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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Luft-Kraftstoffverhältnissteuergerät für einen
Verbrennungsmotor, das entwickelt ist, um den Wert einer Ausgabe
eines Luft-Kraftstoffverhältnissensors,
der stromabwärts
einer Abgasemissionssteuervorrichtung installiert ist, unter einer Regelung
in Übereinstimmung
mit einem Zielwert zu bringen.
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JP 2005-163 594 A offenbart
einen Dieselmotor, der mit einer Abgasemissionssteuervorrichtung,
einem Kraftstoffzusatzventil und einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor ausgestattet ist.
Die Abgasemissionssteuervorrichtung ist in einem Auslass- bzw. Abgasrohr
des Verbrennungsmotors installiert und arbeitet, um Stickoxide (NOx)
in diesem zu absorbieren. Das Kraftstoffzusatzventil ist stromaufwärts der
Abgasemissionssteuervorrichtung installiert, und arbeitet um den
Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen
bzw. zuzusetzen. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor ist stromabwärts der
Abgasemissionssteuervorrichtung installiert. Typische Luft-Kraftstoffverhältnissteuersysteme
für solch
einen Dieselmotor sind entwickelt, um den Verbrennungsmotor bei
einem Luft-Kraftstoffverhältnis
zu betreiben, das magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist,
in den meisten Betriebszuständen.
In solchen Zuständen
ist die Abgasemissionssteuervorrichtung aktiviert, um NOx zu fangen,
das in dem Abgas enthalten ist. Wenn die Menge von NOx, die in der
Abgasemissionssteuervorrichtung gefangen ist, eine bestimmte obere
Grenze übersteigt,
arbeitet das System, um das Kraftstoffzusatzventil zu öffnen, um
den Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen, um den Wert einer Ausgabe
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
in Übereinstimmung
mit ungefähr
dem stöchiometrischen
Verhältnis zu
bringen, wodurch NOx in der Abgasemissionssteuervorrichtung verringert
wird.
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Das
Zusetzen des Kraftstoffs zu dem Abgas führt zu einem Unterschied zwischen
dem Wert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
und einem tatsächlichen
Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemischs, das in den Verbrennungsmotor während dessen Verbrennungsprozess
zugeführt wird.
Es ist somit unmöglich
den Zustand der Verbrennung in den Verbrennungsmotor unter Verwendung
der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors korrekt zu wissen
bzw. zu erfassen, was zu einem Fehler in der Regelung führt. Um
dieses Problem zu verringern, kann auch ein zusätzlicher Luft-Kraftstoffverhältnissensor
stromaufwärts
der Abgasemissionssteuervorrichtung installiert sein oder ein Drucksensor
kann verwendet werden, um den Druck in einer Verbrennungskammer
des Verbrennungsmotors zu messen. Dies führt jedoch zu einer erhöhten Anzahl
der Teile des Systems.
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Die
DE 198 47 874 A1 offenbart
ein Verfahren zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer mager betriebenen
Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist einen NOx-Speicherkatalysator
auf, der im normalen Betrieb mit NOx beladen wird und der im Regenrationsbetrieb
vom gespeicherten NOx gereinigt wird. Im Regenerationsmodus wird
eine Kraftstoff-Haupteinspritzmenge auf einen vorbestimmten Wert
eingestellt und eine Kraftstoff-Nacheinspritzmenge
entsprechend einem fetten Luft-Kraftstoffverhältnis eingestellt.
Aus der
DE 198 47
874 A1 ist nicht bekannt, dass die Haupteinspritzmenge
entsprechend der Menge an nacheingespritztem Kraftstoff korrigiert
wird.
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Es
ist deshalb eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands
der Technik zu vermeiden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Luft-Kraftstoffverhältnissteuergerät vorzusehen, das
entwickelt ist, um den Verbrennungszustand eines Gemischs in einem Verbrennungsmotor
korrekt unter Verwendung einer Ausgabe eines Luft-Kraftstoffverhältnissensors,
der stromabwärts
einer Abgasemissionssteuervorrichtung installiert ist, während eines
Regenerationssteuerungsmodus zu steuern, um die Abgasemissionssteuervorrichtung
unter Verwendung von zusätzlichem
Kraftstoff zu regenerieren.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Luft-Kraftstoffverhältnissteuergerät für einen
Verbrennungsmotor vorgesehen, das mit einer Abgasemissionssteuervorrichtung
ausgestattet ist, durch die Abgas strömt, das von dem Verbrennungsmotor
abgegeben wird. Das Gerät
weist einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor
und ein Steuerelement auf. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor
reagiert auf eine bestimmte Komponente des Abgases, das stromabwärts der
Abgasemissionssteuervorrichtung strömt, um eine Ausgabe als eine
Funktion eines Luft-Kraftstoffverhältnisses eines Gemisches zu
erzeugen, das in den Verbrennungsmotor zugeführt bzw. eingefüllt wird.
Das Steuerelement arbeitet in einem Rückkopplungssteuerungsmodus
bzw. Regelungsmodus, um einen tatsächlichen Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches während
eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors, der auf Basis
der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors bestimmt wird,
in Übereinstimmung
mit einem Zielwert zu bringen. Das Steuerelement arbeitet auch in
einem Regenerationssteuerungsmodus, um einen Teil bzw. Anteil des
Abgases, das um die Abgasemissionssteuervorrichtung herum strömt, während des Verbrennungsprozesses
so zu steuern, dass die Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
einen Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches an einer
fetten Seite des Zielwerts darstellt, um die Abgasemissionssteuervorrichtung
zu regenerieren. Wenn der Regenerationssteuerungsmodus begonnen
wird, entfernt das Steuerelement einen Fehler, der von einem Steuern
des Anteils des Abgases herrührt,
von dem Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses des
Gemisches, der durch die Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
dargestellt ist, um den tatsächlichen
Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches für
eine Verwendung in dem Regelungsmodus zu bestimmen. Dies stellt
die Stabilität der
Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches während
des Regenerationssteuerungsmodus sicher.
