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    • 专利摘要:
    Eswird eine Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor miteiner Modulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses undeiner Modulationseinstelleinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbereitgestellt. Die Modulationseinstelleinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesstellt eine magere Periode längeroder den Grad der Abmagerung höher ein,währendwelcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnisdes Abgases ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, im Vergleich dazu,wenn eine Sauerstoff-Speicherung (S10) eines Dreiwegekatalysatorseinen ersten vorgegebenen Wert X1 überschreitet, wenn die Sauerstoff-Speicherung nichthöher alsder erste vorgegebene Wert X1 (S16, S18) ist, und eine fette Periodelängeroder den Grad der Anfettung höhereinstellt, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist,im Vergleich dazu, wenn eine Reduzierungsmittel-Speicherung (S12)einen zweiten vorgegebenen Wert Y1 überschreitet, wenn die Reduzierungsmittel-Speicherungnicht höherals der zweite vorgegebene Wert Y1 (S20, S22) ist.
    公开号:DE102004029087A1
    申请号:DE200410029087
    申请日:2004-06-16
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Yasuki Tamura
    申请人:Mitsubishi Motors Corp；
    IPC主号:F02D45-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissions-Regelungsvorrichtungfür einenVerbrennungsmotor, und insbesondere eine Technik zur Verbesserungdes Abgasreinigungswirkungsgrades unter Anwendung eines Dreiwegekatalysators.
    [0002] ImAllgemeinen werden Dreiwegekatalysatoren in großem Umfang als Abgasreinigungskatalysatorenfür Fahrzeugverbrennungsmotoreneingesetzt. Die Dreiwegekatalysatoren sind so aufgebaut, daß sie dasLuft/Kraftstoff-Verhältniseines Abgases dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (stöchiometrischenVerhältnis)annähernkönnen,um dadurch die Oxidation von HC und CO und die Reduktion von NOxzu optimieren und die Abgasreinigung zu beschleunigen.
    [0003] Inletzter Zeit wurde ein Dreiwegekatalysator entwickelt, welcher einesogenannte Sauerstoff-(O2)-Speicherkomponente(OSC) enthält.Die OSC ist eine Funktion, die fürdie Maximierung der Leistung eines Dreiwegekatalysators gedachtist. Der Katalysator mit der OSC speichert Sauerstoff im Betriebmit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis,um temporäreine nahezu stöchiometrischeKatalysatoratmosphärezu erzeugen, um sie dadurch von NOx zu reinigen. Danach gibt derKatalysator den gespeicherten Sauerstoff im Betrieb mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis ab,um dadurch die Reinigung von HC und CO zu beschleunigen.
    [0004] Einweiterer Dreiwegekatalysator, der eine sogenannte CO-Speicherkomponente(COSC) besitzt, wurde ebenfalls entwickelt (Japanische PatentanmeldungKOKAI Veröffentlichungs-Nr. 2002- 89250). Der Katalysatormit der COSC speichert ein Reduzierungsmittel wie z.B. CO in Betrieb beifetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis,und gibt dann das gespeicherte CO im Betrieb mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis frei,um dadurch die Reinigung von NOx zu beschleunigen.
    [0005] EinDreiwegekatalysator, der die OSC und COSC kombiniert, wurde ebenfallsbereits entwickelt.
    [0006] UnterVerwendung des Dreiwegekatalysators dieses Typs wird eine Modulationsregelungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnisseszwischen Betriebzuständenmit magerem und fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt, unddie Speicherung und Freisetzung von Sauerstoff und CO oder dergleichenwerden abwechselnd wiederholt. Somit können HC und CO zusammen mitNOx kontinuierlich mit hohem Wirkungsgrad gereinigt werden.
    [0007] Wennein Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird, kann die Zuführung vonKraftstoff zu einem Verbrennungsmotor manchmal nicht einem Sollwertfolgen, und der Transport des Kraftstoffs kann einer Verzögerung unterliegen.
    [0008] Wenndie Modulationsregelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt wird,das so eingestellt ist, daß derDreiwegekatalysator mit der OSC und der COSC sich in einem optimalenZustand befindet, kann in diesem Falle ein Fehler vorrübergehendzwischen dem eingestellten Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis undeinem tatsächlichenAbgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisbewirkt werden. Demzufolge sind die Betriebszustände bei mageren und fettenLuft/Kraftstoff-Verhältnisnicht im Gleichgewicht, und das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis kann möglicherweisezu der mageren oder fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingen.
    [0009] Wenndas Gleichgewicht im Betrieb zwischen dem mageren und fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis unterbrochenist, ist der Zustand des Dreiwegekatalysators nicht mehr optimal.Wenn das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis beispielsweise zu der magerenSeite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt,wird ein sauerstoffreicher Zustand aufgebaut. Demzufolge wird dieOSC-Fähigkeit überschritten,und der Katalysator befindet sich insgesamt in einer oxidierendenAtmosphäre.Somit wird eine sogenannte NOx-Spitze erzeugt, und die NOx-Reinigungsrateverringert sich kurzzeitig um einen großen Betrag. Wenn das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufdie fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Seite überschwingt,wird andererseits ein CO-reicher Zustand aufgebaut. Demzufolge wirddie COSC-Fähigkeit überschritten,und der Katalysator befindet sich vollständig in einer reduzierendenAtmosphäre.Somit wird eine sogenannte HC·CO-Spitzeerzeugt, und die HC- und CO-Reinigungsratenwerden vorrübergehendum einen großenBetrag niedriger.
    [0010] Dievorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Probleme gemacht,und ihre Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Abgasemissions-Regelungsvorrichtungfür einenVerbrennungsmotor, die in der Lage ist, sicher die Erzeugung einerNOx- oder HC·CO-Spitzeselbst vorrübergehendzu verhindern, um dadurch den Abgasreinigungswirkungsgrad aufrechtzuerhalten.Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.
    [0011] EineAbgasemissions-Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor dervorliegenden Erfindung weist auf: einen Dreiwegekatalysator, welcher ineinem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, und eineSauerstoff-Speicherungskomponente, die zur Speicherung von Sauerstofffähig ist,und eine Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente, die zum Speichernvon Reduzierungsmitteln fähigist, kombiniert; eine Modulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses,welche das Luft/Kraftstoff-Verhältnisvon in den Dreiwegekatalysator strömendem Abgas zwischen einemmageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisund einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis moduliert; eine Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtungzum Schätzeneiner Sauerstoffspeicherung durch die Sauerstoffspeicherkomponente;eine Reduzierungsmittelspeicherungs-Schätzeinrichtung zum Schätzen einerReduzierungsmittelspeicherung durch die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente;und eine Modulationseinstelleinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,welche eine magere Periode längeroder den Grad der Abmagerung höhereinstellt, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis istim Vergleich dazu, wenn die von der Sauerstoffspeicherungs-SchätzeinrichtunggeschätzteSauerstoffspeicherung einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die Sauerstoffspeicherung nicht höher als der erste vorgegebeneWert ist, und eine fette Periode länger oder den Grad der Anfettunghöher einstellt,währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis istim Vergleich dazu, wenn die durch die Reduzierungsmittelspeicherungs-SchätzeinrichtunggeschätzteReduzierungsmittelspeicherung einen zweiten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die Reduzierungsmittelspeicherung nicht höher als der zweite vorgegebeneWert ist.
    [0012] Somitspeichert der Dreiwegekatalysator die Sauerstoffkomponente, diein der Lage ist, Sauerstoff zu speichern und die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente,die in der Lage ist, Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und H2, zu speichern, miteinander. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis desin den Dreiwegekatalysator strömendenAbgas (durch stöchiometrischeRückkopplungsregelung,Zwangsmodulation usw.) zwischen dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis unddem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisdurch die Modulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesmoduliert wird, werden daher die Speicherung und Freisetzung vonSauerstoff und CO oder dergleichen abwechselnd durch die Sauerstoff-Speicherungskomponenteund die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente wiederholt. Dadurch kannder Dreiwegekatalysator in einem optimalen Zustand gehalten werden,und HC und CO zusammen mit NOx könnenkontinuierlich mit hohem Wirkungsgrad gereinigt werden. Wenn diedurch die Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung geschätzte Sauerstoffspeicherungnicht höherals der erste vorgegebene Wert ist, stellt ferner die Modulationseinstelleinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnissesdie magere Periode, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisdas magere Verhältnis ist,oder der Grad der Abmagerung längeroder höher ein,als dann, wenn die Sauerstoffspeicherung den ersten vorgegebenenWert überschreitet.Wenn die von der Reduzierungsmittelspeicherungs-Schätzeinrichtunggespeicherte Reduzierungsmittelspeicherung nicht höher alsder zweite vorgegebene Wert ist, stellt die Modulationseinstelleinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnissesdie fette Periode, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis das fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist,oder der Grad der Anfettung längeroder höherein als den, wenn die Reduzierungsmittelspeicherung den zweitenvorgegebenen Wert überschreitet.Somit wird der Dreiwegekatalysator in einem solchen Zustand gehalten, daß die Sauerstoff-und Reduzierungsmittelspeicherungen immer die ersten bzw. zweitenvorgegebenen Werte überschreiten.
