DE69910088T2

DE69910088T2 - Verfahren zur steuerung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung des Luft-Kraftstoffverhältnisses einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69910088T2
Application number: DE69910088T
Authority: DE
Inventors: Luca Poggio; Marco Secco
Original assignee: Magneti Marelli Powertrain SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: ITBO980018A1; EP0931924A1; BR9901942A; ITBO980018A0; DE69910088D1; EP0931924B1; ES2205608T3; IT1299817B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Verfahren zum Steuern des Einspritzens und Zündens des Gemisches in einem Verbrennungsmotor.
Die vorliegende Erfindung hat im Kraftfahrzeugbereich eine vorteilhafte Anwendung, auf die sich die nun folgenden Überlegungen speziell beziehen, ohne dabei jedoch ihre allgemeinen Merkmale zu verlieren.
Im Kraftfahrzeugbereich ist die Verwendung von entlang des Abgaskanals angeordneten Katalysatoren bekannt, wobei diese dazu dienen, die in diesen Gasen vorhandenen Schadstoffe zu verringern. Bekanntlich kann der Katalysator nur dann korrekt arbeiten, wenn der Katalysator eine vordefinierte Betriebstemperatur erreicht, während der maximale Wirkungsgrad des Katalysators, d. h. die Fähigkeit zur optimalen Reduzierung der Schadstoffe, damit verbunden ist, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des dem Motor zugeführten Gemisches nahe bei dem stöchiometrischen Wert bzw. in einem vorbestimmten Bereich, der den stöchiometrischen Wert einschließt, gehalten wird.
Um die Erwärmung des Katalysators nach einem Kaltstart des Motors zu beschleunigen, oder um die Katalysatortemperatur rasch auf ihr Betriebsniveau anzuheben, ist die Verwendung eines Steuerverfahrens für das Einspritzen und Zünden des Gemisches bekannt, wonach bei jedem Takt des Motors jeder Zylinder mit einem nichtstöchiometrischen Gemisch versorgt wird, insbesondere mit einem fetten Gemisch, das gekennzeichnet ist durch einen Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der niedriger ist als das stöchiometrische Verhältnis, und für jeden Zylinder wird der Explosionsmoment der Verbrennung im Verhältnis zum nominalen Explosionsmoment in einer solchen Weise verzögert, daß die Verbrennung an sich stattfindet, wenn die Auslaßventile teilweise geöffnet sind. Gemäß diesem Verfahren findet die Verbrennung nicht ganz in dem Brennraum statt, und ein Prozentsatz an Kraftstoff wird in dem Auslaßkanal verbrannt, so daß es zu einer restlichen Verbrennung kommt, die den Katalysator mit Wärme beaufschlagt, womit der Erwärmungsprozeß für den Katalysator selbst beschleunigt wird.
Das oben beschriebene bekannte Steuerverfahren läßt den Katalysator zwar leichter seine Temperatur erreichen, doch ist es erstens mit einem hohen Kraftstoffverbrauch und zweitens mit beachtlichen Emissionen von Schadstoffen aus dem Abgaskanal, d. h. in die Atmosphäre, verbunden, da sich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des dem Motor zugeführten Gemisches von dem stöchiometrischen Wert beträchtlich unterscheidet.
Die EP 0499207 offenbart eine Steuervorrichtung zum raschen Erwärmen eines Katalysators, der in einem mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Abgasrohr angeordnet ist. Die Steuervorrichtung ermittelt zunächst eine Kraftstoffeinspritzmenge und einen Zündzeitpunkt des Motors anhand eines Betriebszustandes des Motors wie zum Beispiel eines Ansaugluftdruckes des Motors und einer Drehzahl des Motors. Die Steuervorrichtung reagiert auch auf eine Temperaturinformation des Katalysators zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zündzeitpunkts gemäß der Temperaturinformation des Katalysators. Wenn die Katalysatortemperatur nicht die effektiv abgasreinigende Temperatur erreicht, stellt die Steuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge abwechselnd auf fett und auf mager ein und verstellt ferner den Zündzeitpunkt intermittierend nach spät. Diese Steuerung des Einspritzens und Zündens ermöglicht eine Beschleunigung der Erwärmung des Katalysators, um die Verschlechterung der Emissionen aus dem Motor zu unterdrücken.
Die US 5,655,365 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, bei dem die Zündung eines Gas/Kraftstoff-Gemisches in mindestens einem Zylinder des Motors gegenüber dem Verbrennungstakt des mindestens einen Zylinders des Motors auf nach dem oberen Totpunkt (NOT) nach spät verstellt wird. Während die Zündung auf diese Weise nach spät verstellt wird, wird die Kraftstoffzufuhr zu dem mindestens einen Zylinder auf ein Maß erhöht, das höher ist als das bei normalem Betrieb des Motors erforderliche Maß.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung für das Einspritzen und Zünden des Gemisches in einem Verbrennungsmotor bereitzustellen, die frei von den oben beschriebenen Nachteilen ist, das heißt die Beschleunigung der Erwärmung des Katalysators erlaubt, während sie gleichzeitig die Emission von in dem Abgas vorhandenen Schadstoffen minimiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Einspritzens und Zündens des Gemisches in einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die ein nichteinschränkendes Betriebsbeispiel veranschaulichen; in den Zeichnungen zeigen:
1 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Anordnung zum Steuern des Einspritzens und Zündens des Gemisches in einem Verbrennungsmotor, wobei die Anordnung das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert;
2 ein Blockdiagramm, das die Bedingungen der Anwendbarkeit des Verfahrens definiert;
3 ein Blockdiagramm der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung implementierten Operationen; und
4 und 5 eine Anwendung des Verfahrens in Verbindung mit einem Vierzylindermotor.
Mit Bezug auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine elektronische Regelungsanordnung insgesamt für einen Verbrennungsmotor 2 (dargestellt als Diagramm), insbesondere einen Benzinmotor.
Der Motor 2 umfaßt eine gegebene Anzahl N von Zylindern (nicht dargestellt), die jeweils an ihrem speziellen oberen Ende einen Brennraum begrenzen, in den ein Strom von Benzin mit Hilfe einer Einspritzanordnung 3 (schematisch dargestellt) eingespritzt werden kann.
Außerdem hat der Motor 2 einen Ansaugkrümmer 4, um den Zylindern einen Luftstrom zuzuführen, und einen Auslaßkanal 5, an dem entlang die aus den Brennräumen ausgestoßenen Verbrennungsabgase befördert werden. An dem Kanal 5 entlang befindet sich ein Katalysator 6 (von bekannter An), der dazu ausgelegt ist, die in den Abgasen vorhandenen Schadstoffe zu reduzieren.
Der Motor 2 umfaßt eine Zündanordnung 8 (von bekannter An), die dazu ausgelegt ist, das Zünden der Zündkerzen (nicht dargestellt) der verschiedenen Zylinder zu steuern, um den Explosionsmoment der Verbrennung des Gemisches in jedem der Brennräume zu steuern.