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In
der bevorzugten Form der Erfindung arbeitet das Steuerelement in
dem Regenerationssteuerungsmodus, um Kraftstoff zu einer Linie bzw.
Leitung hinzuzufügen,
die sich von einem Einlassrohr zu einem Auslassrohr durch den Verbrennungsmotor hindurch
erstreckt, um den Anteil des Abgases zu steuern, der um die Abgasemissionssteuervorrichtung
herum strömt,
um die Abgasemissionssteuervorrichtung zu regenerieren. Das Steuerelement
bestimmt den tatsächlichen
Wert AbyFc des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches gemäß einer
Beziehung von AbyFc = Ga/(Ga/AbyFr – F), wobei Ga eine Luftmenge
ist, die in den Verbrennungsmotor zugeführt wird, AbyFr ein Wert der
Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
ist, und F eine Menge des Kraftstoffs ist, der zu der Leitung hinzugefügt wird.
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Das
Steuerelement arbeitet auch wahlweise in einem normalen Steuerungsmodus
und in einem Übergangssteuerungsmodus.
Der normale Steuerungsmodus ist vorgesehen, um den Wert des Ausgabe
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
in Übereinstimmung
mit dem Zielwert zu bringen. Der Übergangssteuerungsmodus wird
nach dem Regenerationssteuerungsmodus und vor dem Normalsteuerungsmodus
begonnen, um den tatsächlichen
Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemischs auf Basis der Menge von Luft, die in den Verbrennungsmotor zugeführt wird,
und der Menge von Kraftstoff zu bestimmen, die in den Verbrennungsmotor
eingespritzt wird, um den Verbrennungsprozess zu erreichen, und
um den bestimmten tatsächlichen
Wert in Übereinstimmung
mit dem Zielwert zu bringen. Dies verhindert das Abnehmen der Steuerbarkeit
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
aufgrund einer Zeitverzögerung zwischen
dem Ende des Regenerationssteuerungsmodus und einem Verschwinden
der Effekte des Kraftstoffzusetzens zu dem Abgas auf die Ausgabe
des Luft-Kraftstoffverhältnissensors.
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Das
Gerät hat
ein Kraftstoffzusatzventil, das in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors
installiert ist und arbeitet, um den Kraftstoff zu dem Abgassystem
hinzuzufügen,
um den Anteil des Abgases zu steuern, der um die Abgasemissionssteuervorrichtung
herum strömt.
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Die
Abgasemissionssteuervorrichtung ist entwickelt, um Stickoxide zu
absorbieren, die in dem Abgas enthalten sind. Das Steuerelement
arbeitet, um die absorbierten Stickoxide zu verringern, um die Abgasemissionssteuervorrichtung
in dem Regenerationssteuerungsmodus zu regenerieren.
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Das
Steuerungselement arbeitet, um den Anteil des Abgases in dem Regenerationssteuerungsmodus
zu steuern, um eine Verschlechterung der Abgasemissionssteuerungsvorrichtung
rückgängig zu
machen, die von einem Leiden unter Schwefel herrührt.
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Der
Zielwert ist um eine untere Grenze eines Bereichs herum eingestellt,
der erfordert ist, um eine Stabilität der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor
sicher zu stellen, wodurch bewirkt wird, dass eine große Menge
von unverbranntem Kraftstoff, der in dem Abgas enthalten ist, von
dem Verbrennungsmotor abgegeben wird. Dies minimiert die Menge von Kraftstoff,
die zu dem Abgas während
des Regenerationssteuerungsmodus hinzugefügt werden soll.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische Ansicht, die ein Luft-Kraftstoffverhältnissteuerungssystem der Erfindung
zeigt;
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2(a) eine Ansicht, die ein Schalten zwischen einem
Regenerationssteuerungsmodus, um eine Abgasemissionssteuervorrichtung
zu regenerieren, und einem Nicht-Regenerationssteuerungsmodus zeigt,
um die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung nicht zu regenerieren.
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2(b) eine Ansicht, die eine Variation einer Ausgabe
eines Luft-Kraftstoffverhältnissensors bei
drei Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsmoden zeigt:
einem normalen Steuerungsmodus, einem Regenerationssteuerungsmodus
und einem Übergangssteuerungsmodus;
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3 ein
Flussdiagramm eines Programms, das durch das Luft-Kraftstoffverhältnissteuerungssystem
von 1 ausgeführt
werden soll, um die Menge von Kraftstoff zu steuern, die zu einem
Abgas hinzugefügt
werden soll, um eine Abgasemissionssteuervorrichtung zu regenerieren;
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4 ein
Flussdiagramm eines Programms, das durch das Luft-Kraftstoffverhältnissteuerungssystem
von 1 ausgeführt
werden soll, um einen von folgenden Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsmoden auszuwählen: einem
normalen Steuerungsmodus, einem Übergangssteuerungsmodus
und einem Regenerationssteuerungsmodus;
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5 ein
Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das durch das Luft-Kraftstoffverhältnissteuerungssystem von 1 in
dem normalen Steuerungsmodus ausgeführt wird, der in dem Programm
von 4 ausgewählt
wird;
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6 ein
Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das durch das Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem
von 1 in dem Regenerationssteuerungsmodus ausgeführt wird,
der in dem Programm von 4 ausgewählt wird, und
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7 ein
Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das durch das Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem
von 1 in dem Übergangssteuerungsmodus
ausgeführt
wird, der in dem Programm von 4 ausgewählt wird.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf 1, ist ein
Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem
gezeigt, das entwickelt ist, um zum Beispiel ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines
Gemisches, das einem Automobildieselmotor 10 zugeführt werden
soll, durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 zu regeln
bzw. Rückkopplungszusteuern.
