zählwert CRS eine vorbestimmte Zeit CR überschreitet. Die vorbestimmte Zeit CR ist die Zeit, die das System zum Stabilisieren benötigt und die Zeit CR kann ein vorbestimmter fester Wert sein oder kann entsprechend der Betriebsgeschwindigkeit von jedem Ventil eingestellt sein (Drosselventil 23, Wirbelsteuerungsventil 17, EGR-Ventil 53), wenn die Verbrennungsbetriebsart sich ändert. Wenn der Zählwert CRS gleich oder unter der vorbestimmten Zeit CR ist, beendet die ECU 30 vorübergehend die Routine. Wenn der Zählwert CRS über die Zeit CR hinaus ist, beurteilt die ECU 30, dass der Lufteinlasszustand stabil ist und bewegt sich zu Schritt 207.
Bei Schritt 207 stellt die ECU 30 den Zeiger XRS auf eins, um die Fettspitze zu ermöglichen, und bewegt sich zu Schritt 208.
Bei Schritt 208, zu dem die ECU entweder von Schritt 204 oder 207 kommt, beurteilt sie, ob der Anforderungszeiger XRQ, der durch die Routine in 3 eingestellt wird, eins ist. Wenn der Anforderungszeiger XRQ nicht eins, sondern null ist, besteht keine Notwendigkeit, die Fettspitzensteuerung auszuführen. Dann ändert die ECU 30 den Wert des Ausführungszeigers XRO nicht und beendet vorübergehend die Routine.
Wenn andererseits der Anforderungszeiger XRQ eins ist, beurteilt die ECU 30, ob der Erlaubniszeiger XRS eins ist. Wenn der Erlaubniszeiger nicht eins, sondern null ist, ändert die ECU 30 den Wert des Ausführungszeigers XRO nicht und beendet vorübergehend die Routine, unter Beurteilung, dass die Fettspitzensteuerung nicht durchgeführt werden sollte, da der Lufteinlasszustand instabil ist, obwohl die Fettspitzensteuerung erforderlich ist.
Wenn jedoch der Zeiger XRS zum Erlauben der Fettspitze eins ist, wird die Fettspitzensteuerung sowohl angefordert als auch erlaubt, da der Lufteinlasszustand stabil ist, und dann bewegt sich die ECU 30 zu Schritt 210. Bei Schritt 210 stellt die ECU 30 den Ausführungszeiger XRO auf eins und beendet vorübergehend die Routine. In diesem Fall wird die Fettspitzensteuerung tatsächlich ausgeführt.
Die Vorteile der Ausführungsform werden nun beschrieben.
Wenn das synthetische Speicherausmaß SQ über dem Grenzwert CQ liegt, ist es notwendig, das in dem Katalysator gespeicherte NOx zu speichern, und somit wird der Zeiger XRQ zum Anfordern der Fettspitze auf eins eingestellt. Solange der Zeiger XRS zum Erlauben der Fettspitze jedoch nicht auf eins eingestellt ist, nämlich solang der Lufteinlasszustand nicht stabil ist, wird die Fettspitzensteuerung nicht durchgeführt.
Insbesondere, wenn die Verbrennungsbetriebsart F der Maschine 1 geändert wird, wird die Fettspitzensteuerung nicht erlaubt. Dies deswegen, da der Lufteinlasszustand oft instabil ist, wenn die Verbrennungsbetriebsart F geändert wird. Entsprechend werden Verbrennungsprobleme vermieden, die durch das Durchführen der Fettspitzensteuerung verursacht werden, wenn die Verbrennungsbetriebsart F geändert wird. Als Ergebnis sind eine Leistungsabgabeschwankung und Fehlzündungen verhindert.
Die Fettspitzensteuerung wird nicht nur verhindert, wenn die Verbrennungsbetriebsart F sich ändert, sondern wird außerdem verboten, bis eine vorbestimmte Zeit CR verstrichen ist. Dies deswegen, da der Lufteinlasszustand oft instabil ist bis die vorbestimmte Zeit CR verstreicht. In diesem Fall sind ebenfalls die Probleme vermieden, die durch das Durchführen der Fettspitzensteuerung verursacht werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben.