Die Steueranordnung 1 ist dazu ausgelegt, die Einspritzanordnung 3 zu steuern, um das Einspritzen von Benzin in die Zylinder zu regulieren, und die Anordnung 8, um die Explosionsmomente der Verbrennungsphasen zu bestimmen, und wie im folgenden deutlicher zu sehen ist, auch dazu ausgelegt, eine Steuerstrategie für die Anordnungen 3 und 8 zu implementieren, die dazu ausgelegt ist, die Erwärmung des Katalysators 6 nach einem sogenannten "Kaltstart" des Motors 2 zu beschleunigen.
Die Steueranordnung 1 umfaßt einen Sauerstoffsensor 9, der entlang des Auslaßkanals 5 stromaufwärts von dem Katalysator 6 angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, am Auslaß ein Signal "Vaus" für die stöchiometrische Zusammensetzung der Abgase und folglich das Luft/Benzin-Verhältnis (L/B) des gesamten dem Motor 2 zugeführten Gemisches zu erzeugen.
Die Anordnung 1 umfaßt außerdem eine Umwandlungsschaltung 10, die als Eingang am Ausgang des Sensors 9 angeschlossen ist, und ist dazu ausgelegt, das Signal Vaus in einen Parameter λm umzuwandeln, der das Luft/Benzin-Verhältnis (L/B) des gesamten dem Motor 2 zugeführten Gemisches angibt und definiert ist als:
wobei (L/B)mess den Wert des Luft/Benzin-Verhältnisses darstellt, der von dem Sensor 9 gemessen und mit dem Signal Vaus in Korrelation gebracht wird, und (L/B)stöch den Wert des stöchiometrischen Luft/Benzin-Verhältnisses gleich 14,57 darstellt. Insbesondere wenn der Wert des Parameters λm größer ist als Eins (λm > 1), ist das gemessene Luft/Benzin-Verhältnis (L/B) größer als das stöchiometrische Luft/Benzin-Verhältnis, das heißt insgesamt ist eine unzureichende Menge Benzin vorhanden und das dem Motor 2 zugeführte Gemisch ist als mager definiert, während dann, wenn der Wert des Parameters λm kleiner ist als Eins (λm < 1) und das Verhältnis des gemessenen Luft/Benzin-Verhältnisses (L/B) kleiner ist als das stöchiometrische Luft/Benzin-Verhältnis, insgesamt eine überschüssige Menge Benzin vorhanden ist und das dem Motor 2 zugeführte Gemisch als fett bezeichnet wird.
Die Anordnung 1 umfaßt schließlich ein elektronisches Motorsteuergerät 11, das mit der Umwandlungsschaltung 10 verbunden ist, um am Eingang den Parameter λm zu empfangen, und dazu ausgelegt ist, entweder die Zündanordnung 8 über die Ausgabe von Signalen teff₁,...,teff_i,...,teff_N zu steuern, die die effektiven Explosionsmomente der Verbrennung in den Zylindern angeben (wobei teff_i den Explosionsmoment in dem gegebenen Zylinder mit der Ordinalzahl i darstellt) oder die Zündanordnung 3 über die Ausgabe von Signalen Qeff₁,...,Qeff_i,...,Qeff_N, die die effektive, den Zylindern zuzuführende Menge an Benzin angeben (wobei Qeff_i die dem Zylinder mit der Ordinalzahl i zuzuführende Menge an Benzin angibt).
Der Sauerstoffsensor 9 ist vorzugsweise, wenn auch nicht unbedingt, vom linearen Typ (zum Beispiel in Form des UEGO-Sensors), das heißt dazu ausgelegt, ein Ausgangssignal wie zum Beispiel Vaus (für Spannung oder Stromstärke) proportional zur Konzentration des in dem Abgas vorhandenen Sauerstoffs zu erzeugen.
Die Umwandlungsschaltung 10 umfaßt zwei in Reihe geschaltete Wandler 12 und 13, wovon der Wandler 12 als Eingang am Ausgang des Sensors 9 angeschlossen ist, um das Signal Vaus zu empfangen, und über seine eigene Umwandlungscharakteristik C das Signal Vaus in den Parameter λm umwandeln kann. Der Wandler 13 ist dagegen ein Analog-Digital-Wandler, der am Eingang den Parameter λm empfängt und als Ausgang mit der Zentraleinheit 11 verbunden ist, um den digitalisierten Wert des Parameters λm der Zentraleinheit 11 zuzuführen.
Die elektronische Zentraleinheit 11 umfaßt zwei funktionale Rechenblöcke, nämlich 14 und 15, wovon Block 14 als Eingang den Parameter λm empfängt und als Ausgang die Signale Qeff₁,...,Qeff_i,...,Qeff_N erzeugt, um die Einspritzanordnung 3 zu steuern, während Block 15 am Ausgang die Signale teff₁,...,teff_i,...,teff_N erzeugt, um die Zündanordnung 8 zu steuern. Die Zentraleinheit 11 dagegen empfängt als Eingang eine Vielzahl von Informationssignalen P, die am Motor 2 gemessen wurden (zum Beispiel Drehzahl, Druck des Ansaugkrümmers 4 und/oder Luftaufnahmevermögen, Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors, Lufttemperatur, Stellung der Drosselklappe, etc.), zusammen mit Informationssignalen außerhalb des Motors (zum Beispiel Zeitverzögerung ab dem Moment des Anlassens, Stellung des Fahrpedals, Signale aus dem Fahrzeuggetriebe, etc.).
In Block 14 wird der digitalisierte Parameter λm dem Eingang 19a einer Filteranordnung 19 zugeführt, die das Filtern des Parameters λm sicherstellen soll, um hochfrequente Signalkomponenten zu eliminieren, und ist als Ausgang mit einem ersten Eingang 21a einer Wählanordnung 21 verbunden, um den gefilterten Parameter λm der Wählanordnung 21 selbst zuzuführen. Die Wählanordnung 21 hat außerdem einen zweiten Eingang 21b, der direkt mit dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 13 verbunden ist, um den digitalisierten Parameter λm direkt zu empfangen, und einen gemeinsamen Ausgang 21u, der wahlweise und abwechselnd die Verbindung mit dem ersten Eingang 21a oder dem zweiten Eingang 21b herstellt.
Insbesondere sind der erste und zweite Eingang 21a, 21b der Anordnung 21 dazu ausgelegt, abwechselnd mit dem Ausgang 21u aufgrund des Werts eines Flipflop-Freigabesignals A zu kommunizieren, das der Wählanordnung 21 von einer Steueranordnung 22 zugeführt wird, die dazu ausgelegt ist, die Freigabebedingungen der durch die vorliegende Erfindung definierten Steuerstrategie zu bestimmen.