    [0013] Selbstwenn das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis kurzzeitig bzw. vorrübergehendauf die magere oder fette Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrundeiner Verzögerungim Transport eines Kraftstoffs zu dem Verbrennungsmotor überschwingt,welche bewirkt wird, wenn ein Fahrzeug beschleunigt oder abgebremstwird, kann daher CO, Sauerstoff, oder NOx, das überschüssig an den Dreiwegekatalysatorgeliefert wird, zufriedenstellend mit Sauerstoff oder Reduzierungsmittel,das in dem Katalysator belassen und aufbewahrt wird, oxidiert oderreduziert werden. Demzufolge kann der Katalysator davor bewahrtwerden, sich vollständigin einer oxidierenden oder reduzierenden Atmosphäre zu befinden, und die Erzeugungeiner sogenannten NOx- oder HC·CO-Spitzesicher verhindert werden. Somit kann der Abgasreinigungswirkungsgraddes Katalysators hoch gehalten werden.
    [0014] Bevorzugtweist in diesem Falle der Dreiwegekatalysator die Sauerstoff-Speicherungskomponentein einem abgasanstromseitigen Abschnitt auf und die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponentein einem abgasabstromseitigen Abschnitt.
    [0015] Gemäß einemExperiment kombinieren beispielsweise Zer (Ce), Zirkon (Zr) usw.beispielsweise die Sauerstoff-Speicherungskomponente und die Reduzierungsmittelkomponente,wenn sie einem Dreiwegekatalysator zugesetzt werden, und die Sauerstoffspeicherungs-Fähigkeitist höherals die Reduzierungsmittelspeicherungs-Fähigkeit. Es hat sich daherbestätigt,daß Sauerstoffund Reduzierungsmittel, wie z.B. CO, in großem Umfang in dem abgasanstromseitigenAbschnitt bzw. dem abgasabstromseitigen Abschnitt gespeichert werden.
    [0016] Somitkann unter Verwendung der Sauerstoff- und Reduzierungsmittel-Speicherkomponenten indem abgasanstrom- bzw. abstromseitigen Abschnitten Sauerstoff undCO oder dergleichen effizient und zufriedenstellend in dem abgasanstrom- bzw. abstromseitigenAbschnitten gehalten werden.
    [0017] Bevorzugtträgt derDreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material,das die Sauerstoff-Speicherungskomponente besitzt, auf einen Träger desabgasanstromseitigen Abschnittes und trägt Barium (Ba), Kalzium (Ca)und/oder Magnesium (Mg) als ein Material, das die Reduzie rungsmittel-Speicherungskomponentebesitzt, auf einem Trägerdes abgasabstromseitigen Abschnittes.
    [0018] Somitkann mit dem abgasabstromseitigen Abschnitt des Dreiwegekatalysators,welcher Barium (Ba), Kalzium (Ca), und/oder Magnesium (Mg) trägt, CO undandere Reduzierungsmittel effizienter und zufriedenstellender bereitgehaltenwerden.
    [0019] Fernerkann der Dreiwegekatalysator aus einem anstromseitigen Katalysatorauf der Anstromseite des Abgases und einem abstromseitigen Katalysatorauf der Abstromseite bestehen, wobei der anstromseitige bzw. abstromseitigeKatalysator die Sauerstoff-Speicherungskomponente und die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponentehaben.
    [0020] Somitbesteht der Dreiwegekatalysator aus den anstromseitigen und abstromseitigenKatalysatoren mit der Sauerstoff-Speicherungskomponente bzw.der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente. Da die Sauerstoff-Speicherungskomponente unddie Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente effektiv in einerunabhängigenWeise addiert werden können,könnendaher der Sauerstoff effizient und zufriedenstellend in dem abstromseitigenKatalysator und das Reduzierungsmittel wie z.B. CO in dem abstromseitigenKatalysator aufbewahrt werden.
    [0021] Bevorzugtträgt derDreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Materialmit der Sauerstoff-Speicherungskomponente auf einem Träger desanstromseitigen Katalysators, und trägt Barium (Ba), Kalzium (Ca)und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteauf einem Trägerdes abstromseitigen Katalysators.
    [0022] DerDreiwegekatalysator kann aus einem Katalysator mit der Sauerstoff-Speicherungskomponenteund einem Katalysator mit der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponentebestehen, wobei die Katalysatoren in Schichten auf einem Träger davonangeordnet sind.
    [0023] Somitbesteht der Dreiwegekatalysator aus geschichteten Katalysatoren,welche Sauerstoff- und Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenten einzeln enthalten,so daß derSauerstoff und die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenten effektiv undkompakt den Schichten hinzugefügtwerden können.Wenn die Gesamtlängedes Dreiwegekatalysators reduziert werden soll, kann ferner Sauerstoffund CO oder dergleichen zufriedenstellend in dem Katalysator belassenund gehalten werden.
    [0024] Bevorzugtbesteht der Dreiwegekatalysator aus einem unteren Katalysator mitder Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente und einem oberen Katalysatormit der Sauerstoff-Speicherungskomponente. Bevorzugt trägt fernerder Dreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Materialmit der Sauerstoff-Speicherungskomponente, und trägt Barium(Ba), Kalzium (Ca), und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mitder Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente.
    [0025] Gemäß einemweiteren Aspekt kann der Dreiwegekatalysator eine Waschbeschichtungals die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente besitzen, welchemit Poren ausgebildet ist, die in der Lage sind, das Reduzierungsmittelzu speichern.
    [0026] Bevorzugtist in diesem Falle der Öffnungsbereichvon jeder der Poren groß genug,um CO zu speichern und nicht groß genug, um HC zu speichern.
    [0027] ImAllgemeinen ist eine Waschbeschichtung auf der Oberfläche einesTrägerseines Dreiwegekatalysators mit einem Edelmetall (einschließlich Pt odereinem anderen Metall, das die Sauerstoff- oder Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteenthält)dotiert, und mit einer großenAnzahl von Löchernausgestattet, welche HC und CO speichern. Diese Löcher sind Porenmit Öffnungsbereichendergestalt, daß sieCO speichern könnenund HC nicht speichern können.Gemäß einemExperiment an diesem Katalysator hat sich bestätigt, daß CO-Partikel kleiner als HC-Partikelsind, und daß CObevorzugt ohne die Speicherung von HC gespeichert werden kann.
    [0028] Somitkann CO zufriedenstellend in einem Bereich belassen und gehaltenwerden, der die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente besitzt, indemeine Menge von Poren in der Waschbeschichtung ausgebildet wird.Wenn die Sauerstoff-Speicherungsfähigkeithöher alsdie Reduzierungsmittel-Speicherungsfähigkeitist, wie in dem Falle, bei dem der Dreiwegekatalysator mit Zer (Ce)und/oder Zirkon (Zr) dotiert ist, kann beispielsweise die Reduzierungsmittel-Speicherungsfähigkeitverbessert werden, um die Reduzierungsmittel- und Sauerstoff-Speicherungsfähigkeitenanzugleichen.
    [0029] Bevorzugtträgt derDreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Materialmit der Sauerstoff-Speicherungskomponente auf einem Träger desabgasanstromseitigen Abschnittes, und besitzt eine Waschbeschichtung,die mit Poren ausgebildet ist, welche in der Lage sind, das Reduzierungsmittel zuspeichern, als die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente aufeinem Trägerdes abgasabstromseitigen Abschnittes.
    [0030] Weiterhinkann der Dreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als einMaterial mit der Sauerstoff-Speicherungskomponenteauf einem Träger desabgasanstromseitigen Abschnitts tragen, Barium (Ba), Kalzium (Ca)und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteauf einem Trägerdes abgasabstromseitigen Abschnitts tragen, und eine mit Poren zurFähigkeitder Speicherung des Reduzierungsmittels gebildete Waschbeschich tungals Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente auf einem Träger des abgasabstromseitigenAbschnittes aufweisen.
    [0031] Gemäß einemweiteren Aspekt kann ferner der Dreiwegekatalysator aus einem stromaufwärtigen bzw.anstromseitigen Katalysator auf der Anstromseite des Abgases, einemZwischenkatalysator auf der Abgasabstromseite des anstromseitigenKatalysators und aus einem abstromseitigen Katalysator auf der Abgasabstromseitedes Zwischenkatalysators bestehen. In diesem Falle kann der DreiwegekatalysatorZer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mit der Sauerstoff-Speicherungskomponente aufeinem Trägerdes anstromseitigen Katalysators tragen, kann Barium (Ba), Kalzium(Ca) und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteauf einem Träger desZwischenkatalysators tragen, und eine Waschbeschichtung, welchemit Poren ausgebildet ist, welche das Reduzierungsmittel speichernkönnen,als die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente auf einem Träger desabstromseitigen Katalysators tragen.
    [0032] DerDreiwegekatalysator kann nur Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als einMaterial mit der Sauerstoff-Speicherungskomponente und der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteauf seinem Trägertragen.
    [0033] DieSauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtungkann zyklisch wiederholt einen Katalysatorsauerstoffeinstrom undeinen Katalysator-CO-Einstrom gemäß einer Sauerstoffkonzentration,CO-Konzentration und der Abgasströmungsrate erhalten, und eineletzte Sauerstoffspeicherung (n) aus der nachstehenden Gleichungin Abhängigkeitvon dem Katalysatorsauerstoffeinstrom und dem Katalysator-CO-Einstromerhalten: Letzte Sauerstoffspeicherung (n) =Katalysatorsauerstoffeinstrom – Katalysator-CO-Einstrom × K1 + vorhergehendeSauerstoffspeicherung (n-1),wobei K1 ein Transformationskoeffizientist.