Zum Vermeiden einer redundanten Beschreibung werden ähnliche oder gleiche Bezugszeichen den Bauteilen gegeben, die den entsprechenden Bauteilen der ersten Ausführungsform ähnlich oder gleich sind.
In der ersten Ausführungsform wird die Fettspitzensteuerung nicht erlaubt, wenn die Verbrennungsbetriebsart sich ändert und bevor die vorbestimmte Zeit nach der Veränderung verstrichen ist. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Ausführungsform die Fettspitzensteuerung nicht durchgeführt, wenn die Lufteinlassmenge sich um mehr als eine vorbestimmte Menge ändert.
Entsprechend wird die Routine in 3 ebenfalls in der zweiten Ausführungsform ausgeführt, aber der Standard zum Beurteilen, ob die Ausführung der Fettspitzensteuerung auszuführen ist oder nicht, ist von dem der ersten Ausführungsform unterschiedlich. Eine Routine zum Ausführen der Fettspitzensteuerung wird in Bezug auf 6 erläutert. 6 ist ein Flussdiagramm, das die Routine zum Ausführen der Fettspitzensteuerung zeigt. Die Routine wird durch die ECU 30 durch das Unterbrechen bei vorbestimmen Zeiträumen ausgeführt.
Zuerst berechnet die ECU 30 bei Schritt 301 den Unterschied zwischen einem erforderlichen Drosselöffnungsgrad TR, der gemäß dem Betrieb der Maschine 1 durch eine andere Routine berechnet wurde, und den Drosselöffnungsgrad CN, der tatsächlich durch den Drosselsensor 25 erfasst wurde. Die ECU 30 beurteilt, ob der Unterschied sich unter dem vorbestimmten Wert CT befindet. Wenn der Unterschied mehr als der Wert CT ist, wird der Lufteinlasszustand als instabil beurteilt. Somit beurteilt die ECU 30, dass die Fettspitzensteuerung nicht durchgeführt werden sollte und beendet vorübergehend die Routine, die den Ausführungszeiger XRO bei null beibehält. Wenn andererseits der Unterschied gleich oder unter dem Wert CT ist, ist der Lufteinlass durch das Drosselventil 23 relativ stabil, und die ECU 30 bewegt sich zu Schritt 302.
Bei Schritt 302 berechnet die ECU 30 den Unterschied zwischen dem erforderlichen EGR-Öffnungsgrad ER, der durch eine andere Routine gemäß dem Betrieb der Maschine 1 berechnet wird und der EGR-Öffnungsgrad CN, der tatsächlich durch den EGR-Sensor erfasst wurde. Die ECU 30 beurteilt, ob der Unterschied weniger als der vorbestimmte Wert CE ist. Wenn der Unterschied mehr als der Wert CE ist, wird der Lufteinlasszustand als instabil beurteilt und die ECU 30 beendet unter Beibehaltung des Ausführungszeigers XRO bei null vorübergehend die Routine. Wenn andererseits der Unterschied gleich oder unter dem Wert CE ist, ist der Lufteinlass durch das EGR-Ventil 53 relativ stabil und die ECU 30 bewegt sich zu Schritt 303.
Bei Schritt 303 berechnet die ECU 30 den Unterschied zwischen dem erforderlichen SCV-Grad SR, der durch eine andere Routine gemäß dem Betrieb der Maschine 1 berechnet wurde, und dem SCV-Öffnungsgrad N, der tatsächlich durch den Wirbelsteuerungsventilsensor 29 erfasst wird. Die ECU 30 beurteilt, ob der Unterschied gleich oder unter dem vorbestimmten Wert CS ist. Wenn der Unterschied mehr als der Wert CS ist, wird der Lufteinlass als instabil beurteilt und die ECU 30 beendet vorübergehend die Routine und hält den Ausführungszeiger XRO bei null. Wenn andererseits der Unterschied gleich oder unter dem Wert CE ist, ist der Lufteinlass durch das Wirbelsteuerungsventil 17 relativ stabil, und die ECU 30 bewegt sich zu Schritt 304.