Die Steueranordnung 22 empfängt als Eingang einen Teil der Informationssignale P und ist dazu ausgelegt, dem Signal A einen hohen Logikwert zu geben, um die Verbindung zwischen dem Eingang 21a und dem Ausgang 21u zu steuern, vorausgesetzt die Bedingungen der Anwendbarkeit des Verfahrens wurden geprüft, das heißt wann der Katalysator 6 in der Lage ist, die vorgegebene Betriebstemperatur nach einem Kaltstart des Motors 2 rasch zu erreichen. Die Anordnung 22 ist außerdem dazu ausgelegt, dem Signal A einen niedrigen Logikwert zu geben, um die Verbindung zwischen dem Eingang 21b und dem Ausgang 21u zu steuern, wenn die Bedingungen für die Anwendbarkeit des Verfahrens nicht bestätigt wurden, oder allgemein wenn der Katalysator 6 seine Betriebstemperatur bereits erreicht hat.
Der Ausgang 21u der Wählanordnung 21 ist mit dem Subtrahiereingang 23a eines Summierknotens 23 verbunden, der auch einen Summiereingang 23b hat, dem ein Parameter λo für ein objektives Luft/Benzin-Verhältnis zugeführt wird, der definiert ist als:
wobei (L/B)objekt den Wert des objektiven Luft/Benzin-Verhältnisses darstellt, der zu erreichen ist, und (L/B)stöch den Wert des stöchiometrischen Luft/Benzin-Verhältnisses gleich 14,57 darstellt.
Der Parameter λo wird am Ausgang (auf bekannte Weise) aus einer Leiterplatte 24 erzeugt, der am Eingang mindestens ein Teil der Informationssignale P (zum Beispiel die Motordrehzahl (UpM), die auf den Motor 2 aufgebrachte Last, etc.) zugeführt werden.
Der Leiterplatte 24 wird auch das Freigabesignal A zugeführt, damit ein spezieller objektiver Parameter λo erzeugt werden kann, der die Kalibrierung während des Vorgangs der Erwärmung des Katalysators 6 erlaubt.
Der Knoten 23 erzeugt folglich als Ausgang einen Fehlerparameter Δλ, der sich aus dem Unterschied zwischen dem objektiven Parameter λo und dem aus der Wählanordnung 21 erhaltenen Parameter λm ergibt, oder Δλ = λo – λm.
Der Knoten 23 hat einen Ausgang 23u, der mit einem Eingang der Verarbeitungsschaltung 27 verbunden ist, zum Beispiel einer Schaltung, die dazu ausgelegt ist, eine Multiplikations- und Integrationsumwandlung des am Eingang zugeführten Signals zu bewirken. Die Schaltung 27 hat einen Ausgang 27u, an dem ein korrekter Parameter K02 vorhanden ist. In dem hier veranschaulichten Implementationsbeispiel ist der Parameter K02 gegeben durch die proportionale integrierte Verarbeitung des Fehlerparameters Δλ; somit ist klar, daß der Korrekturparameter K02 des geschlossenen Kreises durch verschiedene Operationen berechnet werden kann, die aus dem Fehlerparameter Δλ entwickelt wurden, und unter Verwendung komplexerer Rechenalgorithmen als jene, die hier dargestellt sind.
Der Korrekturparameter K02 des geschlossenen Kreises wird als Eingang einer Korrekturschaltung 29 zugeführt, die außerdem mit einer Vielzahl von Parametern Qt₁,...,Qt_i,...,Qt_N als Eingänge versorgt wird, die die Menge an Benzin darstellen, die den relevanten Zylindern durch die Einspritzanordnung 3 zuzuführen ist, um eine optimale Funktionsweise des Motors 2 zu erhalten. Die Parameter Qt₁,...,Qt_i,...,Qt_N werden (auf bekannte Weise) in einem offenen Kreis mit Hilfe einer elektronischen Schaltung 30 (zum Beispiel mit einer oder mehreren Leiterplatten) berechnet, die als Eingang mindestens einen Teil der besagten Informationssignale P empfängt.
Die Korrekturschaltung 29 ist dazu ausgelegt, auf bekannte Weise Parameter Qt₁,...,Qt_i,...,Qt_N (in einem offenen Kreis berechnet) mit einem Korrekturparameter K02 (in einem geschlossenen Kreis berechnet) in Korrelation zu bringen zwecks Berechnung einer Vielzahl von Parametern Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N, die die in einem geschlossenen Kreis berechnete Menge an Benzin darstellen, die den relevanten Zylindern zuzuführen ist.
Gemäß einem nichteinschränkenden Implementationsbeispiel wird jeder Parameter Qc1_i mit der Ordinalzahl i berechnet durch Multiplikation eines entsprechenden Parameters Qt_i für den Korrekturparameter K02, das heißt durch Entwickeln der folgenden Operation: Qc1i = Qti*K02
Die Parameter Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N werden einer weiteren Korrekturschaltung 31 zugeführt, die außerdem als Eingang das durch die Steueranordnung 22 erzeugte Freigabesignal A empfängt und als Ausgang die zu der Einspritzanordnung 3 zu übertragenden Parameter Qeff₁,...,Qeff_i,...,Qeff_N erzeugt; die Schaltung 31 ist dazu ausgelegt, eine Korrekturoperation (nachfolgend näher dargestellt) für die Parameter Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N ausschließlich dann zu entwickeln, wenn das Signal A einen hohen Logikwert annimmt, das heißt vorausgesetzt die Bedingungen für die Anwendbarkeit des Steuerverfahrens sind gültig.
Die durch die Schaltung 31 ausgeführte Korrektur ist effektiv dazu ausgelegt, die in einem geschlossenen Kreis berechnete Benzinmenge Qc1₁,...Qc1_i,...,Qc1_N anhand des Werts zweier als Gfett und Gmager bezeichneten Parameter zu modifizieren, die verstärkungskalibrierte Parameter sind und als Korrektoren zum Erhöhen oder Verringern der den Zylindern zuzuführenden Benzinmenge Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N dienen, um die Erwärmung des Katalysators 6 zu beschleunigen.
Der Block 15 umfaßt eine Rechenschaltung 32 (geeigneterweise realisiert durch eine Leiterplatte), die als Eingang wenigstens einen Teil der Informationssignale P empfängt und als Ausgang in Reaktion auf Eingaben und auf eine wohlbekannte Weise eine Vielzahl von Signalen t₁,...,t_i,...,t_N erzeugt, die den nominalen Explosionsmoment der Verbrennung in den Zylindern angeben (wobei t_i den nominalen Explosionsmoment im Zylinder mit der Ordinalzahl i darstellt). Der Block 15 umfaßt außerdem eine Korrekturschaltung 33, die als Eingang entweder von der Rechenschaltung 32 kommende Signale t₁,...,t_i,...,t_N oder das von der Steueranordnung 22 erzeugte Signal A empfängt und teff₁,...,teff_i,...,teff_N als Ausgangssignale erzeugt, die zu der Zündanordnung 8 zu übertragen sind; die Schaltung 33 ist dazu ausgelegt, die Korrektur der Signale t₁,...,t_i,...,t_N ausschließlich dann sicherzustellen, wenn das Signal A einen hohen Logikwert zeigt, d. h. nach Überprüfung der Bedingungen für die Anwendbarkeit des obengenannten Steuerverfahrens.