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Der
Verbrennungsmotor 10 hat beispielsweise vier Zylinder und
ist mit einem Einlassrohr 12 verbunden, in dem ein Luftreinigungselement 14,
ein Luftmengenmesser 15, ein Kühler 16 und ein Drosselventil 18 installiert
sind. Das Einlassrohr 12 ist mit einer Verbrennungskammer 20 von
jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 10 verbunden. Der
Verbrennungsmotor 10 hat auch Kraftstoffeinspritzelemente 24,
durch die der Kraftstoff, der bei einem gesteuerten hohen Druck
innerhalb der Common-Rail 22 akkumuliert ist, eingespritzt
wird, um ein Luft-Kraftstoffgemisch zu erzeugen, das wiederum in den
Verbrennungskammer 20 verbrannt wird, wodurch ein Ausgabemoment
des Verbrennungsmotors 10 entwickelt wird.
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Der
Verbrennungsmotor 10 ist auch mit einem Auslassrohr 26 verbunden,
durch das Abgas abgegeben wird. Das Auslassrohr 26 hat
in sich einen Oxidationskatalysator 28 und einen NOx-Absorptionskatalysator 30 installiert,
die als eine Abgasemissionssteuervorrichtung arbeiten, um Stickoxide (NOx)
zu absorbieren und diese zu reduzieren. In dem Auslassrohr 26 ist
zwischen dem Oxidationskatalysator 28 und dem NOx-Absorptionskatalysator 30 ein
Kraftstoffzusatzventil 32 installiert, das arbeitet, um
Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen.
Ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor 34 ist
stromabwärts des
NOx-Absorptionskatalysators 30 angeordnet. Der
Luft-Kraftstoffverhältnissensor 34 ist
mit einem Zirkonoxid-Festelektrolytkörper ausgestattet
und reagiert auf eine bestimmte Komponente (z. B. O2),
die in dem Abgas enthalten ist, um ein Signal als eine Funktion
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches zu produzieren, das in den Verbrennungsmotor 10 gefüllt bzw.
zugeführt
wird. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 34 hat
eine typische Struktur, und auf eine detaillierte Erklärung von
diesem wird an dieser Stelle verzichtet.
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Ein
Turbolader mit variabler Düse
bzw. Verstelllader 36 ist zwischen dem Einlassrohr 12 und dem
Auslassrohr 26 installiert. Der Verbrennungsmotor 10 ist
auch mit einer EGR-Vorrichtung (Abgasrezirkulationsvorrichtung)
verbunden, die arbeitet, um einen Teil bzw. Anteil des Abgases (nachstehend auch
als EGR-Gas bezeichnet) in das Einlassrohr 12 wieder zu
zuführen.
Die EGR-Vorrichtung besteht aus einem EGR-Rohr 38 und einem
EGR-Ventil 40. Das EGR-Rohr 38 verbindet das Einlassrohr 12 und das
Auslassrohr 28. Das EGR-Ventil 40 arbeitet, um einen Öffnungsquerschnitt
in dem EGR-Rohr 38 zu regulieren, um die Menge des EGR-Gases
zu steuern, die zu dem Einlassrohr 12 zurückgeführt werden soll.
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Das
Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem hat
auch einen Kurbelwinkelsensor 42, einen Gaspedalpositionssensor 44,
etc., die arbeiten, um Signale auszugeben, die Betriebszustände des
Verbrennungsmotors 10 anzeigen. Der Kurbelwinkelsensor 42 arbeitet,
um beispielsweise ein rechteckiges Kurbelwinkelsignal bei bestimmten
Winkelintervallen (z. B. 30°CA)
einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 zu der ECU 50 auszugeben.
Der Gaspedalpositionssensor 44 arbeitet, um einen Kraftaufwand
eines Fahrers auf ein Gaspedal oder eine Position eines Gaspedals
(nicht dargestellt) zu messen, und ein diesbezügliches Signal zu der ECU 50 auszugeben.
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Die
ECU 50 ist durch einen typischen Mikrocomputer realisiert,
der im Wesentlichen aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, etc. besteht,
und arbeitet, um verschiedene Motorsteuerprogramme auszuführen, die
in dem ROM gespeichert sind, um Operationen der Einspritzelemente 24 auf
Basis von sensorüberwachten
momentanen Betriebszuständen
des Verbrennungsmotors und Anforderungen eines Fahrers zu steuern,
um die Ausgabe des Verbrennungsmotors 10 auf einen erforderten
Wert einzustellen. Im Speziellen berechnet die ECU 50 das erforderte
Moment, das von dem Verbrennungsmotor 10 ausgegeben werden
soll, auf Basis der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10,
die durch die Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 42 gemessen
wird, und der Position des Gaspedals, die durch den Gaspedalpositionssensor 44 gemessen
wird, wandelt das erforderte Moment mathematisch in eine Zielmenge
von Kraftstoff um, die von jedem der Einspritzelement 24 eingespritzt
werden soll, und betätigt
die Einspritzelement 24, um das Einspritzen der Zielmenge
von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 10 zu erreichen.
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Die
ECU 50 arbeitet auch, um Emissionen zu steuern, die von
dem Verbrennungsmotor zu der Außenseite
durch das Auslassrohr 26 hindurch abgegeben werden. Im
Speziellen steuert die ECU 50 die Verbrennung von Kraftstoff
in dem Verbrennungsmotor 10 bei einem Luft-Kraftstoffverhältnis, das
magerer als das stöchiometrische
Verhältnis
(14,7:1) ist, um NOx, das in dem Abgas enthalten ist, das von den Verbrennungskammern 20 abgegeben
wird, in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 zu
fangen oder zu absorbieren. Wenn eine Bedingung erfüllst ist,
bei der erwartet wird, dass die Menge von NOx in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 ein
bestimmtes Niveau erreicht, betätigt
die ECU 50 das Kraftstoffzusatzventil 32, um den
Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen,
um das Luft-Kraftstoffverhältnis
des Abgases, das stromaufwärts
des NOx-Absorptionskatalysators 30 strömt, nahe zu dem stöchiometrischen Verhältnis für ein Verringern
von NOx zu bringen.