Bei Schritt 304 beurteilt die ECU 30, ob der Anforderungszeiger XRQ, der durch die Routine in 3 eingestellt wurde, eins ist. Wenn der Zeiger XRQ nicht eins sondern null ist, besteht keine Notwendigkeit, die Fettspitzensteuerung auszuführen, und die ECU 30 beendet vorübergehend die Routine und hält dabei den Ausführungszeiger XRO bei null. Wenn andererseits bei Schritt 305 der Zeiger XRQ eins ist, gestattet die ECU 30 die Fettspitzensteuerung und stellt den Ausführungszeiger XRO auf eins, um die Fettspitzensteuerung auszuführen, und beendet dann vorübergehend die Routine. Entsprechend ist in diesem Fall die Fettspitzensteuerung tatsächlich ausgeführt.
Wie voranstehend erläutert wurde, wird in der zweiten Ausführungsform die Fettspitzensteuerung verhindert, wenn ein vorbestimmter Unterschied zwischen dem erforderlichen Öffnungsgrad von jedem Ventil 23, 53, 17 und dem tatsächlichen Öffnungsgrad vorhanden ist, da der Lufteinlasszustand oder die Lufteinlassmenge als instabil beurteilt wird. Diese Verhinderung der Fettspitzensteuerung vermeidet das Problem der Maschinenverbrennung, der Schwankung der Leistungsabgabe und der Fehlzündungen.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. In der dritten Ausführungsform ist die Konstruktion ähnlich zu jener der ersten Ausführungsform und die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um die gleichen oder ähnlichen Teile zu bezeichnen. Die folgende Beschreibung wird sich auf die Unterschiede zu der ersten und der zweiten Ausführungsform konzentrieren.
In der zweiten Ausführungsform wird die Fettspitzensteuerung entweder ausgeführt oder gemäß dem Unterschied zwischen dem erforderlichen Öffnungsgrad von jedem Ventil und dem tatsächlichen Öffnungsgrad verhindert. Jedoch wird in der dritten Ausführungsform die Fettspitzensteuerung verhindert, wenn die Schwankung einer Beschleunigeröffnung ACCP stark ist.
Ebenfalls beurteilt die ECU 30 in der Ausführungsform, ob die Fettspitzensteuerung gestattet werden sollte oder nicht, nachdem die Routine der 3 ausgeführt wurde. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Ausführen der Fettspitzensteuerung zeigt, die durch die ECU 30 durch das Unterbrechen bei vorbestimmten Zeitabständen ausgeführt wird.
Wenn die Verarbeitung zu der Routine bewegt wird, liest die ECU zuerst bei Schritt 401 den Beschleunigeröffnungsgrad ACCP ausgehend von der Erfassung durch den Beschleunigersensor 26A aus.
Bei Schritt 402 zieht die ECU 30 den vorangehenden Beschleunigeröffnungsgrad ACCP von dem tatsächlichen Beschleunigeröffnungsgrad ACCP ab, und setzt den absoluten Wert des Unterschieds als Beschleunigeränderungsmenge DACCP.
