DE10301647B4

DE10301647B4 - Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10301647B4
Application number: DE10301647A
Authority: DE
Inventors: Yasuki Tamura
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-01-18
Also published as: KR20030063124A; US20030164643A1; JP3812653B2; JP2003206763A; US7216479B2; KR100490179B1; DE10301647A1

Abstract

Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, die aufweist:
einen Unterdruck-Bremskraftverstärker (60), der eine Fahrzeugbremskraft ergänzt, indem er einen Unterdruck nutzt, der in einem Luftansaugsystem (10) des Verbrennungsmotors entwickelt wird;
eine Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung (S10, S12) zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, so daß sich der Unterdruck, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, einem atmosphärischen Druck nähert;
eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung (S14) für die tatsächliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer tatsächlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker tatsächlich erzeugt werden kann;
eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung (S16, S16') für die erforderliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß; und
eine Beschränkungsvorrichtung (S20) zur Beschränkung der Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation der Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Brems kraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Abgasemissionssteuerungsanordnung, die in der Lage ist, eine Abgasemissionsreinigungsleistung zu verbessern, während eine Bremskraft durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker sichergestellt wird.

Herkömmlich ist eine Abgasemissionsreinigungstechnik, die Reaktionen an einem Katalysator nutzt, als eine Technik zur Verminderung von Schadstoffen (z.B. Rauch und NO_x ebenso wie unverbrannte Stoffe, wie HC, CO, und H₂) in Abgasen bekannt, die aus einem Fahrzeugverbrennungsmotor emittiert werden.

Jedoch weist die Abgasemissionsreinigungstechnik das Problem auf, daß Schadstoffe, wie HC in die Atmosphäre emittiert werden, bevor der Katalysator aktiviert wird. Um sich diesem Problem zuzuwenden, ist eine Technik zur Unterstützung der Aktivierung eines Katalysators entwickelt worden. Zum Beispiel ist für einen Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor eine zweistufige Verbrennungstechnik (oder zweistufige Einspritzungstechnik) entwickelt worden, die Kraftstoff in zwei Stufen einspritzt, so daß eine Teileinspritzung von einem Expansionshub ausgeführt wird, nachdem eine Haupteinspritzung (bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ausgeführt wird, und bewirkt, daß Sauerstoff, der nach der Haupteinspritzung übrigbleibt, und unverbrannte Stoffe, die nach der Teileinspritzung übrigbleiben, miteinander in einem Abgassystem reagieren (das sich von einer Verbrennungskammer zu einem katalytischen Konverter erstreckt), wodurch Schadstoffe vermindert oder ein Katalysator sofort aktiviert wird.

Andererseits ist, wie zum Beispiel in JP-A-3-117611 und JP- A-4-1183921 offenbart, eine Technik entwickelt worden, die eine sofortige Aktivierung eines Katalysators ermöglicht, indem der Abgasdruck zur Zeit eines Kaltstarts eines Motors erhöht wird.

Ferner ist, wie in zum Beispiel JP-A-2001-027145 offenbart, eine Technik entwickelt worden, die die sofortige Aktivierung eines Katalysators zur Zeit des Kaltstarts eines Motors ermöglich, indem eine zweistufige Verbrennung ausgeführt wird und der Abgasdruck erhöht wird (der Abgasstrom unterdrückt wird).

Übrigens ist ein Fahrzeug normalerweise mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker ausgerüstet, der eine Bremskraft ergänzt, die durch den Fahrer erzeugt wird. Der Unterdruck- Bremskraftverstärker ist in der Lage, die Bremskraft zu ergänzen, indem ein Unterdruck genutzt wird, der in einem Luftansaugsystem eines Verbrennungsmotors entwickelt wird, wenn das Fahrzeug gebremst wird.

Wenn der Abgasdruck erhöht wird, wie oben erwähnt, wird jedoch der Abgaswiderstand erhöht, um das Ansaugluftvolumen zu erhöhen, so daß sich der Unterdruck im Luftansaugsystem dem atmosphärischen Druck nähert. Ebenso wird, wenn die zweistufige Verbrennung ausgeführt wird, ein Drosselklappe geöffnet, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der Haupteinspritzung auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, so daß sich der Unterdruck im Luftansaug system dem atmosphärischen Druck nähert. Wenn sich der Unterdruck im Luftansaugsystem dem atmosphärischen Druck nähert, ist es unmöglich, sicherzustellen, daß einen ausreichender Unterdruck durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker verwendet wird, und die Bremskraft ausreichend zu ergänzen.

Folglich kann in Betracht gezogen werden, daß die zweistufige Verbrennung und die Abgasdruckzunahme (die Unterdrückung des Abgasstroms) in dem Fall verhindert werden, wo sich der detektierte Unterdruck im Luftansaugsystem dem atmosphärischen Druck nähert und ein gewünschter Unterdruck nicht sichergestellt werden kann.

Jedoch werden die zweistufige Verbrennung und die Abgasdruckerhöhung (die Unterdrückung des Abgasstroms) hauptsächlich zur Zeit des Kaltstarts eines Verbrennungsmotors ausgeführt. Bei dieser Gelegenheit ist das Fahrzeug üblicherweise gestoppt, und es tritt selbst dann kein Problem auf, wenn eine Bremskraft nicht ausreichend ergänzt wird. In einem solchen Fall wird es nicht bevorzugt, daß die zweistufige Verbrennung oder die Abgasdruckerhöhung (die Abgasstromunterdrückung) nicht ausgeführt werden, da Schadstoffe, wie HC, in die Atmosphäre emittiert werden, so daß sie eine Abgasemissionsreinigungsleistung verschlechtern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Bremskraft durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker zur Zeit des Bremsens sicherzustellen und eine Abgasemissionsreinigungsleistung zu verbessern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch die Merkmale gelöst werden, die in den Ansprüchen definiert werden.

Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung insbesondere eine Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor bereit, das aufweist: eine Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, so daß sich ein Unterdruck, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, dem atmosphärischen Druck nähert; eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer tatsächlichen Bremskraft, die durch einen Unterdruck- Bremskraftverstärker tatsächlich erzeugt werden kann; eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß; und eine Beschränkungsvorrichtung zur Beschränkung der Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation der Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft detektiert wird.

Insbesondere wenn die Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung die Abgasreinigungs-Unterstützungsoperation ausführt, nähert sich der Unterdruck, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, dem atmosphärischen Druck, während die Reinigung von Abgas unterstützt wird. Wenn jedoch der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft detektiert wird, beschränkt die Beschränkungsvorrichtung die Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation der Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung.

Daher wird sichergestellt, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, daß der Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors ausreichend die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker ergänzt. Wenn andererseits der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, gleich oder kleiner als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, wenn zum Beispiel das Fahrzeug zur Zeit des Kaltstarts des Motors auf einer ebenen Straße gestoppt ist, wird die Abgasreinigung durch die Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung in einer vorteilhaften Weise unterstützt, da die erforderliche Bremskraft klein ist und die Notwendigkeit, einen Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors sicherzustellen, nicht groß ist.

In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung ist die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung eine Abgasstromsteuervorrichtung zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, indem der Abgasstrom in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors unterdrückt wird.

In diesem Fall wird zur Zeit des Kaltstarts des Verbrennungsmotors oder dergleichen die Reinigung von Abgas unterstützt, indem der Abgasstrom im Abgaskanal des Verbrennungsmotors unterdrückt wird, wenn jedoch der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, beschränkt die Beschränkungsvorrichtung die Unterdrückung des Abgasstroms.

Daher wird sichergestellt, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, daß der Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker ausreichend ergänzt, ohne eine Zunahme des Ansaugluftvolumens zu bewirken. Wenn andererseits der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, gleich oder kleiner als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, wenn zum Beispiel das Fahrzeug zur Zeit des Kaltstart des Motors auf einer ebenen Straße gestoppt ist, wird der Abgasstrom unterdrückt, um eine Oxidationsreaktion in einem Abgassystem weitergehen zu lassen, wobei die Reinigung von Abgas in einer vorteilhaften Weise unterstützt wird, da die erforderliche Bremskraft klein ist und die Notwendigkeit, den Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors sicherzustellen, nicht groß ist. Ferner erhöht es die Abgastemperatur, die Oxidationsreaktion weitergehen zu lassen, wodurch folglich die sofortige Aktivierung eines katalytischen Konverters realisiert wird, der im Abgaskanal angeordnet ist.

Es ist eine weitere bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung, daß der Verbrennungsmotor ein Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor ist und die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung eine zweistufige Verbrennungsvorrichtung zur Zuführung von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer ist, so daß die Haupteinspritzung für die Hauptverbrennung in einem Ansaughub oder in einem Kompressionshub ausgeführt wird, und die Teileinspritzung von einem Expansionshub ausgeführt wird, wodurch eine Abgastemperatur erhöht wird, um die Abgasreinigung zu unterstützen.

In diesem Fall wird zur Zeit des Kaltstarts des Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotors oder dergleichen die zweistufige Verbrennung ausgeführt, um HC (Kohlenwasserstoff) und überschüssiges O₂ (überschüssigen Sauerstoff) zu emittieren, die nach der Hauptverbrennung (Schichtverbrennung) im Abgassystem zurückbleiben, und deren Oxidationsreaktion im Abgassystem zu bewirken, wobei die Reinigung von Abgas unterstützt wird. Wenn andererseits der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftver stärker erzeugt werden kann, beschränkt die Beschränkungsvorrichtung die zweistufige Verbrennung.

Wenn daher der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, wird sichergestellt, daß der Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker ausreichend ergänzt, ohne zu bewirken, daß sich eine Drosselklappe öffnet. Wenn andererseits der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß, gleich oder kleiner als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden kann, wenn zum Beispiel das Fahrzeug zur Zeit des Kaltstarts des Motors auf einer ebenen Straße gestoppt ist, wird die zweistufige Verbrennung ausgeführt, um eine Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen zu lassen, da die erforderliche Bremskraft klein ist und die Notwendigkeit, den Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors sicherzustellen, nicht groß ist. Dies unterstützt die Reinigung von Abgas in einer vorteilhaften Weise. Ferner erhöht die Oxidationsreaktion weitergehen zu lassen die Abgastemperatur, wodurch folglich die sofortige Aktivierung des katalytischen Konverters realisiert wird, der im Abgaskanal angeordnet ist.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung weist die Abgasemissionssteuerungsanordnung ferner eine Vorrichtung zum leicht mageren Betrieb auf, um einen leicht mageren Kompressionsbetrieb auszuführen, in dem Kraftstoff der Verbrennungskammer im Kompressionshub zugeführt wird, so daß ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein leicht mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wodurch die Abgastemperatur erhöht wird, um die Abgasreinigung zu unterstützen, und die Beschränkungsvorrichtung verhindert, daß die zweistufige Verbrennungsvorrichtung die zweistufige Verbrennung ausführt und bewirkt, daß die Vorrichtung zum leicht mageren Betrieb den leicht mageren Kompressionsbetrieb ausführt.

Wenn daher der erforderliche Bremskraft-Korrelationswert größer als der tatsächliche Bremskraft-Korrelationswert ist, wird die zweistufige Verbrennung verhindert, so daß die Bremskraft ausreichend ergänzt wird, indem der Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors sichergestellt wird, ohne zu bewirken, daß sich die Drosselklappe öffnet. In diesem Fall ist es denkbar, daß eine Bremskraft erforderlich ist, wenn sich das Fahrzeug zum Beispiel selbst zur Zeit des Kaltstarts des Motors an einem Abhang befindet, und unter solchen Umständen wird der leicht magere Kompressionsbetrieb ausgeführt, um zu bewirken, daß CO (Kohlenmonoxid) und überschüssiges O₂ (überschüssiger Sauerstoff), die nach der Schichtverbrennung zurückbleiben, in das Abgassystem emittiert werden, während der Unterdruck im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors sichergestellt wird, wobei eine Oxidationsreaktion weitergehen gelassen wird. Dies unterstützt die Reinigung von Abgas in einer verhältnismäßig vorteilhaften Weise, während die Bremskraft ausreichend ergänzt wird.

