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    • 专利摘要:
    Eine Sekundärluftzufuhrvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Sekundärluftzufuhreinrichtung für die Zufuhr von Sekundärluft stromauf einer Emissionsreinigungseinrichtung in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors, einen Kühlmitteltemperatursensor zur Bestimmung einer Kühlmitteltemperatur des Motors, einen Zulufttemperatursensor zur Bestimmung einer Zulufttemperatur, einer Zufuhrsteuerung zur Betätigung der Sekundärluftzufuhrvorrichtung gemäß einer festgelegten Sekundärluftzufuhrbedingung und einer Summierungseinheit zum Summieren einer Betätigungsperiode der Sekundärluftzufuhrvorrichtung und Speichern einer Summe. Die Zufuhrsteuerung stoppt die Sekundärluftzufuhr durch die Sekundärluftzufuhrvorrichtung, wenn die durch die Summierungseinheit gespeicherte Summe eine festgelegte obere Grenze erreicht. Die Summierungseinheit setzt die gespeicherte Summe zurück, wenn eine Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Zulufttemperatur an einem Zeitpunkt vor der Betätigung der Sekundärluftzufuhrvorrichtung nicht größer als ein festgelegter Wert ist. Diese Konfiguration ermöglicht der Vorrichtung eine Überversorgung mit Sekundärluft und dann Überhitzen eines Katalysators zu unterdrücken, um so eine geeignete Aktivierung des Katalysators zu erreichen.
    公开号:DE102004028861A1
    申请号:DE200410028861
    申请日:2004-06-15
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Shigemasa Toyota Hirooka
    申请人:Toyota Motor Corp；
    IPC主号:F01N3-22
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft Sekundärluftzufuhrvorrichtungen für die Zufuhrvon Sekundärluftstromauf einer Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors.
    [0002] EinBeispiel der bekannten Emissionssteuerungssysteme von Verbrennungsmotorenist eine Vorrichtung mit einem Dreiwegekatalysator im Abgasstromzur Reduzierung von CO, HC und NOx-Bestandteilen im Abgas und dadurchzur Reinigung von Abgasemissionen. Ferner ist eine Technik des Verbindenseines mit einem Umschaltventil versehenen Sekundärluftzufuhrkanals mit einemAbgassammelrohr, und Zuführenvon Luft unter Druck (Sekundärluft)mittels einer Luftpumpe zu dem Abgas, bekannt, um den Sauerstoffgehaltim Abgas zu erhöhenund dadurch die Reinigung, basierend auf einer Förderung der Oxidation von HCund CO im Abgas, zu bewirken (japanische PatentveröffentlichungNr. 2000-240434: [0018]-[0030], 3, 7–9).
    [0003] Diein der obigen Anmeldung beschriebene Technologie ist eine für die wederzu große,noch zu geringe Zufuhr von Sekundärluft. Die zeitliche Dauer, während derder Motor gestoppt oder angehalten bleibt, wird basierend auf einerDifferenz zwischen einer Kühlmitteltemperaturbeim Stopp des Motors und einer Kühlmitteltemperatur beim Startmit der Technologie bestimmt. Wenn die Dauer des Motorstopps alskurz ermittelt wird, wird eine Betätigungsperiode eines Sekundärluftzufuhrsystemsentspre chend einer Temperaturdifferenz zwischen der Kühlmitteltemperaturbeim Start und einer Zulufttemperatur eingestellt. Die vorangehendeOperation kann ein Überhitzendes Katalysators unterdrückenund eine geeignete Aktivierung durch Verkürzen der Betätigungsperiodedes Sekundärluftzufuhrsystemsin Gang setzen, wenn die Dauer des Motorstopps kurz ist und die Temperaturdes Katalysators hoch.
    [0004] Esgibt jedoch Fälle,in denen die Geschwindigkeit der Erhöhung der Katalysatortemperatur schnellerals die Geschwindigkeit der Erhöhungder Kühlmitteltemperaturist und in denen der Katalysator, sogar bei relativ niedrigen Kühlmitteltemperaturen,bereits aktiviert wurde. In derartigen Fällen, in denen die Betätigungsperiodedes Sekundärluftzufuhrsystemszu lang ist, bestehen Möglichkeitenden Katalysator zu überhitzenund aufgrund eines kontinuierlichen Betriebs der Luftpumpe zu beschädigen.
    [0005] Esist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sekundärluftzufuhrvorrichtungbereit zu stellen, die fähigist eine geeignete Aktivierung des Katalysators in Gang zu setzen,währendein Überhitzendes Katalysators unterdrücktwird, sogar wenn die Kühlmitteltemperaturrelativ niedrig ist.