Bei Schritt 403 beurteilt die ECU 30, ob die Beschleunigeränderungsmenge DACCP gleich dem vorbestimmten Standardwert CA1 ist oder unter diesem liegt. Wenn die Änderungsmenge DACCP über dem Standardwert CA1 ist, wird der Lufteinlass als instabil beurteilt, und die ECU 30 bewegt sich zu Schritt 404, und beurteilt, dass die Fettspitzensteuerung nicht ausgeführt werden sollte. Bei Schritt 404 stellt die ECU 30 einen Zählwert CACCP des Beschleunigerstabilisationszählers auf null und beendet dann vorübergehend die Routine, und behält den Fettspitzenausführungszeiger XRO bei null. Der Zählwert CACCP bezeichnet den Zeitraum, während dem der Beschleunigungsgrad stabil ist. Wenn andererseits das Änderungsausmaß DACCP gleich oder unter dem Standardwert CA1 liegt, ist der Lufteinlass stabil und die ECU 30 bewegt die Verarbeitung zu Schritt 405.
Bei dem Schritt 405 erhöht die ECU 30 den Zählwert CACCP des Beschleunigerstabilisationszählers um eins.
Bei Schritt 406 beurteilt die ECU 30, ob der Zählwert CACCP gleich wie oder höher als der Standardwert CA2 ist. Wenn der Zählwert CACCP niedriger als der Standardwert CA2 ist, beendet die ECU 30 die Routine vorübergehend. Wenn der Zählwert CACCP andererseits gleich wie oder höher als der Standardwert CA2 ist, nämlich wenn der Lufteinlass stabil ist, geht die ECU 30 zu Schritt 407.
Bei Schritt 407 beurteilt die ECU 30, ob der Anforderungszeiger XRQ, der durch die Routine der 3 eingestellt wurde, eins ist. Wenn der Anforderungszeiger XRQ nicht eins sondern null ist, besteht keine Notwendigkeit, die Fettspitzensteuerung auszuführen, und die ECU 30 beendet die Routine vorübergehend, und behält den Ausführungszeiger XRO bei null. Wenn andererseits der Anforderungszeiger XRQ 1 ist, erlaubt die ECU 30 die Fettspitzensteuerung bei dem folgenden Schritt 408 und stellt den Ausführungszeiger XRO auf eins, um die Fettspitzensteuerung auszuführen, und beendet dann die Routine. Entsprechend wird in diesem Fall die Fettspitzensteuerung tatsächlich ausgeführt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, wird der Lufteinlasszustand gemäß dem Beschleunigerzustand gemäß dem Beschleunigeränderungsausmaß DACCP beurteilt, und die Fettspitzensteuerung wird entweder erlaubt oder verhindert. Wenn das Änderungsausmaß DACCP groß ist, wird die Lufteinlassmenge als instabil beurteilt, und die Probleme der Maschinenverbrennung werden durch das Verhindern der Fettspitzensteuerung vermieden. Dies hält die Leistungsabgabeschwankungen der Maschine 1 zurück und verhindert Fehlzündungen.
Es sollte Fachleuten klar sein, dass die Erfindung auf viele andere spezifische Weisen ausgeführt werden kann, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere sollte verstanden werden, dass die Erfindung auf die folgenden Arten ausgeführt sein kann.
Die Maschine 1 kann einen Durchtritt haben, um das Drosselventil 24 zu umgehen, und ein Ventil, das in dem Durchtritt angeordnet ist, um die Leerlaufdrehzahl zu steuern.
Die Erfindung kann auf eine bekannte Maschine mit schichtweiser Ladungsverbrennung ausgeführt sein, oder eine Maschine mit semi-schichtweiser Ladungsverbrennung anstelle der Maschine der Zylindereinspritzart. Z.B. kann die Erfindung in einer Art von Maschine eingesetzt sein, die Kraftstoff von den Einlassöffnungen 7a, 7b zu der oberen Seite des Einlassventils 6a, 6b einspritzt. In den voranstehenden Ausführungsformen ist der Kraftstoffeinspritzer 11 in der Nähe des Einlassventils 6a, 6b angeordnet, jedoch ist die Position des Einspritzers nicht darauf beschränkt. Die Erfindung kann ebenfalls in einer Maschine eingesetzt sein, die eine magere Verbrennung oder eine stöchiometrische Verbrennung verwendet, oder anstelle der Benzinmaschine 1 in anderen Maschinen wie z.B. in Dieselmaschinen.