Die durch die Schaltung 33 vorgenommene Korrektur ist in der Tat dazu ausgelegt, die nominalen Explosionsmomente t₁,...,t_i,...,t_N anhand des Werts der zwei als Tmager und Tfett bezeichneten Zeitparameter zu modifizieren, wobei es sich hier um Parameter handelt, die eine Kalibrierung erlauben und als Korrektoren zur Beschleunigung oder Verzögerung des effektiven Explosionsmoments teff₁,...,teff_i,...,teff_N im Verhältnis zu ihren effektiven nominalen Momenten dienen.
2 zeigt eine einleitende Phase des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, die prüfen soll, ob die Bedingungen für die Anwendbarkeit des relevanten Verfahrens gegeben sind.
Insbesondere mit Bezug auf 2 wird nach dem Beginn mit einem Startblock als nächstes ein Block 100 erreicht, der eine Reihe von Operationen entwickelt, um die tatsächlichen Werte einer Vielzahl von Informationssignalen P zu steuern.
Insbesondere wird in Block 100 folgendes registriert:

– die Temperatur T1 der in den Ansaugkrümmer 4 gesaugten Luft;
– die Temperatur T2 der Kühlflüssigkeit des Motors 2; und
– die ab dem Anlassen des Motors 2 registrierte Zeit "temp".

Auf Block 100 folgt Block 110, der die in Block 100 registrierten Parameter mit Referenzwerten vergleicht, um das obige Verfahren in Gang zu setzen oder zu unterbinden. Insbesondere werden in Block 110 die folgenden Steueroperationen entwickelt: T2ref1 < T1 < T1ref1 (1) T2ref1 < T2 < T2ref2 (2) tref1 < temp < tref2 (3)wobei T1ref1, T1ref2, T2ref1, T2ref2, tref1, tref2 Referenzwerte darstellen, die in der Steueranordnung 22 gespeichert sind.
Auf Block 110 folgt ein Block 120, in dem alle Ungleichungen (1), (2) und (3) geprüft werden, andernfalls (außer bei einer nicht erfüllten Ungleichung) folgt Block 130 auf Block 110. Wenn alle der obigen Ungleichungen (1), (2) und (3) gleichzeitig erfüllt sind, impliziert dies, daß sich der Motor 2 in einem Betriebszustand unmittelbar nach einem "Kaltstart" befindet, und impliziert folglich, daß der Katalysator 6 die genannte Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat.
In Block 120 (nachfolgend erläutert) wird beim Einspritzen und Zünden eine Prüfung durchgeführt, die dazu ausgelegt ist, eine rasche Erwärmung des Katalysators 6 zu erreichen, während das stöchiometrische Luft/Benzin-Verhältnis (L/B) des dem Motor 2 zugeführten Gemisches bei einem solchen Erwärmungsvorgang aufrechterhalten wird. Nach der Auswahl von Block 120 muß das Freigabesignal A den relevanten hohen Logikwert annehmen, und infolgedessen ist der Ausgang 21u der Wählanordnung 21 mit dem Eingang 21a verbunden, der dem Summierknoten 23 den gefilterten Parameter λm zuführt; auf diese Weise wird bei den Steuervorgängen, die eine rasche Erwärmung des Katalysators 6 erreichen sollen, ein gefilterter Parameter λm verwendet.
In Block 130 wird eine Prüfung bekannter An bezüglich Einspritzung und Zündung durchgeführt, wobei das dem Motor 2 während des Betriebs des Motors 2 zugeführte Luft/Benzin-Verhältnis auf einem stöchiometrischen Wert gehalten wird, so daß der Katalysator 6 die Betriebstemperatur erreicht hat.
Block 120, in dem das Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung implementiert ist, wird nun anhand von 3 erläutert.
Von einem Anfangsblock (START) aus wird ein Initialisierungsblock 200 erreicht, wonach die Zylinder in zwei Unterbaugruppen Sfett und Smager unterteilt sind: Die Unterbaugruppe Sfett umfaßt die Zylinder, die mit einem fetten Gemisch versorgt werden müssen, das heißt gekennzeichnet durch ein Luft/Benzin-Verhältnis (L/B), das niedriger ist als das stöchiometrische Verhältnis, während die Unterbaugruppe Smager die Zylinder umfaßt, die mit einem mageren Gemisch versorgt werden müssen, das heißt einem Luft/Benzin-Verhältnis (L/B), das höher ist als das stöchiometrische Verhältnis. Bei der dargestellten Funktionsweise umfaßt die Unterbaugruppe Sfett einen einzigen Zylinder, zum Beispiel mit der Ordinalzahl i, während die Unterbaugruppe Smager die verbleibenden N – 1 Zylinder umfaßt.
Auf Block 200 folgt Block 201, der mit Hilfe der Schaltung 30 die Benzinmengen Qt₁,...,Qt_i,...,Qt_N berechnet, die den einzelnen Zylindern zugeführt werden sollten. Außerdem werden in Block 201 unter Verwendung der Schaltung 32 die Signale t₁,...,t_i,...,t_N für die nominalen Explosionsmomente der Verbrennung in den Zylindern berechnet.
Auf Block 201 folgt Block 202, in dem auf der Basis des Wertes des Parameters λo im Ausgang aus der Leiterplatte 24 (und ungefähr gleich dem Wert der stöchiometrischen Verhältnisse) und auf der Basis des Wertes des Parameters λm im Ausgang aus der Filteranordnung 19 zunächst der Fehlerparameter Δλ = λo – λm mit Hilfe des Summierknotens 23 berechnet wird und der Korrekturparameter K02 dann mit Hilfe der Schaltung 27 berechnet wird. Der Parameter K02 wird anschließend mit Hilfe der Korrekturschaltung 29 auf die Mengen Qt₁,...,Qt_i,...,Qt_N angewandt, um in einem geschlossenen Kreis zu den in die einzelnen Zylinder einzuspritzenden Mengen Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N zu gelangen.
