Die
vorliegende Erfindung betrifft ein ein Motorsteuersystem zur Regelung
des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
und gleichzeitig zur Entgiftung eines Abgaskatalysators.The
The present invention relates to a motor control system for control
the air / fuel ratio
and at the same time for the detoxification of an exhaust gas catalyst.
Damit
die aktuellen Abgasvorschriften erfüllt werden können, müssen Kraftfahrzeuge
eingebaute Diagnosesysteme besitzen, um die fehlerhafte Funktion
aller Komponenten der Abgasanlage, einschließlich eines Katalysators, zu
erfassen. Gleichzeitig muß die
Abgasanlage das Abgas reinigen und entgiften, um die Konzentration
bestimmter gesetzlich geregelter Verbindungen zu verringern. Um
dem immer niedriger werdenden Niveau der geforderten Abgasemissionen
gerecht zu werden, sind bereits neue Katalysatorzusammensetzungen
geschaffen worden, die beim Erreichen dieses Ziels wirksamer sind.
Aber ein Nachteil liegt darin, daß die neuen Katalysatorzusammensetzungen
in zunehmendem Maße
für eine Schwefelvergiftung
anfällig
sind. Der Schwefelgehalt im Kraftstoff ist zwar in manchen Ländern auf
80ppm begrenzt, aber in anderen Ländern kann der Kraftstoff bis
zu 1000ppm an Schwefel enthalten.In order to
The current emission regulations must be met, motor vehicles
built-in diagnostic systems possess the faulty function
all components of the exhaust system, including a catalytic converter, too
to capture. At the same time, the
Exhaust system clean the exhaust and detoxify to the concentration
certain legally regulated compounds. Around
the ever decreasing level of demanded exhaust emissions
are already new catalyst compositions
which are more effective in achieving this objective.
But one disadvantage is that the new catalyst compositions
increasingly
for sulfur poisoning
susceptible
are. The sulfur content in the fuel is in some countries on
80ppm limited, but in other countries can fuel up
to contain 1000ppm of sulfur.
Es
sind bereits Katalysatorüberwachungsanlagen
bekannt, bei denen ein stromaufwärtiger
und ein stromabwärtiger
Abgassauerstoffsensor miteinander verglichen werden, um einen Hinweis
auf eine Katalysatorschädigung
zu geben. Wenn eine Schwefelvergiftung auftritt, dann diagnostizieren
diese Anlagen die Vergiftung und eine Störungsanzeige leuchtet auf.
Dies bedingt, daß ein
neuer Katalysator benötigt
wird. Ein Beispiel für
einen derartigen Lösungsweg
ist in der US 5,357,751 offenbart.Catalyst monitoring systems are already known in which an upstream and a downstream exhaust gas oxygen sensor are compared with each other to give an indication of catalyst damage. If sulfur poisoning occurs, these systems will diagnose poisoning and a fault indicator will light up. This requires that a new catalyst is needed. An example of such a solution is in US 5,357,751 disclosed.
Aus
der DE 195 22 165
A1 ist eine Regelungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
mit einer Abgasreinigungskatalysatoreinrichtung bekannt. Die EP 0 619 420 B1 beschäftigt sich
mit einem Luft-Kraftstoffregelsystem mit Überwachung der Aktivität eines
nKatalysators. Diese vorbekannten Schriften lassen alle das Problem
der Karalysatorentgiftung von mit Schwefel verunreinigtem Katalysator unangetastet.From the DE 195 22 165 A1 For example, a control apparatus for an internal combustion engine having an exhaust purification catalyst device is known. The EP 0 619 420 B1 deals with an air-fuel control system with monitoring of the activity of a n-catalyst. These prior art documents all leave untouched the problem of carcass detoxification of sulfur-contaminated catalyst.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Motorsteuersystem zu schaffen,
mit dem das Abgasreinigungsvermögen
eines mit Schwefel vergifteten Katalysators wieder hergestellt werden
kann.task
The present invention is to provide a motor control system,
with that the exhaust gas purification ability
a sulfur-poisoned catalyst can be restored
can.
Diese
Aufgabe wird durch ein Motorsteuersystem nach dem Anspruch 1 gelöst. Dieses
Motorsteuersystem weist einen Verbrennungsmotor auf, der eine Kraftstoffverbrennung
bei magerem Luft-/Kraftstoff-Verhältnissen sowie auch bei fetten Luft-/Kraftstoff-Verhältnissen
durchführen
kann. Weiterhin ist eine Abgasleitung vorhanden, die mit dem Motor
verbunden ist. Über
ein erfindungsgemäß vorhandenes
Entgiftungssteuergerät
kann ein Katalysatorkontaminierungssignal erzeugt werden. Infolge des
Katalysatorkontaminierungssignals wird die Katalysatortemperatur
mittels des Entgiftungssteuergeräts
erhöht.