Die Natur dieser Erfindung als auch andere Aufgaben und Vorteile derselben werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen durch die Figuren hindurch dieselben oder ähnliche Teile bezeichnen. Es zeigen:

1 ein schematisches Diagramm, das die Anordnung einer erfindungsgemäßen Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor zeigt;

2(a) und 2(b) Diagramme, die eine Ventilklappe als Abgasstromsteuervorrichtung zeigen;

3 einen Ablaufplan, der eine Bremskraftsteuerroutine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der tatsächlichen Bremskraft, die durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt wird, und dem Krümmerluftdruck (Unterdruck in einem Ansaugkrümmer) zeigt;

5 ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der erforderlichen Bremskraft und f (V, θ, BPST) zeigt;

6 einen Ablaufplan, der eine Bremskraftsteuerroutine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

7 ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen dem erforderlichen Unterdruck und f (V, θ, BPST) zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die deren bevorzugte Ausführungsformen zeigen.
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Anordnung einer erfindungsgemäßen Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor zeigt. Es wird eine Beschreibung der Anordnung der Abgasemissionssteuerungsanordnung unter Bezugnahme auf 1 gegeben.
Wie in 1 gezeigt, wird ein Funkenzündungsbenzinmotor mit Zylindereinspritzung als ein Motorkörper 1 eingesetzt, (der im folgenden als „Motor" bezeichnet wird) der als Fahrzeugverbrennungsmotor dient. Dieser Zylindereinspritzungsmotor 1 ist zur Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaughub (Ansaughub-Einspritzung) und zur Kraftstoffeinspritzung in einem Kompressionshub (Kompressionshub-Einspritzung) in der Lage, indem die Kraftstoffeinspritzbetriebsart umgeschaltet wird. Der Motor 1 ist in der Lage, leicht im einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Betrieb mit fettem Luft-Kraftstoff-Verhältnis), und einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu arbeiten (Betrieb mit magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis).
Wie in 1 gezeigt, sind eine Zündkerze 4 und ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 6 an einem Zylinderkopf 2 jedes Zylinders des Motors 2 angebracht. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 ist in der Lage, Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einzuspritzen.
Eine Zündspule 8, die Hochspannung abgibt, ist mit der Zündkerze 4 verbunden. Eine nicht gezeigte Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die einen Kraftstofftank umfaßt, ist über eine Kraftstoffleitung 7 mit dem Kraftstoffeinspritzventil 6 verbunden. Detaillierter ist die Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe und einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe versehen, um Kraftstoff, der im Kraftstofftank gespeichert ist, dem Kraftstoffeinspritzventil 6 mit einem niedrigen Kraftstoffdruck oder einem hohem Kraftstoffdruck zuzuführen und den Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzventil 6 in die Verbrennungskammer mit einem erwünschten Kraftstoffdruck einzuspritzen.
Der Zylinderkopf 2 jedes Zylinders ist in einer im wesentlichen vertikalen Richtung mit einem Ansaugkanal ausgebildet, und ein Ende eines Ansaugkrümmers 10 ist mit jedem Ansaugkanal verbunden, so daß er mit jedem Ansaugkanal verbunden ist. Der Ansaugkrümmer 10 ist mit einer elektromagnetischen Drosselklappe 14, die das Ansaugluftvolumen steuert, und einem Drosselklappenstellungssensor (TPS) 16 versehen, der den Drosselklappenwinkel detektiert. Der Ansaugkrümmer 10 ist auch mit einem Ansaugunterdrucksensor 13 versehen, der den Krümmerluftdruck stromabwärts der Drosselklappe 14 im Ansaugkrümmer 10 detektiert.
Der Zylinderkopf 2 jedes Zylinders ist in einer im wesentlichen horizontalen Richtung mit einem Auslaßkanal ausgebildet, und ein Ende eines Abgaskrümmers 12 ist mit jedem Auslaßkanal verbunden, so daß er mit jedem Auslaßkanal verbunden ist.
Man beachte, daß der Zylindereinspritzungsmotor 1 bekannt ist, und daher eine detaillierte Beschreibung dessen Aufbaus weggelassen wird.
Ein Abgasleitung (Abgaskanal) 20 ist mit dem anderen Ende des Abgaskrümmers 12 verbunden, und ein Dreiweg-Katalysator (katalytischer Konverter) 30 als eine Abgasreinigungs-Katalysatorvorrichtung ist in der Abgasleitung 20 angeordnet. Ein Träger des Dreiweg-Katalysators 30 enthält Kupfer (Cu), Cobalt (Co), Silber (Ag), Platin (Pt), Rhodium (Rh) oder Palladium (Pd) als aktives Edelmetall.
Ferner ist eine Abgasstromsteuervorrichtung 40 stromabwärts vom Dreiweg-Katalysator 30 in der Abgasleitung 20 angeordnet.
Die Abgasstromsteuervorrichtung 40 ist dazu bestimmt, eine Reduzierung der Schadstoffe (z.B. NO_x, Rauch, H₂ usw. als auch unverbrannter Stoffe, wie HC und CO) in den Abgasen zu unterstützen, und ist in der Lage, mindestens einen aus Abgasdruck, Abgasdichte und Abgasströmungsgeschwindigkeit zu verändern (Reduzierungswirkung-Unterstützungsfaktoren). Insbesondere besteht die Abgasstromsteuervorrichtung 40 aus einem abgedichteten öffnenden und schließenden Ventil (Abgasstromsteuervorrichtung) 42, das in der Lage ist, die Durchgangsfläche in der Abgasleitung 20 zu steuern.
Mit dieser Anordnung geht, wenn das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 betätigt wird, um die Durchgangsfläche in dem Fall zu beschränken, wo der Dreiweg-Katalysator 30 noch nicht aktiviert worden ist, zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, eine Oxidationsreaktion in einem Abgassystem weiter, um die Reinigung der Abgasemission zu unterstützen.
Es können verschiedene Typen von Ventilen als das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 eingesetzt werden, jedoch wird in diesem Beispiel eine Ventilklappe eingesetzt, die in der Lage ist, die Durchgangsfläche in der Abgasleitung 20 zu steuern, indem ein Ventilkörper 44 um eine Welle 43 gedreht wird, die durch die Abgasleitung 20 dringt, wie in 2(a), die einen geschlossenen Zustand des Ventils zeigt, und 2(b) zu sehen ist, die einen geöffneten Zustand des Ventils zeigt. Die Ventilklappe ist mit einem Stellglied 45 versehen, und das Stellglied 45 dreht den Ventilkörper 44 der Ventilklappe 44 um die Welle 43, um die Ventilklappe 44 zu öffnen und zu schließen.