    [0034] Ebensokann die Reduzierungsmittelspeicherungs-Schätzeinrichtung zyklisch wiederholteinen Katalysatorsauerstoffeinstrom und einen Katalysator-CO-Einstromgemäß einerSauerstoffkonzentration, CO-Konzentration und der Abgasströmungsrateerhalten, und eine letzte Reduzierungsmittelspeicherung (n) ausder nachstehenden Gleichung in Abhängigkeit von dem Katalysatorsauerstoffeinstrom unddem Katalysator-CO-Einstrom erhalten: LetzteReduzierungsmittelspeicherung (n) = Katalysator-CO-Einstrom – Katalysatorsauerstoffeinstrom × K2 + vorhergehendeReduzierungsmittelspeicherung (n-1),wobei K2 ein Transformationskoeffizientist.
    [0035] DieModulationseinstelleinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisseskann die fette Periode kürzeroder den Grad der Anfettung niedriger im Vergleich dazu einstellen,wenn die Reduzierungsmittelspeicherung den zweiten vorgegebenenWert überschreitet,wenn die magere Periode längeroder der Grad der Abmagerung größer istim Vergleich dazu eingestellt, wenn die Sauerstoffspeicherung denersten vorgegebenen Wert abhängigvon der von der Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung geschätzten Sauerstoffspeicherungsinformation überschreitet,und die magere Periode kürzeroder den Grad der Abmagerung niedriger im Vergleich dazu einstellen,wenn die Sauerstoffspeicherung den ersten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die fette Periode längeroder der Grad der Anfettung höher eingestelltist im Vergleich dazu eingestellt, wenn die Redu zierungsmittelspeicherungden zweiten vorgegebenen Wert abhängig von der von der Reduzierungsmittelspeicherungs-SchätzeinrichtunggeschätztenReduzierungsmittel-Speicherungsinformation überschreitet.
    [0036] Bevorzugtmoduliert die Modulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesdas Luft/Kraftstoff-Verhältnis,um eine rechteckige oder wellige Welle dergestalt auszubilden, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis sichzyklisch zwischen einem fetteren Luft/Kraftstoff-Verhältnis alseinem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisund einem magereren Luft/Kraftstoff-Verhältnisals dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis verändert.
    [0037] Bevorzugtenthältferner die Modulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisseseinen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor(22) zum Detektieren und Ermitteln des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnissesauf der Anstromseite des Katalysators und moduliert das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischeneinem vorgegebenen fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und einem vorgegebenenmageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisgemäß einervon dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensorgetroffenen Entscheidung.
    [0038] Ausführungsformender vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungenbeschrieben.
    [0039] Inden Zeichnungen sind:
    [0040] 1 eine Darstellung, welcheeine Skizze einer Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, welcher in einem Fahrzeug eingebautist, darstellt;
    [0041] 2 ein Flußdiagramm,welches eine Regelungsroutine füreine Einstellungsregelung der Luft/Kraftstoff-Verhältnismodulationgemäß der Erfindungdarstellt;
    [0042] 3 eine Darstellung, welcheBeziehungen zwischen einer L/K-, O2-Konzentration(durchgezogene Linie) und einer CO-Konzentration (unterbrocheneLinie) darstellt;
    [0043] 4 eine Darstellung, welchedie Beziehung zwischen der O2-Konzentrationund CO-Konzentration im Vergleich zu einer Motordrehzahl Ne undeinem Volumenwirkungsgrad Ev darstellt;
    [0044] 5 eine Darstellung, welcheO2-Speicherungen (durchgezogene Linien)und CO-Speicherungen (unterbrochene Linien) des Dreiwegekatalysatorsdarstellt, die erhalten werden, wenn das Abgas-L/K moduliert wird,so daß essich auf den mageren und fetten Seiten des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet;
    [0045] 6 eine Ansicht, welche einenDreiwegekatalysator gemäß einerzweiten Ausführungsform darstellt;
    [0046] 7 eine Ansicht, welche einenDreiwegekatalysator gemäß einerdritten Ausführungsform darstellt;
    [0047] 8(A), 8(B) und 8(C) Ansichten, welcheDetails in dem Dreiwegekatalysator darstellen;
    [0048] 9 eine Ansicht, welche einenDreiwegekatalysator gemäß einervierten Ausführungsform darstellt;
    [0049] 10 eine Ansicht, welcheeinen Dreiwegekatalysator gemäß einerfünftenAusführungsform darstellt;
    [0050] 11 eine Ansicht, welcheeinen Dreiwegekatalysator gemäß einersechsten Ausführungsformdarstellt;
    [0051] 12 eine Ansicht, welcheeinen Dreiwegekatalysator gemäß einersiebenten Ausführungsformdarstellt;
    [0052] 13 eine Ansicht, welcheeinen Viertelabschnitt einer Gittereinheit eines Dreiwegekatalysatorsgemäß einerachten Ausführungsformdarstellt; und
    [0053] 14 eine Ansicht, welcheeinen Viertelabschnitt einer Gittereinheit eines Dreiwegekatalysatorsgemäß einerneunten Ausführungsformdarstellt; Eine erste Ausführungsformwird zuerst beschrieben.
    [0054] In 1 ist eine Skizze einerAbgasemissionssteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegendenErfindung, welcher in einem Fahrzeug eingebaut ist, dargestellt.Nachstehendes ist eine Beschreibung einer Konfiguration dieser Regelvorrichtung.
    [0055] Gemäß Darstellungin 1 wird ein Mehrpunkt-Einspritzungs-(MPI)-Benzinmotorfür einen Motorkörper 1 (hierineinfach als Motor bezeichnet), einen Verbrennungsmotor, verwendet.
    [0056] EinZylinderkopf 2 des Motors ist mit Zündkerzen 4 für die einzelnenZylinder ausgestattet. Jede Zündkerze 4 istmit einer Zündspule 8 verbunden,die Hochspannung abgibt.
    [0057] DerZylinderkopf 2 ist mit Einlaßanschlüssen für die einzelnen Zylinder ausgebildet.Ein Ende eines Einlaßverteilers 10 istso mit dem Kopf 2 verbunden, daß er mit jedem Einlaßanschluß in Verbindung steht.Der Einlaßverteiler 10 istmit einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 6 ausgestattet. Eine(nicht dargestellte) Kraftstoffversorgungseinheit mit einem Kraftstofftankist mit dem Ventil 6 übereine Kraftstoffleitung 7 verbunden.
    [0058] Einelektromagnetisches Drosselklappenventil 14 für die Einstellungeiner Ansaugluftmasse und ein Drosselklappenpositionssensor (TPS) 16 für die Detektionder Drosselklappenposition des Ventils 14 sind auf derAnstromseite des Einlaßverteilers 10 bezüglich desKraftstoffeinspritzventils 6 angeordnet. Ferner ist einLuftstromsensor 18 fürdie Messung der Ansaugluftmasse an der Anstromseite des Drosselklappen ventils 14 angeordnet.Der verwendete Luftstromsensor 18 ist ein Karman-Turbulenz-Typ(Karmann-Eddy-Typ).
    [0059] DerZylinderkopf 2 ist mit Auslaßanschlüssen für die einzelnen Zylinder ausgebildet.Ein Ende eines Abgassammlers 12 ist mit dem Kopf 2 soverbunden, daß ermit jedem Auslaßkanalin Verbindung steht.
    [0060] Dadieser MPI-Motor ein herkömmlicherist, wird eine detaillierte Beschreibung des Motors unterlassen.
    [0061] EinAbgasrohr (Abgaskanal) 20 ist mit dem anderen Ende desAbgasverteilers 12 verbunden. Das Abgasrohr 20 istmit einem monolithischen Dreiwegekatalysator 30 als einerAbgasreinigungskatalysatoreinheit versehen, von welcher ein Träger einen gitterartigenQuerschnitt aufweist.
    [0062] Indem Dreiwegekatalysator 30 enthält eine Waschbeschichtung aufder Oberflächedes Trägers Kupfer(Cu), Kobalt (Co), Silber (Ag), Platin (Pt), Rhodium (Rh), oderPalladium (Pd) als ein aktives Edelmetall. Ferner enthält die Waschbeschichtungdes Katalysators 30 Zer (Ce), Zirkon (Zr) usw.
    [0063] DasZer, Zirkon, usw, besitzen eine O2-Speicherkomponente(hierin nachstehend als OSC bezeichnet). Wenn der Dreiwegekatalysator 30 Sauerstoff(O2) in einer oxidierenden Atmosphäre, vonwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Abgas-L/K) ein mageresLuft/Kraftstoff-Verhältnis(mageres L/K) ist, speichert (oder absorbiert oder einschließt), wirddaher das O2 als gespeichertes O2 bereitgehalten, bis das Abgas-L/K zu einemfetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis(fettes L/K) wird, so daß einereduzierende Atmosphäreerhalten wird. Das gespeicherte O2 kannoxidieren und HC (Kohlenwasserstoff) und CO (Kohlenmonoxid) selbstin der reduzierenden Atmosphäreentfernen.