Es wird also durch das Entgiftungssteuergerät aufgrund der Temperaturerhöhung eine
Zeitspanne eingeleitet, in der die Katalysatorentgiftung erfolgt,
wobei in dieser Zeitspanne folgende Zeitintervall umfasst sind:
ein fettes Intervall, in welchem der Motor in einem fetten Zustand
betrieben wird, und ein mageres Intervall, in welchem der Motor
nach dem ersten Intervall in einem mageren Zustand betrieben wird, wobei
der Motor während
des fetten Intervalls fett betrieben wird und wobei der Motor im
mageren Intervall mager betrieben wird, um Schwefel vom Katalysator
zu entfernen.These
The object is achieved by a motor control system according to claim 1. This
Engine control system includes an internal combustion engine, the fuel combustion
in lean air / fuel conditions as well as in rich air / fuel ratios
carry out
can. Furthermore, an exhaust pipe is present, with the engine
connected is. about
an inventively available
Detoxification controller
For example, a catalyst contamination signal may be generated. As a result of the
Catalyst contamination signal becomes the catalyst temperature
by means of the detoxification control device
elevated.
It is so by the detoxification control unit due to the temperature increase a
Period of time in which the catalyst detoxification takes place,
wherein in this period of time the following time interval are included:
a rich interval in which the engine is in a rich condition
is operated, and a lean interval in which the engine
is operated after the first interval in a lean condition, wherein
the engine during
the rich interval is operated fat and the engine is in the
lean interval is operated lean to sulfur from the catalyst
to remove.
Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch
anschließenden
Unteransprüchen.preferred
Embodiments of the invention will become apparent from the main claim
subsequent
Dependent claims.
Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, die sich auf die Zeichnungen bezieht. Es zeigen:Further
Details, features and advantages of the present invention result
from the following description of an embodiment
of the invention, which relates to the drawings. Show it:
1 ein
Blockdiagramm eines Motors, bei dem die Erfindung vorteilhafterweise
verwendet wird, 1 a block diagram of an engine in which the invention is advantageously used,
2 ein
detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener Schritte, die von einem
Abschnitt des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden, 2 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 embodiment shown are performed,
3 ein
detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener Schritte, die von einem
Abschnitt des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden, 3 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 embodiment shown are performed,
4 ein detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener
Schritte, die von einem Abschnitt des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden, 4 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 embodiment shown are performed,
5 ein
detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener Schritte, die von einem
Abschnitt des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden, 5 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 embodiment shown are performed,
6 ein
detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener Schritte, die von einem
Abschnitt des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden,
und 6 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 shown embodiment, and
7 ein
detailliertes Ablaufdiagramm verschiedener Schritte, die von einem
Abschnitt des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden. 7 a detailed flow chart of various steps taken by a section of the in 1 embodiment shown are performed.
Ein
Verbrennungsmotor 10, der mehrere Zylinder umfaßt, von
denen einer in 1 gezeigt ist, wird von einem
elektronischen Motorsteuergerät 12 gesteuert.
Allgemein steuert das Steuergerät 12 das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des
Motors in Reaktion auf eine Rückführungs-Variable
FV, die von dem Zweizustands-Abgassauerstoffsensor 16 abgeleitet
wird, was später
noch genauer beschrieben wird.An internal combustion engine 10 which comprises several cylinders, one of which is in 1 is shown by an electronic engine control unit 12 controlled. Generally, the controller controls 12 the fuel / air ratio of the engine in response to a feedback variable FV derived from the two-state exhaust gas oxygen sensor 16 is derived, which will be described later in more detail.
Wie
ebenfalls in 1 zu sehen ist, umfaßt der Motor 10 einen
Brennraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin
positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden
ist. Der Brennraum 30 ist so dargestellt, daß er über jeweils
ein Einlaßventil 52 und
ein Auslaßventil 54 mit
einem Ansaugkrümmer 44 und
einem Abgaskrümmer 48 in
Verbindung steht. Der Ansaugkrümmer 44 ist über eine Drosselklappe 62 mit
einem Drosselklappengehäuse 58 verbunden.
Der Ansaugkrümmer 44 ist
mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse 66 verbunden,
die flüssigen Kraftstoff
proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von dem Steuergerät 12 zuführt. Der
Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 über ein
herkömmliches
Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank,
eine Kraftstoffpumpe und ein Verteilerrohr umfaßt (nicht gezeigt).Like also in 1 can be seen, includes the engine 10 a combustion chamber 30 and cylinder walls 32 with a piston positioned therein 36 that with a crankshaft 40 connected is. The combustion chamber 30 is shown as having one inlet valve each 52 and an exhaust valve 54 with an intake manifold 44 and an exhaust manifold 48 communicates. The intake manifold 44 is over a throttle 62 with a throttle body 58 connected. The intake manifold 44 is with a fuel injector 66 connected, the liquid fuel in proportion to the pulse width of the signal FPW from the controller 12 supplies. The fuel becomes the fuel injector 66 via a conventional fuel system (not shown) that includes a fuel tank, a fuel pump, and a manifold (not shown).
Ein
herkömmliches
verteilerloses Zündsystem 88 liefert
dem Brennraum 30 über
eine Zündkerze 92 in
Reaktion auf das Steuergerät 12 einen
Zündfunken.