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Zusätzlich,
wenn eine Bedingung erfüllt
ist, bei der erwartet wird, dass die Menge von Schwefel, die in
dem NOx-Absorptionskatalysator 30 absorbiert wird,
sich mit einer Abnahme der Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionselements 30 erhöht, betätigt die
ECU 50 das Kraftstoffzusatzventil 32, um den Kraftstoff
zu dem Abgas hinzuzufügen,
um das Luft-Kraftstoffverhältnis
des Abgases, das stromaufwärts
des NOx-Absorptionskatalysators 30 strömt, nahe zu dem stöchiometrischen
Verhältnis
zu bringen, wodurch die Verschlechterung des NOx- Absorptionskatalysators 30 rückgängig gemacht
wird, die von einem Leiden unter dem Schwefel verursacht wird.
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Ein
Reduzierelement, wie Kohlenwasserstoff (HC), das in dem Kraftstoff
enthalten ist, der durch das Kraftstoffzusatzventil 32 hinzugefügt werden
soll, hat gewöhnlich
eine größere Korngröße (das
heißt Partikeldurchmesser)
und ist schwerer als das, das in dem unverbrannten Kraftstoff enthalten
ist, der von den Verbrennungskammern 20 des Verbrennungsmotors 10 ausgegeben
wird. Dies bewirkt, dass der Kraftstoff, der zu dem Abgas hinzugefügt wird,
für eine
Reaktion in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 weniger
anfällig
ist, so dass das meiste von diesem Kraftstoff stromabwärts des
NOx-Absorptionskatalysators 30 unverändert abgegeben
wird. Es ist deshalb ratsam, dass das Abgas, das von den Verbrennungskammern 20 abgegeben
wird, so fett wie möglich
gemacht wird, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu regenerieren.
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Eine Änderung
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Abgases, das von den Verbrennungskammern 20 abgegeben
wird, zwischen einem Regenerationssteuerungsmodus, in dem die ECU 50 den NOx-Absorptionskatalysator 30 regeneriert,
und einem Nicht-Regenerationssteuerungsmodus, in dem die ECU 50 nicht
arbeitet, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu regenerieren,
führt zu
einer unerwünschten Änderung
des Verbrennungszustands des Gemisches in den Verbrennungskammern 20. Um
dieses Problem zu verringern, ist die ECU 50 entworfen,
um das Abgas, das von den Verbrennungskammern 30 abgegeben
wird, so fett wie möglich
innerhalb eines bestimmten mageren Bereichs zu machen, ungeachtet
davon, ob die ECU 50 in dem Regenerationssteuerungsmodus
oder in dem Nicht-Regenerationssteuerungsmodus
ist. Es ist jedoch im Hinblick auf die Stabilität der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 10 ratsam,
dass das Gemisch in den Verbrennungskammern 20 magerer
als das stöchiometrische
Verhältnis
ist, um die Ausgabe von dem Verbrennungsmotor 10 sicherzustellen.
Die Anfettung des Gemisches in den Verbrennungskammern 20 trägt deshalb
zu der Instabilität
der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 10 bei, wodurch
ein Überwachen
des Verbrennungszustands in den Verbrennungskammern 20 notwendig
ist, wenn die ECU 50 das Gemisch in den Verbrennungskammern 20 anfettet.
Der Verbrennungszustand hat gewöhnlich eine
Korrelation zu dem Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases,
das von den Verbrennungskammern 20 abgegeben wird (oder
zu einem tatsächlichen Luft-Kraftstoffverhältnis des
Gemisches in den Verbrennungskammern 20 während eines
Verbrennungszyklus), und kann deshalb von diesem herausgefunden
bzw. ermittelt werden. Wenn jedoch das Kraftstoffzusatzventil 32 den
Kraftstoff zu dem Abgas hinzufügt,
führt dies
zu einer Schwierigkeit beim korrekten Bestimmen des Luft-Kraftstoffverhältnisses des
Gemisches in den Verbrennungskammern 20 unter Verwendung
der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 während des
Verbrennungsprozesses.
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Um
den vorstehenden Nachteil zu beseitigen, ist die ECU 50 entwickelt,
um einen Fehler, der von dem Zusatz des Kraftstoffs zu dem Abgas
durch das Kraftstoffzusatzventil 32 herrührt, von
der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 zu
entfernen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis des
Gemisches in den Verbrennungskammern 20 zu bestimmen, wenn
die ECU 50 in dem Regenerationssteuerungsmodus ist, und
das bestimmte Luft-Kraftstoffverhältnis unter
einer Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung
in Übereinstimmung
mit einem Zielwert zu bringen.
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2(a) zeigt ein Schalten zwischen dem Regenerationssteuerungsmodus
und dem Nicht-Regenerationssteuerungsmodus
der ECU 50, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu
regenerieren bzw. nicht zu regenerieren. 2(b) zeigt
eine Änderung der
Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 während der
Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches in den Verbrennungskammern 20. Eine durchgehende
Linie zeigt den Wert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 an.
Eine Strichpunktlinie kennzeichnet einen Zielwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches in den Verbrennungskammern 20, der durch
die ECU 50 bestimmt wird. Eine Zweipunktstrichlinie kennzeichnet einen
Zielwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Abgases, das stromabwärts
des NOx-Absorptionskatalysators 30 strömt, der durch die ECU 50 in
dem Regenerationssteuerungsmodus bestimmt wird.
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Vor
dem Regenerationssteuerungsmodus beginnt die ECU 50 einen
normalen Steuerungsmodus und arbeitet, um den Wert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 unter
einer Regelung mit einem Zielwert (z. B. 20) des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches in den Verbrennungskammern 20 in Übereinstimmung
zu bringen. In dem Regenerationssteuerungsmodus arbeitet die ECU 50 auch,
um den Wert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 in Übereinstimmung
mit einem Zielwert (z. B. ungefähr
das stöchiometrische
Verhältnis)
zu bringen, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu regenerieren.