In den voranstehenden Ausführungsformen weist die Maschine 1 eine schneckenförmige Einlassöffnung auf, um Wirbel zu erzeugen, jedoch ist es nicht erforderlich, dass Wirbel erzeugt werden. In diesem Fall kann z.B. das Wirbelsteuerungsventil 17 und der Schrittmotor 19 ausgelassen werden.
In der ersten Ausführungsform ist die Fettspitzensteuerung verhindert bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Verbrennungsbetriebsart F sich geändert hat. Jedoch kann die Fettspitzensteuerung in einigen Fällen, bald nachdem die Verbrennungsbetriebsart geändert wurde, erlaubt werden.
In den zweiten und dritten Ausführungsformen wird die Änderung der Einlassluftmenge gemäß dem Betriebszustand von jedem Stellgliedventil 23, 24, 17, 53 erfasst, jedoch kann die Lufteinlassmenge stromabwärts des Drosselventils 23 direkt gemessen werden.
Deswegen sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als darstellend und nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs der anhängenden Ansprüche abgeändert werden.

Claims

Abgasreinigungsgerät zum Reduzieren von Stickoxiden in dem von einem Abgasdurchtritt (14) einer Brennkraftmaschine (1) abgegebenen Abgas, wobei das Gerät umfasst: einen in dem Abgasdurchtritt (14) angeordneten Katalysator (56), wobei der Katalysator (56) Stickoxide speichert, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines zu einer Brennkammer (5) gelieferten Kraftstoff-Luft-Gemischs mager ist und die gespeicherten Stickoxide reduziert und abgibt, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett ist; und eine Fettspitzensteuerung (30), die steuert, dass das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemischs fett ist, wenn die in dem Katalysator (56) gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden; wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch eine Bestimmungseinrichtung (30) zum Beurteilen, ob die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; eine Änderungseinrichtung (30) zum Auswählen unter verschiedenen Verbrennungsarten und Wechseln der Verbrennungsart der Maschine gemäß variierenden Belastungen der Maschine; und eine Erlaubniseinrichtung (30) zum Erlauben der Verwendung der Fettspitzensteuerung (30) lediglich, wenn durch die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt ist, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; wobei die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn die Verbrennungsart der Maschine durch die Änderungseinrichtung (30) geändert wurde.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstreicht, nachdem die Verbrennungsart der Maschine gewechselt wird.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass die Verbrennungsart eine schichtweise Ladungsverbrennung und eine homogene Ladungsverbrennung hat, wobei das Kraftstoff-Luft-Verhältnis während der schichtweisen Ladungsverbrennung ungleichmäßig in der Brennkammer (5) verteilt ist, und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis während der homogenen Ladungsverbrennung homogen in der Brennkammer (5) verteilt ist, und wobei die Änderungseinrichtung (30) die Verbrennungsart der Maschine zumindest zwischen schichtweiser Ladungsverbrennung und homogener Ladungsverbrennung wechselt.
Gerät nach Anspruch 1, außerdem mit einer Erfassungseinrichtung (25, 29, 64) zum Erfassung einer Änderungsrate der Einlassluftmenge in die Brennkammer (5), wobei die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn die Einlassluftrate sich um mehr als eine vorbestimmte Menge ändert.
Gerät nach Anspruch 4, außerdem mit einem Stellglied (17, 23, 53) zum Ändern der Einlassluftmenge, wobei die Erfassungseinrichtung (25, 29, 64) die Änderungsrate der Einlassluftmenge ausgehend von dem Zustand des Stellglieds (17, 23, 53) erfasst.