Der Zweizustands-Abgassauerstoffsensor 16 ist in der Zeichnung
mit dem Abgaskrümmer 48 stromaufwärts von
dem Katalysator 20 verbunden. Der Zweizustands-Abgassauerstoffsensor 24 ist
in der Zeichnung mit dem Abgaskrümmer 48 stromabwärts von
dem Katalysator 20 verbunden. Der Sensor 16 liefert
ein Signal EGO1 an das Steuergerät 12, das
dieses Signal in das Zweizustandssignal EGOS1 umwandelt. Ein Hochspannungszustand
des Signals EGOS1 gibt an, daß das
Abgas in bezug auf ein Bezugs-Kraftstoff/Luftverhältnis fett
ist, und ein niedriger Spannungszustand des umgewandelten Signals EGO1
gibt an, daß das
Abgas in bezug auf ein Bezugs-Kraftstoff/Luftverhältnis mager
ist. Der Sensor 24 liefert ein Signal EGO2 an das Steuergerät 12, das
dieses Signal EGO2 in ein Zweizustandssignal EGOS2 umwandelt. Ein
Hochspannungszustand des Signals EGOS2 gibt an, daß das Abgas
in be zug auf ein Bezugs-Kraftstoff/Luftverhältnis fett ist, und ein niedriger
Spannungszustand des umgewandelten Signals EGO1 gibt an, daß das Abgas
in bezug auf ein Bezugs-Kraftstoff/Luftverhältnis mager ist.A conventional distributorless ignition system 88 delivers to the combustion chamber 30 over a spark plug 92 in response to the controller 12 a spark. The two-state exhaust gas oxygen sensor 16 is in the drawing with the exhaust manifold 48 upstream of the catalyst 20 connected. The two-state exhaust gas oxygen sensor 24 is in the drawing with the exhaust manifold 48 downstream of the catalyst 20 connected. The sensor 16 supplies a signal EGO1 to the controller 12 which converts this signal into the two-state signal EGOS1. A high voltage state of the signal EGOS1 indicates that the exhaust gas is rich with respect to a reference air-fuel ratio, and a low voltage state of the converted signal EGO1 indicates that the exhaust gas is lean with respect to a reference air-fuel ratio. The sensor 24 supplies a signal EGO2 to the controller 12 which converts this signal EGO2 into a two-state signal EGOS2. A high voltage state of the signal EGOS2 indicates that the exhaust gas is rich in reference air-fuel ratio, and a low voltage state of the converted signal EGO1 indicates that the exhaust gas is lean with respect to a reference air-fuel ratio.
Das
Steuergerät 12,
das in 1 als ein herkömmlicher
Mikrocomputer dargestellt ist, umfaßt folgendes: eine Mikroprozessoreinheit
(CPU) 102, Ein-Ausgabe-Anschlüsse 104, einen Festwertspeicher
(ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108,
und einen herkömmlichen
Datenübertragungsweg.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, empfängt das Steuergerät 12 zusätzlich zu
den oben bereits erwähnten
Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten
Sensoren: Messungen des angesaugten Massenluftstroms (MAF) von dem
Luftvolumenstromsensor 110, der mit dem Drosselklappengehäuse 58 verbunden
ist, die Kühlmitteltemperatur
(ECT) vom Temperaturfühler 112,
der mit dem Kühlmantel 114 verbunden
ist, eine Messung des Ansaugkrümmerdrucks
(MAP) von dem Krümmerdrucksensor 116,
der mit dem Ansaugkrümmer 44 verbunden
ist, und ein Profilzündungsaufnahmesignal
(PIP) von dem Hall-Effekt-Sensor 118, der mit der Kurbelwelle 40 verbunden
ist.The control unit 12 , this in 1 as a conventional microcomputer, includes: a microprocessor unit (CPU) 102 , Input-output connectors 104 , a read-only memory (ROM) 106 , a random access memory (RAM) 108 , and a conventional data transmission path. As can be seen from the drawing, the controller receives 12 In addition to the signals already mentioned above, various signals from the motor 10 Coupled sensors: Measured mass air flow (MAF) measurements from the air flow sensor 110 that with the throttle body 58 is connected, the coolant temperature (ECT) from the temperature sensor 112 that with the cooling jacket 114 A measurement of intake manifold pressure (MAP) from the manifold pressure sensor 116 that with the intake manifold 44 and a profile ignition pickup signal (PIP) from the Hall effect sensor 118 that with the crankshaft 40 connected is.
Unter
Bezugnahme auf 2 wird nun ein Ablaufdiagramm
eines Programmablaufs beschrieben, der von dem Steuergerät 12 zur
Erzeugung eines Kraftstofftrimmsignals FT durchgeführt wird.
Zuerst wird festgestellt, ob eine Lambdaregelung gestartet werden
soll (Schritt 122), indem die Motorbetriebsbedingungen
wie z.B. die Temperatur überwacht
werden. Wenn die Lambdaregelung eingeleitet wird, wird das Signal
EGO2S aus dem Komparator 54 ausgelesen (Schritt 124)
und anschließend
in einem PI-Regler verarbeitet, wie später noch beschrieben wird.With reference to 2 Now, a flowchart of a program flow described by the controller will be described 12 for generating a fuel trimming signal FT. First, it is determined whether a lambda control should be started (step 122 ) by monitoring engine operating conditions such as temperature. When the lambda control is initiated, the signal EGO2S becomes out of the comparator 54 read out (step 124 ) and then processed in a PI controller, as will be described later.