Auf Block 202 folgt ein Block 203, in dem die Benzinmenge Qc1₁,...,Qc1_i,...,Qc1_N mit Hilfe der Korrekturschaltung 31 korrigiert wird, um die den einzelnen Zylindern effektiv zuzuführenden Benzinmengen Qeff₁,...,Qeff_i,...,Qeff_N zu erhalten. Insbesondere soll die durch die Schaltung 31 vorgenommene Korrektur sicherstellen, daß in dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder ein fetteres Gemisch bereitgestellt wird, während in den die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylindern jeweils ein mageres Gemisch bereitgestellt wird; die Benzinmenge Qeff₁, die dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder zuzuführen ist, erhält man tatsächlich durch Anwenden des Verstärkungsparameters Gfett (größer als Null) auf die entsprechende Benzinmenge Qc1_i gemäß dem folgenden Ausdruck: Qeffi = Qc1i*(1 + Gfett) (4)während man die Benzinmenge Qeffj (wobei j ∊ {1,..,N}, j≠i), die jedem die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylinder zuzuführen ist, erhält durch Anwenden des Verstärkungsparameters Gmager (kleiner als Null) auf die entsprechende Benzinmenge Qc1_j gemäß dem folgenden Ausdruck: Qeffj = Qc1j*(1 + Gmager) (5)
Auf diese Weise wird dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder ein fettes Gemisch zugeführt, während den die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylindern ein mageres Gemisch zugeführt wird. Die Parameter Gfett und Gmager sind so kalibriert, daß das dem Motor 2 insgesamt zugeführte Gemisch im wesentlichen stöchiometrisch ist.
Auf Block 203 folgt ein Block 204, in dem die Korrektur der nominalen Explosionsmomente t₁,...,t_i,...,t_N der Verbrennung in den Zylindern mit Hilfe der Korrekturschaltung 33 vorgenommen wird, um die effektiven Explosionsmomente teff₁,...,teff_i,...,teff_N zu erhalten. Die durch die Schaltung 33 vorgenommene Korrektur ist so ausgelegt, daß in dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder der effektive Zündmoment teff_i der Verbrennung gegenüber dem relativen nominalen Explosionsmoment t₁ verzögert ist, während in jedem die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylinder der Moment teff der effektiven Explosion der Verbrennung gegenüber dem relevanten nominalen Moment t_j vorweggenommen ist; tatsächlich erhält man den Moment der effektiven Zündung teff₁ in dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder durch Anwenden des Zeitparameters Tfett (größer als Null) auf den relevanten nominalen Moment t₁ gemäß dem folgenden Ausdruck: teffi = ti + Tfett (6)während man den effektiven Zündmoment teffj (wobei j ∊ {1,..,N}, j≠i) in jedem Smager bildenden Zylinder erhält durch Anwenden des Zeitparameters Tmager (kleiner als Null) auf den entsprechenden nominalen Moment tj gemäß dem folgenden Ausdruck: teffj = tj + Tmager (7)
Auf diese Weise wird die Verbrennung in dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder gegenüber dem nominalen Zündmoment verzögert, während die Verbrennung in den die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylindern gegenüber den relevanten nominalen Momenten vorweggenommen ist.
Der Parameter Tfett ist so kalibriert, daß die Verbrennung in dem die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylinder dann stattfindet, wenn die zu dem Zylinder gehörigen Auslaßventile (nicht dargestellt) teilweise geöffnet sind: auf diese Weise findet nicht die gesamte Verbrennung in dem relevanten Brennraum statt und ein Prozentsatz der dem Zylinder zugeführten Kraftstoffmenge Qeff_i wird in dem Auslaßkanal 5 verbrannt, was zu einer restlichen Verbrennung führt, die dem Katalysator 6 Wärme zuführt, so daß der Erwärmungsprozeß für den Katalysator 6 beschleunigt wird.
Der Parameter Tmager ist dagegen so kalibriert, daß die Verbrennung in den die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylindern ganz in den relevanten Brennräumen stattfindet und entlang des Auslaßkanals 5 sauerstoffreiche Verbrennungsgase bereitstellt, die die obengenannte restliche Verbrennung begünstigen können: auf diese Weise verhalten sich die die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylinder ähnlich wie eine an dem Auslaßkanal 5 entlang angeordnete Sauerstoffpumpe.
Die in den Blöcken 201 bis 204 durchgeführten Operationen erlauben eine Steuerung der den Zylindern im Verhältnis zu einem Takt des Motors 2 zuführenden effektiven Benzinmengen Qeff₁,...,Qeff_i,...,Qeff_N und erlauben gleichzeitig eine Steuerung der Momente teff₁,...,teff_i,...,teff_N der effektiven Explosion der Verbrennung im Verhältnis zu diesem Takt. Diese Operationen werden für jeden Takt des Motors 2 wiederholt, so daß die Bedingungen für die Anwendbarkeit des Verfahrens überprüft werden, das heißt bis das Freigabesignal A einen hohen Logikwert annimmt und folglich der Katalysator 6 die vorgegebene Betriebstemperatur nicht erreicht hat.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird in jedem Takt für eine Aktualisierung der Zusammensetzung der Unterbaugruppen Sfett und Smager gesorgt, um die Zylinder zu definieren, die in dem darauffolgenden Takt des Motors 2 mit einem fetten Gemisch bzw. einem mageren Gemisch versorgt werden müssen. Die Aktualisierung wird vorgenommen, um zu vermeiden, daß derselbe Zylinder in allen Takten des Motors 2 immer mit einem fetten Gemisch versorgt wird, und soll sicherstellen, daß alle Zylinder über eine gegebene Anzahl von Takten in der gleichen Weise betrieben werden, um eine gewisse Stabilität des von dem Motor 2 erhaltenen Drehmoments während der raschen Erwärmung des Katalysators 6 sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird im Anschluß an Block 204 die Aktualisierung der Zusammensetzung der Unterbaugruppen Smager und Sfett durch Block 205 gemäß einem vordefinierten Verfahren der Rotation der Zylinder erreicht. Insbesondere stellt das vordefinierte Rotationsverfahren sicher, daß bei einer Anzahl von Takten des Motors 2 gleich einer vorbestimmten Anzahl N von Zylindern jeder Zylinder ausschießlich in einem Takt mit einem fetten Gemisch versorgt wird (das heißt jeder Zylinder ist ausschließlich während eines Taktes Bestandteil der Unterbaugruppe Sfett) und während der übrigen Takte mit dem mageren Gemisch versorgt wird (oder jener Zylinder ist in den übrigen Takten Bestandteil der Unterbaugruppe Smager).