    [0006] Eineerfindungsgemäße SekundärluftzufuhrvorrichtungumfaßtSekundärluftzufuhrmittelfür die Zufuhrvon Sekundärluftstromauf einer Abgasreinigungsvorrichtung in einem Abgassystem einesVerbrennungsmotors; Kühlmitteltemperaturbestimmungsmittelzur Bestimmung einer Temperatur eines Kühlmittels des Motors; Zulufttemperturbestimmungsmittelzur Bestimmung einer Temperatur der Zuluft; und Zufuhrsteuerungsmittelzur Betätigung desSekundärluftzufuhrmittelsgemäß einerfestgelegten Sekundärluftzufuhrbedingung.Die Sekundärluftzufuhrvorrichtungder vorliegenden Erfindung umfaßtferner Summierungsmittel zum Summieren einer Betätigungsdauer des Sekundärluftzufuhrmittelsund Speichern einer Summe und, wenn die Summe durch das Summierungsmitteleine festgelegte obere Grenze erreicht, wird die Zufuhr von Sekundärluft durch dasSekundärluftzufuhrmittelvon dem Zufuhrstörungsmittelgestoppt. Das Summierungsmittel setzt die Summe zurück, wenneine Differenz zwischen der von dem Kühlmitteltemperaturbestimmungsmittel ermitteltenKühlmitteltemperaturund der von dem Zulufttemperaturbestimmungsmittel ermittelten Zulufttemperaturan einem festgelegten Punkt vor der Betätigung des Sekundärluftzufuhrmittelsnicht größer alsein erster festgelegter Wert ist.
    [0007] DieZulufttemperatur ist ein Umgebungsbedingung und wird auf keine Weisedurch Betriebszuständedes Motors beeinflußt.Im Gegensatz dazu wird die Kühlmitteltemperaturnachdem eine ausreichende Zeit seit einem vorhergehenden Stopp des Motorsvergangen ist ungefährmit der Zulufttemperatur übereinstimmen;bevor jedoch eine ausreichende Zeit seit einem Stopp des Motorsvergangen ist, ist eine Abnahme der Kühlmitteltemperatur gering und eineDifferenz derselben zu der Zulufttemperatur wird groß. Ob dieZeit seit einem Stopp des Motors vergangen ist kann nämlich ausder Differenz zwischen der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur bestimmt werden. Wenn nicht ermittelt wird,daß die Zeitseit einem Stopp des Motors vergangen ist, wird das Summieren ausgehendvon dem gespeicherten Ergebnis des Summierens der Betätigungsperiode gestartet,um so die Betätigungsdauerder Sekundärluftzufuhrvorrichtungzu beschränken,wodurch es möglichist eine überschüssige Zufuhrvon Sekundärluftzu unterdrückenund den Abgasreinigungskatalysator angemessen zu aktivieren.
    [0008] DasSummierungsmittel setzt die Summen nicht zurück, sondern fährt mitdem Summieren fort, wenn an einem festgelegten Punkt vor der Betätigung desSekundärluftzufuhrmittelsdie Differenz zwischen der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur den ersten festgelegten Wert überschreitet.
    [0009] Nachdem Stopp der Sekundärluftzufuhr durchdas Sekundärluftzufuhrmittelsetzt des Summierungsmittel die gespeicherte Summe in einer bevorzugtenKonfiguration zurück,wenn die Kühlmitteltemperaturnicht niedriger als eine festgelegte Temperatur ist oder wenn dieDifferenz zwischen der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur einen zweiten festgelegten Wert überschreitet,der größer alsder erste festgelegte Wert ist. In einem derartigen Fall wird geschätzt, daß ein Aufwärmen abgeschlossenist und das Zurücksetzender Summe ermöglicht derVorrichtung einen aufgewärmtenZustand zu erkennen.
    [0010] Ineiner bevorzugten Konfiguration setzt das Summierungsmittel diegespeicherte Summe an dem Punkt zurück, wenn eine Zeit nicht geringerals eine festgelegte Zeit seit dem Stopp der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelverstrichen ist. Dies erlaubt der Vorrichtung festzustellen, obder Verbrennungsmotor wiederholt gestartet wird oder nicht.
    [0011] Bevorzugtspeichert das Summierungsmittel die Summe, wenn der Motor während derBetätigung desSekundärluftzufuhrmittelsgestoppt wird. Wenn der Motor währendder Zufuhr gestoppt wird, verkürzt dasSpeichern der Summe die Betätigungsdauerder Sekundärluftzufuhrvorrichtungbei einem nächsten Start,was eine Überversorgungmit Sekundärluftvermeiden und die Betätigungsdauerder Luftpumpe verkürzenkann. In diesem Fall setzt das Summierungsmittel die gespeicherteSumme bevorzugt nicht zurück,sondern fährtmit dem Summieren fort, sogar wenn die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur nach einem Neustart eines Verbrennungsmotorsnicht größer alsder erste festgelegte Wert ist.
    [0012] DasZufuhrsteuerungsmittel mißtbevorzugt eine Einschaltdauer der Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftzufuhrmittelund, wenn die Dauer eine festgelegten obere Grenze erreicht, stopptdas Zufuhrsteuermittel die Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftzufuhrmittel.Dies ermöglichtder Vorrichtung eine optimale Aktivierung durch die Verwendung derauf der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur basierenden Summe und die Überversorgungmit Sekundärluftwirksamer zu unterdrücken.
    [0013] DasZufuhrsteuerungsmittel mißtbevorzugt eine Menge der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelund, wenn die Menge der zugeführtenSekundärlufteine obere Grenze erreicht, stoppt das Zufuhrsteuerungsmittel dieSekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittel.Dies ermöglichtder Vorrichtung eine optimale Aktivierung durch die Verwendung derauf der Kühlmitteltemperaturund der Zuluft temperatur basierenden Summe zu erzielen und die Überversorgungder Sekundärluft wirksamerzu unterdrücken.