Im Speziellen entfernt die ECU 50 den Fehler, der von dem
Zusatz von Kraftstoff zu dem Abgas durch das Kraftstoffventil 32 hindurch
herrührt,
von der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnisses 34, um ein
tatsächliches
Luft-Kraftstoffverhältnis des
Gemisches in den Verbrennungskammern 20 zu bestimmen, und
bringt das bestimmte Luft-Kraftstoffverhältnis unter eine Regelung in Übereinstimmung
mit dem Zielwert. Nach Beenden des Regenerationssteuerungsmodus
beginnt die ECU 50 einen Übergangssteuerungsmodus und
bringt den Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches in den Verbrennungskammern 20, der als eine
Funktion der Menge von Einlassluft berechnet wird, die durch den
Luftmengenmesser 15 gemessen wird, und die Menge von Kraftstoff,
die von den Einspritzelement 24 eingespritzt wird, unter
einer Regelung in Übereinstimmung
mit einem Zielwert. Der Übergangssteuerungsmodus
ist gemacht, um einen Fehler in der Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung
durch die ECU 50 eliminieren, der von dem Fehler in der
Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 herrührt, der
durch den Zusatz des Kraftstoffs zu dem Abgas durch das Kraftstoffzusatzventil 32 verursacht wird,
und der nach Beendigung des Regenerationssteuerungsmodus für eine Weile
in Erscheinung bleibt. Nach Beendigung des Übergangssteuerungsmodus beginnt
die ECU 50 wieder den normalen Steuerungsmodus.
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3 ist
ein Flussdiagramm einer Abfolge von logischen Schritten oder eines
Programms, die/das in einem Zyklus durch die ECU 50 ausgeführt werden/wird,
um die Menge Kraftstoff zu steuern, die zu dem Abgas in dem Regenerationssteuerungsmodus
hinzugefügt
werden soll.
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Nach
Beginnen des Programms geht die Routine zu Schritt 10,
in dem bestimmt wird, ob ein logischer ODER-Zustand erfüllt ist oder nicht, in dem die
Menge von NOx, die in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 absorbiert
ist, größer als
ein bestimmter Referenzwert α ist,
oder die Menge von Schwefel, die in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 absorbiert
ist, größer als
ein bestimmter Referenzwert β ist.
Der Referenzwert α ist
der Wert, um zu bestimmen, ob es erfordert ist, das NOx, das in
dem NOx-Absorptionskatalysator 30 gefangen
ist, reduziert werden muss oder nicht. Der Referenzwert β ist der
Wert, um zu bestimmen, ob die Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionskatalysator 30 sich
abgesenkt hat, und somit ein Rückgängigmachen
der Verschlechterung des NOx-Absorptionskatalysators 30 erforderlich
ist, die von einem Leiden unter dem Schwefel herrührt.
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Die
Menge von NOx, die in dem NOx-Absorptionskatalysator 30 absorbiert
ist, kann durch Integrieren der Menge von NOx bezüglich der
Zeit bestimmt werden, die durch Nachschlagen in einer Kennfeldtabelle
abgeleitet wird, die die Beziehung der Menge von NOx, von der erwartet
wird, dass sie pro Zeiteinheit gefangen wird, zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 und
der Menge von Kraftstoff zeigt, die in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt
wird. In gleicher Weise kann die Menge von Schwefel, die in dem
NOx-Absorptionskatalysator 30 gefangen ist, durch Integrieren
der Menge von Schwefel bezüglich
der Zeit bestimmt werden, die durch Nachschlagen unter Verwendung
einer Kennfeldtabelle abgeleitet wird, die die Beziehung der Menge
von Schwefel, von der erwartet wird, dass sie pro Zeiteinheit absorbiert
wird, zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 und der
Menge von Kraftstoff auflistet, die in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt
wird.
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Falls
eine NEIN-Antwort in Schritt 10 erhalten wird, dann endet
die Routine. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann
geht die Routine weiter zu Schritt 12, in dem ein Regenerationssteuerungsmodusflag
angeschaltet wird, wie in 2(a) gezeigt
ist.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 14, in dem ein Feedforward-Term
bzw. Optimalstwertterm einer Zielmenge F von Kraftstoff, die zu
dem Abgas durch das Kraftstoffzusatzventil 32 hinzugefügt werden
soll, durch nachstehende Gleichung (1) unter Verwendung einer Strömungsrate
Ga der Einlassluft, die durch den Luftmengenmesser 15 gemessen
wird, eines Zielwerts Gt des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Abgases, das stromabwärts des
NOx-Absorptionskatalysators in dem Regenerationssteuerungsmodus strömt, einer
Zielmenge QFIN von Kraftstoff, die von den Kraftstoffeinspritzelementen 24 eingespritzt
werden soll, und einer Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 10 berechnet
wird. F = Ga/Dt – QFIN × NE/(60 × 2) (1)
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Der
erste Term (Ga/Dt) der rechten Seite von Gleichung (1) stellt eine
Gesamtmenge von Kraftstoff dar, die erfordert ist, um das Luft-Kraftstoffverhältnis um
den Luft-Kraftstoffverhältnissensor 34 herum
(das heißt
den Wert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34) in Übereinstimmung
mit dem Zielwert Dt zu bringen. Der zweite Term stellt die Menge von
Kraftstoff dar, die pro Sekunde von den Kraftstoffeinspritzelementen 24 eingespritzt
werden soll. Die Zielmenge F von Kraftstoff, die von dem Kraftstoffzusatzventil 32 abgegeben
werden soll, wird deshalb durch Subtrahieren des zweiten Term von
dem ersten Term bestimmt. Die ECU 50 öffnet das Kraftstoffzusatzventil 32,
um die Zielmenge F von Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen.