Zuerst
wird auf Schritt 126 Bezug genommen. Das Signal EGO2S wird
mit einer Verstärkungskonstanten
GI multipliziert, und das sich ergebende Produkt wird in Schritt 128 zu
vorher gespeicherten Produkten (GI·EGO2Si–1)
addiert. Anders gesagt wird das Signal EGO2S in jeder Abtastperiode
(i) in Schritten integriert, die von der Verstärkungskonstanten GI bestimmt
werden. Im Schritt 132 wird das Signal EGO2S auch mit dem
proportionalen Verstärkungsfaktor
GP multipliziert. Der Integralwert aus Schritt 128 wird
zu dem Proportionalwert aus Schritt 132 während des
Additionsschrittes 134 addiert, um das Kraftstofftrimmsignal
FT zu erzeugen.First, step by step 126 Referenced. The signal EGO2S is multiplied by a gain constant GI, and the resulting product is determined in step 128 to previously stored products (GI · EGO2S i-1 ). In other words, the signal EGO2S is integrated in each sampling period (i) in steps determined by the gain constant GI. In step 132 the signal EGO2S is also multiplied by the proportional gain GP. The integral value from step 128 becomes the proportional value of step 132 during the addition step 134 added to produce the fuel trimming signal FT.
Der
von dem Steuergerät 12 durchgeführte Programmablauf
zur Erzeugung der gewünschten Menge
an flüssigem
Kraftstoff, der dem Motor 28 zugeführt wird, und zum Trimmen dieser
gewünschten Kraftstoffmenge
mit einer Rückführungs-Variablen, die
sowohl in bezug zu dem Sensor 44 als auch zu dem Kraftstofftrimmsignal
FT steht, wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Im Schritt 158 wird zuerst eine Open-Loop-Kraftstoffmenge
bestimmt, indem die Messung des angesaugten Massenluftstroms (MAF)
durch das gewünschte Luft/Kraftstoffverhältnis AFd
dividiert wird, das typischerweise der stöchiometrische Wert für die Benzinverbrennung
ist. Wenn man aber AFd auf einen fetten Wert einstellt, führt das
dazu, daß der
Motor in einem kraftstoffreichen Zustand betrieben wird. In ähnlicher
Weise führt
das Einstellen von AFd auf einen mageren Wert dazu, daß der Motor
in einem kraftstoffarmen Zustand betrieben wird. Diese Open-Loop-Kraftstoffmenge
wird dann durch die Rückführungs-Variable
FV eingestellt, d.h. in diesem Beispiel durch diese dividiert.The one from the controller 12 program executed to produce the desired amount of liquid fuel, the engine 28 and trimming this desired amount of fuel with a feedback variable related both to the sensor 44 as well as the fuel trim signal FT, will now be described with reference to FIG 3 described. In step 158 First, an open-loop fuel amount is determined by dividing the mass airflow (MAF) measurement by the desired air / fuel ratio AFd, which is typically the stoichiometric value for gasoline combustion. But if you AFd on a fet set value, this causes the engine is operated in a fuel-rich state. Similarly, setting AFd to a lean value will cause the engine to operate in a fuel lean condition. This open-loop fuel quantity is then adjusted by the feedback variable FV, ie divided by this in this example.
Nachdem
festgelegt worden ist, daß eine
Regelung mit geschlossenem Regelkreis gewünscht wird (Schritt 160),
indem die Motorbetriebsbedingungen wie z.B. die Temperatur (ECT) überwacht
werden, wird das Signal EGO1S beim Schritt 162 gelesen.
Im Schritt 166 wird das Kraftstofftrimmsignal FT von dem
vorher unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen
Programmablauf übertragen
und zu dem Signal EGO1S addiert, um das Trimmsignal TS zu erzeugen.After it has been determined that a closed loop control is desired (step 160 ), by monitoring the engine operating conditions such as temperature (ECT), the signal EGO1S becomes at step 162 read. In step 166 the fuel trimming signal FT is changed from that previously described with reference to FIG 2 described program sequence and added to the signal EGO1S to produce the trim signal TS.
Während der
Schritte 170–178 wird
eine herkömmliche,
PI-Rückführungs-Routine
mit dem Trimmsignal TS als Eingangsgröße durchgeführt. Das Trimmsignal TS wird
zuerst mit einem I-Verstärkungswert
KI multipliziert (Schritt 170), und das sich ergebende
Produkt wird zu den vorher gespeicherten Produkten addiert (Schritt 172).