Ferner ist ein Fahrzeug mit einer nicht gezeigten hydraulischen Bremsvorrichtung versehen, die über eine Öldruckleitung 50 mit einer Öldruckkammer 53 in einem Hauptzylinder 52 verbunden ist, so daß sie mit der Öldruckkammer 53 in Verbindung steht. Andererseits ist ein Bremspedal 56 über einen Druckstange 55 mit einem Hydraulikkolben 53 verbunden, der im Hauptzylinder 52 gleitet.
Mit dieser Anordnung wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 56 niederdrückt, der Hydraulikkolben 54 über die Druckstange 55 gedrückt, um Hydraulikflüssigkeit in die Öldruckkammer 53 auszustoßen, und die hydraulische Bremsvorrichtung erzeugt entsprechend dem Öldruck der ausgestoßenen Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit eine Bremskraft.
Ferner ist ein Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 als ein Bremskraftverstärker zwischen dem Hauptzylinder 52 und dem Bremspedal 56 vorgesehen. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 besteht aus einem Außenmantel 61 und einer Membran 62, die mit der Druckstange 55 integral ist, und ein Raum innerhalb des Außenmantels 61 ist durch die Membran 62 in zwei Kammern unterteilt. Insbesondere ist der Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 mit eine Unterdruckkammer 63 auf der Seite des Hydraulikkolbens 54 und einer Atmosphärenkammer 64 auf der Seite des Bremskraftverstärkers 60 ausgebildet. Eine Unterdruckleitung 66 erstreckt sich vom Unterdruck-Bremskraftverstärker 60, und die Unterdruckleitung 66 ist mit dem Ansaugkrümmer 10 verbunden, so daß die Unterdruckkammer 63 mit dem inneren Teil des Ansaugkrümmers 10 in Verbindung steht. Das heißt, der Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 empfängt einen Krümmerluftdruck (einen tieferen Druck als den atmosphärischen Druck) vom Ansaugkrümmer 10 über die Unterdruckleitung 66, um den Druck innerhalb der Unterdruckkammer 63 negativ zu machen, und der Unterdruck bewegt die Membran 62 zur Unterdruckkammer 63 hin, um die Druckstange 55 zu drücken.
Mit dieser Anordnung wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 56 niederdrückt, die Kraft des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 60 zur Trittkraft des Fahrers addiert, um den Öldruck der Hydraulikflüssigkeit im Hauptzylinder 52 deutlich zu erhöhen, so daß die hydraulische Bremsvorrichtung eine ausreichende Bremskraft ausübt.
Man beachte, daß der Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 bekannt ist, und daher dessen detaillierte Beschreibung weggelassen wird.
Ein Steuergerät 70 besteht aus einer Eingangs-/Ausgangsvorrichtung, einer Speichervorrichtung (einem ROM, einem RAM und einem nichtflüchtigen RAM), einer Zentraleinheit (CPU), einem Zeitgeberzähler und so weiter. Das Steuergerät 70 steuert die gesamten Operationen des Abgasemissionssteuerungssystems, einschließlich des Motors 1.
Eine Vielfalt von Sensoren, wie ein Kurbelwinkelsensor 72, der den Kurbelwinkel des Motors 1 detektiert, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V detektiert, ein Neigungssensor 76, der die Neigung θ einer Fahrzeugkarosserie in eine Längsrichtung des Fahrzeugs detektiert, ein Hubsensor 78, der den Hub BPST des Bremspedals 56 detektiert, und ein O₂-Sensor 79 ebenso wie der obenerwähnte Ansaugdrucksensor 13 und der TPS 16 sind mit der Eingangsseite des Steuergeräts 70 verbunden, so daß Informationen, die durch diese Sensoren detektiert werden, in das Steuergerät 70 eingegeben werden. Es sollte beachtet werden, daß die Motordrehzahl Ne beruhend auf dem Kurbelwinkel berechnet wird, der durch den Kurbelwinkelsensor 72 detektiert wird.
Andererseits sind die obenerwähnten vielfältigen Ausgangsvorrichtungen, wie das Kraftstoffeinspritzventil 6, die Zündspule 8, die Drosselklappe 14 und das Stellglied 45 mit der Ausgangsseite des Steuergeräts 70 verbunden. Die Kraftstoffeinspritzmenge, das Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung, Zündzeitsteuerung, abgasstromgesteuerte Variable und so weiter, die beruhend auf den Informationen berechnet werden, die durch die Sensoren detektiert werden, werden an die jeweiligen Ausgangsvorrichtungen ausgegeben, so daß das Kraftstoffeinspritzventil 6 eine geeignete Menge Kraftstoff zum richtigen Zeitpunkt einspritzt, die Zündkerze 4 die Funkenzündung zum richtigen Zeitpunkt ausführt, und der Betätigungszustand des öffnenden und schließenden Ventils 42 richtig gesteuert wird, um eine erwünschte abgasstromgesteuerte Variable zu erreichen (z.B. einen Sollabgasdruck).
Ferner hat das Kraftstoffeinspritzventil 6 die Funktion, Kraftstoff in zwei Stufen einzuspritzen, d.h. eine Haupteinspritzung zur Hauptverbrennung auszuführen und dann eine Teileinspritzung zum späteren Stadium eines Expansionshubs auszuführen, um eine zweistufige Verbrennung auszuführen (zweistufige Verbrennungsvorrichtung). In der zweistufigen Verbrennung wird die Haupteinspritzung im Kompressionshub ausgeführt, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Hauptverbrennung wird auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, bei dem die Sauerstoffmenge (O₂) groß ist.
Die oben beschriebene zweistufige Verbrennung ermöglicht es, daß überschüssiger Sauerstoff (überschüssiges O₂), das nach der Hauptverbrennung zurückbleibt, und unverbrannte Stoffe (z.B. HC und CO), die in der Teileinspritzung zurückbleiben, zur selben Zeit im Abgassystem (von der Verbrennungskammer zum Dreiweg-Katalysator) vorhanden sind. Zum Beispiel in dem Fall, wo der Dreiweg-Katalysator 30 noch nicht aktiviert worden ist, zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, reagieren das überschüssige O₂ und die unverbrannten Stoffe, wie HC und CO miteinander, um die Reinigung der Abgasemission zu unterstützen und den Dreiweg-Katalysator 30 sofort zu aktivieren.