Gemäß der vorliegenden Form des Betätigungsblocks 205 wird die Aktualisierung der Unterbaugruppen Sfett und Smager auf folgende Weise sichergestellt:

– Während die Unterbaugruppe Sfett im effektiven Takt des Motors 2 einen der ersten N – 1 Zylinder enthält, zum Beispiel mit der Ordinalzahl i, wird die Unterbaugruppe Sfett im folgenden Takt nur den auf jenen speziellen Zylinder folgenden Zylinder enthalten, das heißt den Zylinder mit der Ordinalzahl i + 1, während die Unterbaugruppe Smager die übrigen Zylinder enthalten wird, das heißt alle Zylinder außer den mit der Ordinalzahl i + 1;
– während dagegen die Unterbaugruppe Sfett im effektiven Takt des Motors 2 den Zylinder mit der Ordinalzahl N enthält, wird die Unterbaugruppe Sfett im folgenden Takt nur den ersten Zylinder enthalten, während die Unterbaugruppe Smager die übrigen Zylinder enthält, das heißt alle Zylinder außer dem ersten. Mit anderen Worten, die durch Block 205 vorgenommene Aktualisierung stellt ein "Weiterdrehen" des mit dem fetten Gemisch zu versorgenden Zylinders sicher, während die Unterbaugruppe Smager immer komplementär ist zu der Unterbaugruppe Sfett. Auf den Ausgang von Block 205 folgt ein Block 206, in dem die Bedingungen für die Anwendbarkeit des Verfahrens noch einmal geprüft werden, wobei getestet wird, ob der Katalysator 6 seine Betriebstemperatur erreicht hat oder nicht. Dies geschieht dadurch, daß wie in Block 100 die Werte der Signale T1, T2 und temp registriert werden und anschließend wie in Block 110 geprüft wird, ob die Ungleichungen (1), (2) und (3) erfüllt sind.

Wenn die Ungleichungen (1), (2) und (3) erfüllt sind (d. h. das Freigabesignal A noch einmal einen hohen Logikpegel annimmt), wird zu Block 201 zurückgekehrt, wobei die Unterbaugruppen Sfett und Smager entsprechend aktualisiert sind, und die oben beschriebenen Operationen werden wiederholt; andernfalls (außer bei einer nicht erfüllten Ungleichung) tritt Block 130 in Kraft, und der besagte Zünd- und Einspritztest bekannter An wird durchgeführt, da der Katalysator 6 nun seine Betriebstemperatur erreicht hat.
In 4 und 5 ist die Anwendung des obengenannten Prüfverfahrens anhand eines Vierzylindermotors 2 dargestellt. Wie bereits beschrieben, besteht das Ergebnis darin, daß bei jedem Takt des Motors 2 die in den Zylinder mit der Ordinalzahl k einzuspritzende effektive Benzinmenge Qeff_k gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird: Qeffk = Qc1k*(1 + G)wobei G ein Verstärkungsparameter gleich Gmager (wobei Gmager < 0) ist, wenn der Zylinder mit der Ordinalzahl k Bestandteil der Unterbaugruppe Smager ist, oder gleich Gfett (wobei Gfett > 0) ist, wenn der Zylinder mit der Ordinalzahl k Bestandteil der Unterbaugruppe Sfett ist.
Analog dazu ergibt sich aus der obigen Beschreibung, daß der effektive Explosionsmoment teff_k der Verbrennung in dem Zylinder mit der Ordinalzahl k gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird: Teffk = tk + Twobei T ein Zeitparameter gleich Tmager (wobei Tmager < 0) ist, während der Zylinder mit der Ordinalzahl k Bestandteil der Unterbaugruppe Smager ist, oder gleich Tfett (wobei Tfett > 0) ist, wenn der Zylinder mit der Ordinalzahl k Bestandteil der Unterbaugruppe Sfett ist.
4 veranschaulicht die für Parameter G, Zylinder für Zylinder, angenommenen Werte gemäß der Abfolge von Takten des Motors 2, während 5 die für Parameter T, Zylinder für Zylinder, angenommenen Werte gemäß der Abfolge von tatsächlichen Takten darstellt. Aus 4 und 5 geht klar hervor, daß in jedem Takt ein einziger Zylinder Bestandteil der Unterbaugruppe Sfett ist und folglich der relative Parameter G den Wert Gfett annimmt und der Parameter T den Wert Tfett annimmt, während die anderen drei Zylinder Bestandteil der Unterbaugruppe Smager sind und folglich die relativen Parameter G die Werte Gmager annehmen und die relativen Parameter T die Werte Tmager annehmen. Somit sei angemerkt, daß der mit einem fetten Gemisch versorgte Zylinder Zyklus für Zyklus gemäß dem bereits beschriebenen vorbestimmten Rotationsverfahren rotiert wird.
Während des gesamten Prozesses der raschen Erwärmung des Katalysators 6 verbindet die Wählanordnung 21 den Eingang 21a mit dem Ausgang 21b, der den gefilterten Parameter λm dem Subtrahiereingang 23a des Summierknotens 23 zuführt. Das Filtern des Parameters λm am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 13 erfolgt hauptsächlich aufgrund der Tatsache, daß der Sauerstoffsensor 9, der sich im allgemeinen in der Nähe der Ausgänge der Zylinder befindet und besonders empfindlich ist, im allgemeinen plötzliche Schwankungen im Luft/Benzin-Verhältnis des den einzelnen Zylindern zugeführten Gemisches meldet; solche Schwankungen sind in der Tat nicht unbedeutend, da ein einziger Zylinder während zweier aufeinanderfolgender Takte des Motors 2 zuerst mit einem fetten Gemisch und anschließend mit einem mageren Gemisch versorgt werden kann, oder umgekehrt. Infolgedessen ist es möglich, daß das von dem Sensor 9 abgegebene Signal V aus hochfrequente Komponenten haben kann, die nicht so sehr repräsentativ sind für eine Schwankung im Luft/Benzin-Verhältnis des dem Motor 2 insgesamt zugeführten Gemisches, sondern für unerwartete Schwankungen in den einzelnen Zylindern. Solche Komponenten müssen daher ausgeschlossen werden, und aus diesem Grund ist die Filteranordnung 19 vorgesehen. Es sei auch angemerkt, daß der Sauerstoffsensor 19 zwar so kalibriert ist, daß er bei Schwankungen im Verhältnis des einem einzigen Zylinder zugeführten Luft/Benzin-Gemisches keinen Alarm gibt, sondern ausschließlich bei Schwankungen im Luft/Benzin-Verhältnis des dem Motor 2 insgesamt zugeführten Gemisches, die Anordnung 19 jedoch vielleicht nicht vorgesehen ist und der Ausgang des Wandlers 13 direkt mit dem Eingang 23a des Summierknotens 23 verbunden wäre. In diesem Fall wäre die Steueranordnung 22 daher mit ihrem Ausgang ausschließlich mit den Korrekturschaltungen 31 und 33 verbunden, um ihnen das Freigabesignal A zu liefern.
Gemäß einer nicht dargestellten Variation des oben für jeden Takt des Motors 2 beschriebenen Steuerverfahrens enthält die Unterbaugruppe Sfett eine spezifische Anzahl N 1 von Zylindern (wobei N1 < N, N 1 > 1), während die Unterbaugruppe Smager eine spezifische Anzahl N2 von Zylindern enthält (wobei N2 < N und N1 + N2 ≤ N): das heißt, daß für jeden Takt des Motors 2 eine Anzahl N1 von Zylindern ein fettes Gemisch erhält, während eine Anzahl N2 von Zylindern ein mageres Gemisch erhält, so daß das Luft/Benzin-Verhältnis des dem Motor 2 insgesamt zugeführten Gemisches im wesentlichen stöchiometrisch ist.