Das heißt,
das Trimmsignal TS wird in Schritten integriert, die von dem Verstärkungswert
KI in jeder Abtastperiode (i) bei Schritt 172 bestimmt
werden. Ein Produkt aus dem proportionalen Verstärkungswert KP mal dem Trimmsignal
TS (Schritt 176) wird dann zu der Integration aus KI·TS im
Schritt 178 addiert, um die Rückführungs-Variable FV zu erzeugen.During the steps 170 - 178 For example, a conventional PI feedback routine is performed with the trim signal TS as the input. The trim signal TS is first multiplied by an I gain KI (step 170 ) and the resulting product is added to the previously stored products (step 172 ). That is, the trim signal TS is integrated in steps derived from the gain value KI in each sampling period (i) at step 172 be determined. A product of the proportional gain KP times the trim signal TS (step 176 ) then becomes the integration of KI · TS in step 178 to generate the feedback variable FV.
Ein
Beispiel, bei dem die Katalysatoreffizienz getestet wird, wird nun
speziell unter Bezugnahme auf das in 4 gezeigte
Flußdiagramm
beschrieben. Im Schritt 198 werden die anfänglichen
Motorbedingungen überprüft, bevor
der unten beschriebene Testzyklus begonnen wird. Genauer gesagt
sollte sich die Motortemperatur (ECT) in einem vorbestimmten Bereich
befinden, eine vorbestimmte Zeit sollte abgelaufen sein, seit der
Motor gestartet worden ist, und die Lambdaregelung sollte bereits über eine
vorbestimmte Zeit hin betriebsbereit sein.An example in which the catalyst efficiency is tested will now be described specifically with reference to the in 4 shown flowchart described. In step 198 the initial engine conditions are checked before starting the test cycle described below. More specifically, the engine temperature (ECT) should be in a predetermined range, a predetermined time should have elapsed since the engine was started, and the lambda control should already be ready for a predetermined time.
In
den Schritten 200, 204 und 206 wird der Bereich
des angesaugten Luftstroms bestimmt, in dem der Motor 28 betrieben
wird. Diese Bereiche werden bei diesem Beispiel als Bereich (i),
Bereich (j), ..., Bereich (n) bezeichnet, wobei vorteilhafterweise "n" angesaugte Luftdurchsatzbereiche verwendet werden.In the steps 200 . 204 and 206 the area of the intake air flow is determined in which the engine 28 is operated. These ranges are referred to in this example as range (i), range (j), ..., range (n), advantageously using "n" inducted air flow ranges.
Angenommen,
der Motorbetrieb findet in dem Luftdurchsatzbereich (i) statt, dann
werden die Übergänge zwischen
den Zuständen
des Signals EGO1S gezählt,
um das Zählsignal
CFi zu erzeugen. Dieser Zählwert wird
im Schritt 212 mit dem maximalen Zählwert CFmax verglichen.
Während
der Motorbetrieb in dem Luftdurchsatzbereich (i) bleibt, wird eine Testperiode
einer vorbestimmten Dauer erzeugt, indem der Zählwert CFi bei
jedem Übergang
des Signals EGO1S erhöht
wird, bis der Zählwert
CFi gleich dem maximalen Zählwert CFmax ist (Schritt 216). Während dieser
Testperiode (i) wird der Zählwert
CRi bei jedem Übergang des Signals EGO2S erhöht (Schritt 218).
Anders gesagt wird der Zählwert
CRi bei jedem Übergang des Signals EGO2S erhöht, bis der
Zählwert
CFi = CFmax.Assuming that the engine operation takes place in the air flow area (i), the transitions between the states of the signal EGO1S are counted to generate the count signal CF i . This count will be in step 212 compared with the maximum count CF max . While the engine operation remains in the air flow range (i), a test period of a predetermined duration is generated by incrementing the count value CF i every transition of the signal EGO1S until the count value CF i equals the maximum count value CF max (step 216 ). During this test period (i), the count value CR i is incremented every transition of the signal EGO2S (step 218 ). In other words, the count CR i is incremented every transition of the signal EGO2S until the count CF i = CF max .
Wenn
der Motorbetrieb in dem Luftdurchsatzbereich (j) liegt, wie in Schritt 204 gezeigt,
werden die vorbestimmte Zeitperiode (j), der Zählwert CFj und
der Zählwert
CRj in den Schritten 222, 226 und 228 in
einer Weise bestimmt, die der oben für den Luftdurchsatzbereich
(i) unter Bezugnahme auf die Schritte 212, 216 und 218 beschrieben
worden ist. Bei jedem Übergang
beim Signal EGO1S wird der Zählwert
CFj erhöht,
bis er den maximalen Zählwert CFmax erreicht (Schritt 222). Die
vorbestimmte Testperiode (j) wird dadurch genau definiert. Während der Testperiode
(j) wird der Zählwert
CRj bei jedem Übergang des Signals EGO2S erhöht (Schritt 228).When the engine operation is in the air flow area (j), as in step 204 are shown, the predetermined time period (j), the count value CF j and the count value CR j in the steps 222 . 226 and 228 determined in a manner similar to that described above for the air flow range (i) with reference to the steps 212 . 216 and 218 has been described. At each transition on the signal EGO1S, the count CF j is incremented until it reaches the maximum count CF max (step 222 ). The predetermined test period (j) is thereby precisely defined. During the test period (j), the count value CR j is incremented every transition of the signal EGO2S (step 228 ).
Die
oben genannte Operation tritt bei jedem Luftdurchsatzbereich auf.