    [0014] Dievorliegende Erfindung wird besser von der nachfolgenden ausführlichenBeschreibung und den beigefügtenFiguren verstanden, die ausschließlich zur Erläuterungdienen und nicht zur Beschränkungder Erfindung.
    [0015] Fernerwird der Bereich und Umfang der vorliegenden Erfindung von der nachfolgendenausführlichenBeschreibung deutlich. Es ist jedoch zu verstehen, daß die ausführlicheBeschreibung und die besonderen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformender Erfindung erläutern,ausschließlich zurErläuterungdienen, da verschiedene Veränderungenund Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und -rahmensder Erfindung fürden Fachmann aus dieser ausführlichenBeschreibung offensichtlich werden.
    [0016] 1 ist eine Schemazeichnung,die eine Konfiguration eines mit der erfindungsgemäßen Sekundärluftzufuhrvorrichtungausgestatteten Verbrennungsmotors zeigt.
    [0017] 2 ist ein Flußdiagramm,daß dieVerarbeitung in einer ersten Ausführungsform der Vorrichtungaus 1 zeigt.
    [0018] 3 ist ein Flußdiagramm,das einen Prozeß zurBestimmung der Ausführungvon AI in der Verarbeitung von 2 zeigt.
    [0019] 4 ist ein Flußdiagramm,daß dieVerarbeitung in einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtungaus 1 zeigt.
    [0020] 5 ist ein Zeitdiagramm,daß dieVeränderungenvon Fahrzeugzustandsmengen und Steuerungsmengen während derSteuerung aus 4 zeigt.
    [0021] Diebevorzugten Ausführungsformender vorliegenden Erfindung werden unten ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Figurenbeschrieben. Für einleichteres Verständnisder Beschreibung werden dieselben Komponenten in den Figuren soweitals möglichmit den selben Bezugszeichen versehen, ohne sich wiederholende Beschreibung.
    [0022] 1 ist eine schematischeAnsicht, die die Konfiguration des mit der Sekundärluftzufuhrvorrichtungder vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Verbrennungsmotors zeigt.Diese Sekundärluftzufuhreinrichtung(Sekundärluftzufuhrvorrichtung) 1 istan einen Mehrzylinder-Ottomotor (nachfolgend einfach als Motor bezeichnet) 2 angeschlossen,der ein Verbrennungsmotor ist. Dieser Motor 2 ist ein Viertaktmotor.Ein Einlaßrohr(Sammelleitung) 20 und ein Abgasrohr (Sammelleitung) 21 sindmit dem Motor 2 verbunden und ein Drosselventil 24 istin dem Einlaßrohr 20 angeordnet.Ein Einlaßluftfilter 25 istan einem Ende des Einlaßrohrs 20 angebracht.Ein Luftmengenmesser 26 zum Messen der Menge an Luft (Mengeder Primärluft)ist zwischen dem Einlaßluftfilter 25 unddem Drosselventil 24 angeordnet. Ein Kühlmitteltemperatursensor 28 zumBestimmen der Temperatur des Motorkühlmittels und ein Zulufttemperatursensor 29 zumBestimmen der Temperatur der Zuluft sind ebenfalls installiert.Andererseits ist ein einen Dreiwegekatalysator beinhaltender Emissionsreinigungskatalysator(Vorrichtung) 22 im Abgasrohr 21 angeordnet. Diezwei Sensoren 31, 32 zum Bestimmen des Sauerstoffgehaltsim Abgas sind sowohl stromauf und stromab des Emissionsreinigungskatalysators 22 plaziert.Ein dritter Sensor 27 zum Bestimmen der MotorumdrehungenNe ist am Motor 2 installiert und dessen Ausgangssignalesind Eingangssignale fürdie Motor ECU 23, zusammen mit den Ausgangssignalen desLuftmengenmessers 26, des Kühlmitteltemperatursensors 28 unddes Lufttemperatursensors 29.
    [0023] DieSekundärluftzufuhreinrichtung 1 istmit einem Sekundärluftzufuhrkanal 11 versehen,der eine Position des Einlaßrohres 20 zwischendem Einlaßluftfilter 25 unddem Drosselventil 24 und einer Position des Abgasrohrs(Sammelleitung) 21 zwischen dem Motor 2 und demO2-Sensor 31 stromauf verbindet.Dieser Sekundärluftzufuhrkanal 11 istmit einer Luftpumpe (AP) 12 von der mit Elektromotor angetriebenenArt, einem Luftumschaltventil (ASV) 13 und einem Membranventil(RV) 14, welches ein Sperrventil ist, von der Seite desEinlaßrohres 20 vorgesehen.Ein Drucksensor 15 ist zwischen AP 12 und ASV 13 angeordnet.Mit diesem ASV 13 ist ein Rohr 16 verbunden, dassich von stromab des Drosselventils 24 in dem Einlaßrohr 20 erstrecktund ein Dreiwegeventil 17 ist an diesem Rohr 16 versehen.Der andere Anschluß desDreiwegeventils 17 ist überein Rohr 18 und einen Filter 19 mit der Umgebungsluft verbunden.Die Kombination von ASV 13 und dem Dreiwegeventil 17 kanndurch ein an der Position des ASV 13 installiertes Magnetventilersetzt sein.