Abgasreinigungsgerät zum Reduzieren von Stickoxiden in dem von einem Abgasdurchtritt (14) einer Brennkraftmaschine (1) abgegebenen Abgas, wobei das Gerät umfasst: einen in dem Abgasdurchtritt (14) angeordneten Katalysator (56), wobei der Katalysator (56) Stickoxide speichert, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines zu einer Brennkammer (5) gelieferten Kraftstoff-Luft-Gemischs mager ist und die gespeicherten Stickoxide reduziert und abgibt, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett ist; und eine Fettspitzensteuerung (30), die steuert, dass das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemischs fett ist, wenn die in dem Katalysator (56) gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden, wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch eine Bestimmungseinrichtung (30) zum Beurteilen, ob die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; eine Erlaubniseinrichtung (30) zum Erlauben der Verwendung der Fettspitzensteuerung (30) lediglich, wenn durch die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt ist, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; und ein Stellglied (17, 23, 53) zum Ändern der Einlassluftmenge in die Brennkammer (5); wobei die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn der Unterschied zwischen dem vorliegenden Zustand des Stellglieds (17, 23, 53) und einem erforderlichen Zustand des Stellglieds gemäß dem Maschinenbetriebszustand sich über einen vorbestimmten Wert befindet.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein Drosselventil (23) hat, das in einem Einlassluftdurchtritt (15) angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Kreislaufeinrichtung (51) zum Rückführen von Abgas zu einem Lufteinlassdurchtritt (15), wobei die Kreislaufeinrichtung (51) einen EGR-Durchtritt (52) hat, der den Abgasdurchtritt (14) mit dem Einlassdurchtritt (15) verbindet und ein EGR-Ventil (53), zum Einstellen der Menge von dem durch den EGR-Durchtritt (52) zurückgeführten Abgas, und wobei das Stellglied das EGR-Ventil (53) hat.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) außerdem ein Wirbelsteuerventil (17) zum Steuern der Größe eines in der in die Brennkammer (5) eingebrachten Luft erzeugten Wirbels hat, und wobei das Stellglied das Wirbelsteuerventil (17) hat.
Gerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Lufteinlassdurchtritt (15) zum Einbringen von Luft in die Brennkammer (5); einem in dem Einlassdurchtritt (15) angeordneten Drosselventil; einem EGR-Durchtritt (52) zum Verbinden des Abgasdurchtritts (14) mit dem Einlassdurchtritt (15); einem EGR-Ventil (53) zum Einstellen der Abgasmenge, die durch den EGR-Durchtritt (52) zirkuliert; einem Wirbelsteuerventil (17) zum Steuern der Größe der in der in die Brennkammer (5) eingebrachten Luft erzeugten Wirbel; und zumindest eine Erfassungseinrichtung (25, 64, 29) zum Erfassen des Öffnungsgrads von jedem Ventil (23, 53, 17), wobei die Erfassungseinrichtung (30) beurteilt, dass der Maschinenbetriebszustand stabil ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Öffnungsgrad von jedem Ventil und dem Öffnungsgrad, der gemäß dem Maschinenbetriebszustand erforderlich ist, gleich wie ein vorbestimmter Wert ist oder unter diesem liegt.
Abgasreinigungsgerät zum Reduzieren von Stickoxiden in dem von einem Abgasdurchtritt (14) abgegebenen Abgas einer Brennkraftmaschine (1), wobei das Gerät umfasst: einen in dem Abgasdurchtritt (14) angeordneten Katalysator (56), wobei der Katalysator (56) Stickoxide speichert, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines zu einer Brennkammer (5) gelieferten Kraftstoff-Luft-Gemischs mager ist und die gespeicherten Stickoxide reduziert und abgibt, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett ist; und eine Fettspitzensteuerung (30), die steuert, dass das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemischs fett ist, wenn die in dem Katalysator (56) gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden, wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch eine Bestimmungseinrichtung (30) zum Beurteilen, ob die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; eine Erlaubniseinrichtung (30) zum Erlauben der Verwendung der Fettspitzensteuerung (30) lediglich, wenn durch die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt ist, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; ein durch einen Fahrer betätigtes Beschleunigerpedal (24); ein Stellglied (17, 23, 53) zum Ändern der Einlassluftmenge in die Brennkammer (5); und einer Erfassungseinrichtung (26A) zum Erfassen einer Änderungsrate des Ausmaßes, mit dem das Beschleunigerpedal niedergedrückt ist, wobei die Bestimmungseinrichtung (30) bestimmt, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn die Änderungsrate des Ausmaßes, mit dem das Beschleunigerpedal niedergedrückt ist, größer ist als eine vorbestimmte Rate.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung (30) beurteilt, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird, wenn die Änderungsrate des Ausmaßes, mit dem das Beschleunigerpedal niedergedrückt ist, für eine Zeit die gleich ist wie oder größer als eine vorbestimmte Zeit gleich wie ein vorbestimmtes Ausmaß oder niedriger als dieses ist.