Wenn der Motor 28 zum Beispiel in dem Luftdurchsatzbereich
(n) betrieben wird, wie in Schritt 206 gezeigt ist, dann
werden die Testperiode (n), der Zählwert CFn und
der Zählwert CRn erzeugt, wie in den Schritten 232, 236 und 238 gezeigt
ist.The above operation occurs every airflow range. If the engine 28 for example, in the air flow range (s), as in step 206 is shown, then the test period (n), the count value CF n and the count value CR n are generated as in the steps 232 . 236 and 238 is shown.
Beim
Schritt 250 wird festgestellt, ob der Motor 28 in
allen Luftdurchsatzbereichen (i ... n) für die jeweiligen Testperioden
(i ... n) betrieben worden ist. Das heißt, Schritt 250 bestimmt,
wann jeder Zählwert an Übergängen beim
Signal EGO1S (CFi, CFj,
... CFn) ihren jeweiligen Maximalwert (CFimax, CFjmax, ... CFnmax) erreicht hat.At the step 250 it is determined if the engine 28 in all air flow ranges (i ... n) for the respective test periods (i ... n) has been operated. That is, step 250 determines when each count of transitions in signal EGO1S (CF i , CF j , ... CF n ) has reached its respective maximum value (CF imax , CF j max , ... CF nmax ).
Alle
Zählwerte
(CFi ... CFn) der Übergänge des
Signals EGO1S für
die jeweiligen Testperioden (i ... n) werden im Schritt 254 summiert,
um den Gesamtzählwert
CFt zu erzeugen. Aus den oben genannten
Gründen
kann der gleiche Gesamtzählwert CFt auch dadurch erhalten werden, daß alle maximalen
Zählwerte
(CFimax ... CFnmax)
für die
jeweiligen Testperioden (i ... n) summiert werden.All counts (CF i ... CF n ) of the transitions of the signal EGO1S for the respective test periods (i ... n) are in step 254 is summed to produce the total count CF t . For the reasons mentioned above, the same total count value CF t can also be obtained by summing all the maximum count values (CF imax ... CF nmax ) for the respective test periods (i.
Der
Gesamtzählwert
CRt wird in Schritt 256 durch das
Zusammenzählen
aller Zählwerte
(CRi ... CRn) für die jeweiligen
Testperioden (i ... n) erzeugt. Ein Verhältnis des Gesamtzählwerts
CRt zu dem Gesamtzählwert CFt wird
dann bei Schritt 260 berechnet und alle Zählwerte
anschließend
in Schritt 262 zurückgesetzt.
Wenn das berechnete Verhältnis
größer als
ein vorher ausgewähltes
Bezugsverhältnis
(RATf) ist, dann wird ein Merker (Flag)
gesetzt (Schritte 266 und 270), der angibt, daß sich die
Katalysatorwirksamkeit unter einen vorher gewählten Grenzwert verschlechtert
hat.The total count CR t is in step 256 by summing up all counts (CR i ... CR n ) for the respective test periods (i ... n). A ratio of the total count CR t to the total count CF t is then determined at step 260 calculated and then all counts in step 262 reset. If the calculated ratio is greater than a preselected reference ratio (RAT f ), then a flag is set (steps 266 and 270 ) indicating that the catalyst efficiency has deteriorated below a preselected limit.
Das
tatsächliche
Verhältnis,
das in Schritt 266 berechnet wird, kann auch dazu verwendet
werden, ein Maß für die Katalysatorwirksamkeit
zu liefern.The actual ratio in step 266 can also be used to provide a measure of catalyst efficiency.
Der
von dem Steuergerät 12 durchgeführte Programmablauf
zur Behandlung der Entgiftung des Katalysators 20 wird
nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Im Schritt 302 wird
ein Flag 1 auf einen falschen Zustand gesetzt. Bei Schritt 304 wird der
Katalysatormonitor aufgerufen, wie hier unter Bezugnahme auf die 2–4 beschrieben ist. Wenn der Flag so gesetzt
wird, das er anzeigt, daß die
Katalysatorwirksamkeit unter einen vorgegebenen Grenzwert gefallen
ist (Schritt 306), dann wird, wenn sich Flag 1 in
einem richtigen Zustand befindet (Schritt 308), eine Funktionsstörungsanzeige
aktiviert (Schritt 310). Wenn der Flag bei Schritt 306 nicht gesetzt
ist, so daß er
anzeigt, daß die
Katalysatoreffizienz nicht unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen
ist, dann kehrt der Programmablauf zu Schritt 302 zurück. Wenn
sich Flag 1 bei Schritt 308 nicht in einem richtigen
Zustand befindet, dann ruft der Programmablauf einen Schwefelentfernungsvorgang
(Schritt 314) auf, der im folgenden noch unter spezieller
Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben
werden wird. Im Schritt 316 wird der Flag 1 auf
einen richtigen Zustand gesetzt.The one from the controller 12 program executed to treat the detoxification of the catalyst 20 will now be referring to 5 described. In step 302 becomes a flag 1 set to a wrong state. At step 304 the catalyst monitor is invoked as described herein with reference to FIGS 2 - 4 is described. If the flag is set to indicate that the catalyst efficiency has fallen below a predetermined threshold (step 306 ), then when Flag 1 is in a correct state (step 308 ), a malfunction indicator is activated (step 310 ). If the flag at step 306 is not set so that it indicates that the catalyst efficiency has not fallen below a predetermined limit, then the program flow returns to step 302 back. When Flag 1 at step 308 is not in a proper state, then the program will call a sulfur removal process (step 314 ), which will be described below with special reference to the 6 and 7 will be described. In step 316 becomes the flag 1 set to a proper state.