    [0024] EinController 10 zum Steuern des Betriebs der Sekundärluftzufuhreinrichtung 1 istaus einer CPU, einem RAM, etc. zusammengesetzt und mit einer MotorECU 23 zur Steuerung des Motors verbunden, um so zum Informationsaustauschfähig zusein. Der Controller 10 empfängt Ausgangssignale des Drucksensors 15 undvon den O2-Sensoren 31, 32 undsteuert den Antrieb des Motors fürdie AP 12 und das Öffnen/Schließen desDreiwegeventils 17. Der Controller 10 kann alsTeil der Motor ECU 23 konfiguriert sein. Diese Sekundärluftzufuhreinrichtung 1 führt eineSekundärluftzufuhrsteuerung(nachfolgend als AI [Air Injection]-Steuerung) unter festgelegten Bedingungenaus, z. B. in einem Zustand, in dem eine Kraftstoffkonzentrationbeim Kaltstart oder dergleichen hoch ist, ein Luft-Kraftstoffverhältnis (A/F) kleinist und der Emissionsreinigungskatalysator 22 noch nichtausreichend zur vollen Demonstration seiner Leistung aufgewärmt ist.Ausführungsformender AI Steuerung desselben werden unten beschrieben.
    [0025] 2 und 3 sind Flußdiagramme, die eine ersteAusführungsformder Steuerung zeigen. 2 istein Flußdiagrammder Hauptverarbeitung derselben. 3 istein Flußdiagramm,das einen Prozeß derBestimmung einer AI Ausführungsbedingungin dem Hauptprozeß darstellt.Der Hauptprozeß von 2 wird zu festgelegten Zeitenzwischen einer Einschaltzeit und einer Ausschaltzeit eines Kraftfahrzeugsdurch den Controller 1 in Zusammenarbeit mit der MotorECU 23 wiederholt ausgeführt. Der Prozeß in 3 wird von der Verarbeitungin 2 aufgerufen unddann ausgeführt.
    [0026] Imersten Schritt wird bestimmt, ob der Zündschalter (IG) des Kraftfahrzeugsauf EIN ist (Schritt S1). Wenn der IG Schalter AUS ist, werden dienachfolgenden Prozesse zur Beendigung der Verarbeitung übersprungen.Wenn der IG Schalter EIN ist, wird nachfolgend bestimmt, ob einStart des Motors 2 abgeschlossen ist (Schritt S3).
    [0027] Wenndas Starten nicht abgeschlossen ist, geht die Steuerung zu SchrittS5, um eine Kühlmittelstarttemperaturthwst abzufragen, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 28 gemessenwird, und eine Startlufttemperatur thast die durch den Zulufttemperatursensor 29 gemessenwird. Dann wird ein absoluter Wert einer Differenz zwischen diesenmit einem festgelegten Grenzwert A verglichen (Schritt S7). Wennder absolute Wert der Differenz zwischen der Kühlmittelstarttemperatur thwstund der Startlufttemperatur thast den Grenzwert A überschreitet,werden die nachfolgenden Prozesse zur Beendigung der Verarbeitung übergangen.Wenn der absolute Wert der Differenz zwischen der Kühlmittelstarttemperatur thwstund der Startlufttemperatur thast nicht größer als der Grenzwert A ist,wird eine AI EIN Zeitsumme caionsum auf 0 gesetzt (Schritt S9).
    [0028] Nachfolgendwird diese AI EIN Zeitsumme caionsum als Variable CAIONSUM in demController 10 oder in einer Speichereinrichtung, wie einemexternen, nicht flüchtigemSpeicher oder einem Speichermedium, gespeichert (Schritt S25) unddie Verarbeitung dann beendet. Diese Variable CAIONSUM wird sogarin einem Zustand gespeichert, in dem die Fahrzeugleistung abgeschaltetist. Diese Speichereinrichtung und der Controller 10 bildendas Summierungsmittel der vorliegenden Erfindung.
    [0029] Wennder Start des Motors 2 in Schritt S3 abgeschlossen ist,geht der Controller zu Schritt S11, um die als Variable CAIONSUMin der Speichereinrichtung gespei cherte AI EIN Zeitsumme in derVariable caionsum abzufragen. Dann wird eine Bedingung zur AI Ausführung bestimmt(Schritt S13).
    [0030] DieserProzeß zurBestimmung der Bedingung zur AI Ausführung dient zur Bestimmungvon fünfBedingungen in den Schritten S41 bis S49, wie in 3 dargestellt, und, wenn sämtlicheBedingungen erfülltsind, wird die Bedingung zur AI Ausführung als erfüllt bestimmtund in Schritt S51 ein AI AusführungsflagXAI auf EIN gesetzt. Andererseits, wenn irgendeine der Bedingungennicht erfülltist, wird das AI-AusführungsflagXAI in Schritt S53 auf AUS gesetzt und die Verarbeitung beendet.Die Reihenfolge der Bestimmungen der Bedingungen in den SchrittenS41 bis S49 ist nicht notwendigerweise auf die dargestellte beschränkt, sonderndie Reihenfolge kann verändertwerden oder die Bestimmungen könnenalle gleichzeitig erfolgen.