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Nach
Schritt 14 geht die Routine weiter zu Schritt 16,
in dem bestimmt wird, ob eine vorbestimmte Verzögerungszeit seit dem Start
der Kraftstoffzusatzsteuerung, die durch die ECU 50 ausgeführt wird,
um das Kraftstoffzusatzventil 32 zu öffnen, verstrichen ist oder
nicht. Die Verzögerungszeit
ist eine Zeitspanne DL, wie in 2(b) dargestellt
ist, die eine Antwortzeitverzögerung
zwischen dem Start des Zusatzes von Kraftstoff zu dem Abgas und
dem Zeitpunkt ist, wenn der Wert AbyFr der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 in
dem Regenerationssteuerungsmodus den Zielwert Dt erreicht.
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Falls
eine JA-Antwort in Schritt 16 erhalten wird, die bedeutet,
dass die Zeitspanne DL vorüber gegangen
ist, dann geht die Routine weiter zu Schritt 18, in dem
bestimmt wird, ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Wert
AbyFr der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 (wird
nachstehend auch als ein Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
bezeichnet) und dem Zielwert Dt größer als sein Schwellenwert γ ist oder
nicht. Der Schwellenwert γ ist
ein Referenzwert, der ausgewählt
ist, um zu bestimmen, ob die Regelung ausgeführt werden soll, um das Luft-Kraftstoffverhältnis, dass
durch die Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 abgeleitet
worden ist, in Übereinstimmung
mit dem Zielwert Dt zu bringen und das Schwanken des Luft-Kraftstoffverhältnismesswerts
AbyFr zu vermeiden, das von der Regelung herrührt.
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Falls
eine JA-Antwort in Schritt S18 erhalten wird, die bedeutet, dass
der Absolutwert größer als der Schwellenwert γ ist, dann
geht die Routine weiter zu Schritt 20, in dem die Menge
F des Kraftstoffs, die zu dem Abgas durch das Kraftstoffzusatzventil 32 hinzugefügt werden
soll, auf Basis des Luft-Kraftstoffverhältnismesswerts
AbyFr und dem Zielwert Dt gemäß dem PID-Algorithmus
korrigiert wird.
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Falls
eine NEIN-Antwort in einem der Schritte 10, 16, 18 oder 20 erhalten
wird, dann endet die Routine.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Programms, das in einem Zyklus durch die
ECU 50 ausgeführt
werden soll, um einen der folgenden Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsmoden
auszuwählen:
den normalen Steuerungsmodus, den Übergangssteuerungsmodus oder
den Regenerationssteuerungsmodus.
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Zuerst
wird in Schritt 30 bestimmt, ob die ECU nun arbeitet, um
den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu regenerieren. Falls
eine JA-Antwort erhalten wird, dann geht die Routine weiter zu Schritt 36,
in dem die ECU 50 arbeitet, um die Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches, das in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt werden
soll, in dem Regenerationssteuerungsmodus durchzuführen.
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Alternativ,
falls eine NEIN-Antwort in Schritt 30 erhalten wird, dann
geht die Routine weiter zu Schritt 31, in dem bestimmt
wird, ob die ECU 50 jemals den Regenerationssteuerungsmodus
erfahren hat bzw. ausgeführt
hat oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann geht
die Routine weiter zu Schritt 34, in dem die ECU 50 arbeitet,
um die Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches in dem
normalen Steuerungsmodus durchzuführen.
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Alternativ,
falls eine JA-Antwort in Schritt 31 erhalten wird, dann
geht die Routine weiter zu Schritt 32, in dem bestimmt
wird, ob eine bestimmte Zeitspanne X seit dem Stop des Regenerationssteuerungsmodus
vorübergegangen
ist oder nicht. Die Zeitspanne X ist eine erwartete Zeitverzögerung zwischen
dem Ende des Regenerationssteuerungsmodus und einem Verschwinden
der Effekte des Zusetzens von Kraftstoff zu dem Abgas auf die Ausgabe des
Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34.
Falls eine JA-Antwort erhalten wird, die bedeutet, dass die Zeitspanne
X vorübergegangen
ist, dann geht die Routine weiter zu Schritt 34. Alternativ,
falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann geht die Routine weiter
zu Schritt 38, in dem die ECU 50 arbeitet, um die
Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches in dem Übergangssteuerungsmodus durchzuführen.
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5 ist
ein Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das in einem Zyklus durch die ECU 50 in dem normalen Steuerungsmodus
ausgeführt
wird.
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Nach
Beginnen des normalen Steuerungsmodus geht die Routine weiter zu
Schritt 40, in dem die Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 abgefragt
bzw. geprüft
wird, um den Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr zu bestimmen.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 42, in dem der Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr, der in Schritt 40 abgeleitet worden ist, als eine
Darstellung eines Luft-Kraftstoffverhältnisses
AbyFc des Gemisches für
eine Verwendung in dem Betrieb der Regelung durch die ECU 50 definiert
wird.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 44, in dem ein Zielwert
AbyFt des Luft-Kraftstoffverhältnisses des
Gemisches, das in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt
werden soll, durch Nachschlagen in einer Kennfeldtabelle auf Basis
der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 und des erforderten
Moments bestimmt wird, wie vorstehend beschrieben ist.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 46, in dem bestimmt wird,
ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis AbyFc
und dem Zielwert AbyFt größer ist
als ein Schwellenwert ε oder
nicht. Der Schwellenwert ε ist
ein Referenzwert, der ausgewählt
ist, um zu bestimmen, ob die Regelung auf Basis des Luft-Kraftstoffverhältnisses AbyFc
und dem Zielwert AbyFt durchgeführt
werden sollte oder nicht, und der ausreichend ist, um das Schwanken
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
AbyFc zu vermeiden, das von der Regelung herrührt.