    [0064] Fernerbesitzen das Ce, Zr usw. eine Reduzierungsmittel-(CO)-Speicherkomponente (hierin nachstehendauch als COSC bezeichnet) zum Speichern eines Reduzierungsmittels,wie z.B. H2 oder CO (hierin nachstehendals HC oder CO usw. bezeichnet). Daher speichert der Dreiwegekatalysator 30 COin einer reduzierenden Atmosphäre,von welcher das Abgas-L/K das fette L/K ist, und behält das COals gespeichertes CO bei, bis das Abgas-L/K zu dem mageren L/K wird,so daß eineoxidierende Atmosphäreerhalten wird. Das gespeicherte CO kann NOx selbst in einer oxidierendenAtmosphäreoxidieren und entfernen.
    [0065] Somitkann der Dreiwegekatalysator 30 seine hohe Reinigungsleistungselbst dann vollbringen, wenn die OSC und die COSC gut ausgeglichensind.
    [0066] Tatsächlich istin dem Dreiwegekatalysator 30, der mit dem Ce, Zr, usw.als der OSC und der COSC dotiert ist, die Fähigkeit der OSC höher alsdie der COSC, so daß möglicherweiseviel O2 bevorzugt durch einen abgasanstromseitigenAbschnitt 30a gespeichert werden kann und viel CO oderdergleichen in einem abgasabstromseitigen Abschnitt 30b.Mit anderen Worten, der Katalysator 30, der mit dem Ce, Zr,usw. dotiert ist, hat die Sauerstoff-Speicherungskomponente oderOSC in dem abstromseitigen Abschnitt 30a und die Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteoder COSC in dem abstromseitigen Abschnitt 30b angeordnet.Somit funktionieren die OSC und die COSC einzeln zufriedenstellendin dem Katalysator 30.
    [0067] Ander Anstromseite des Dreiwegekatalysators 30 des Auslaßrohres 20 istein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 angeordnet,welcher ein Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (tatsächlichesL/K) gemäß der Sauerstoffkonzentrationdes Abgases mißt.Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 kannentweder ein linearer L/K-Sensor (LAFS) oder ein O2-Sensor sein.
    [0068] EineECU (elektronische Steuereinheit) 40 weist eine Eingabe/Ausgabe-Einheit,Speichereinheit (ROM, RAM, usw.), eine zentrale Verarbeitungseinheit(CPU), Zeitgeberzählerusw. auf. Die ECU 40 steuert im Allgemeinen die den Motor 1 mitumfassende Abgasemissions-Regelungsvorrichtung.
    [0069] VerschiedeneSensoren sind mit der Eingangsseite der ECU 40 verbunden.Sie umfassen einen Kurbelwellenwinkelsensor 42 für die Detektion desKurbelwellenwinkels des Motors 1, neben dem TPS 16,einen Luftströmungssensor 18 undeinen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22.Die Detektionsinformation aus diesen Sensoren wird an den Eingangder ECU 40 angelegt. Eine Motordrehzahl Ne wird anhandeiner Kurbelwellenwinkelinformation aus dem Kurbelwellenwinkelsensor 42 detektiert.
    [0070] Andererseitssind verschiedene Ausgabevorrichtungen, wie z.B. das Kraftstoffeinspritzventil 6, dieZündspule 8,das Drosselklappenventil 14, usw., mit der Ausgangsseiteder ECU 40 verbunden. Eine Kraftstoffeinspritzmenge, einKraftstoffeinspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt,usw., welche gemäß der Detektionsinformationaus den verschiedenen Sensoren berechnet werden, werden an die Ausgabevorrichtungengeliefert.
    [0071] Insbesonderewird das Luft/Kraftstoff-Verhältnisauf ein geeignetes Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Soll-L/K) gemäß der Detektionsinformationaus den verschiedenen Sensoren eingestellt. Eine dem Soll-L/K entsprechendeKraftstoffmenge wird von dem Kraftstoffeinspritzventil 6 zueinem geeigneten Zeitpunkt eingespritzt, das Drosselklappenventil 14 ineine geeignete Drosselklappenposition gestellt, und die Funkenzündung zueinem geeigneten Zeitpunkt durch die Zündkerze 4 ausgeführt.
    [0072] Insbesonderekann der Dreiwegekatalysator 30 seine hohe Reinigungsleistungerbringen, wenn die OSC und die COSC wie vorstehend erwähnt gut ausgeglichensind, so daß eingeeigne tes Abgas-L/K (z.B. ein stöchiometrisches) vorliegt, dassomit die OSC und die COSC ausgleichen kann. Das Soll-L/K wird aufdiesen geeigneten Abgas-L/K eingestellt.
    [0073] Gemäß dieserAbgasemissions-Regelungsvorrichtung wird das Abgas-L/K zwangsweisezwischen fetten und mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnissen umgeschaltet, um dieFähigkeitdes Dreiwegekatalysators 30 durch effektive Verwendungder OSC und der COSC zu nutzen. Nachdem das Abgas-L/K auf ein vorgegebenesfettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis indiesem Falle eingestellt ist, wird es für eine vorgegebene Zeitdauerauf ein vorgegebenes mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet.Danach wird es wieder auf das vorgegebene fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Rechteck-oder wellige Welle) moduliert, und das Soll-L/K einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulation(Zwangsmodulation) so unterworfen, daß die mageren und fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnissezyklisch mit dem Soll-L/K zwischen diesen wiederholt werden (Modulationseinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnisses).Tatsächlichwird das Verbrennungs-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Verbrennungs-L/K) ineiner Brennkammer des Motors 1 zwangsweise zwischen denfetten und mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnissen gemäß einerDetektionsinformation aus dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 somoduliert, daß dasAbgas-L/K auf das vorgegebene magere und fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestelltwird.
    [0074] Wennder Transport des an dem Motor 1 zu liefernden Kraftstoffesverzögertist, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird, tendiert, trotzder Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulationmit dem auf diese Weise eingestellten korrekten Soll-L/K das tatsächlicheL/K kurzzeitig bzw. vorrübergehend zueinem Überschießen aufdie magere oder fette Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.Wenn beispielsweise das L/K auf die magere Seite des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses überschwingt,wird ein sauerstoffreicher Zustand aufgebaut. Demzufolge wird dieOSC-Fähigkeit überschritten,und der Dreiwegekatalysator 30 befindet sich vollständig ineiner oxidierenden Atmosphäre.Somit wird eine sogenannte NOx-Spitze erzeugt, und die NOx-Reinigungsrateverringert sich kurzzeitig um einen großen Betrag. Wenn andererseitsdas Abgas-L/K auf die fette Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt,wird ein CO-reicher Zustand aufgebaut. Demzufolge wird die COSC-Fähigkeit überschritten, undder Dreiwegekatalysator 30 befindet sich vollständig ineiner reduzierenden Atmosphäre.Somit wird eine sogenannte HC·CO-Spitze erzeugt, unddie HC- und CO-Reinigungsraten werden kurzzeitig um einen großen Betraggeringer.
    [0075] Umdiese Probleme zu lösen,wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulationin der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindungeingestellt. Nachstehendes ist eine Beschreibung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulations-Einstellverfahrensgemäß der Erfindung.
    [0076] In 2 ist ein Flußdiagrammdargestellt, das eine Steuerroutine für eine Modulationsregelung desLuft/Kraftstoff-Verhältnissesgemäß der vorliegendenErfindung (Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulations-Einstellungseinrichtung)darstellt. Die Regelungsroutine wird nun unter Bezugnahme auf dieses Flußdiagrammbeschrieben.
    [0077] Zuerstwird eine O2-Speicherung durch die OSC imSchritt S10 geschätzt(Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung),und eine CO-Speicherung durch die COSC wird im Schritt S12 (Reduzierungsmittel-Speicherungs-Schätzeinrichtung)geschätzt.
    [0078] Gemäß Darstellungin 3 gibt es feste Beziehungenzwischen dem L/K, der O2-Konzentration (durchgezogeneLinie) und der CO-Konzentration (unterbrochene Linie). Die O2-Konzentration und die CO-Konzentrationwerden anhand des von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 detektiertenAbgas-L/K erhalten, währendeine Abgasströmungsrate ausder Einlaßluftmasseninformationaus dem Luftströmungssensor 18 erhaltenwird. Ein Katalysator-O2-Einstrom, (Katalysatorsauerstoffeinstrom)und ein Katalysator-CO-Einstrom werden gemäß der O2-Konzentration undder CO-Konzentration erhalten. Basierend auf dem Katalysator-O2-Einstrom und dem Katalysator-CO-Einstrom,werden eine O2-Speicherung und eine CO-Speicherungaus den Gleichungen (1) bzw. (2) abgeschätzt. In diesen Gleichungenstellen die Suffixe n und n-1 einen letzten Wert bzw. einen vorhergehendenWert dar. O2-Speicherung (n) = Katalysator-O2-Einstrom – Katalysator-CO-Einstrom × K1 + O2-Speicherung (n-1), (1) CO-Speicherung (n) = Katalysator-CO-Einstrom – Katalysator-O2-Einstrom × K2 + CO-Speicherung (n-1), (2)
    [0079] Hiersind K1 und K2 Transformationskoeffizienten, die experimentell erhaltenwerden können.
    [0080] Wennsich das Abgas-L/K auf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, wird anhand der Gleichungen (1) und (2) geschätzt, daß der Katalysator-O2-Einstrom so groß ist, daß die O2-Speicherungzunimmt und die CO-Speicherung abnimmt.Wenn sich das Abgas-L/K auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, wird anhand der Gleichungen (1) und (2) geschätzt, daß der Katalysator-CO-Einstrom so groß ist, daß die CO-Speicherungzunimmt und die O2-Speicherung abnimmt.