Gemäß diesen Variationen werden die Unterbaugruppen Smager und Sfett weiterhin bei jedem Takt des Motors 2 gemäß einem vorbestimmten Rotationsverfahren für die Zylinder aktualisiert; dieses Verfahren kann von dem bereits beschriebenen Verfahren verschieden sein und ist so ausgelegt, daß sichergestellt ist, daß alle Zylinder über eine gegebene Anzahl von Takten des Motors 2 in gleicher Weise betrieben werden.
Außerdem ist klar, daß es zum Erzielen der raschen Erwärmung des Katalysators 6 nicht notwendig ist, den Explosionsmoment der Verbrennung in allen die Unterbaugruppe Sfett bildenden Zylindern zu verzögern, und es genügt, den Explosionsmoment in einem Teil der besagten Zylinder zu verzögern. Analog dazu muß zur Begünstigung der restlichen Verbrennung der Explosionsmoment der Verbrennung in jedem der die Unterbaugruppe Smager bildenden Zylinder nicht vorweggenommen werden, und es genügt, den Explosionsmoment ausschließlich in einem Teil der besagten Zylinder vorwegzunehmen.
Schließlich ist klar, daß an dem oben beschriebenen Steuerverfahren Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dadurch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu überschreiten.
So ist es zum Beispiel möglich, daß trotz der Überprüfung der Bedingungen für die Anwendbarkeit der Strategie zum Beschleunigen der Erwärmung des Katalysators 6 die von den Korrekturschaltungen 31 und 33 vorgenommene Korrektur für eine Anzahl von Takten des Motors 2 unterbunden wird. In diesen Takten können die effektiven Explosionsmomente der Verbrennung in den Zylindern nominale Explosionsmomente sein, während die den Zylindern zugeführte effektive Benzinmenge in einem geschlossenen Kreis berechnet wird.
Es sei betont, daß die obengenannte Strategie zum Erwärmen des Katalysators vor allem dann angewandt wird, wenn der Motor unter minimalen Bedingungen läuft, wobei es bekannt ist, daß die nominalen Zündmomente t₁,...,t_i,...,t_N des Zylinders gegenüber den Zündmomenten t_1opt,...,t_iopt,...,t_Nopt verzögert sind, was die Verteilung des maximalen Drehmoments seitens jedes Zylinders garantieren würde.
Die notwendigen Bedingungen zum Beschleunigen der Erwärmung des Katalysators stellen sicher, daß die effektiven Zündmomente teffk der mit dem fetten Gemisch versorgten Zylinder gegenüber den relativen nominalen Zündmomenten tk verzögert sind.
Die Verzögerung in den effektiven Zündmomenten in den fetten Zylindern bedeutet einen Verlust an Drehmoment im Vergleich zu dem Drehmoment, das man erhalten würde, wenn diese Momente mit den nominalen Zündmomenten zusammenfallen. Infolgedessen ist es notwendig, daß die gesamte Verzögerung so festgelegt wird, daß ein Kompromiß erzielt wird zwischen der Notwendigkeit, den Erwärmungsprozeß soweit wie möglich zu beschleunigen, und der Notwendigkeit, die Kompensation des Drehmoments nicht scheitern zu lassen, was der Fahrer spüren würde, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigt würde.
Sollte also der effektive Zündmoment in den fetten Zylindern verzögert sein und sollten die effektiven Zündmomente in den mageren Zylindern die nominalen Zündmomente sein, würde dies dennoch zu einer Beschleunigung des Erwärmungsprozesses führen, doch die Notwendigkeit, ein in geeigneter Weise ausgeglichenes Drehmoment zu erhalten, würde die Aufrechterhaltung recht begrenzter Verzögerungen insgesamt bedeuten, was zur Folge hat, daß der Katalysator im allgemeinen immer noch recht langsam erwärmt wird.
Wenn dagegen anstatt die effektiven Zündmomente in den fetten Zylindern zu verzögern, die Zündmomente in den mageren Zylindern so vorweggenommen werden, daß sie sich den Momenten t_kopt annähern können, die die Verteilung des maximalen Drehmoments garantieren, ist es möglich, Drehmoment wiederzugewinnen. Dies erlaubt relativ konstante Zündverzögerungen in den fetten Zylindern, so daß es zu einer Verbrennungszündung kommt, wenn sich die relevanten Kolben jenseits des oberen Totpunkts befinden. Bei einer solchen Vorgehensweise ist es möglich, daß der Prozeß der Erwärmung des Katalysators viel schneller stattfindet, wodurch ausgeschlossen wird, daß es zu Drehmomentschwankungen kommt, die der Fahrer spürt.
Daraus folgt, daß das Verfahren der Vorwegnahme der effektiven Zündmomente in den mageren Zylindern dazu führt, daß das Verfahren eine deutliche Zunahme der Beschleunigung der Erwärmung des Katalysators erlaubt.
In der Tat haben vom Anmelder vorgenommene experimentelle Untersuchungen gezeigt, daß die Vorwegnahme der Zündung in dem mageren Zylinder eine deutliche Verkürzung des zum Anheben der Katalysatortemperatur erforderlichen Zeitintervalls (bis zu einer Halbierung des Intervalls) erlaubt, während die Verkürzung wesentlich weniger signifikant ist, wenn der Zündmoment des mageren Zylinders gleich dem nominalen Zündmoment gehalten wird.