Der
von dem Steuergerät 12 durchgeführte Programmablauf
zur Steuerung der On-Board-Schwefelentfernung
wird nun unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
Begonnen wird mit 6. Beim Schritt 400 stellt
das Steuergerät 12 eine
gewünschte
Katalysatortemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur ein, wobei die
Temperatursteuerung später
speziell unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben
wird. Das Steuergerät 12 kann
die Katalysatortemperatur erhöhen, indem
es eine exotherme Reaktion hervorruft, indem es z.B. eine Motorfehlzündung induziert,
den Motor in einem mageren Zustand betreibt, oder das Kraftstoff/Luftverhältnis moduliert
und sich somit das Sauerstoffspeichervermögen des Katalysators 20 zunutze
macht. Alternativ dazu kann das Steuergerät 12 die Katalysatortemperatur
erhöhen,
indem es die Motorbetriebsparameter durch z.B. eine Verzögerung des
Zündzeitpunkts
einstellt, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, das in den Katalysator 20 eintritt.
In ähnlicher
Weise kann das Steuergerät 12 die Katalysatortemperatur
erhöhen,
indem es die Länge des
Abgaskrümmers 48 variiert,
wodurch der Wärmeverlust
verringert und die Temperatur der Abgase erhöht wird, die in den Katalysator 20 gelangen.
Das Variieren der Länge
des Abgaskrümmers
kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, daß zwei Abgasleitungen (nicht
gezeigt) unterschiedlicher Länge
und ein Ventil (nicht gezeigt) vorhanden sind, um den Abgasstrom
von einer Leitung zur anderen zu leiten. Das Steuergerät 12 kann
die Katalysatortemperatur auch dadurch erhöhen, daß eine elektrische Heizvorrichtung
(nicht gezeigt) angesteuert wird, die mit dem Katalysator 20 verbunden
ist. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12 den Strom des
elektrischen Heizgeräts
(nicht gezeigt) in Reaktion auf eine gemessene Katalysatortemperatur
verstärken.
Außerdem
kann das Steuergerät 12 die
Katalysatortemperatur dadurch erhöhen, daß es das Abgas entzündet. So
können
dem Abgasstrom zum Beispiel zusätzlich
Kraftstoff und Luft zugeführt
werden, wodurch eine brennbare Mischung gebildet wird. Dies kann
zum Beispiel dadurch erreicht werden, daß der Abgasanlage eine Kraftstoffeinspritzdüse (nicht
gezeigt) und eine Luftpumpe (nicht gezeigt) hinzugefügt werden.
Darüber hinaus
kann das Steuergerät 12 die
Katalysatortemperatur herabsetzen, indem es die oben beschriebenen
Vorgänge
in umgekehrter Weise durchführt.The one from the controller 12 The program procedure for controlling the on-board sulfur removal will now be described with reference to FIGS 6 and 7 described. It starts with 6 , At the step 400 puts the control unit 12 a desired catalyst temperature to a predetermined temperature, the temperature control later with particular reference to the 7 is described. The control unit 12 can increase the temperature of the catalyst by causing an exothermic reaction, such as inducing engine misfire, operating the engine in a lean condition, or modulating the air / fuel ratio, and thus modulating the oxygen storage capacity of the catalyst 20 makes use of. Alternatively, the controller 12 increase the catalyst temperature by adjusting the engine operating parameters by, for example, retarding the spark timing to increase the temperature of the exhaust gas entering the catalyst 20 entry. Similarly, the controller may 12 increase the catalyst temperature by changing the length of the exhaust manifold 48 varies, thereby reducing heat loss and increasing the temperature of the exhaust gases entering the catalyst 20 reach. Varying the length of the exhaust manifold may be achieved, for example, by having two exhaust pipes (not shown) of different lengths and a valve (not shown) to direct the flow of exhaust gas from one pipe to the other. The control unit 12 may also increase the catalyst temperature by driving an electric heater (not shown) connected to the catalyst 20 connected is. For example, the controller 12 increase the current of the electric heater (not shown) in response to a measured catalyst temperature. In addition, the control unit 12 increase the catalyst temperature by igniting the exhaust gas. For example, fuel and air may additionally be supplied to the exhaust gas stream, thereby forming a combustible mixture. This can be achieved, for example, by adding a fuel injector (not shown) and an air pump (not shown) to the exhaust system. In addition, the control unit 12 lower the catalyst temperature by reversing the above-described operations.