    [0081] Obwohldie Abgasstromrate aus der Einlaßluftmasse unter der Annahmeerhalten wird, daß dieseWerte im Wesentlichen in diesem Falle gleich sind, kann sie alternativin einer direkten Weise detektiert werden.
    [0082] Indiesem Falle wird ferner das Verbrennungs-L/K entsprechend der MotordrehzahlNe und einem Volumenwirkungsgrad Ev, der anhand der Einlaßluftmasseermittelt wird, so eingestellt, daß die O2-Konzentrationund die CO-Konzentration aus der Motordrehzahl Ne und dem Volumenwirkungsgrad Evgemäß Darstellungin 4 erhalten werdenkönnen.
    [0083] ImSchritt S14 wird abhängigvon Detektionsinformation aus dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor22 ermittelt, ob das Abgas-L/K momentan so moduliert wird, daß es sichauf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses befindet, oder daß es sichauf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet. Wenn aus dieser Entscheidung gefolgert wird, daß das Abgas-L/Kso moduliert wird, daß essich auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, geht das Programm zu dem Schritt S16 über.
    [0084] ImSchritt S16 wird ermittelt, ob die geschätzte O2-Speicherungnicht höherals eine vorgegebene Größe X1 (erstervorgegebener Wert) ist. Wenn sich das Abgas-L/K auf der fetten Seitedes Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, wird CO in dem Abgas in dem Katalysator durch die COSCgespeichert, und das gespeicherte O2 wirdfür dieOxidation von HC, CO, usw. in dem Abgas verwendet und verringert sich.Es wird ermittelt, ob die verringerte O2-Speicherungnicht höherals die vorgegebene Größe X1 ist.
    [0085] Wenndie Entscheidung im Schritt S16 "Nein" ist und die O2-Speicherung daraus als höher alsdie vorgegebene Größe X1 gefolgertwird, wird diese Routine ohne jede Ausführung beendet. Wenn das Entscheidungsergebnis "Ja" ist und die O2-Speicherung nicht als höher als die vorgegebene Größe X1 betrachtetwird, geht andererseits das Programm zu dem Schritt S18 über.
    [0086] ImSchritt S18 wird eine magere Periode, während welcher das Abgas-L/Kso moduliert wird, daß essich auf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, in der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulation so eingestellt,daß sielängerist als in dem Falle, in welchem die O2-Speicherungdie vorgegebene Menge X1 überschreitet.Alternativ wird der Grad der Modulation (Abmagerungsverstärkung, magerseitigeAmplitude, usw.) des Abgas-L/K auf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisseshöher eingestellt,als das Luft/Kraftstoff-Verhältnisabgemagert wird. Ein Abstimmungsparameter für die magere Periode und einAbmagerungsparameter sollte nur gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 geeigneteingestellt werden. Ferner könnendie magere Periode und der Grad der Abmagerung verlängert bzw.vergrößert werden.
    [0087] Wenndieses geschehen ist, nimmt die O2-Speicherungdurch die OSC zu, wenn das nächsteAbgas-L/K so moduliert wird, daß essich auf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet. Selbst wenn das Abgas-L/K so moduliert wird, daß es sichauf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses befindet, fällt danachdie O2-Speicherung niemals unter die vorgegebeneGröße X1.
    [0088] Wennin dem Schritt S14 gefolgert wird, daß das Abgas-L/K momentan somoduliert wird, daß es sichauf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses befindet, geht andererseitsdas Programm zu dem Schritt S20 über.
    [0089] ImSchritt S20 wird ermittelt, ob die geschätzte CO-Speicherung nicht höher als eine vorgegebene Größe Y1 (zweitervorgegebener Wert) ist. Wenn sich das Abgas-L/K auf der magerenSeite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, wird das O2 in dem Abgas in demKatalysator durch die OSC gespeichert, und das gespeicherte CO wirdfür dieReduzierung von O2 und NOx in dem Abgasverwendet und verringert sich. Es wird ermittelt, ob die verringerteCO-Speicherung nicht höherals die vorgegebene Größe Y1 ist.
    [0090] Wenndie Entscheidung im Schritt S20 "Nein" ist und daraus dieCO-Speicherung als höher alsdie vorgegebene Größe Y1 gefolgertwird, wird diese Routine ohne jede Ausführung beendet. Wenn die Entscheidung "Ja" ist und die CO-Speicherung darausnicht als größer alsdie vorgegebene Größe Y1 gefolgertwird, geht andererseits das Programm zu dem Schritt S22 über.
    [0091] ImSchritt S22 wird eine fette Periode, während welcher das Abgas-L/Kso moduliert wird, daß essich auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, in der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulation so eingestellt,daß sielängerist als in dem Falle, in welchem die CO-Speicherung die vorgegebeneMenge Y1 überschreitet.Alternativ wird der Grad der Modulation (Anfettungsverstärkung, fettseitigeAmplitude, usw.) des Abgas-L/K auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisseshöher eingestellt,als das Luft/Kraftstoff-Verhältnisangefettet wird. Ein Abstimmungsparameter für die fette Periode und einAnfettungsparameter sollte nur gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 geeignetwie in dem vorstehenden Falle eingestellt werden. Ferner können diefette Periode und der Grad der Anfettung verlängert bzw. vergrößert werden.
    [0092] Wenndieses geschehen ist, nimmt die CO-Speicherung durch die COSC zu,wenn das nächsteAbgas-L/K so moduliert wird, daß essich auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet. Selbst wenn das Abgas-L/K so moduliert wird, daß es sichauf der mageren Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, fälltdanach die CO-Speicherung niemals unter die vorgegebene Größe Y1.
    [0093] Wenndie magere Periode oder der Grad der Abmagerung so eingestellt wird,daß sielängeroder er höherals in dem Fall ist, in welchem die O2-Speicherungdie vorgegebene Größe X1 überschreitet, sollteeine Abweichung der Modulationsperiode verhindert werden, indementsprechend die fette Periode oder der Grad der Anfettung kürzer odergeringer als in dem Falle eingestellt wird, in welchem die CO-Speicherungdie vorgegebene Größe Y1 überschreitet.Wenn die fette Periode oder der Grad der Anfettung so eingestelltwird, daß sielängeroder er höherals in dem Fall ist, in welchem die CO-Speicherung die vorgegebene Größe Y1 überschreitet,sollte andererseits die magere Periode oder der Grad der Abmagerungkürzeroder geringer als in dem Falle eingestellt werden, in welchem dieO2-Speicherung die vorgegebene Größe X1 überschreitet.
    [0094] Somitkann, wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulation ausgeführt wird,die Einstellungsregelung der Luft/Kraftstoff-Verhältnismodulationimmer die O2- und CO-Speicherungen höher alsdie vorgegebenen Werte X1 bzw. Y1 halten. Demzufolge kann das gespeicherteO2 und CO immer zufriedenstellend in demDreiwegekatalysator 30 belassen und gehalten werden.
    [0095] In 5 sind schematisch O2-Speicherungen (durchgezogene Linien) undCO-Speicherungen (unterbrochene Linien) des Dreiwegekatalysators 30 dargestellt,die erhalten werden, wenn das Abgas-L/K so moduliert wird, daß es sichauf den mageren und fetten Seiten des Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet. Somit kann die O2-Speicherungnicht niedriger als die vorgegebene Größe X1 in dem anstromseitigenAbschnitt 30a gehalten werden, selbst wenn das Abgas-L/Kso moduliert wird, daß essich auf der fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses befindet.Selbst wenn das Abgas-L/K so moduliert wird, daß es sich auf der mageren Seitedes Luft/Kraftstoff-Verhältnissesbefindet, kann die CO-Speicherung nicht niedriger als der vorgegebene WertY1 in dem abstromseitigen Abschnitt 30b gehalten werden.
    [0096] 5 stellt nur ein Beispieldar, und verschiedene weitere Muster können, ohne von dem Erfindungsgedankenund der Erfindung abzuweichen, ausgebildet werden. In 5 sind maximale Werte für die anstromseitigenund abstromseitigen Abschnitte 30a und 30b beispielsweisenicht niedriger als vorgegebene Größen. Alternativ können jedoch minimaleWerte fürdie anstromseitigen und anstromseitigen Abschnitte 30a und 30b soeingestellt werden, daß sienicht niedriger als vorgegebene Größen sind. Des Weiteren können diegesamten Speicherungen des Katalysators so eingestellt werden, daß sie nichtniedriger als vorgegebene Größen sind.
    [0097] Wievorstehend erwähnt,könnendas gespeicherte O2 und CO immer zufriedenstellendim dem Dreiwegekatalysator belassen und gehalten werden. Selbstwenn das tatsächlicheAbgas-L/K kurzzeitig bzw. vorrübergehendauf die magere Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt, können daher überschüssiger O2 und NOx in dem Abgas zufriedenstellenddurch das restliche gespeicherte CO reduziert und entfernt werden.Demzufolge kann sich der Katalysator 30 nicht vollständig ineiner oxidierenden Atmosphärebefinden. Demzufolge kann die Erzeugung einer NOx-Spitze sicherverhindert werden. Selbst wenn das tatsächliche Abgas-L/K kurzzeitigauf die fette Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt, können andererseits überschüssiges HCund CO in dem Abgas zufriedenstellend durch den restlichen gespeichertenO2 zufriedenstellend oxidiert und entferntwerden. Demzufolge kann sich der Katalysator 30 nicht vollständig ineiner reduzierenden Atmo sphärebefinden. Demzufolge kann die Erzeugung einer HC·CO-Spitze sicher verhindert werden.