Es wird nun eine Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Abgasemissionssteuerungsanordnung gegeben, das aufgebaut ist, wie oben beschrieben.
Zuerst wird eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 gegeben.
3 ist ein Ablaufplan, der eine Bremskraftsteuerroutine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Schritt S10 wird festgestellt, ob der Abgasstrom unterdrückt wird oder nicht. Insbesondere wird festgestellt, ob das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 betätigt wird, um die Durchgangsfläche in der Abgasleitung 20 zu beschränken, oder nicht. Wenn das Feststellungsergebnis falsch ist (Nein), wird die Routine zu Ende gebracht, ohne irgendetwas zu tun. Wenn das Feststellungsergebnis wahr ist (Ja), d.h. wenn festgestellt wird, daß das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 betätigt wird, um die Durchgangsfläche zu beschränken, zum Beispiel, zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, fährt der Prozeß mit Schritt S12 fort.
Im Schritt S12 wird festgestellt, ob die zweistufige Verbrennung ausgeführt wird oder nicht. Insbesondere wird festgestellt, ob die Teileinspritzung des Kraftstoffs vom späteren Stadium des Expansionshub ausgeführt wird, nachdem die Haupteinspritzung für die Hauptverbrennung ausgeführt wird (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein mageres Luft-Kraftstoff- Verhältnis eingestellt ist) oder nicht. Wenn das Feststellungsergebnis falsch ist (Nein), wird die Routine zu Ende gebracht, ohne irgendetwas zu tun. Wenn andererseits das Feststellungsergebnis wahr ist (Ja), d.h. wenn die zweistufige Verbrennung ausgeführt wird, zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, fährt der Prozeß mit Schritt S14 fort.
Im Schritt S14 wird eine tatsächliche Bremskraft (tatsächlicher Bremskraft-Korrelationswert), die durch den Unterdruck- Bremskraftverstärker 60 erzeugt werden kann, detektiert (Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft). Insbesondere wird eine Bremskraft detektiert, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 zum gegenwärtigen Zeitpunkt addiert werden kann.
In diesem Beispiel, wie in 4 gezeigt, wird die Beziehung zwischen der tatsächlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt wird, und dem Krümmerluftdruck (dem Unterdruck im Ansaugkrümmer) (wobei der Krümmerluftdruck < der atmosphärischer Druck) im voraus festgelegt und auf einem Kennfeld dargestellt, indem Experimente oder dergleichen durchgeführt werden, und die tatsächliche Bremskraft wird aus dem Kennfeld gemäß dem Krümmerluftdruck gelesen, der durch den Ansaugdrucksensor 13 detektiert wird.
Im Schritt 16 wird eine erforderliche Bremskraft (erforderlicher Bremskraft-Korrelationswert) detektiert (Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft). Insbesondere wird eine Bremskraft detektiert, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 zum gegenwärtigen Zeitpunkt erzeugt werden muß.
Die erforderliche Bremskraft wird gemäß Funktionen f (V, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ des Fahrzeugs in dessen Längsrichtung und dem Hub BPST des Bremspedals 6 bestimmt. In diesem Beispiel wird die Beziehung zwischen der erforderlichen Bremskraft und f (V, θ, BPST) im voraus festgelegt und auf einem Kennfeld dargestellt, indem Experimente oder dergleichen durchgeführt werden. Die erforderliche Bremskraft wird aus dem Kennfeld gemäß den Funktionen f (V, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 ausgegeben wird, der Neigung, die aus dem Neigungssensor 76 ausgegeben wird, und dem Hub BPST gelesen, der aus dem Hubsensor 78 ausgegeben wird. Obwohl in diesem Beispiel die erforderliche Bremskraft gemäß den Funktionen f (V, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ des Fahrzeugs in dessen Längsrichtung und dem Hub BPST des Bremspedals 6 bestimmt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die erforderliche Bremskraft kann gemäß einer Funktion irgendeines der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ und des Hubs BPST bestimmt werden.
Im Schritt S18 werden die erforderliche Bremskraft und die tatsächliche Bremskraft, die in der obenerwähnten Weise gefunden werden, miteinander verglichen, um festzustellen, ob die erforderliche Bremskraft größer als die tatsächliche Bremskraft ist oder nicht. Wenn das Feststellungsergebnis wahr ist (Ja), d.h. wenn die erforderliche Bremskraft größer als die tatsächliche Bremskraft ist (die erforderliche Bremskraft > die tatsächliche Bremskraft), fährt der Prozeß mit Schritt S20 fort.
Im Schritt S20 wird die Unterdrückung des Abgasstroms beschränkt (Beschränkungsvorrichtung) und die zweistufige Verbrennung wird verhindert (Verhinderungsvorrichtung der zweistufigen Verbrennung) aus dem Grund, daß die erforderliche Bremskraft größer als die tatsächliche Bremskraft ist. Insbesondere wird die Beschränkung durch das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 reduziert oder das abgedichtete öffnende und schließende Ventil 42 wird geöffnet, um die Unterdrückung des Abgasstroms zu beschränken und die Teileinspritzung des Kraftstoff vom späteren Stadium des Expansionshubs zu verhindern.
In dem Fall, wo die Unterdrückung des Abgasstroms nicht beschränkt wird (der Abgasstrom unterdrückt wird), nähert sich der Krümmerluftdruck innerhalb des Ansaugkrümmers 10 mit einer Zunahme des Abgasdrucks dem atmosphärischen Druck, und daher kann kein ausreichender Krümmerluftdruck sichergestellt werden. Durch die Beschränkung der Unterdrückung des Abgasstroms, wie im Schritt S20, ist es jedoch möglich, die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 ausreichend zu ergänzen.
Ferner wird in dem Fall, wo die zweistufige Verbrennung ausgeführt wird, die Drosselklappe 14 in einen im wesentlichen völlig offenen Zustand gebracht, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Hauptverbrennung auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, und sich der Krümmerluftdruck im Ansaugkrümmer 10 mit einer Zunahme des Abgasdrucks dem atmosphärischen Druck nähert, um es unmöglich zu machen, einen ausreichenden Krümmerluftdruck sicherzustellen. Indem die zweistufige Verbrennung verhindert wird, wie im Schritt S20, ist es jedoch möglich, einen ausreichenden Krümmerluftdruck sicherzustellen, ohne die Drosselklappe 14 zu öffnen, und die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 ausreichend zu ergänzen, wie oben erwähnt.