    [0031] SpezifischeBedingungen schließenein, daß (1)die Kühlmittelstarttemperaturthwst sich in einem festgelegten Bereich über einer festgelegten unteren GrenzeTHWL und unter einer festgelegten oberen Grenze THWH befindet (SchrittS41), (2) eine nach dem Start des Motors 2 vergangene Zeiteinen festgelegten Grenzwert T überschreitet(Schritt S43), (3) eine AI EIN Zeit caion, welche eine kontinuierliche Dauerder AI Steuerung ist, kleiner als ein festgelegter Grenzwert TAIist (Schritt S45), (4) die AI EIN Zeitsumme caionsum kleiner alsein festgelegter Grenzwert TSUM ist (Schritt S47) und (5) eine Summeder zugeführtenSekundärluftmengekleiner als ein festgelegter Grenzwert Gasum ist (Schritt 49).
    [0032] Unterdiesen sind die Bedingungen (1) und (2) die Bedingungen für die Bestimmungder Startbedingungen fürdie AI Steuerung, wo (1) eine Bedingung zur Bestimmung beim Kaltstartund in (2) eine Bedingung zur Ausführung der AI Steuerung nachdemder Motor 2 sicher gestartet worden ist und die Bedingung(3) bis (5) Bedingungen fürBestimmungen eines Endes der AI Steuerung und Bedingungen zum Unterdrücken einer Überversorgungmit Sekundärluftsind. Hier werden die Grenzwerte TSUM und TAI gesetzt, um die BedingungTSUM ≥ TAIzu erfüllen.
    [0033] Nachdemein Bestimmungsresultat gesetzt ist, geht der Controller zu demin 2 dargestellten SchrittS15, um einen auf den Wert XAI basierenden Verzweigungsprozeß auszuführen. WennXAI EIN ist, d.h. wenn bestimmt wird, daß die Bedingung zur AI Ausführung erfüllt ist,geht der Controller zu Schritt S17 zur Durchführung der Sekundärluftzufuhr(AI Steuerung). Der Controller steuert besonders das Dreiwegeventil 17,um eine Verbindung des Rohrs 16 mit dem Einlaßrohr 20 einzurichtenund einen negativen Druck in dem Einlaßrohr 20 zum ASV 13 zuleiten, um so ASV 13 zu öffnen und zu AP 12 anzutreiben.Dies resultiert in der Führungvon einiger Luft, die den Luftfilter 25 passiert hat, durchden Sekundärluftzufuhrkanal 11 indas Abgasrohr 21. Als ein Ergebnis erhöht sich die Sauerstoffkonzentrationim Abgas, das Luft-Kraftstoffverhältnis erhöht sich und eine Sekundärverbrennungvon HC und CO im Abgas wird in dem Abgasrohr 21 gefördert, umso ein Reinigen der Emissionen zu implementieren. Die Sekundärverbrennungerhöhtdie Abgastemperatur zur Förderungeines Temperaturanstiegs des Dreiwegekatalysators des Emissionsreinigungskatalysators 22,wodurch eine Verschlechterung von Emissionen unterdrückt wird.
    [0034] Nachdem Ausführungen(Start und Fortführen)der AI Steuerung wird eine AI AUS Zeit caioff auf 0 gelöscht (SchrittS19) und ein Zeitschritt Δtwird zu der Zeit AI EIN caion (Schritt S21) addiert. Ein Zeitschritt Δt wird auchzu der AI EIN Zeitsumme caionsum (Schritt S23) addiert und die AIEIN Zeitsumme caionsum wird nach der Addition von Δt als VariableCAIONSUM in der Speichereinrichtung (Schritt S25) gespeichert, gefolgtvon einem Ende der Verarbeitung.
    [0035] Andererseits,wenn in Schritt S15 festgestellt wird, daß XAI AUS ist, d.h. daß die Bedingungzur AI Ausführungnicht erfülltist (entweder in einem Fall, in dem entweder die AI Startbedingungennicht erfüllt sind,oder in einem Fall, in dem eine der AI Endbedingungen erfüllt ist),geht der Controller zur Schritt S27, um die Sekundärluftzufuhr(AI Steuerung) zu stoppen. Der Controller steuert speziell das Dreiwegeventil 17,um eine Verbindung des Rohrs 16 mit dem Rohr 18 herzustellenund die Umgebungsluft, die den Filter 19 passiert hat,zu dem ASV 13 zu führen,um so ASV 13 zu schließen undden Antrieb der Luftpumpe AP 12 zu beenden. Dies resultiertin dem Abschalten der Zufuhr von Sekundärluft aus dem Sekundärluftzufuhrkanal 11 indas Abgasrohr 21.