    [0098] Somitkönnensich die NOx-Reinigungsrate und die HC- und CO-Reinigungsraten sichselbst kurzzeitig bzw. vorrübergehendnicht übereinen größeren Betragverringern, und der Abgasreinigungswirkungsgrad des Dreiwegekatalysators 30 kann hochgehalten werden.
    [0099] Nachstehendesist die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform.
    [0100] Diezweite Ausführungsformunterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, daß ein Dreiwegekatalysator 300 anstelledes in 1 dargestelltenDreiwegekatalysators 30 verwendet wird, und die Einstellungsregelungder Luft/Kraftstoff-Verhältnismodulationunter Bezugnahme auf das Flußdiagrammvon 2 durchgeführt wird.Daher werden Konfigurationen, Funktionen und Effekte, welche nichtmit der ersten Ausführungsform gemeinsamsind, nachstehend beschrieben.
    [0101] Gemäß Darstellungin 6 besteht der Dreiwegekatalysator 300 auseinem anstromseitigen Abschnitt 300a und einem abstromseitigenAbschnitt 300b, welche in einem Stück bzw. integral miteinanderverbunden sind. Der anstromseitige Abschnitt 300a ist mitZer (Ce) oder Zirkon (Zr) als der OSC sowie als das Edelmetall dotiert.Andererseits ist der abstromseitige Abschnitt 300b miteinem Alkalierdmetall, wie z.B. Barium (Ba), Kalzium (Ca) oder Magnesium(Mg) als die COSC mit einer besonders großen COSC-Fähigkeit sowie als das Edelmetalldotiert.
    [0102] UnterVerwendung des in dieser Weise aufgebauten Dreiwegekatalysators 300 wirdO2 zufriedenstellend in dem anstromseitigenAbschnitt 300a auch auf Kosten der hohen OSC- Fähigkeit gespeichert, während COoder dergleichen zufriedenstellend in dem abstromseitigen Abschnitt 300b gespeichertwird. Wie in dem vorstehend erwähntenFalle kann daher das gespeicherte O2 undCO immer zufriedenstellend in dem Katalysator 300 belassenund gehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitzeebenfalls sicher verhindert werden, und der Abgasreinigungswirkungsgraddes Katalysators 300 hoch gehalten werden.
    [0103] Nachstehendesist eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform.
    [0104] Diedritte Ausführungsformunterscheidet sich von den vorstehenden Ausführungsformen dahingehend, daß ein Dreiwegekatalysator 301 anstelle desDreiwegekatalysators 30 verwendet wird.
    [0105] Gemäß Darstellungin 7 besteht der Dreiwegekatalysator 300 auseinem anstromseitigen Abschnitt 301a und einem abstromseitigenAbschnitt 301b, welche in einem Stück bzw. integral miteinanderverbunden sind. Der anstromseitige Abschnitt 301a ist mitZer (Ce) oder Zirkon (Zr) usw. als der OSC sowie als das Edelmetalldotiert. Andererseits ist der abstromseitige Abschnitt 301b miteiner großenAnzahl von Poren in einer Waschbeschichtung als die COSC sowie alsdas Edelmetall ausgebildet.
    [0106] 8(a) ist eine Ansicht, welcheeinen Viertelanteil einer Gittereinheit des Dreiwegekatalysators 301 darstellt. 8(b) ist eine vergrößerte Ansicht desKatalysators mit dem beschichteten Viertelabschnitt. 8(c) ist eine vergrößerte Ansichteines Partikels der Waschbeschichtung). Gemäß detaillierter Darstellungin 8(c) sind die inder Waschbeschichtung ausgebildeten Poren längliche Schlitze.
    [0107] Gemäß Darstellungin 8(c) besitzen die Poren Öffnungsbereichedergestalt, daß HC-Partikel, diegrößer alsCO- Partikel sind,nicht in diese gelangen können,und daß diekleineren CO-Partikel problemlos in diese gelangen können. Somitkann die Waschschicht zufriedenstellend CO und dergleichen in demabstromseitigen Abschnitt 301b speichern.
    [0108] Demzufolgewird O2 zufriedenstellend in dem anstromseitigenAbschnitt 301a ebenfalls auf Kosten der hohen OSC-Fähigkeitgespeichert, währendCO oder dergleichen zufriedenstellend in dem abstromseitigen Abschnitt 301b gespeichertwird. Wie in dem vorstehend erwähntenFalle kann daher das gespeicherte O2 undCO immer zufriedenstellend in dem Katalysator 301 belassenund gehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitzeebenfalls sicher verhindert werden, und der Abgasreinigungswirkungsgraddes Katalysators 301 hoch gehalten werden.
    [0109] Indiesem Falle kann der abstromseitige Abschnitt 301b mitCe, Zr, usw. oder einer Kombination von Alkalierdmetallen wie z.B.Ba, Ca, Mg usw. dotiert sein. Somit kann die COSC des abstromseitigen Abschnittes 301b gestärkt werden,die OSC- und COSC-Fähigkeitendes anstromseitigen Abschnittes 301a können angeglichen, und das COoder dergleichen kann zufriedenstellender in dem abstromseitigenAbschnitt 301b gespeichert werden.
    [0110] Nachstehendesist eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform.
    [0111] Inder vierten Ausführungsformwird ein Dreiwegekatalysator 302 anstelle des Dreiwegekatalysators 30 verwendet.
    [0112] Gemäß Darstellungin 9 besteht der Dreiwegekatalysator 302 auseinem anstromseitigen Abschnitt 302a und einem Zwischenabschnitt 302b, welchein einem Stückbzw. integriert miteinander verbunden sind, und aus einem abstromseitigenKatalysatorabschnitt 302c mit einer größeren Anzahl von Poren. Deranstromseitige Abschnitt 302a ist mit Ce oder Zr dotiert.
    [0113] DerZwischenabschnitt 302b ist mit einem Alkalierdmetall wieBa, Ca oder Mg dotiert. Der abstromseitige Katalysatorabschnitt 302c istauf der Abstromseite des Zwischenabschnittes 302b angeordnet.
    [0114] Somitkann die COSC ebenfalls gestärkt werden,die OSC- und COSC-Fähigkeitendes anstromseitigen Abschnittes 301a können angeglichen, und das COoder dergleichen kann zufriedenstellender in dem abstromseitigenAbschnitt 301b gespeichert werden.
    [0115] Nachstehendesist eine Beschreibung einer fünftenAusführungsform.
    [0116] Inder fünftenAusführungsform,welche eine Modifikation der zweiten Ausführungsform ist, wird ein Dreiwegekatalysator 303 anstelledes Dreiwegekatalysators 300 verwendet.
    [0117] Gemäß Darstellungin 10 besteht der Dreiwegekatalysator 303 auseinem anstromseitigen Katalysator 310 und einem abstromseitigenKatalysator 311, die getrennt und in Reihe zueinander angeordnetsind. Der anstromseitige Katalysator 310 ist mit Ce oderZr als der OSC sowie als das Edelmetall dotiert. Andererseits istder abstromseitige Abschnitt 311 mit einem Alkalierdmetall,wie z.B. Ba, Ca oder Mg als die COSC mit einer besonders großen COSC-Fähigkeitsowie als das Edelmetall dotiert.
    [0118] Daherkönnendie OSC als auch die COSC effektiv in einer unabhängigen Weiseaddiert werden. Demzufolge wird O2 zufriedenstellendund effektiv in dem anstromseitigen Katalysator 310 ebenfallsauf Kosten der hohen OSC-Fähigkeitgespeichert, und CO oder dergleichen wird zufriedenstellend undeffektiv in dem abstromseitigen Katalysator 311 gespeichert.Wie in dem vorstehend erwähntenFalle kann das gespeicherte O2 und CO immerzufriedenstellend in dem Dreiwegekatalysator 311 belassen undgehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitzeebenfalls sicher verhindert werden, und der Abgasreinigungswirkungsgrad desKatalysators 311 hoch gehalten werden.
    [0119] Nachstehendesist eine Beschreibung einer sechsten Ausführungsform.
    [0120] Inder sechsten Ausführungsform,welche eine Modifikation der dritten Ausführungsform ist, wird ein Dreiwegekatalysator 304 anstelledes Dreiwegekatalysators 301 verwendet.
    [0121] Gemäß Darstellungin 11 besteht der Dreiwegekatalysator 304 auseinem anstromseitigen Katalysator 312 und einem abstromseitigenKatalysator 313, die getrennt und in Reihe zueinander angeordnetsind. Der anstromseitige Katalysator 312 ist mit Ce oderZr als der OSC sowie als das Edelmetall dotiert. Andererseits istder abstromseitige Katalysator 313 mit einer großen Anzahlvon Poren in einer Waschbeschichtung sowie als das Edelmetall ausgebildet.