Wenn andererseits das Feststellungsergebnis im Schritt S18 falsch ist (Nein), d.h. wenn im Schritt S18 festgestellt wird, daß die erforderliche Bremskraft nicht größer als die tatsächliche Bremskraft ist, wird die Routine zu Ende gebracht, ohne irgendetwas zu tun. Insbesondere wenn die erforderliche Bremskraft nicht größer als die tatsächliche Bremskraft ist, wird die Unterdrückung des Abgasstroms ohne Beschränkung ausgeführt und die zweistufige Verbrennung wird ohne Verhinderung ausgeführt. Dies läßt eine Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen und unterstützt die Reinigung der Abgasemission, wodurch folglich der Dreiweg-Katalysator 30 sofort aktiviert wird.
Insbesondere wird erfindungsgemäß, wenn die erforderliche Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt werden muß, größer als die tatsächliche Bremskraft ist, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt werden kann, die Unterdrückung des Abgasstroms beschränkt und die zweistufige Verbrennung wird verhindert, um die Bremskraft sicherzustellen, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt wird. Wenn andererseits die erforderliche Bremskraft nicht größer als die tatsächliche Bremskraft ist, wird der Abgasstrom unterdrückt und die zweistufige Verbrennung wird vorzugsweise ausgeführt, selbst wenn sich der Krümmerluftdruck, der durch den Ansaugdrucksensor 13 detektiert wird, dem atmosphärischen Druck nähert.
Daher wird nur in dem Fall, wo eine verhältnismäßig große Bremskraft erforderlich ist, die Unterdrückung des Abgasstroms beschränkt und die zweistufige Verbrennung verhindert, um die Bremskraft sicherzustellen, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt wird, und andererseits wird in dem Fall, wo keine Bremskraft erfor derlich ist, zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Straße gestoppt ist, der Abgasstrom unterdrückt und die zweistufige Verbrennung sicher ausgeführt, um die Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen zu lassen und die Reinigung der Abgasemission zu unterstützen, wodurch folglich der Dreiweg-Katalysator 30 sofort aktiviert wird.
Übrigens kann, wenn die zweistufige Verbrennung im obenerwähnten Schritt S20 verhindert wird, ein leicht magerer Kompressionsbetrieb, in dem Kraftstoff in den Kompressionshub eingespritzt wird, so daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein leicht mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z.B. einen Wert 15) eingestellt wird, als eine Alternative zur zweistufigen Verbrennung ausgeführt werden (Vorrichtung zum leicht mageren Betrieb).
Dies ermöglicht es, daß CO und überschüssiges O₂, die nach der Schichtverbrennung zurückbleiben, in das Abgassystem emittiert werden, während der Unterdruck im Luftansaugsystem des Motors 1 sichergestellt wird, was folglich eine Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen läßt. Zum Beispiel in dem Fall, wo eine Bremskraft zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1 erforderlich ist, wenn sich das Fahrzeug an einem Abhang befindet, kann die Reinigung der Abgasemission in einer verhältnismäßig bevorzugten Weise unterstützt werden, während die Bremskraft ausreichend ergänzt wird.
Es wird nun eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 gegeben.
6 ist ein Ablaufplan, der eine Bremskraftsteuerroutine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Elemente und Teile der 6, die jenen der ersten Ausführungsform entsprechen, d.h. dieselben Schritte wie in 3, werden durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen. Es wird nur eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform gegeben.
Wenn in den Schritten S10 und S12 festgestellt wird, daß der Abgasstrom unterdrückt wird und die zweistufige Verbrennung ausgeführt wird, fährt der Prozeß mit Schritt S15' fort.
Es wird im Schritt S15' festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V₁ ist oder nicht. Das heißt, ob die erforderliche Bremskraft groß ist oder nicht, wird gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V festgestellt. Obwohl in diesem Beispiel gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V festgestellt wird, ob die erforderliche Bremskraft groß ist oder nicht, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es kann entsprechend dessen, ob die Neigung θ größer als eine vorbestimmte Neigung ist oder nicht, oder ob der Hub BPST größer als ein vorbestimmter Hub BPST1 ist, festgestellt werden, ob die erforderliche Bremskraft groß oder nicht ist. Wenn das Feststellungsergebnis im Schritt S15' wahr ist (Ja), d.h. wenn im Schritt S15' festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, wird festgestellt, daß die erforderliche Bremskraft groß ist, und der Prozeß fährt mit Schritt S16' fort.
Im Schritt S16' wird der erforderliche Unterdruck, der für den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erforderlich ist, (erforderlicher Bremskraft-Korrelationswert) detek tiert (Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft).
Entsprechend zu ersten Ausführungsform wird der erforderliche Unterdruck gemäß Funktionen f (V, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ des Fahrzeugs in dessen Längsrichtung und dem Hub BPST des Bremspedals 56 festgestellt. In diesem Beispiel, wie in 7 gezeigt, wird die Beziehung zwischen dem erforderlichen Unterdruck und f (V, θ, BPST) auf einem Kennfeld im voraus festgelegt und dargestellt, indem Experimente oder dergleichen durchgeführt werden. Der erforderliche Unterdruck wird aus dem Kennfeld gemäß den Funktionen f (V, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 ausgegeben wird, der Neigung θ, die vom Neigungssensor 76 ausgegeben wird, und dem Hub BPST gelesen, der vom Hubsensor 78 ausgegeben wird. Obwohl in diesem Beispiel der erforderliche Unterdruck gemäß den Funktionen f (v, θ, BPST) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ des Fahrzeugs in dessen Längsrichtung und dem Hub BPST des Bremspedals 56 festgestellt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern der erforderliche Unterdruck kann gemäß irgendeiner Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Neigung θ oder des Hubs BPST festgestellt werden.