Claims

Verfahren zum Steuern des Einspritzens und Zündens des Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Verbrennungsmotor (2), um die Erwärmung eines längs des Auslaßkanals (5) des Motors (2) angeordneten Katalysators (6) zu beschleunigen, wobei der Motor (2) eine gegebene Anzahl (N) von Zylindern, eine Einspritzanordnung (3) zum Zuführen von Kraftstoff zu den Zylindern und eine Zündanordnung (8) zum Steuern des Beginns der Verbrennung der Zylinder umfaßt; wobei das Verfahren die folgenden Stufen umfaßt: a) einer ersten Unterbaugruppe (Sfett) einer gegebenen Anzahl (N) von Zylindern wird ein fettes Gemisch zugeführt, bei dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Vergleich zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisch einen niedrigen Wert annimmt; und b) einer zweiten Unterbaugruppe (Smager) einer gegebenen Anzahl (N) von Zylindern wird ein mageres Gemisch zugeführt, bei dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Vergleich zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisch einen hohen Wert annimmt, und zwar so, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des gesamten dem Motor (2) zugeführten Gemisches im wesentlichen stöchiometrisch ist; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgende Stufe c) umfaßt: der effektive Moment der Verbrennungsexplosion (teff) im Verhältnis zu einem nominalen Moment der Explosion (t) wird zumindest in einem Teil der mit dem fetten Gemisch versorgten Zylinder so verzögert, daß es längs des Auslaßkanals (5) zu einer restlichen Verbrennung kommt, die die Erwärmung des Katalysators (6) beschleunigt; wobei die erste und die zweite Unterbaugruppe (Sfett) einen Kardinalwert gleich eins haben.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgende Stufe umfaßt: d) der effektive Moment der Verbrennungsexplosion (teff) des Gemisches im Verhältnis zum nominalen Moment der Explosion (t) wird zumindest in einem Teil der mit magerem Gemisch versorgten Zylinder antizipiert, um die restliche Verbrennung zu begünstigen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Stufe c) eine Stufe ist, bei der in jedem der mit fettem Gemisch versorgten Zylinder das effektive Moment der Explosion (teff) im Vergleich zum nominalen Moment der Explosion (t) verzögert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem Stufe d) eine Stufe ist, bei der in jedem der mit magerem Gemisch versorgten Zylinder der effektive Moment der Explosion (teff) im Vergleich zum nominalen Moment der Explosion (t) antizipiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die erste und die zweite Unterbaugruppe (Sfett, Smager) im Verhältnis zu der spezifischen Anzahl (N) von Zylindern zueinander komplementär sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das die folgende Stufe umfaßt: e) die Zusammensetzung der ersten und der zweiten Unterbaugruppe (Sfett, Smager) wird nach einer voreingestellten Rotationsprozedur für die Zylinder zyklisch aktualisiert.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die voreingestellte Prozedur verlangt, daß bei einer Anzahl von Takten des Motors (2) gleich der gegebenen Anzahl (N) von Zylindern jeder Zylinder ausschließlich in einem Takt mit einem fetten Gemisch versorgt wird und in den verbleibenden Takten mit magerem Gemisch versorgt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem Stufe c) die folgenden Unterstufen umfaßt: c1) der nominale Moment der Explosion (t) der Verbrennung in den Zylindern der ersten Unterbaugruppe (Sfett) wird anhand einer Vielzahl von Informationssignalen (P) für eine Betriebsstufe der Befeuerung des Motors (2) berechnet (32); c2) auf den nominalen Moment der Explosion (t) wird eine Verzögerung (tfett) angewandt (33), die eine Kalibrierung erlaubt, um den effektiven Explosionsmoment (teff) zu erhalten; c3) der Zündanordnung (8) wird befohlen, die Verbrennung in den Zylindern der ersten Unterbaugruppe (Sfett) im Moment der effektiven Explosion (teff) in Gang zu setzen.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem Stufe d) die folgenden Unterstufen umfaßt: d1) der nominale Moment der Explosion (t) der Verbrennung in den Zylindern der zweiten Unterbaugruppe (Smager) wird anhand einer Vielzahl von Informationssignalen (P) für eine Betriebsstufe der Befeuerung des Motors (2) berechnet (32); d2) auf den nominalen Moment der Explosion (t) wird eine Verzögerung (tmager) angewandt (33), die eine Kalibrierung erlaubt, um den effektiven Explosionsmoment (teff) zu erhalten; und d3) der Zündanordnung (8) wird befohlen, die Verbrennung in den Zylindern der zweiten Unterbaugruppe (Smager) genau im Moment der effektiven Explosion (teff) in Gang zu setzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Stufen a) und b) die folgenden weiteren Unterstufen umfassen: – Registrieren eines Signals (Vaus) für die stöchiometrische Zusammensetzung der Abgase mittels Sauerstoffsensoreinrichtungen (9), die längs des Auslaßkanals (5) stromaufwärts von dem Katalysator (6) angeordnet sind; – Umwandeln (10) des Signals (Vaus) für die stöchiometrische Zusammensetzung in einen gemessenen Parameter (λm) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des dem Motor (2) zugeführten Gemisches; – Berechnen (24) eines objektiven Parameters (λo) für das erforderliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis anhand einer Vielzahl von Informationssignalen (P) für eine Betriebsstufe der Befeuerung des Motors (2); – Vergleichen (23) des gemessenen Parameters (λm) mit dem objektiven Parameter (λo) zur Berechnung eines Fehlerparameters (Δλ); – für jeden Zylinder wird anhand einer Vielzahl von Informationssignalen (P) eine jeweilige theoretische Kraftstoffmenge (Qt) berechnet (30), die dem Zylinder mit Hilfe der Einspritzanordnung (3) für den Motor (2) wahrscheinlich zugeführt werden wird; – der Fehlerparameter (Δλ) wird verarbeitet (27), um einen Korrekturparameter (KO2) zu berechnen, der auf die jeweilige theoretische Kraftstoffmenge (Qt) angewandt werden soll (29), um die jeweilige geregelte Kraftstoffinenge (Qc1) zu erhalten; – mit Hilfe eines ersten Parameters (Gfett), der die Kalibrieriung erlaubt, wird die gesteuerte Kraftstoffmenge (Qc1) für jeden Zylinder der ersten Unterbaugruppe (Sfett) korrigiert (31), um eine entsprechende effektive Kraftstoffmenge (Qeff) zu erhalten, die in den Zylinder eingespritzt werden soll; und mit Hilfe eines zweiten Parameters (Gmager), der die Kalibrierung erlaubt, wird die gesteuerte Kraftstoffmange (Qc1) für jeden Zylinder der zweiten Unterbaugruppe (Smager) korrigiert (31), um eine entsprechende effektive Kraftstoffmenge (Qeff) zu erhalten, die in den Zylinder eingespritzt werden soll; wobei außerdem die folgende Stufe vorgesehen ist: f) Filtern (19) des Signals (Vaus) für die stöchiometrische Zusammensetzung der Abgase vor dem Vergleich des gemessenen Parameters (λm) mit dem objektiven Parameter (λo); wobei in Phase f) möglicherweise vorhandene hochfrequente Komponenten aus dem Signal (Vaus) für die stöchiometrische Zusammensetzung eliminiert werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Registrieren (100) der von einer Vielzahl von Informationssignalen (P) angenommenen Werte mit einem Betriebszustand des Motors (2) korreliert, und es wird ein Freigabesignal (A) für die Implementierung aller Stufen erzeugt, wenn die registrierten Werte einem vorbestimmten Verhältnis mit jeweiligen Referenzwerten genügen.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Vielzahl von Informationssignalen (P) ein erstes Signal T1 für die Lufttemperatur, ein zweites Signal T2 für die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors (2) und ein drittes Signal temp für den Zeitverzug gegenüber dem Anfahren des Motors umfaßt; wobei das Freigabesignal (A) immer dann erzeugt wird, wenn es Ergebnisse gibt wie zum Beispiel: T1ref1 < T1 < T1ref2 T2ref1 < T2 < T2ref2 tref1 < temp < tref2wobei T1ref1, T1ref2, T2ref1, T2ref2, tref1, tref2 die Referenzwerte darstellen.