Abgasreinigungsverfahren zum Reduzieren von Stickoxiden in dem von einem Abgasdurchtritt (14) einer Brennkraftmaschine (1) abgegebenen Abgas, die einen Katalysator (56) aufweist, um Stickoxide ausgewählt zu okkludieren und reduzieren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Okkludieren von Stickoxiden durch den Katalysator (56), wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines in die Maschinenbrennkammer (5) gelieferten Kraftstoff-Luft-Gemischs mager ist; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Beurteilen ob der Katalysator (56) mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß von Stickoxiden gespeichert aufweist; Beurteilen ob die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; Auswählen und Ändern zwischen schichtweiser Ladungsverbrennung und homogener Ladungsverbrennung; und Steuern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch nur dann fett zu machen, wenn die gespeicherten Stickoxide mehr sind als eine vorbestimmte Menge und der Maschinenbetrieb als stabil beurteilt wird, so dass die gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden; wobei der Schritt der Beurteilungsstabilität das Beurteilen hat, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn die Maschine zwischen den Verbrennungsarten wechselt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Beurteilung der Stabilität das Beurteilen hat, dass die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Verbrennungsart der Maschine gewechselt hat.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Schritt die Mengenänderung der pro Zeiteinheit in die Brennkammer (5) gezogenen Luft zu Erfassen, wobei der Schritt der Beurteilung der Stabilität das Beurteilen hat, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn eine erfasste Rate der Änderung der Lufteinlassmenge größer ist als eine vorbestimmte Menge.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erfassens das Erfassen des Änderungsverhältnisses der Einlassluftmenge ausgehend von dem Betriebszustand eines Stellglieds zum Ändern der Einlassluftmenge hat.
Abgasreinigungsverfahren zum Reduzieren von Stickoxiden in dem von einem Abgasdurchtritt (14) einer Brennkraftmaschine (1) abgegebenen Abgas, die einen Katalysator (56) aufweist, um Stickoxide ausgewählt zu okkludieren und reduzieren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Okkludieren von Stickoxiden durch den Katalysator (56), wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines in die Maschinenbrennkammer (5) gelieferten Kraftstoff-Luft-Gemischs mager ist; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Beurteilen ob der Katalysator (56) mehr als eine vorbestimmte Menge von Stickoxiden gespeichert hat; Beurteilen ob die Maschine auf eine stabile Weise betrieben wird; Auswählen und Wechseln zwischen schichtweiser Ladungsverbrennung und homogener Ladungsverbrennung; und Steuern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis nur dann fett zu machen, wenn die gespeicherten Stickoxide mehr als eine vorbestimmte Menge sind, und der Maschinenbetrieb als stabil beurteilt wird, so dass die gespeicherten Stickoxide reduziert und abgegeben werden; wobei der Schritt der Beurteilung der Stabilität das Beurteilen hat, dass die Maschine auf eine nicht stabile Weise betrieben wird, wenn der Unterschied zwischen dem vorliegenden Zustand eines Stellglieds, das die Einlassluftmenge in die Brennkammer ändert, und einen erforderlichen Zustand des Stellglieds gemäß dem Maschinenbetrieb über einen vorbestimmten Wert liegt.