Da im Schritt S15' festgestellt worden ist, daß die erforderliche Bremskraft groß ist, kann übrigens der erforderliche Unterdruck ein vorbestimmter Wert sein, der im voraus festgelegt wird.
Im Schritt S18' wird der erforderliche Unterdruck, der in der obenerwähnten Weise gefunden wird, direkt mit dem Krümmerluftdruck verglichen, der durch den Ansaugdrucksensor detektiert wird (Korrelationswert-Detektionsvorrich tung für die tatsächliche Bremskraft) 13, d.h. dem tatsächlichen Unterdruck (tatsächlichen Bremskraft-Korrelationswert), um festzustellen, ob der Absolutwert des erforderlichen Unterdrucks größer als der Absolutwert des tatsächlichen Unterdrucks ist oder nicht. Wenn das Feststellungsergebnis wahr ist (Ja), d.h. wenn festgestellt wird, daß der Absolutwert des erforderlichen Unterdrucks größer als der Absolutwert des tatsächlichen Unterdrucks ist (|erforderlicher Unterdruck| > |tatsächlicher Unterdruck|), fährt der Prozeß mit Schritt S20 fort, wobei die Unterdrückung des Abgasstroms beschränkt und die zweistufige Verbrennung verhindert wird.
Wenn daher die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist und die erforderliche Bremskraft in einem solchen Ausmaß groß ist, daß der Absolutwert des erforderlichen Unterdrucks größer als der Absolutwert des tatsächlichen Unterdrucks ist, kann ein ausreichender Krümmerluftdruck sichergestellt werden, um die Bremskraft durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 ausreichend zu ergänzen.
Wenn andererseits das Feststellungsergebnis im Schritt S15' falsch ist (Nein), d.h. wenn im Schritt S15' festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, das heißt die erforderliche Bremskraft klein ist, oder in dem Fall, wo das Feststellungsergebnis im Schritt S15' falsch ist (Nein), d.h. wenn im Schritt S15' festgestellt wird, daß der Absolutwert des erforderlichen Unterdrucks nicht größer als der Absolutwert des tatsächlichen Unterdrucks ist, wird die Routine zu Ende gebracht, ohne irgendetwas zu tun. Insbesondere wenn die erforderliche Bremskraft klein ist oder wenn der Absolutwert des erforderlichen Unterdrucks nicht größer als der Absolutwert des tatsächlichen Unterdrucks ist, wird die Unterdrückung des Abgasstroms ohne Einschränkung ausgeführt und die zweistufige Verbrennung wird ohne Verhinderung ausgeführt. Dies läßt die Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen und unterstützt die Reinigung der Abgasemission, wodurch folglich der Dreiweg-Katalysator 30 sofort aktiviert wird.
Daher wird gemäß der zweiten Ausführungsform nur in dem Fall, wo eine verhältnismäßig große Bremskraft erforderlich ist, die Unterdrückung des Abgasstroms beschränkt und die zweistufige Verbrennung verhindert, um die Bremskraft sicherzustellen, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker 60 erzeugt wird, und andererseits wird in dem Fall, wo keine Bremskraft erforderlich ist, zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1, wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Straße gestoppt ist, der Abgasstrom unterdrückt und zweistufige Verbrennung sicher ausgeführt, um die Oxidationsreaktion im Abgassystem weitergehen zu lassen, wodurch folglich die Reinigung der Abgasemission unterstützt wird und der Dreiweg-Katalysator 30 sofort aktiviert wird.
Wenn übrigens in der zweiten Ausführungsform die zweistufige Verbrennung im obenerwähnten Schritt S20 verhindert wird, kann ein leicht magerer Kompressionsbetrieb, in dem Kraftstoff in den Kompressionshub eingespritzt wird, so daß das Luft- Kraftstoff-Verhältnis auf ein leicht mageres Luft-Kraftstoff- Verhältnis (z.B. einen Wert 15) eingestellt wird, als eine Alternative zur zweistufigen Verbrennung ausgeführt werden, wie es in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Fall ist.
Es sollte verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform möglich sein können, ohne den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen, einschließlich der Variationen, wie sie zum Beispiel unten beschrieben werden.
Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Krümmerluftdruck durch den Ansaugdrucksensor 13 detektiert wird, kann jedoch der Unterdruck in der Unterdruckkammer 63 des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 60 detektiert werden, oder der Krümmerluftdruck kann aus dem Drosselklappenwinkel und der Motordrehzahl Ne geschätzt werden.
Obwohl ferner in den oben beschriebenen Ausführungsformen sowohl die Unterdrückung des Abgasstroms als auch die zweistufige Verbrennung beschränkt oder verhindert werden, kann jedoch nur eine der Unterdrückung des Abgasstroms und die zweistufige Verbrennung beschränkt oder verhindert werden.
Obwohl ferner in den oben beschriebenen Ausführungsformen sowohl die Unterdrückung des Abgasstroms als auch die zweistufige Verbrennung ausgeführt werden, kann zum Beispiel zur Zeit des Kaltstarts des Motors 1 nur die Unterdrückung des Abgasstroms ausgeführt werden oder nur die zweistufige Verbrennung ausgeführt werden.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführungsform der Benzinmotor mit Zylindereinspritzung als der Motor 1 eingesetzt wird, kann in dem Fall, wo nur die Unterdrückung des Abgasstroms ausgeführt wird, ein Dieselmotor als der Motor 1 eingesetzt werden oder ein Benzinmotor mit Ansaugrohreinspritzung eingesetzt werden.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführungsform der Dreiweg-Katalysator 30 als der Katalysator eingesetzt wird, kann jede Art Katalysator, wie ein Mager-NO_x- Katalysator oder ein HC-Absorptionskatalysator eingesetzt werden.