    [0036] Nachdem Stopp der AI Steuerung (einschließlich Fortsetzen eines Stoppzustands)wird die AI EIN Zeit zu 0 gelöscht(Schritt S29) und ein Zeitschritt Δt wird zu der Zeit AI AUS caioffaddiert (Schritt S31). Die resultierende Zeit AI AUS wird nachfolgendmit einem festgelegten Grenzwert α verglichen(Schritt S33). Wenn die Zeit AI AUS kleiner als der Grenzwert α ist, d.h.wenn die Stoppdauer der AI Steuerung als kurz bestimmt wird, gehtder Controller zu Schritt S35, um die gegenwärtige Motorkühlmitteltemperaturmit einem festgelegten Wert β zu vergleichen.Wenn die Motorkühlmitteltemperatur niedrigerals der Grenzwert β ist,wird festgelegt, daß einAufwärmennicht angemessen abgeschlossen wurde und die Verarbeitung wird direktbeendet in diesem Fall wird der Wert AI EIN Zeitsumme CAIONSUM inder Speichereinrichtung gespeichert.
    [0037] Andererseits,wenn in Schritt S33 festgestellt wird, daß die Zeit AI AUS caioff nichtkleiner als der Grenzwert α istund somit, daß dieStoppdauer lange ist, oder wenn in Schritt S35 festgestellt wird,daß die Motorkühlmitteltemperaturnicht niedriger als der Grenzwert β ist und somit, daß ein Aufwärmen angemessenabgeschlossen ist, geht der Controller zu Schritt S9, um die AIEIN Zeitsumme caionsum auf 0 zurückzusetzen.Dann wird die AI EIN Zeitsumme caionsum nach dem Zurücksetzenals Variable CAIONSUM in der Speichereinrichtung gespeichert (SchrittS25) und die Verarbeitung wird beendet.
    [0038] DieSekundärluftzuführsteuerungder vorliegenden Ausführungsformschließtein, daß dieSteuerung die AUS Zeit (caioff) und die Zeitsumme (caionsum, undCAIONSUM) zusätzlichzu der Zeit AI EIN (caion) verwendet werden. Wenn die AI-Stoppdauer kurz ist,oder wenn die Motorkühlmitteltemperaturnach dem Stopp der AI nicht die festgelegte Temperatur erreicht,wird nämlichdie Zeit AI EIN wie aufsummiert als AI EIN Zeitsumme gespeichert (SchritteS33, S35). Wenn diese AI EIN Zeitsumme nicht kürzer als die festgelegte Zeitist, wird die AI Steuerung vollständig been det (zum Setzen desAusführungsflagsXAI auf AUS: Schritt S47 → Schritt S53).Diese Operation kann die Überversorgungmit Sekundärluftunterdrücken;um so die Überhitzung desKatalysators einzuschränkenund eine angemessene Aktivierung zu implementieren. Da ein intermittierender,kontinuierlicher Betrieb der Luftpumpe beschränkt ist, kann eine Beschädigung derselbenwirksam vermieden werden.
    [0039] Indem oben beschriebenen Beispiel wurde die Differenz zwischen derKühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur beim Start des Motors berechnet. Es istjedoch anzumerken, daß dieBerechnung der Differenz nicht notwendigerweise beim Start des Motorsdurchgeführtwerden muß.Ob eine ausreichende Zeit nach einem Stopp der AI vergangen ist, kannzum Beispiel aus der Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und derZulufttemperatur ermittelt werden, wenn die Temperaturen zu einerZeit vor und nahe der Zeit eines Starts der Sekundärluftzufuhrbestimmt werden. Dem entsprechend kann die Messung der Differenzzu einer Zeit durchgeführt werden,wenn die Leistungsschaltung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet wird,oder unmittelbar nach dem Start des Motors.
    [0040] Einezweite Ausführungsformder AI Steuerung wird unten mit Bezug auf das in 4 gezeigte Flußdiagramm beschrieben. Diesezweite Ausführungsformschließteinige zusätzlicheSchritte zu der ersten Ausführungsformein, um eine Historie von AI Steuerungszuständen zu nutzen.
    [0041] Besondersnach Abschluß vonSchritt S25, oder wenn in Schritt S35 festgestellt wird, daß die Motorkühlmitteltemperaturniedriger als der Grenzwert β ist,wird die Verarbeitung nicht direkt beendet, sondern der Wert desFlags XAI, der einen gegenwärtigenAI Steuerungszustand anzeigt, wird in XAIOLD als vorheriger Wertdes AI Zustands gespeichert (Schritt S26) und die Verarbeitung wirddann beendet.
    [0042] Inder ersten Ausführungsformwurde, wenn in Schritt S1 festgestellt wurde, daß der IG Schalter AUS war,die Verarbeitung direkt beendet; in der vorliegenden Ausführungsformhingegen geht der Controller zu Schritt S2, um den vorherigen Wert XAIOLD desAI Zustands zu überprüfen. In Übereinstimmung mitdem festgestellten Wert von XAIOLD wird der Wert einer AI ZustandshistorieXAIHIS gesetzt, um mit diesem übereinzustimmen(S4 oder S5). Nachfolgend wird der so gesetzte Wert von XAIHIS inder Speichereinrichtung gespeichert, gerade so wie in dem Fall derVariablen CAIONSOM (Schritt S8) und die Verarbeitung wird nachfolgendbeendet. Hierdurch wird ein AI Steuerungszustand an einem Punkt desStopps des Motors als AI Zustandshistorie XAIHIS in der Speichereinrichtunggespeichert, was sogar erfolgt, wenn der Motorschalter des Kraftfahrzeugsabgeschaltet wird.