Wie
außerdem
in 6 zu sehen ist, betätigt der von dem Steuergerät 12 ausgeführte Programmablauf
dann den Motor in einem fetten Zustand (Schritt 402). Das
Steuergerät 12 kann
den Motor in einem fetten Zustand über ein erstes vorbestimmtes Zeitintervall
einstellen, indem es zum Beispiel das gewünschte Luft/Kraftstoffverhältnis AFd
einstellt, wie es oben speziell unter Bezugnahme auf 3 beschrieben
worden ist. Im Schritt 404 betätigt der Programmablauf dann
den Motor in einem mageren Zustand. Das Steuergerät 12 kann
den Motor in einem mageren Zustand über ein vorbestimmtes Intervall
betätigen,
indem es zum Beispiel das gewünschte
Luft/Kraftstoffverhältnis
AFd einstellt und nicht ausreichend Kraftstoff für eine vollständige Verbrennung einspritzt,
eine Luftpumpe aktiviert, um dem Abgas Luft beizumengen, oder die
Einspritzdüsen
deaktiviert, und zwar bei einigen oder allen Einspritzdüsen, während der
Motor in Betrieb ist, oder durch jedes andere Verfahren, das den
Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist und durch diese Offenbarung
vorgeschlagen wird.As well as in 6 can be seen, operated by the control unit 12 program is executed then the engine in a rich condition (step 402 ). The control unit 12 For example, it may set the engine in a rich condition over a first predetermined time interval, for example, by adjusting the desired air / fuel ratio AFd, as described above with particular reference to FIGS 3 has been described. In step 404 The program then operates the engine in a lean condition. The control unit 12 may actuate the engine in a lean condition for a predetermined interval, for example, by adjusting the desired air / fuel ratio AFd and injecting insufficient fuel for complete combustion, activating an air pump to add air to the exhaust, or deactivating the injectors, and while in some or all of the injectors while the engine is operating, or by any other method known to those skilled in the art and suggested by this disclosure.
Der
von dem Steuergerät 12 durchgeführte Programmablauf
zur Regelung der Katalysatortemperatur wird nun unter Bezugnahme
auf 7 beschrieben. Im Schritt 500 wird dann,
wenn die Katalysatortemperatur unterhalb der gewünschten Katalysa tortemperatur
liegt, das Steuergerät 12 dahingehend
aktiv, daß es
die Katalysatortemperatur wie oben beschrieben erhöht (Schritt 502).
Wenn die Katalysatortemperatur über
der gewünschten
Katalysatortemperatur liegt, dann wird das Steuergerät 12 dahingehend
aktiv, daß es
die Katalysatortemperatur herabsetzt (Schritt 504), wie
oben beschrieben worden ist. Wenn der Motor in einem stöchiometrischen Zustand
betrieben wird, dann ist das bevorzugte Verfahren zur Steigerung
der Katalysatortemperatur auf die gewünschte Katalysatortemperatur
die Zündzeitpunktverstellung.
Wenn der Motor in einem fetten oder mageren Zustand betrieben wird,
dann ist das bevorzugte Verfahren zur Aufrechterhaltung der Katalysatortemperatur
auf der gewünschten
Katalysatortemperatur ebenfalls die Steuerung der Zündzeitpunktverstellung.
Aber wenn der Motor in einem mageren Zustand betrieben wird, dann
ist aufgrund der Wirkung des mageren Luft/Kraftstoffverhältnisses
eine geringere Zündzeitpunktverzögerung notwendig.The one from the controller 12 The program procedure for controlling the catalyst temperature will now be described with reference to FIG 7 described. In step 500 is when the catalyst temperature is below the desired catalat tern temperature, the controller 12 active in that it increases the catalyst temperature as described above (step 502 ). If the catalyst temperature is above the desired catalyst temperature, then the controller 12 active in that it lowers the catalyst temperature (step 504 ), as described above. When the engine is operated in a stoichiometric state, the preferred method of increasing the catalyst temperature is on the desired catalyst temperature the ignition timing. When the engine is operating in a rich or lean condition, the preferred method of maintaining the catalyst temperature at the desired catalyst temperature is also control of spark timing. But when the engine is operated in a lean condition, a lower ignition timing delay is necessary due to the effect of the lean air-fuel ratio.
Damit
schließt
die Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Beim Lesen
derselben wird den Fachleuten auf diesem Gebiet viele Abwandlungen
und Modifikationen einfallen, ohne daß vom Geist und dem Rahmen
der Erfindung abgewichen wird. So können zum Beispiel viele verschiedene
Arten von Katalysatorüberwachungsanlagen
verwendet werden. Es gibt auch unzählige Varianten, den fetten
und mageren Motorbetrieb vorzusehen und die Abgastemperatur zu regeln.
Folglich soll der Rahmen der Erfindung von den nachfolgenden Ansprüchen begrenzt
werden (vgl. &14
Pat 6).In order to
includes
the description of the preferred embodiment. While reading
This will be many modifications to those skilled in the art
and modifications occur without the mind and the frame
deviated from the invention. For example, many different ones
Types of catalyst monitoring systems
be used. There are also countless variants, the fat ones
and to provide lean engine operation and control the exhaust gas temperature.
Accordingly, the scope of the invention should be limited by the following claims
become (see & 14
Pat 6).