Claims

Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, die aufweist: einen Unterdruck-Bremskraftverstärker (60), der eine Fahrzeugbremskraft ergänzt, indem er einen Unterdruck nutzt, der in einem Luftansaugsystem (10) des Verbrennungsmotors entwickelt wird; eine Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung (S10, S12) zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, so daß sich der Unterdruck, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, einem atmosphärischen Druck nähert; eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung (S14) für die tatsächliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer tatsächlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker tatsächlich erzeugt werden kann; eine Korrelationswert-Detektionsvorrichtung (S16, S16') für die erforderliche Bremskraft zur Detektion eines Korrelationswerts einer erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß; und eine Beschränkungsvorrichtung (S20) zur Beschränkung der Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation der Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Brems kraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft detektiert wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft den Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft beruhend auf einer Größe eines tatsächlichen Unterdrucks detektiert, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft den Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft beruhend auf einer Größe eines tatsächlichen Unterdrucks detektiert, der in einer Unterdruckkammer des Unterdruck-Bremskraftverstärkers entwickelt wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft den Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft beruhend auf mindestens einem einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugneigung und einem Hub eines Bremspedals detektiert, das durch einen Fahrer niedergedrückt wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft eine Größe eines tatsächlichen Unterdrucks, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, als den Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft detektiert; und die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft eine Größe eines erforderlichen Unterdrucks als den Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft beruhend auf mindestens einem einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugneigung und einem Hub eines Bremspedals detektiert, das durch einen Fahrer niedergedrückt wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung betriebsfähig ist, die Reinigung von Abgas zu unterstützen, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, wenn der Verbrennungsmotor kalt gestartet wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung eine Abgasstromsteuervorrichtung zur Unterstützung der Reinigung von Abgas ist, indem ein Abgasstrom in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors unterdrückt wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Verbrennungsmotor ein Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor ist; und die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung eine zweistufige Verbrennungsvorrichtung zur Zuführung von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer ist, so daß eine Haupteinspritzung zur Hauptverbrennung in einem Ansaughub oder in einem Kompressionshub ausgeführt wird, und eine Teileinspritzung von einem Expansionshub ausgeführt, wodurch eine Abgastemperatur erhöht wird, um die Abgasreinigung zu unterstützen.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei die Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung ferner eine Abgasstromsteuervorrichtung zur Unterstützung der Abgasreinigung aufweist, indem ein Abgasstrom in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors unterdrückt wird; und die Beschränkungsvorrichtung den Betrieb sowohl der zweistufigen Verbrennungsvorrichtung als auch der Abgasstromsteuervorrichtung verhindert, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft detektiert wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei die Beschränkungsvorrichtung verhindert, daß die zweistufige Verbrennungsvorrichtung die zweistufige Verbrennung aus führt, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die erforderliche Bremskraft detektiert wird, größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist, der durch die Korrelationswert-Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Bremskraft detektiert wird.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor nach Anspruch 10, das ferner aufweist: eine Vorrichtung zum leicht mageren Betrieb, um einen leicht mageren Kompressionsbetrieb auszuführen, in dem Kraftstoff der Verbrennungskammer zugeführt wird, so daß ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein leicht mageres Luft- Kraftstoff-Verhältnis im Kompressionshub ist, wodurch die Abgastemperatur erhöht wird, um die Abgasreinigung zu unterstützen; wobei die Beschränkungsvorrichtung verhindert, daß die zweistufige Verbrennungsvorrichtung die zweistufige Verbrennung ausführt, und die Vorrichtung zum leicht mageren Betrieb veranlaßt, den leicht mageren Kompressionsbetrieb auszuführen.
Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, das aufweist: einen Unterdruck-Bremskraftverstärker, der eine Fahrzeugbremskraft ergänzt, indem er einen Unterdruck nutzt, der in einem Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird; eine Abgasreinigungsunterstützungsvorrichtung zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, so daß sich der Unterdruck, der im Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, einem atmosphärischen Druck nähert; eine Beschränkungsvorrichtung zur Beschränkung der Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation der Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist.
Bremssteuerungsverfahren für eine Abgasemissionssteuerungsanordnung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, das die Schritte aufweist: Detektion des tatsächlichen Bremskraft-Korrelationswerts einer tatsächlichen Bremskraft, die durch einen Unterdruck- Bremskraftverstärker tatsächlich erzeugt werden kann; Detektion eines erforderlichen Bremskraft-Korrelationswerts einer erforderlichen Bremskraft, die durch den Unterdruck-Bremskraftverstärker erzeugt werden muß; und Beschränkung einer Abgasemissionsreinigung-Unterstützungsoperation einer Abgasemissionsreinigungs-Unterstützungsvorrichtung zur Unterstützung der Reinigung von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor emittiert wird, so daß sich der Unterdruck, der in einem Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors entwickelt wird, einem atmosphärischer Druck nähert, wenn der Korrelationswert der erforderlichen Bremskraft größer als der Korrelationswert der tatsächlichen Bremskraft ist.