    [0043] DieVerarbeitung mit EIN des IG Schalters ist grundsätzlich dieselbe wie in derersten Ausführungsform,wenn aber in Schritt 7 ein Stopp des Motors (vor dem Start)der absolute Wert der Differenz zwischen der Kühlmittelstarttemperatur thwstund der Startlufttemperatur thast nicht größer als der Grenzwert A ist,geht der Controller zu Schritt S10 anstatt direkt zu Schritt S9zu gehen. Der Controller geht nur zu Schritt S9, wenn in SchrittS10 die AI Zustandshistorie XAIHIS ausgeschaltet ist. Wenn die AIZustandshistorie XAIHIS in Schritt S10 eingeschaltet ist, werdenzur Beendigung die Schritte S9, S25 und S26 übersprungen. Wenn Schritt S10NEIN ergibt, d.h. wenn die AI Steuerung zu einer vorherigen Zeit ausgeführt wordenwar, wird der Wert der AI EIN Zeitsumme CAIONSUM nicht gelöscht, sondernin einem Zustand eines vorherigen Werts beibehalten.
    [0044] Aufdiese Weise wird, wenn der Motor 2 während der Ausführung vonAI gestoppt wird, XAIOLD als XAIHIS in der Speichereinrichtung zumZeitpunkt des Motorstopps gespeichert und der Wert der AI EIN Zeitsummewird sogar dann nicht zurückgesetzt, wenndie Differenz zwischen der Motorkühlmitteltemperatur und derZulufttemperatur zur Zeit des nächstenStarts des Motors gering ist. Dann wird die Summierungsoperationvon dem vorherigen Summenwert fortgeführt. Diese Operation unterdrückt eineintermittierende Ausführungder AI Steuerung, um so eine Schädigungdes Katalysators 22 aufgrund einer Überversorgung zu vermeidenund eine Schädigung derLuftpumpe AP 12.
    [0045] 5 ist ein Ablaufdiagramm,das ein Beispiel der zeitlichen Veränderungen von Motorstartzuständen, demAI Steuerungsflag XAI, der AI Zustandshistorie XAIHIS, der ZeitAI EIN caion, der Zeit AI EIN Summe CAIONSUM, der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur im Fall der Ausführung der zweiten Ausführungsformzeigt.
    [0046] Inder vorliegenden Ausführungsformwird, wie in der Figur dargestellt, der Wert der Zeit AI EIN SummeCAIONSUM gespeichert, wenn der Motor während des AI Betriebs gestopptwird (Zeiten t1–t2), oderwenn die Differenz zwischen Kühlmitteltemperaturund Zulufttemperatur nicht geringer als die festgelegte Temperaturist (Zeiten t3–t4).In einem nachfolgenden AI Betrieb wird die Summierungsoperation vomgespeicherten Wert aus durchgeführt,um so zu vermeiden, daß dieDauer AI EIN währendeines intermittierenden AI Betriebs lang wird. Dies kann die Beschädigung desKatalysators 22 aufgrund einer Überversorgung und die Beschädigung derLuftpumpe AP 12 verhindern.
    [0047] Inden hier dargestellten Ausführungsformen wurdedie Kühlmitteltemperaturim Schritt S35 mit dem Grenzwert β verglichen.Eine weitere denkbare Konfiguration ist jedoch so, daß die Differenzzwischen Kühlmitteltemperaturund Zulufttemperatur in Schritt S35 mit einem anderen GrenzwertC [zweiter Grenzwert] (> derGrenzwert A [erster Grenzwert]) verglichen wird, und wenn die Differenzgrößer als derGrenzwert C ist, wird angenommen, daß ein gründliches Aufwärmen erfolgtist und die Zeitsumme wird zurückgesetzt(S35 → S9).
    [0048] Wieoben beschrieben beinhaltet die vorliegende Erfindung das Zählen derZeitsumme der Sekundärluftzufuhr,das Speichern und Beibehalten der Summe, wenn die Differenz zwischenKühlmitteltemperaturund Zulufttemperatur den ersten festgelegten Wert überschreitet,und Stoppen der Operation der Sekundärluftzufuhr, wenn die Summeden festgelegten Wert erreicht, wodurch die vorliegende Erfindung die Überversorgungunterdrückt,um so das Überhitzendes Katalysators und das Auftreten einer Überlastung der Luftpumpe zuvermeiden, und implementiert somit eine angemessene Aktivierungdes Katalysators.
    [0049] Ferner,wenn die Kühlmitteltemperaturnach einem Stopp der Sekundärluftzufuhrnicht niedriger als der festgelegte Wert ist, wenn die Differenzzwischen Kühlmitteltemperaturund Zulufttemperatur nicht kleiner als der zweite festgelegte Wertist, oder wenn eine Zeit nicht kürzerals die festgelegte Zeit seit einem Stopp der Sekundärluftzufuhrvergangen ist, wird die Summe zur Ermöglichung einer geeigneterenAktivierung des Katalysators, einer Unterdrückung des Überhitzens des Katalysatorsund einer Unterdrückungdes Auftretens einer Überlastungder Luftpumpe zurückgesetzt.