    [0122] Wiein dem vorstehendem Fall wird daher O2 zufriedenstellendund effektiv in dem anstromseitigen Katalysator 312 ebenfallsauf Kosten der hohen OSC-Fähigkeitgespeichert, und CO oder dergleichen wird zufriedenstellend undeffektiv in dem abstromseitigen Katalysator 313 gespeichertund das gespeicherte O2 und CO kann immerzufriedenstellend in dem Dreiwegekatalysator 304 belassenund gehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitzeebenfalls sicher verhindert werden, und der Abgasreinigungswirkungsgraddes Katalysators 304 kann hoch gehalten werden.
    [0123] Wennder abstromseitige Katalysator 313 mit Ce, Zr, usw. odereiner Kombination von Alkalierdmetallen wie z.B. Ba, Ca, Mg usw.dotiert ist, kann insbesondere die COSC des abstromseitigen Katalysators 313 effizientgestärktwerden, könnendie OSC- und COSC-Fähigkeitendes anstromseitigen Katalysators 312 angeglichen, und dasCO oder dergleichen kann zu friedenstellender in dem abstromseitigenKatalysator 313 gespeichert werden.
    [0124] Nachstehendesist eine Beschreibung einer siebenten Ausführungsform.
    [0125] Inder siebenten Ausführungsform,welche eine Modifikation der vierten Ausführungsform ist, wird ein Dreiwegekatalysator 305 anstelledes Dreiwegekatalysators 302 verwendet.
    [0126] Gemäß Darstellungin 12 besteht der Dreiwegekatalysator 302 auseinem anstromseitigen Abschnitt 314 und einem Zwischenkatalysator 315, welchegetrennt und in Reihe zueinander angeordnet sind, und aus einemabstromseitigen Katalysatorabschnitt 316 mit einer großen Anzahlvon Poren. Der anstromseitige Abschnitt 314 ist mit Ceoder Zr dotiert. Der Zwischenkatalysator 315 ist mit einemAlkalierdmetall wie Ba, Ca oder Mg dotiert. Der abstromseitige Katalysatorabschnitt 316 istintegriert mit oder getrennt von dem Zwischenkatalysator 315 aufdessen Abstromseite angeordnet.
    [0127] Somitkann die COSC ebenfalls gestärkt werden,die OSC- und COSC-Fähigkeitendes anstromseitigen Katalysators 314 können angeglichen, und das COoder dergleichen kann zufriedenstellender in dem Zwischenkatalysator 315 undin dem porösenabstromseitigen Katalysator 316 gespeichert werden.
    [0128] Nachstehendesist eine Beschreibung einer achten Ausführungsform.
    [0129] Dieachte Ausführungsformunterscheidet sich von den vorstehenden Ausführungsformen dahingehend, daß ein Dreiwegekatalysator 306 anstelle desDreiwegekatalysators 30 verwendet wird.
    [0130] In 13 ist ein Viertelabschnitteiner Gittereinheit des Dreiwegekatalysators 306 dargestellt. DerKatalysator 306 besteht aus einem oberen Katalysator 318 undeinem unteren Katalysator 319, die in Schichten auf einemTrägeraufgebracht sind. Der obere Katalysator 318 ist mit Ceoder Zr dotiert. Der untere Katalysator 319 ist mit einemAlkalierdmetall wie z.B. Ba, Ca oder Mg dotiert.
    [0131] UnterVerwendung des in dieser Weise aufgebauten Dreiwegekatalysators 306 wirdO2 zufriedenstellend in dem oberen Katalysator 318 auchauf Kosten der hohen OSC-Fähigkeitgespeichert, währendCO oder dergleichen zufriedenstellend in dem unteren Katalysator 319 gespeichertwird. Wie in dem vorstehend erwähntenFalle kann daher das gespeicherte O2 undCO immer zufriedenstellend in dem Katalysator 306 belassenund gehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitzeselbst in dem Falle sicher verhindert werden, in welchem die Gesamtlänge desKatalysators 306 reduziert werden soll.
    [0132] Nachstehendesist eine Beschreibung einer neunten Ausführungsform.
    [0133] Inder neunten Ausführungsform,welche eine Modifikation der achten Ausführungsform ist, wird ein Dreiwegekatalysator 307 anstelledes Dreiwegekatalysators 306 verwendet wird.
    [0134] In 14 ist ein Viertelabschnitteiner Gittereinheit des Dreiwegekatalysators 307 dargestellt. DerKatalysator 307 besteht aus einem oberen Katalysator 320 undeinem unteren Katalysator 321, die in Schichten auf einemTrägeraufgebracht sind. Der obere Katalysator 320 ist mit Ceoder Zr dotiert, und der untere Katalysator 321 besitzteine großeAnzahl von Poren.
    [0135] Demzufolgewird O2 zufriedenstellend in dem oberenKatalysator 320 auch auf Kosten der hohen OSC-Fähigkeitgespeichert, und CO oder dergleichen wird zufriedenstellend in demunteren Katalysator 319 gespeichert. Wie in dem vorstehenderwähntenFalle kann daher das gespeicherte O2 undCO immer zufriedenstellend in dem Katalysator 307 belassenund gehalten werden. Somit kann die Erzeugung einer NOx- oder HC·CO-Spitze mit der kompakten Konfigurationverhindert werden, und der Abgasreinigungswirkungsgrad des Katalysators 307 kannhoch gehalten werden.
    [0136] Wennder untere Katalysator 321 mit Ce, Zr, usw. oder einerKombination von Alkalierdmetallen, wie z.B. Ba, Ca, Mg usw., dotiertist, kann insbesondere die COSC des Katalysators 321 effizientgestärktwerden, könnendie OSC- und COSC-Fähigkeitendes Katalysators 321 angeglichen, und das CO oder dergleichenkann zufriedenstellender in dem Katalysator 3213 gespeichertwerden.
    [0137] Esdürftesich verstehen, daß dievorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformenbeschränktist.
    [0138] Inden zweiten bis neunten Ausführungsformenist beispielsweise den anstromseitigen Abschnitten 300a, 301a und 302a,anstromseitigen Katalysatoren 310, 312 und 314 oderoberen Katalysatoren 318 und 320 die OSC-Funktiongegeben, und den unteren Abschnitten 300b, 301b und 302b (einschließlich desKatalysatorabschnittes 302c), den abstromseitigen Katalysatoren 311, 313 und 315 (einschließlich desKatalysators 316) oder unteren Katalysatoren 319 und 321 dieCOSC-Funktion gegeben.Alternativ könnenjedoch die anstromseitigen Abschnitte durch die abstromseitigenAbschnitte, und die anstromseitigen Katalysatoren durch die abstromseitigenKatalysatoren, und die oberen Katalysatoren durch die unteren Katalysatorenersetzt werden. Als eine alternative Ausführungsform kann den anstromseitigenAbschnitten, anstromseitigen Katalysatoren und oberen Katalysatorendie COSC-Funktion gegeben sein. In diesem Falle ist den abstromseitigenAbschnit ten, abstromseitigen Katalysatoren und unteren Katalysatorendie OSC-Funktion gegeben.
    [0139] Mitdieser Anordnung könnendas gespeicherte CO und O2 ebenfalls einzelnzufriedenstellend in dem Dreiwegekatalysator belassen und gehalten werden.Selbst wenn das tatsächlicheAbgas-L/K temporärbzw. kurzzeitig auf die magere Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt,können daher überschüssiger O2 und NOx in dem Abgas zufriedenstellenddurch das restliche gespeicherte CO reduziert und entfernt werden.Demzufolge kann sich der Katalysator nicht vollständig ineiner oxidierenden Atmosphärebefinden. Demzufolge kann die Erzeugung einer NOx-Spitze sicherverhindert werden. Selbst wenn das tatsächliche Abgas-L/K temporär bzw. kurzzeitigauf die fette Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses überschwingt, können andererseits überschüssiges HCund CO in dem Abgas zufriedenstellend durch den restlichen gespeicherten O2 zufriedenstellend oxidiert und entferntwerden. Demzufolge kann sich der Katalysator nicht vollständig ineiner reduzierenden Atmosphärebefinden. Somit kann die Erzeugung einer HC·CO-Spitze sicher verhindertwerden.
    [0140] Gemäß den vorstehendenAusführungsformenist ferner die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Modulation eine Zwangsmodulation.Alternativ kann sie jedoch eine Modulation (Modulationseinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnisses)sein, die von einer stöchiometrischenRückkopplungsregelungauf der Basis einer Fett/Mager-Entscheidung durch den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 unterstützt wird. Indiesem Falle sollte nur der Modulationsgrad des Abgas-L/K auf dermageren oder fetten Seite des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses(Abmagerungs- oder Anfettungsverstärkung odermager- oder fettseitige Amplitude) alleine eingestellt werden.
    [0141] Wennder Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22 einO2-Sensor ist, welcher ein λ-Ausgangssignal erzeugt,kann die Differenz zwischen einer voreingestellten mageren oderfetten Periode und der mageren oder fetten Periode, die von demO2-Sensorermittelt wird, und nicht das λ-Ausgangssignalselbst als eine aktuelle L/K-Information verwendet werden, welchefür dieEinstellung dient.