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Falls
eine NEIN-Antwort erhalten wird, die bedeutet, dass der Absolutwert
kleiner als der Schwellenwert ε ist,
dann endet die Routine. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten
wird, dann geht die Routine weiter zu Schritt 48, in dem
das Drosselventil 18 unter der PID-Steuerung betätigt wird,
um den Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr in Übereinstimmung
mit dem Zielwert Dt zu bringen. Im Speziellen, wenn der Luft-Kraftstoffverhältnismesswert AbyFr
größer als
der Zielwert Dt ist, betätigt
die ECU 50 das Drosselventil 18 in eine Schließrichtung,
um die Menge von Luft zu verringern, die in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird.
Alternativ, wenn der Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr kleiner als der Zielwert Dt ist, dann betätigt die ECU 50 das Drosselventil 18 in
eine Öffnungsrichtung,
um die Menge von Luft zu erhöhen,
die in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt werden soll. Die ECU 50 kann
alternativ arbeiten, um das EGR-Ventil 40 und/oder den
Turbolader 36 anstelle des Drosselventils 18 zu
betätigen,
um den Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr in Übereinstimmung
mit dem Zielwert Dt zu bringen. Nach Schritt 48 endet die
Routine.
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6 ist
ein Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das in einem Zyklus durch die ECU 50 in dem Regenerationssteuerungsmodus
ausgeführt
wird. Dieselben Schrittnummern, die in 5 verwendet
werden, beziehen sich auf dieselben Operationen und auf eine detaillierte
Erklärung
von diesen wird an dieser Stelle verzichtet.
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Nach
Beginnen des Regenerationssteuerungsmodus geht die Routine zu Schritt 40a,
in dem die Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 abgefragt
bzw. geprüft
wird, um den Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr zu bestimmen, und die Ausgabe des Luftmengenmessers 15 wird
auch abgefragt bzw. geprüft,
um die Strömungsrate
Ga von Luft zu messen, die in den Verbrennungsmotor 10 eintritt.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 42a, in dem das Luft-Kraftstoffverhältnis AbyFc
des Gemisches gemäß einer
nachstehenden Gleichung berechnet wird. AbyFc
= Ga/(Ga/AbyFr – F) (2)
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Der
erste Term (Ga/AbyFr) des Nenners stellt eine Gesamtmenge von Kraftstoff
dar, die in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt und zu
dem Abgas zugefügt
wird. Die Menge von Kraftstoff, die in den Verbrennungskammer 20 verbrannt
werden soll, wird deshalb durch Subtrahieren der Menge F von Kraftstoff,
die von dem Kraftstoffzusatzventil 32 abgegeben werden
soll, von der vorstehenden Gesamtmenge von Kraftstoff bestimmt,
wie in dem Nenner ausgedrückt
ist. Die rechte Seite von Gleichung (2) zeigt somit ein Verhältnis der
Menge von Luft, die in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt werden
soll, zu der Menge von Kraftstoff an, die in dem Verbrennungsmotor 10 verbrannt
werden soll.
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Nach
Schritt 42a werden die Schritt 44, 46 und 48 ausgeführt, die
dieselben wie in 5 sind.
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7 ist
ein Flussdiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisregelungsprogramms,
das in einem Zyklus durch die ECU 50 in dem Übergangssteuerungsmodus
zwischen dem Regenerationssteuerungsmodus und dem normalen Steuerungsmodus
ausgeführt
wird. Dieselben Schrittnummern, wie sie in 5 verwendet
werden, beziehen sich auf dieselben Operationen, und auf eine detaillierte
Erklärung
von diesen wird hier verzichtet.
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Nach
Beginnen des Übergangssteuerungsmodus
geht die Routine zu Schritt 40b, in dem die Ausgabe des
Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 abgefragt
bzw. geprüft
wird, um den Luft-Kraftstoffverhältnismesswert
AbyFr zu bestimmen, in dem auch die Ausgabe des Luftmengenmessers 15 abgefragt bzw.
geprüft
wird, um die Strömungsrate
Ga von Luft zu bestimmen, die in den Verbrennungsmotor 10 eintritt,
und in dem die Zielmenge QFIN von Kraftstoff, die von den Kraftstoffeinspritzelementen
eingespritzt werden soll, wird, wie vorstehend beschrieben ist,
bestimmt wird.
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Die
Routine geht weiter zu Schritt 42b, in dem das Luft-Kraftstoffverhältnis AbyFc
des Gemisches gemäß einer
nachstehenden Gleichung berechnet wird. AbyFc
= Ga/QFIN (3)
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Nach
Schritt 42b werden die Schritte 44, 46 und 48 ausgeführt, die
die gleichen sind, wie in 5.
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Wie
von der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, ist das Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem
entwickelt, um einen Fehler in der Ausgabe (das heißt AbyFr)
des Luftkraftstoffsensors 34 zu beseitigen, der von dem
Zusatz von Kraftstoff zu dem Abgas durch das Kraftstoffzuführventil 32 herrührt, um
in dem Regenerationssteuerungsmodus ein tatsächliches Luft-Kraftstoffverhältnis des
Gemisches zu bestimmen, das in die Verbrennungskammern 20 (das
heißt
das Luft-Kraftstoffverhältnis AbyFc)
zugeführt
wird, wodurch die Stabilität
der Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches, das
in den Verbrennungskammern 20 verbrannt werden soll, auf
Basis der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 während des
Zusatzes von Kraftstoff zu dem Abgas, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 zu
regenerieren, sichergestellt wird.
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Nach
Beendigung der Regeneration des NOx-Absorptionskatalysators 30,
arbeitet das System, um das tatsächliche
Luft-Kraftstoffverhältnis
des Gemisches, das durch die Strömungsrate
Ga von Luft, die in den Verbrennungsmotor 10 eintritt,
und der Zielmenge QFIN von Kraftstoff gefunden bzw. bestimmt wird,
die in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt werden soll,
in Übereinstimmung
mit dem Zielwert bis zu einem Start des normalen Steuerungsmodus
zu bringen, der arbeitet, um die Ausgabe (das heißt AbyFr)
des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 unter
einer Regelung in Übereinstimmung
mit dem Ziel-Luft-Kraftstoffverhältnis
des Gemisches zu bringen, das in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird,
wodurch die Zeitverzögerung
zwischen dem Ende des Regenerationssteuerungsmodus und dem Verschwinden
von Effekten des Zusetzens von Kraftstoff zu dem Abgas auf die Ausgabe
(das heißt
AbyFr) des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
beseitigt wird.