    [0050] Sogarwenn die Differenz zwischen Kühlmitteltemperaturund Zulufttemperatur nicht größer als dererste festgelegte Wert ist, wird die Summe nicht zurückgesetzt,sondern wird gespeichert, wenn der Motor während der Sekundärluftzufuhrgestoppt wird. Dies verbessert die Wirkung des Unterdrückens einerintermittierenden, kontinuierlichen Operation der Luftpumpe, umso eine Beschädigungder Luftpumpe zu vermeiden.
    [0051] Ausder so beschriebenen Erfindung ist offensichtlich, daß dieselbein vielfältigerWeise variiert werden kann. Derartige Variationen werden nicht als Abkehrvom Geist und dem Rahmen der Erfindung angesehen und alle dieseModifikationen, die fürden Fachmann offensichtlich sind, werden als in den Rahmen der folgendenAnsprüchenfallend angesehen.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Sekundärluftzufuhrvorrichtung,umfassend: Sekundärluftzufuhrmittelfür dieZufuhr von Sekundärluftstromauf einer Abgasreinigungvorrichtung in einem Abgassystem einesVerbrennungsmotors; Kühlmitteltemperaturbestimmungsmittelzur Bestimmung einer Temperatur eines Kühlmittels des Motors; Zulufttemperaturbestimmungsmittelzur Bestimmung einer Temperatur der Zuluft; und Zufuhrsteuerungsmittelzur Betätigungdes Sekundärluftzufuhrmittelsgemäß einerfestgelegten Sekundärluftzufuhrbedingung, wobeidie Sekundärluftzufuhrvorrichtungdadurch gekennzeichnet ist, daß sieferner Summierungsmittel zum Summieren einer Betätigungsdauer des Sekundärluftzufuhrmittelsund Speichern der Summe aufweist, und die Sekundärluftzuvorvorrichtungweiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß das Zufuhrsteuerungsmtteldie Zufuhr von Sekundärluftdurch das Sekundärluftzufuhrmittelstoppt, wenn die Summe des Summierungsmittels eine festgelegte obereGrenze erreicht, und daß dasSummierungsmittel die Summe zurücksetzt, wennan einem festgelegten Punkt vor der Betätigung des Sekundärluftzufuhrmittelseine Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur,die von dem Kühlmitteltemperaturbestimmungsmittelbestimmt wurde, und der Zulufttemperatur, die von dem Zulufttemperaturbestimmungsmittelbestimmt wurd, nicht größer alsein erster festgelegter Wert ist.
    [2] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach Anspruch 1, wobei das Summierungsmittel die Summe nicht zurücksetzt,sondern mit dem Summieren fortfährt, wenndie Differenz zwischen der Kühlmitteltemperaturund der Zulufttemperatur an einem festgelegten Punkt vor der Betätigung desSekundärluftzufuhrmittelsden ersten festgelegten Wert überschreitet.
    [3] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach Anspruch 1 oder 2, wobei das Summierungsmittel die Summe zurücksetzt,wenn die Kühlmitteltemperaturnach dem Stop der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelnicht kleiner als ein festgelegter Wert ist.
    [4] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 3, wobei das Summierungsmittel die Summe zurücksetzt,wenn die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und derZulufttemperatur nach dem Stop der Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftzufuhrmitteleinen zweiten festgelegten Wert überschreitet,der gößer alsder erste festgelegte Wert ist.
    [5] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 4, wobei das Summierungsmittel die Summe zurücksetzt,wenn eine Zeit nicht weniger als eine festgelegte Zeit seit demStop der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelvergangen ist.
    [6] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 5, wobei das Summierungsmittel die Summe sogar nach einemStop des Verbrennungsmotors speichert, wenn der Verbrennungsmotorwährenddes Betriebs des Sekundärluftzufuhrmittelsgestoppt wird.
    [7] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach Anspruch 6, wobei das Summierungsmittel die gespeicherte Summenicht zurücksetzt,sondern nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors mit dem Summierenfortfährt,sogar wenn die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und derbestimmten Zulufttemperatur nicht größer als der erste festgelegteWert ist.
    [8] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 7, wobei das Zufuhrsteuerungsmittel eine Dauer der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelmisst und das Zufuhrsteuerungsmittel die Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftzufuhrmittelstoppt, wenn die Dauer eine festgelegte obere Grenze erreicht.
    [9] Sekundärluftzufuhrvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 8, wobei das Zufuhrsteuerungsmittel eine Menge der Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluftzufuhrmittelmisst und das Zufuhrsteuerungsmittel die Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftzufuhrmittelstoppt, wenn die Menge der Sekundärluftzufuhr eine festgelegteobere Grenze erreicht.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040255876A1|2004-12-23|
    JP2005009412A|2005-01-13|
    JP4241211B2|2009-03-18|
    DE102004028861B4|2007-04-12|
    US7107762B2|2006-09-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-01-20| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-10-04| 8364| No opposition during term of opposition|
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    2021-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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