    [0142] Obwohlein Mehrfachpunkteinspritz-Benzinmotor als der Motor 1 gemäß den hierinbeschriebenen Ausführungsformendient, kann der Motor alternativ ein Zylindereinspritz-Benzinmotoroder ein Dieselmotor sein.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor mit: einem Dreiwegekatalysator (30),welcher in einem Abgaskanal (20) eines Verbrennungsmotors(1) angeordnet ist und eine Sauerstoff-Speicherkomponente,die zum Speichern von Sauerstoff fähig ist, und eine Reduzierungsmittel-Speicherkomponente,die zum Speichern von Reduzierungsmitteln fähig ist, kombiniert; einerModulationseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,welche das Luft/Kraftstoff-Verhältnisvon in den Dreiwegekatalysator strömendem Abgas zwischen einemmageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisund einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis moduliert; einerSauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung (S10)zum Schätzeneiner Sauerstoffspeicherung durch die Sauerstoffspeicherkomponente; einerReduzierungsmittelspeicherungs-Schätzeinrichtung (12)zum Schätzeneiner Reduzierungsmittelspeicherung durch die Reduzierungsmittel-Speicherkomponente;und einer Modulationseinstelleinrichtung (S16, S18, S20, S22)des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,welche eine magere Periode längeroder den Grad der Abmagerung höhereinstellt, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis istim Vergleich dazu, wenn die von der Sauerstoffspeicherungs-SchätzeinrichtunggeschätzteSauerstoffspeicherung einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die Sauerstoffspeicherung nicht höher als der erste vorgegebene Wertist, und eine fette Periode längeroder den Grad der Anfettung höhereinstellt, währendwelcher das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis einfettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis istim Vergleich dazu, wenn die durch die Reduzierungsmittelspeicherungs-SchätzeinrichtunggeschätzteReduzierungsmittelspeicherung einen zweiten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die Reduzierungsmittelspeicherung nicht höher als der zweite vorgegebeneWert ist.
    [2] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Dreiwegekatalysator(30, 300) die Sauerstoff-Speicherkomponente ineinem abgasanstromseitigen Abschnitt und die Reduzierungsmittel-Speicherkomponentein einem abgasabstromseitigen Abschnitt hat.
    [3] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei der Dreiwegekatalysator(300) Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mitder Sauerstoff-Speicherkomponente auf einem Träger des abgasanstromseitigen Abschnittesträgt,und Barium (Ba), Kalzium (Ca) und/oder Magnesium (Mg) als ein Materialmit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponente auf einem Träger desabgasabstromseitigen Abschnittes trägt.
    [4] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Dreiwegekatalysator(303) aus einem anstromseitigen Katalysator auf der Anstromseitedes Abgases und einem abstromseitigen Katalysator auf der Abstromseitebesteht, und die anstrom- undabstromseitigen Katalysatoren die Sauerstoff- Speicherkomponente bzw. Reduzierungsmittel-Speicherkomponentebesitzen.
    [5] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 4, wobei der Dreiwegekatalysator(303) Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mitder Sauerstoff-Speicherungskomponente auf einem Träger desanstromseitigen Abschnittes trägt,und Barium (Ba), Kalzium (Ca) und/oder Magnesium (Mg) als ein Materialmit der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponente auf einem Träger desabstromseitigen Abschnittes trägt.
    [6] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Dreiwegekatalysator(306) aus einem Katalysator mit der Sauerstoff-Speicherkomponenteund einem Katalysator mit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponentebesteht, wobei die Katalysatoren in Schichten auf einem Träger vondiesen angeordnet sind.
    [7] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei der Dreiwegekatalysator(306) aus einem unteren Katalysator mit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteund einem oberen Katalysator mit der Sauerstoff-Speicherkomponentebesteht.
    [8] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei der Dreiwegekatalysator(306) Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mitder Sauerstoff-Speicherkomponente trägt, und Barium (Ba), Kalzium(Ca) und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteträgt.
    [9] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Dreiwegekatalysator (301, 304, 307)eine Waschbeschichtung als die Reduzierungsmittel-Speicherkomponentebesitzt, welche mit Poren ausgebildet ist, welche das Reduzierungsmittelspeichern können.
    [10] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei der Öffnungsbereich jeder Pore groß genugist, um CO zu speichern und nicht groß genug ist, um HC zu speichern.
    [11] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1, 9 und 10, wobei derDreiwegekatalysator (301, 304, 307) Zer(Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mit der Sauerstoff-Speicherkomponenteauf einem Trägereines abgasantromseitigen Abschnittes trägt und eine mit Poren, welchedas Reduzierungsmittel speichern können, ausgebildete Waschbeschichtungals die Reduzierungsmittel-Speicherkomponente auf einem Träger einesabgasabstromseitigen Abschnittes besitzt.
    [12] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 und 9 bis 11, wobei derDreiwegekatalysator (301, 304, 307) Zer(Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mit der Sauerstoff-Speicherkomponenteauf einem Trägereines abgasantromseitigen Abschnittes trägt, Barium (Ba), Kalzium (Ca)und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteauf einem Trägereines abgasabtromseitigen Abschnittes trägt, und eine mit Poren, welchedas Reduzierungsmittel speichern können, ausgebildete Waschbeschichtungals die Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteauf einem Trägereines abgasabstromseitigen Abschnittes besitzt.
    [13] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Dreiwegekatalysator(302, 305) aus einem anstromseitigen Katalysatorauf der Anstromseite des Abgases, einem Zwischenkatalysator aufder Abgasabstromseite des anstromseitigen Katalysators, und einemanstromseitigen Katalysator auf der Abgasabstromseite des Zwischenkatalysatorsbesteht, und der Dreiwegekatalysator Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr)als ein Material mit der Sauerstoff-Speicherkomponente auf einemTrägereines antromseitigen Katalysators trägt, Barium (Ba), Kalzium (Ca)und/oder Magnesium (Mg) als ein Material mit der Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteauf einem Träger desZwischenkatalysators trägt,und eine mit Poren, welche das Reduzierungsmittel speichern können, ausgebildeteWaschbeschichtung als die Reduzierungsmittel-Speicherkomponenteauf einem Träger einesabgasabstromseitigen Katalysators besitzt.
    [14] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Dreiwegekatalysator(30) Zer (Ce) und/oder Zirkon (Zr) als ein Material mitder Sauerstoff-Speicherkomponente und der Reduzierungsmittel-Speicherungskomponenteauf seinem Träger trägt.
    [15] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung(S10) zyklisch wiederholt einen Katalysator-Sauerstoff-Einstromund einen Katalysator-CO-Einstrom gemäß einer Sauerstoffkonzentration,CO-Konzentration und Abgasströmungsrate erhält, undeine letzte Sauerstoffspeicherung (n) aus der nachstehenden Gleichunggemäß dem Katalysator-Sauerstoff-Einstrom und demKatalysator-CO-Einstrom erhält: Letzte Sauerstoffspeicherung (n) = Katalysatorsauerstoffeinstrom – Katalysator-CO-Einstrom × K1 + vorhergehendeSauerstoffspeicherung (n-1),wobei K1 ein Transformationskoeffizientist.
    [16] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Reduzierungsmittelspeicherungs-Schätzeinrichtung(S12) zyklisch wiederholt einen Katalysator-Sauerstoff-Einstromund einen Katalysator-CO-Einstrom gemäß einer Sauerstoffkonzentration,CO-Konzentration und Abgasströmungsrate erhält, undeine letzte Reduzierungsmittelspeicherung (n) aus der nachstehendenGleichung gemäß dem Katalysator-Sauerstoff-Einstromund dem Katalysator-CO-Einstrom erhält: LetzteReduzierungsmittelspeicherung (n) = Katalysator-CO-Einstrom – Katalysatorsauerstoffeinstrom × K2 + vorhergehendeReduzierungsmittelspeicherung (n-1),wobei K2 ein Transformationskoeffizientist.
    [17] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Modulationseinstelleinrichtung(S16, S18, S20, S22) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses die fette Periodekürzeroder den Grad der Anfettung niedriger im Vergleich dazu einstellt,wenn die Reduzierungsmittel-Speicherung den zweiten vorgegebenenWert überschreitet,wenn die magere Periode längeroder der Grad der Abmagerung höherim Vergleich dazu eingestellt ist, wenn die Sauerstoffspeicherungden ersten vorgegebenen Wert gemäß einervon der Sauerstoffspeicherungs-Schätzeinrichtung geschätzten Sau erstoff-Speicherungsinformation überschreitet,und die magere Periode kürzeroder den Grad der Abmagerung niedriger im Vergleich dazu einstellt,wenn die Sauerstoffspeicherung den ersten vorgegebenen Wert überschreitet,wenn die fette Periode längeroder der Grad der Anfettung höherim Vergleich dazu eingestellt ist, wenn die Reduzierungsmittel-Speicherungden zweiten vorgegebenen Wert gemäß der von der Reduzierungsmittel-Speicherungs-SchätzeinrichtunggeschätztenReduzierungsmittel-Speicherungsinformation einstellt.
    [18] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Modulationseinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnissesdas Luft/Kraftstoff-Verhältniszur Ausbildung einer rechteckigen oder welligen Welle so moduliert,daß dasLuft/Kraftstoff-Verhältniszyklisch zwischen einem fetteren Luft/Kraftstoff-Verhältnis alseinem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisund einem magereren Luft/Kraftstoff-Verhältnis alsdem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisverändert.
    [19] Abgasemissions-Regelungsvorrichtung für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Modulationseinrichtungdes Luft/Kraftstoff-Verhältnisseseinen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor(22) zum Detektieren und Ermitteln des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnissesan der Anstromseite des Katalysators enthält, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischeneinem vorgegebenen fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und einem vorgegebenenmageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisgemäß einervon dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensorgetroffenen Entscheidung regelt.
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