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Die
Regeneration des NOx-Absorptionskatalysators 30 wird durch
Zufügen
des Kraftstoffs zu dem Abgas unter Verwendung des Kraftstoffzusatzventils 32 erreicht,
das in dem Auslassrohr 26 des Verbrennungsmotors 10 ist.
Die Verwendung des Kraftstoffzusatzventils 32 führt zu einem
minimierten Eintritt des Kraftstoffs in ein Kurbelgehäuse des
Verbrennungsmotors, um das Motoröl
zu verdünnen, was
normalerweise auftritt, wenn der Kraftstoff direkt in den Verbrennungsmotor
eingespritzt wird, um den NOx-Absorptionskatalysator 30 bei
Zeiten zu regenerieren, die von den Zeiten verschoben sind, bei
denen der eingespritzte Kraftstoff in der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor
verwendet wird.
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Der
Zielwert AbyFt des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches, das
in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt werden soll (das
heißt
der Zielwert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34) ist
um eine untere Grenze eines Bereichs herum eingestellt (das heißt, bei
der fettesten Seite des mageren Bereichs), die erfordert ist, um
die Stabilität
der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 10 sicherzustellen,
wodurch bewirkt wird, dass eine große Menge von unverbranntem
Kraftstoff, der in dem Abgas enthalten sein soll, von den Verbrennungskammern 20 abgegeben
wird. Dies gestattet, dass eine verringerte Menge von Kraftstoff
zu dem Abgas durch das Kraftstoffzuführventil 32 während des
Regenerationssteuerungsmodus zugeführt werden kann.
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Der
Luft-Kraftstoffverhältnissensor 34 ist nahe
dem NOx-Absorptionskatalysator 30 installiert, wodurch
ermöglicht
wird, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis nahe dem NOx-Absorptionskatalysator 30 präzise unter
Verwendung der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34 gesteuert
werden kann, um die Regeneration des NOx-Absorptionskatalysators 30 zu
verbessern.
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Die
ECU 50 kann wie nachstehend beschrieben modifiziert sein.
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Das
Luft-Kraftstoffverhältnis
AbyFc des Gemisches, das in den Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird,
kann alternativ als eine Funktion der Menge von Einlassluft, die
auf Basis der Öffnungsposition des
Drosselventils 18 und der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 abgeleitet
wird, anstelle der Strömungsrate
Ga der Einlassluft, die durch den Luftmengenmesser 15 gemessen
wird, berechnet werden. Die Menge eines Anteils des Abgases, der
zu dem Einlassrohr 12 zurückgeführt wird, kann durch die Öffnungsposition
des EGR-Ventils 40 und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 berechnet
werden, und auch verwendet werden, um das Luft-Kraftstoffverhältnis AbyFc zu bestimmen. Im
Speziellen kann solch eine Menge verwendet werden, um in dem Übergangssteuerungsmodus
die Strömungsrate
Ga der Einlassluft, die durch den Luftmengenmesser 15 gemessen
wird, oder die Menge von Kraftstoff zu korrigieren, die in den Verbrennungskammern 20 des Verbrennungsmotors 10 zugeführt wird.
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Der
Zielwert AbyFt des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Gemisches, das
in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt werden soll, (das
heißt
der Zielwert der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 34) kann
in dem normalen Steuerungsmodus oder dem Übergangssteuerungsmodus auf 30 bis 50 anstelle von 20 eingestellt
sein. In gleicher Weise kann der Zielwert AbyFt in dem Regenerationssteuerungsmodus
auch auf 30 bis 50 anstelle der unteren Grenze des
Bereichs eingestellt sein, der erfordert ist, um die Stabilität der Verbrennung
in dem Verbrennungsmotor 10 sicherzustellen.
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Die
Regeneration des NOx-Absorptionskatalysators 30 kann alternativ
durch Einspritzen des Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor 10 durch
die Einspritzelemente 24 (zum Beispiel Nacheinspritzung)
bei der Zeit erreicht werden, die stark von dem oberen Totpunkt
in dem Kompressionshub des Verbrennungsmotors 10 verzögert ist,
ohne Verwenden des Kraftstoffzusatzventils 32.
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Das
System kann auch arbeiten, um Abgasemissionssteuervorrichtungen,
die anders sind als der NOx-Absorptionskatalysator 30,
unter Verwendung des Kraftstoffs zu regenerieren. Das System kann
in der Luft-Kraftstoffverhältnisregelung
für Verbrennungsmotoren
verwendet werden, die anders sind als der Dieselmotor 10.
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Vorgesehen
ist ein Luft-Kraftstoffverhältnissteuersystem
für einen
Verbrennungsmotor, der mit einer Abgasemissionssteuervorrichtung
ausgestattet ist, wie einem NOx-Absorptionskatalysator. Das System
hat einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor,
der auf Abgas anspricht, um eine Ausgabe als eine Funktion eines
Luft-Kraftstoffverhältnisses
eines Gemisches zu erzeugen, das dem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
Das Steuerelement arbeitet in einem Rückkopplungssteuerungsmodus
bzw. Regelungsmodus, um einen tatsächlichen Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches, der auf Basis der Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
bestimmt wird, in Übereinstimmung
mit einem Zielwert zu bringen. Das Steuerelement arbeitet auch in
einem Regenerationssteuerungsmodus, um Kraftstoff zu dem Abgas hinzuzufügen, um
die Abgasemissionssteuervorrichtung zu regenerieren, und um einen
Fehler, der von dem Zusetzen des Kraftstoffs herrührt, von der
Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors
zu entfernen, um den tatsächlichen
Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Gemisches für
eine Verwendung in dem Regelungsmodus zu bestimmen.